Bus dati del processore. Autobus per personal computer. Memoria del computer e sue caratteristiche e scopo. Pzu, ozu, vzu. Organizzazione e rappresentazione fisica dei dati in un computer

Gli autobus, come sapete, vengono utilizzati per trasferire dati dal processore centrale ad altri dispositivi di un personal computer. Per coordinare il trasferimento dei dati ai singoli componenti che funzionano alla propria frequenza, viene utilizzato un chipset, un insieme di controller combinati strutturalmente nei ponti Nord e Sud. Il North Bridge è responsabile dello scambio di informazioni con la RAM e il sistema video, il South Bridge è responsabile del funzionamento di altri dispositivi collegati tramite connettori appropriati: dischi rigidi, unità ottiche e dispositivi situati sulla scheda madre (integrati sistema audio, dispositivo di rete, ecc.) e per dispositivi esterni: tastiera, mouse, ecc.

Lo schema della scheda di sistema è mostrato di seguito.

Per collegare il processore ai bridge, viene utilizzato il bus FSB (Front Side Bus) (i più comunemente usati oggigiorno sono Hyper-Transport e SCI), il north bridge (a volte chiamato controller di sistema) consente il funzionamento dei dispositivi più produttivi: il adattatore video che utilizza il bus PCI Express 16x e la memoria RAM tramite il bus di memoria. Il South Bridge garantisce il funzionamento dei dispositivi a bassa velocità collegati tramite schede di espansione (schede audio, schede di rete, schede video, ecc.) tramite bus PCI e bus PCI Express, unità ottiche e dischi rigidi tramite bus ATA (precedentemente chiamati IDE, ora chiamato PATA (Parallel ATA) e bus SATA più moderni. Anche i dispositivi più lenti sono collegati al South Bridge tramite il bus LPC: un chip BIOS, un multicontroller per la comunicazione con dispositivi esterni tramite porte seriali e parallele: tastiera, mouse, stampante, ecc. eccetera.

Si noti che nei computer più moderni, le funzioni del north bridge sono eseguite dal processore centrale (Intel Nehalem, AMD Sledgehammer).

Un computer dispone di diversi bus attraverso i quali vengono trasferiti i dati. Il bus principale è tra il processore centrale e il Northbridge. Puoi leggere la frequenza di questo bus nella sezione sui processori. Il bus successivo è tra il processore e la RAM (in precedenza era tra il North Bridge e la RAM). Puoi conoscere le sue caratteristiche dalla sezione sulla RAM. Restano inesplorati i bus che portano alle schede di espansione, che descriveremo più avanti.

Il bus dati trasporta i dati direttamente e più linee ha, più dati possono essere trasferiti in un ciclo di clock, quindi il numero di linee è in costante aumento. Per trasferire i dati all'interno del computer, viene utilizzato un bus speciale, composto da tre parti, attraverso il quale vengono trasmessi dati, indirizzi, segnali di controllo, nonché messa a terra, tensione, ecc. Cioè, praticamente i dati vengono trasferiti in tre parti : bus indirizzi, bus dati e gestione bus. Il numero di linee del bus di indirizzo determina lo spazio massimo di indirizzi in cui i dati possono essere inviati, principalmente alla RAM. Il processore 8086 aveva 20 linee di indirizzo e poteva indirizzare 2 20 = 1 megabyte di memoria, il 286 aveva 24 linee (2 24 = 16 megabyte), il 386 aveva 32 linee (2 32 = 4 gigabyte), i computer moderni ne hanno più di 32 linee. Cioè, maggiore è il numero di linee nel bus degli indirizzi, maggiore è la quantità di RAM supportata dalla scheda madre.

Il bus dati trasmette i dati direttamente e più linee ha, più dati possono essere trasferiti in un ciclo di clock. Pertanto il numero delle linee è in costante aumento, partendo dalle 8 dei primi computer alle 32 dei sistemi Pentium.

Attraverso i connettori della scheda madre, attraverso le schede inserite, le informazioni vengono trasmesse al/dal processore ai dispositivi esterni in relazione alla scheda madre. Naturalmente questi connettori non possono trasmettere più dati di quelli supportati dal bus di sistema interno, e solitamente meno, a seconda del tipo di bus con cui funzionano le schede di espansione. Esistono diversi tipi di bus e, di conseguenza, connettori: ISA, EISA, PCI e altri. Gli ultimi modelli di computer utilizzano principalmente il più potente bus PCI-E. Ma non pochi dispositivi funzionano ancora su autobus meno efficienti. Pertanto, le moderne schede madri hanno fino a 5 bus diversi e i relativi connettori.

Diamo uno sguardo più da vicino agli pneumatici disponibili.

Autobus ISA(Industry Standard Architecture) è apparso molto tempo fa ed è stato uno standard per molto tempo. Ora è irrimediabilmente obsoleto. In totale, i primi modelli XT avevano 8 linee dati, che consentivano il trasferimento di byte, 20 linee di indirizzo per indirizzare fino a 1 megabyte di memoria e altre 34 linee per altri scopi. Passando al modello RS AT sono state aggiunte altre 36 linee, di cui 8 per dati e 4 per indirizzo. 8 bit veniva utilizzato nel PC XT, aveva 62 contatti e consentiva l'indirizzamento di 1 MB di memoria. Successivamente è arrivato il 16 bit (a volte chiamato AT BUS), che funziona ad una frequenza di 8 MHz con una velocità di 16 Mb/sec, consentendo di indirizzare fino a 16 Megabyte. È composto da due parti, la prima delle quali corrisponde allo slot del bus ISA a 8 bit. Gli 8 bit aggiuntivi vengono utilizzati per indirizzi I/O aggiuntivi e contengono 36 slot (quindi è possibile installare schede a 8 bit in uno slot a 16 bit). Tuttavia, questo dispositivo aveva una frequenza di clock di 8,33 MHz e funzionava lentamente, quindi sono apparsi altri bus.

Attualmente funziona lo standard Plug-an d-Play (PnP), che consente di eseguire la configurazione automaticamente durante l'installazione di un nuovo dispositivo. In questo caso, il sistema stesso determina il tipo di dispositivo, l'indirizzo della porta I/O, il numero di interrupt e il canale di accesso diretto alla memoria (DMA). Tuttavia, i pneumatici più vecchi hanno difficoltà ad utilizzare questo standard. Pertanto, il bus ISA è stato sviluppato prima dell'avvento del PnP. Pertanto non tutti i dispositivi che si collegano a questo bus possono essere configurati automaticamente. Per uscire dalla situazione attuale, Windows 9x dispone di un elenco di dispositivi che possono essere collegati al computer e che si installano da soli.

Il bus ISA ha quanto segue restrizioni:

La presenza di un bus a 16 bit, ovvero la possibilità di inviare contemporaneamente due byte;

Frequenza massima dell'orologio 8,33 MHz;

Nessuna condivisione di interruzioni e canali DMA su più schede in slot diversi;

Impossibilità di disabilitare a livello di codice la carta in caso di conflitto del dispositivo;

Mancanza di controllo software degli indirizzi delle porte I/O, delle linee di interruzione e dei canali di accesso diretto.

Per installare una scheda ISA su un bus EISA, in genere è necessario disporre di un file di configurazione per eseguire l'utilità di configurazione del bus EISA, che assegnerà quindi le risorse alla scheda.

Quando si installa un nuovo dispositivo, è necessario che sia fisicamente e logicamente compatibile. Allineamento fisico significa che il tipo di connettore e il numero di pin sulla spina e sul connettore devono corrispondere tra loro. L'allineamento logico significa che i contatti attraverso i quali viene fornita la tensione, dove c'è la messa a terra, ecc. devono essere chiaramente definiti. In questo caso, il segnale inviato tramite un contatto deve essere identificato dal dispositivo ricevente come segnale di trasferimento dati e non come segnale di controllo. Tutto ciò è determinato dallo standard dei pneumatici.

Questo standard viene solitamente stabilito dal produttore, che ha iniziato la produzione in serie di nuovi dispositivi. Questi includono il bus EIDE per il collegamento di dischi rigidi, porte seriali e parallele, un bus per l'emissione di immagini grafiche, un bus per il collegamento di schede di espansione, un bus USB, IrDA, ecc., che hanno i propri standard. Tuttavia, nella pratica, il termine bus si riferisce spesso al bus a cui è collegata la scheda di espansione. Pertanto, in questo libro, da ora in poi, il bus verrà chiamato semplicemente bus PCI, bus VESA, ecc. In conclusione, notiamo che furono chiamati i primi bus di computer Multibus1. Venivano prodotti in due versioni: bus PC/XT e bus PC/AT e avevano 7 linee per gli interrupt hardware. Successivamente furono sostituiti dall'autobus ISA.

Autobus MCA(Microchannel) è apparso nel 1987, sviluppato da IBM e installato sul computer PS/2 ISA. Ne esistono di due tipi: 16 bit e 32 bit. Quella a 32 bit funziona alla frequenza di 10 MHz, con una velocità di trasferimento dati fino a 20 Mb/s, e permette di indirizzare fino a 4 Gigabyte. La scheda di espansione può essere riconosciuta in modo indipendente e configurata automaticamente dal computer. Lo svantaggio principale è l'incompatibilità con il bus ISA, per il quale sono stati sviluppati i principali dispositivi, per cui questa architettura non è molto utilizzata.

PneumaticoEISA(Extended ISA - Extended ISA) è stato rilasciato da un gruppo di aziende concorrenti di IBM nel 1988, poiché il bus MCA aveva una descrizione chiusa e poteva essere utilizzato solo da IBM, ed era già obsoleto. I vantaggi includono la compatibilità con il connettore ISA grazie alla disposizione dei connettori su due strati, su un ISA, sul secondo - EISA. Questo bus è a 32 bit, funziona ad una frequenza di 8,33 MHz e fornisce una velocità massima di trasferimento dati fino a 33 Mb/s. La configurazione viene impostata a livello di codice, senza utilizzare interruttori.

Per evitare che i due strati vengano cortocircuitati durante l'installazione di una scheda che richiede un connettore ISA, il connettore è dotato di una spina che impedisce la connessione ai contatti inferiori. La scheda EISA contiene un ritaglio al posto della spina che consente di bypassare questa spina.

A causa del suo costo elevato, il bus EISA non era ampiamente utilizzato nei personal computer, ma veniva utilizzato nelle workstation e nei server.

Pneumatico SCSI(Small Computer System Interface - interfaccia per computer di sistema piccolo) è progettata per collegare grandi matrici di dispositivi al bus, come dischi rigidi, unità ottiche, streamer, stampanti, ecc. Pertanto, viene utilizzata principalmente nei computer server o nei computer con un Sistema RAID. Non è praticamente utilizzato nei computer di casa.

SCSI-1 apparso nel 1986, aveva 8 linee dati, ciascun dispositivo con il proprio numero, all'adattatore è assegnato il numero 7. I restanti dispositivi hanno un numero da 0 a 6 e il numero viene impostato manualmente sul retro del dispositivo collegato o utilizzando i ponticelli . I dispositivi sul bus possono scambiarsi informazioni tra loro senza la partecipazione di un adattatore, che in questo caso determina chi può trasferire i dati a chi. Allo stesso tempo, quando l'informazione lo attraversa, ne prende parte. La frequenza del bus è 5 MHz, il numero massimo di dispositivi collegati è 8.

Veloce SCSIè apparso nel 1991 e aveva 8 linee dati, oltre a un connettore del cavo migliorato. Frequenza del bus – 10 MHz, larghezza di banda – 10 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati – 8.

Largo SCSI aveva 16 linee per la trasmissione dei dati, frequenza del bus – 10 MHz, larghezza di banda – 20 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati – 16.

Ultra SCSI apparso nel 1992, aveva 8 linee per la trasmissione dati, frequenza del bus - 20 MHz, larghezza di banda - 20 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati - 4-8.

Ultra Largo SCSI aveva 16 linee per la trasmissione dati, frequenza bus - 20 MHz, larghezza di banda - 40 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati - 4 - 16.

Ultra 2SCSI apparso nel 1997, aveva 8 linee per la trasmissione dati, frequenza del bus – 10 MHz, larghezza di banda – 40 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati – 8.

Ultra 2 Largo SCSI aveva 16 linee per la trasmissione dati, frequenza del bus – 40 MHz, larghezza di banda – 80 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati – 16.

Ultra 3SCSI aveva 16 linee per la trasmissione dei dati, frequenza del bus – 40 MHz, larghezza di banda – 160 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati – 16.

Ultra -320 SCSI aveva 16 linee per la trasmissione dei dati, frequenza del bus – 80 MHz, larghezza di banda – 320 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati – 16.

Ultra -640SCSI apparso nel 2003, aveva 16 linee per la trasmissione dati, frequenza del bus – 160 MHz, larghezza di banda – 640 MB/sec, numero massimo di dispositivi collegati – 16.

Successivamente, la tecnologia ha iniziato a svilupparsi SAS(Serial attached SCSI) per lavorare con dischi rigidi e unità a nastro. È possibile collegare dispositivi SATA al connettore SAS, ma non viceversa. Fornisce un throughput di 1,5, 3,0, 6,0 Gbit/s, 12 Gbit/s previsti. Consente di collegare non solo unità da 3,5 pollici, ma anche unità da 2,5 pollici.

L'adattatore stesso si trova sulla scheda madre (come un Mac) o su una scheda di espansione. La scheda viene inserita nello slot PCI. Il cavo del dispositivo SCSI sui computer Mac ha un connettore femmina con connettore DB25, lo stesso della porta parallela. Se lo colleghi accidentalmente a una stampante o alla porta parallela di un computer o, al contrario, colleghi il cavo della stampante a un dispositivo SCSI, i chip del dispositivo a cui sono collegati potrebbero bruciarsi.

Quando si trasmettono dati tramite cavo, al suo interno può formarsi la cosiddetta "onda stazionaria". Per evitare che ciò accada, viene utilizzata una spina speciale per estinguerlo. Inoltre, questa spina dovrebbe essere una e posizionata all'estremità del cavo. I dispositivi SCSI possono avere due connettori, uno dei quali è collegato al bus SCSI e il secondo, se si trova all'estremità del cavo, deve avere una spina. Se ci sono due stub su due dispositivi su una linea, potrebbero impedirsi a vicenda di svolgere il proprio ruolo.

Il bus SCSI funziona con i dischi rigidi in modo leggermente diverso rispetto ad altri standard, considerando il disco non come record con testine, cilindri, settori, ma come una sequenza di record logici. Quando l'adattatore SCSI riceve informazioni dalla CPU su un record in un indirizzo specifico per il disco rigido, l'adattatore SCSI lo converte in un numero di record logico. Di conseguenza, se il disco rigido viene installato al posto di qualsiasi dispositivo SCSI di questo adattatore, funzionerà, ma se installato in altri adattatori, il sistema potrebbe non leggere i dati sulla conversione del disco nella nuova struttura, tutte le informazioni su il disco verrà distrutto.

Altri dispositivi (unità ottiche, Iomega) dispongono di driver speciali che consentono loro di essere spostati liberamente da un sistema all'altro. È possibile utilizzare contemporaneamente entrambi i dispositivi collegati a un adattatore SCSI e EIDE su un computer.

I dispositivi SCSI richiedono una terminazione all'estremità del cavo che li collega. Di norma, viene installato in fabbrica su ciascun dispositivo. Pertanto, quando si installano tutti i dispositivi tranne l'ultimo, è necessario rimuoverli. Se i dispositivi collegati al bus SCSI non supportano lo standard Plug & Play, è necessario impostare su di essi il numero del dispositivo tramite ponticelli. Tieni presente che alcuni adattatori richiedono che i dispositivi numerati 0 e 1 siano dischi rigidi.

Autobus EIDE destinato al collegamento di dischi rigidi e unità ottiche. Chiamato anche come ATA O RATA(ATA parallelo). Ora viene sostituito dal bus SATA, ma, tuttavia, è installato anche sulle moderne schede madri, poiché ad esso è possibile collegare più unità ottiche (due per ciascun connettore). Questo è discusso più in dettaglio nel paragrafo sui dischi rigidi. Le prime unità disco erano collegate al computer tramite schede che contenevano un controller del disco. Nel corso del tempo, con la diminuzione delle dimensioni dei chip, il controller ha iniziato a essere installato sul disco rigido e il controller dell'unità floppy sulla scheda madre, quindi è diventato possibile collegare i dischi rigidi direttamente tramite il connettore sulla scheda madre.

È così che è apparso il bus IDE, che fa parte del bus ISA, che è collegato a un connettore speciale (nei dispositivi moderni ci sono due connettori) sulla scheda madre. Innanzitutto è stato sviluppato uno standard bus chiamato ATA, poi ATAPI, che ha permesso di lavorare con le unità ottiche. Nel corso del tempo, è apparsa una versione ampliata di EIDE con lo standard ATA e successivamente un'estensione dello standard: ATAPI. Se al connettore EIDE sono collegati più dispositivi di quanti il ​​computer possa supportare, è necessario installare una scheda speciale alla quale è possibile collegare molti altri dispositivi.

I primi standard utilizzavano dischi rigidi collegati alla scheda mediante apposite schede su cui si trovava il controller, al bus ISA. Nel corso del tempo, le dimensioni dei componenti elettronici si sono ridotte e hanno iniziato a essere installati sul disco rigido stesso. Successivamente, le unità iniziarono a essere collegate alla scheda tramite un connettore IDE, poi apparvero due connettori e si potevano collegare fino a due dispositivi a ciascun connettore, le prestazioni aumentarono, fu introdotto l'indirizzamento dei blocchi logici, divenne possibile collegare unità ottiche, e tutto questo era supportato dallo standard EIDE, che funziona con una frequenza di clock di 8,33 MHz. I primi dispositivi funzionavano con lo standard ATA e poi con ATAPI, che consentiva la connessione al canale del dispositivo ottico. Da quando è diventato possibile trasmettere 2 byte simultaneamente sul canale in un ciclo di clock, la velocità di trasferimento sulle stesse linee ha raggiunto 16,6 MB/sec. Nel corso del tempo, i dati sono stati trasferiti in un ciclo di clock non solo quando si passa dall'alta alla bassa tensione, ma anche quando si passa dalla bassa all'alta. Questo standard si chiama Ultra ATA o ATA33, poiché consente il trasferimento dei dati ad una velocità di 33,3 MB/sec.

Successivamente è apparso lo standard ATA66, in cui la frequenza del clock nel canale è aumentata a 16,7 MHz e il trasferimento dei dati avviene ad una velocità di 66,7 MB/sec. Il cavo per collegare il disco rigido alla scheda madre è diverso e contiene 80 fili invece di 40, come avveniva con gli standard precedenti. Sono disponibili 40 fili utilizzati per collegare i dispositivi a questo cavo. Se si collega un dispositivo in grado di funzionare in ATA33 a questo canale, o un dispositivo che funziona con lo standard ATA66 al bus ATA33, il dispositivo funzionerà ad una velocità di 33,3 MB/sec. In alcune schede, ATA e la sua estensione ATAPI consentono di collegare dispositivi con velocità diverse allo stesso bus senza ridurre le prestazioni, ma è meglio separarli in canali diversi.

Il cavo per lavorare con lo standard IDE ATA (AT-Bus) è a 16 bit, ha 40 core. Anche il cavo XT IDE (8 bit) ha 40 core, ma non è compatibile ATA, quindi non può essere utilizzato per lo standard IDE.

Esistono due modalità operative del canale DMA: Parola singola e Multiparola. Il DMA a parola singola ha la modalità 0, che funziona a una velocità di 2,08 MB/sec, modalità 1 – 4.16, modalità 2 – 8.33, mentre il DMA a parole multiple ha la modalità 0, che funziona a una velocità di 4.12, modalità 1 – 13.3, modalità 2 – 16,6 MB/sec. La modalità Ultra DMA ha la modalità 0, che funziona alla velocità – 16,6, modalità 1 – 25, 2 – 33.

Inoltre, ci sono altre modalità PIO, da 0 in su, e maggiore è il numero, più veloce sarà il bus.

La modalità ATA-2 funziona in modalità PIO 3 multiparola, modalità DMA 1, supporta LBA e CHS. Veloce ATA-2 supporta multiparola DMA modalità 2 e PIO modalità 4. ATA3 è un'estensione di ATA2 con Smart, ovvero migliora il consumo energetico. ATA/ATAPI-4 - estensione di ATA3, dispone di interfaccia Ultra DMA, ATAPI. E-IDE supporta la modalità PIO 3, con la modalità DMA multiparola 1 e funziona con LBA e CHS. Ultra DMA richiede un cavo a 80 conduttori con connettori schermati a 40 pin. Lo standard IDE Mastering consente a un dispositivo esterno di controllare il bus di sistema per il trasferimento dei dati senza controllare il bus del processore, ma l'utilizzo di tale bus elimina i problemi di allocazione dei canali DMA e le limitazioni di capacità. In particolare, funziona con dati a 8 o 16 bit. Poi sono arrivate le modalità operative ATA-3 (un altro nome per EIDE), ATA-4 (frequenza 16.7, 25, 33.3, un altro nome per Ultra ATA /33), ATA-5 (frequenza 66 MHz, altro nome Ultra ATA /66), ATA-6 (frequenza 100 MHz, altro nome Ultra DMA 100 o UDMA 5 (100)), ATA-7 (frequenza 133 MHz, un altro nome Ultra DMA 133 o UDMA 6 (133)), ATA-8 (in sviluppo).

Pneumatico VESA(Video Electronics Standard's Association - Association of Video Electronic Standards o VL-BUS o VLB o VESA local bus) era obsoleto, apparve per la prima volta dopo il bus ISA e aveva una velocità quattro volte superiore a quella dell'ISA, ma presentava alcune limitazioni, in particolare era possibile avere solo 2-3 connettori, il che indubbiamente riduceva le capacità del computer. È un bus per il collegamento di un display, ma può essere utilizzato per altri dispositivi; non è un'estensione del bus ISA (come i bus precedenti). Questa scheda è collegata direttamente al bus della CPU, bypassando il bus di sistema. Funziona con frequenze del bus di sistema fino a 66 MHz, utilizzato principalmente con computer 486, a volte con 386 per schede video e dischi rigidi. Per il Pentium è stata rilasciata una nuova versione 2.0, ma non è stata ampiamente utilizzata e attualmente non viene praticamente utilizzata.

bus PCI(Peripheral Component Interconnect - connessione di componenti periferici) non è basato sul bus ISA ed è un bus sincrono completamente indipendente, sviluppato da Intel, le prime versioni funzionavano a una frequenza di 33 MHz, avevano un bus a 32 bit (o 64 -bit) ed è indipendente dal processore centrale, ovvero consente di trasferire dati mentre il processore è impegnato in altri calcoli. La velocità teorica del bus era di 133 MB/sec, ma in realtà era di 80 MB/sec. Questo pneumatico è ancora ampiamente utilizzato oggi.

Il bus PCI iniziò ad essere sviluppato contemporaneamente al bus ISA, ma fu completato successivamente. Il bus PCI ha più corsie dati di ISA ed è più veloce di ISA, con un totale di 124 pin per connettore. Il bus può rilevare errori durante il trasferimento dei dati e funziona senza connettore del cavo. Inoltre, durante l'installazione consente di configurare il dispositivo collegato, ovvero il computer legge le informazioni dalla memoria del dispositivo, dove sono memorizzati i suoi parametri principali. Il bus può funzionare non solo con un determinato set di chip sulla scheda madre, ma anche con dispositivi diversi e con altri tipi di computer. Inoltre, il bus PCI è in grado di condividere interruzioni e canali DMA tra diversi dispositivi, cosa che ha dato impulso alla sua implementazione attiva, mentre il bus ISA non poteva fornirlo.

Al connettore del bus PCI è possibile collegare le schede: quelle con alimentazione: 5 V (tasto 50, 51 pin), 3,3 V (tasto 12, 13) e universale (tasto 12, 13, 50, 51 pin). Uno slot a 32 bit ha 62 contatti su ciascun lato, uno slot a 64 bit ne ha 94. Questo bus consente di collegare fino a quattro dispositivi contemporaneamente, ovvero può avere fino a quattro connettori. Per utilizzare un numero maggiore di dispositivi collegati, viene utilizzato un chip speciale - un bridge bus - per collegare due bus. Per i dispositivi industriali esiste uno standard Compact PCI con 8 slot.

Mentre veniva sviluppato il bus PCI, si sviluppavano anche altri settori. La frequenza di clock del bus interno è aumentata a 100, 150 e oltre MHz, il numero di linee dati è aumentato a 64 e continua ad aumentare, tuttavia, il tipo di bus PCI rimane a 32 bit, ma in futuro il bus PCI si svilupperà anche.

Ogni slot ha 256 registri a otto bit che contengono parametri di configurazione. Dopo aver acceso il computer, viene richiesta la configurazione del bus; durante l'esecuzione del programma Post, dopo aver impostato i parametri, il bus può eseguire operazioni di I/O; Il vantaggio principale del bus è che il trasferimento dei dati avviene senza l'intervento del processore centrale, cioè mentre i dati vengono trasferiti da un dispositivo all'altro, il processore centrale può svolgere i suoi compiti.

Il bus PCI 1.0 è a 32 bit con una larghezza di banda di 132 MB/s, indirizzando fino a 4 gigabyte, mentre il PCI 2.0 è a 64 bit con una larghezza di banda di 528 MB/s. Questo bus è adattato alla tecnologia Plug&Play, ovvero le schede vengono configurate tramite software. Per le applicazioni industriali viene utilizzato lo standard Compact PCI, nel quale possono essere installati fino a otto dispositivi contemporaneamente.

La risoluzione dei conflitti di interrupt sul bus PCI si ottiene consentendo al bus di gestire l'elaborazione per ciascun dispositivo a turno. Il bus PCI fornisce 32 linee dati con una frequenza di clock di 33 MHz, poi diventato a 64 bit, con una frequenza di clock di 66 MHz, e la nuova versione del bus può ospitare vecchie schede PCI, oltre ad una nuova scheda nel vecchio slot. Le versioni più recenti di PCI possono aumentare la velocità di clock e consentire di utilizzare vecchie schede di espansione per eseguirle, nonché di installare nuove schede nei vecchi slot.

Autobus AGP(Accelerated Graphics Port) è stato sviluppato da Intel nel 1997 appositamente per funzionare con una scheda video, ad una frequenza di 66 MHz ha un bus dati a 32 bit. Attualmente soppiantato dal bus PCI-E. Il bus consente di utilizzare il pipelining delle richieste, ovvero l'invio di dati sotto forma di pacchetti continui. Nel bus PCI vengono inviati i dati precedenti e l'indirizzo per i dati successivi, dopodiché si verificano dei ritardi, mentre nel bus AGP vengono inviati uno dopo l'altro più indirizzi e più dati, il che riduce il ritardo. È possibile mettere in coda fino a 256 richieste e mantenere due code per operazioni di lettura/scrittura ad alta e bassa priorità. La doppia trasmissione, ovvero la trasmissione di due dati in un ciclo di clock anziché uno, consente di avere un throughput alla frequenza di 66 MHz fino a 528 MB/sec. Consente il funzionamento a frequenze fino a 100 MHz e superiori con un throughput più elevato. Il trasferimento quad consente di trasferire fino a 1.056 MB/sec.

Esistono diversi standard per il bus AGP: AGP 1X, 2X, 4X, Pro e 8X. La maggior parte delle schede funziona con gli standard 4X e 8X. La RAM memorizza non solo parti dell'immagine, ma anche trame grafiche. Per garantire che il sistema video possa accedere solo alle aree di memoria che lo riguardano, viene utilizzata un'apposita tabella GART (Graphics Address Remapping Table) per definire tali aree di memoria.

Il bus ha la capacità del processore video di accedere direttamente alle aree della RAM, nonché alla memoria video, ed elaborare le texture lì in modalità DiMe (Direct Memory Execution), mentre l'indirizzamento è lo stesso. Il bus viene utilizzato per i processori Pentium Pro, Pentium II, Pentium III e Pentium IV, ma può funzionare anche con processori Pentium.

SATA(Serial ATA) è uno sviluppo dell'interfaccia IDE. La sua caratteristica non è la trasmissione dati parallela, ma seriale, che, sebbene più lenta, consente l'utilizzo di frequenze più alte senza necessità di sincronizzazione del segnale. Il primo standard SATA 1.x poteva funzionare ad una frequenza di 1,5 GHz con un throughput di 1,2 Gbit/s (perdite dovute al trasferimento di una grande quantità di informazioni di servizio). Lo standard 2.x funziona alla frequenza di 3 GHz con una velocità di trasmissione fino a 2,4 Gbit/s e lo standard 3.0 alla frequenza di 6,0 Gbit/s con una velocità di trasmissione di 4,8 Gbit/s.

Per collegare i dispositivi all'interno dell'unità di sistema, sono collegati al connettore informazioni SATA a 7 pin sulla scheda madre e un cavo di alimentazione a 15 pin all'alimentatore. Esistono dispositivi che consentono di collegare sia un cavo di alimentazione elettrica Molex a 15 pin che un cavo di alimentazione elettrica Molex a 4 pin. Tieni presente che il collegamento di due cavi contemporaneamente potrebbe bruciare il dispositivo.

Esistono adattatori da SATA a IDE e viceversa.

eSATA(SATA esterno - SATA esterno) è progettato per il collegamento di dispositivi in ​​modalità hot-swap, ovvero quando il computer è acceso. Per poterlo fare in Windows XP, è necessario installare il driver AHCI. È stato creato nel 2004. Ha un connettore simile a SATA, ma ha aggiunto la schermatura del connettore. Pertanto non è compatibile con il connettore SATA, poiché sono compatibili elettricamente, ma non fisicamente. La lunghezza del cavo è stata aumentata a 2 metri (1 metro per SATA).

C'è un connettore combinato eSATA + USB = Energia eSATA, che ha non solo linee informative, ma anche linee elettriche.

PCI - E(o PCI Express o PCI-E) apparso nel 2002, utilizza una connessione di tipo stella tra i dispositivi, consentendo lo scambio a caldo dei dispositivi. Esistono diverse opzioni x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32, che hanno connettori diversi. Più basso è il numero, minore è il numero di pin e minore è la lunghezza del connettore. I dispositivi progettati per connettori x8 possono essere collegati a connettori con un numero maggiore, in questo caso x12, x16, x32. Questa regola si applica ad altre specie.

Ci sono tre standard. Standard 1.0 consente il trasferimento in una direzione per x1 - 2 Gbit/s, in due direzioni - 4 Gbit per x1. Il rendimento di altri tipi può essere calcolato moltiplicando la cifra sopra per il numero nel nome. Ad esempio, per x16 il throughput in una direzione è 2 x 16 = 32 Gbit/s. Standard 2.0 è stato rilasciato nel 2007, ha un throughput in una direzione (doppio in due direzioni) per x1 - 4 Gbit/s. Puoi anche calcolare la produttività per altre specie. Standard 3.0 uscito nel 2010, permette di trasferire dati ad una velocità di 8 Gbit/s. Il rilascio della versione Standard 4.0 è previsto entro il 2015 e sarà due volte più veloce della versione 3.0.

Attualmente, i più comuni sulle schede madri sono x16 per il collegamento di schede video e x2 per il collegamento di altri dispositivi.

Bus USB(Universal Serial Bus - bus seriale universale) è progettato per il collegamento di dispositivi periferici (ad esempio tastiera, mouse, joystick, stampante e altri). La sua missione è collegare vari dispositivi a un computer in funzione, ad esempio tostapane, tastiere, forni a microonde, luci a LED, ventole, ecc., senza la necessità di installare interruttori, ponticelli, utilizzare software (driver), ecc.

Prima norma 1.0 è apparso nel 1994 e presenta una modalità con throughput basso di 1,5 Mbit/s (Low speed), con velocità elevata (Full-speed) fino a 12 Mbit/s. Il bus USB può funzionare in due modalità: a bassa velocità, in cui funzionano la tastiera, il mouse, ecc., con una velocità di trasmissione bassa (lunghezza del cavo - 5 metri) e modalità ad alta velocità (lunghezza del cavo - 3 metri), che consente di lavorare con la massima velocità della stampante.

Nella versione 1.1 gli errori esistenti sono stati corretti.

Standard 2.0 è apparsa una nuova modalità (Hi-speed) con un throughput di 25480 Mbit/s.

Puoi connettere dispositivi su questo bus e il computer stesso determinerà il dispositivo connesso. In questo caso è possibile non solo connettere un nuovo dispositivo direttamente al computer, ma anche un dispositivo già collegato al computer. Ad esempio, puoi collegare un disco rigido, un microfono e altri dispositivi alla tastiera.

Può utilizzare un hub al quale è possibile connettere fino a 127 dispositivi e supporta la tecnologia Plug&Play. In questo caso il bus assegna automaticamente un numero ai dispositivi con cui opera. Oltre a inviare dati, questi cavi trasmettono anche elettricità, ma in piccola quantità, che è sufficiente per la tastiera, ma potrebbe non essere sufficiente per gli altoparlanti. Pertanto, gli altoparlanti con elevata potenza di uscita richiedono un'alimentazione separata.

Il bus consente di connettere i dispositivi quando il computer è acceso. Una volta connessi, richiedono un dispositivo host, che assegna loro gli indirizzi, dopodiché possono iniziare a lavorare. Oltre ai dati viene trasmessa anche l’elettricità, che viene utilizzata per alimentare i dispositivi. Se non c'è abbastanza elettricità, i dispositivi possono essere collegati a una fonte di alimentazione aggiuntiva.

Oltre ad aumentare le prestazioni del computer, può sorgere la necessità di aggiornamento quando si aggiungono nuovi dispositivi, che richiedono la potenza di alimentazione adeguata, un certo numero e tipo di connettori per le schede di espansione sulla scheda madre e il numero di scomparti liberi all'interno dell'unità di sistema. Nel corso del tempo, con la diffusione dello standard USB, molti dispositivi che oggi possono essere collegati non vengono collocati all'interno, ma bensì portati all'esterno dell'unità di sistema. Pertanto, verranno prodotti sempre più dispositivi esterni e il numero di connettori all'interno del case e degli scomparti non sarà un problema quando si installano un gran numero di dispositivi aggiuntivi.

Norma più recente USB 3.0 è apparso nel 2008, i connettori sono compatibili con gli standard precedenti. Tuttavia, furono aggiunte altre quattro linee di comunicazione sotto forma di due doppini intrecciati e il cavo stesso divenne più spesso. I connettori sulla scheda madre per il collegamento di tali cavi sono blu e le spine stesse hanno inserti blu. Pertanto, la velocità massima di trasferimento dati è stata aumentata a 4,8 Gbit al secondo e la velocità di trasferimento è aumentata a 600 MB al secondo (una cifra superiore rispetto allo standard USB 2.0 dieci volte). Allo stesso tempo, la corrente trasmessa è aumentata da 500 mA a 900 mA, il che consente di collegare dispositivi ad alta intensità energetica.

Pneumatico PCMCIA utilizzato nei laptop e ha la capacità di trasmettere dati su 16 bit con indirizzamento fino a 64 Megabyte, con una frequenza del bus di 33 megahertz. Questo bus consente di connettere diversi dispositivi: dischi rigidi, modem, espansori di memoria, ecc. Molti adattatori sono prodotti utilizzando la tecnologia PnP e hanno la capacità di connettere dispositivi senza spegnere il computer. Tutti i dispositivi collegati a questo connettore hanno un consumo energetico ridotto. L'autobus ha grandi prospettive per il futuro e verrà installato sui computer desktop.

Le schede PCMCIA, chiamate anche schede PC, sono progettate per RAM, modem, dischi rigidi e altri dispositivi e sono disponibili in tre tipi. Hanno una lunghezza e una larghezza di 85x54 mm e lo spessore dipende dal tipo. Il tipo I ha uno spessore di 3,3 mm, il tipo II - 5 mm, il tipo III - 10,5 mm. La scheda viene inserita in uno slot del bus ISA previsto per queste schede, chiamato anche PCMCIA.

Il tipo I viene utilizzato per la RAM, a volte per i modem o una scheda di rete, ha un'interfaccia a 16 bit, spessore 3,3 mm, il tipo II è per gli stessi dispositivi, ma sono più spessi (5 mm), il tipo III può anche installare un disco rigido guida (spessore 10,5 mm). Il laptop ha uno scomparto in cui è possibile installare una scheda di tipo I o II o, nei modelli moderni, due schede di tipo I e II o una di tipo III.

Per il modem, all'estremità della scheda è presente un connettore apposito (X-jack) a cui collegare il filo, all'altra estremità è presente un connettore telefonico (RG11) per il collegamento ad una linea telefonica; Durante l'installazione, è sufficiente inserire la scheda nel foro finché non scatta e per rimuoverla è necessario premere il tasto adiacente e la scheda verrà fuori. PC Card AT è un connettore PCMCIA per il collegamento a computer notebook e desktop.

Card Bus è un ulteriore sviluppo delle PC Card, che trasmettono dati tramite un'interfaccia a 32 bit (le schede PCMCIA divennero note come PC Card). Il bus collega la scheda al sistema video, permettendogli di bypassare il bus ISA. Questo bus è chiamato Porta video ingrandita.

IEEE 1394– sviluppato dall’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) sulla base del bus Apple – FireWire nel 1995, dove il numero 1394 indica il numero di serie del pneumatico sviluppato da questa organizzazione. Il bus consente di connettere fino a 16 dispositivi a un nodo e a ciascun dispositivo viene assegnato un numero di 16 bit, ovvero è possibile indirizzare più di 64.000 dispositivi in ​​totale. A ciascun bus sono collegati fino a 63 dispositivi e a ciascun nodo viene assegnato un numero composto da 6 bit. I bus 1023 possono essere collegati tra loro tramite bridge, ognuno dei quali ha una capacità di 10 bit, il bus può essere “hot-swappable”; Ogni nuovo dispositivo può essere collegato a qualsiasi porta libera; su un dispositivo ce ne sono da uno a tre, ma sono possibili fino a 27. L'unica eccezione è il divieto di organizzare loop di dispositivi, poiché il bus supporta una struttura ad albero.

Esistono tre classi di dispositivi con trasmissione dati 98.3; 196,6 e 339,2 Mbps, oppure vengono solitamente arrotondati a 100, 200 e 400 Mbps secondo lo standard IEEE 1394a e 800 e 1600 secondo lo standard IEEE 1394b. Secondo lo standard IEEE 1394.1, sviluppato nel 2004, è possibile collegare fino a 64.449 dispositivi; secondo lo standard IEEE 1394c, sviluppato nel 2006, è possibile utilizzare un cavo Ethernet; In questo caso la lunghezza massima del cavo è fino a 100 metri e la velocità fino a 800 Mbit/s.

Esistono tre tipi di connettori: 4 pin – senza alimentazione, installato su laptop e videocamere (IEEE 1394a senza alimentazione), 6 pin – con due contatti aggiuntivi per l'alimentazione(IEEE 1394a) e 9 pin con contatti aggiuntivi per la ricezione e la trasmissione(IEEE 1394 B). Potrebbe essere presente anche un connettore RJ-45(IEEE 1394c).

Se il cavo è composto da 6 fili di rame, due per l'alimentazione e le restanti due coppie per i dati, ciascuna coppia è schermata e anche tutti i fili insieme sono schermati. Poiché viene fornita un'alimentazione da 8 a 40 volt con una corrente fino a 1,5 ampere, molti dispositivi non richiedono una connessione aggiuntiva alla rete. È possibile installare cavi fino a 4,5 metri tra due dispositivi e i connettori bus sono semplici e facili da collegare.

Il bus funziona in modalità sincrona e asincrona. La trasmissione asincrona invia i dati organizzati in pacchetti e ripete la trasmissione se si verificano errori, il che è importante per un trasferimento dati accurato. La trasmissione sincrona viene utilizzata nei contenuti multimediali per trasmettere dati audio e video, ma se i dati vengono persi, ciò non è critico, poiché viene trasmessa la porzione successiva di dati.

Il bus IEEE 1394 trasmette i dati in modo digitale, quindi la qualità dell'immagine video è migliore di quella analogica. Il computer può accendere e spegnere a livello di codice i dispositivi ad esso collegati. Il bus è indipendente dal computer, ovvero può funzionare in assenza di un computer, ad esempio per trasferire dati da una videocamera a un videoregistratore. Questo bus è supportato da Windows 98 (aggiornamento richiesto), Windows ME, Windows 2000, Windows XP e altri.

Per accelerare il lavoro, è stato introdotto autobus ospite(a volte chiamato bus del processore). Progettato per trasferire dati a 64 bit tra processore, RAM e cache L2 e funziona a 50, 60, 66, 75, 100, 133 MHz, mentre il bus PCI funziona a metà della frequenza (25; 30; 33; 37,5 MHz) .

Sfruttamento. Se una delle vecchie schede smette di funzionare, puoi provare a rimuoverla e a pulire i contatti con una comune gomma, che rimuoverà depositi e ossido. Dopo l'installazione, controllare il funzionamento della scheda. Si consiglia di coprire gli slot non utilizzati con apposite coperture.

La base della scheda madre sono vari bus che servono a trasmettere segnali ai componenti del sistema. Un bus è un canale di comunicazione comune utilizzato in un computer che consente di collegare due o più componenti del sistema.

Esiste una certa gerarchia dei bus PC, che si esprime nel fatto che ogni bus più lento è collegato a uno più veloce. I moderni sistemi informatici includono tre, quattro o più bus. Ogni dispositivo del sistema è collegato a un bus, con alcuni dispositivi (il più delle volte chipset) che fungono da ponte tra i bus.

• Bus del processore. Questo bus ad alta velocità è il nucleo del chipset e della scheda madre. Viene utilizzato principalmente dal processore per trasferire i dati tra la memoria cache o memoria principale e il northbridge del chipset. Sui sistemi basati su Pentium, questo bus funziona a 66, 100, 133, 200, 266, 400, 533, 800 o 1066 MHz ed è largo 64 bit (8 byte).
• Autobus AGP. Questo bus a 32 bit funziona a 66 (AGP 1x), 133 (AGP 2x), 266 (AGP 4x) o 533 MHz (AGP 8x), fornisce una velocità di trasmissione fino a 2133 MB/s ed è previsto per il collegamento di un adattatore video . È collegato al northbridge o al controller di memoria (MCH) del chipset logico del sistema.
• Bus PCI Express. Terza generazione del bus PCI. Il bus PCI-Expres è un bus con segnali differenziali che possono essere trasmessi da un northbridge o da un northbridge. Le prestazioni PCI-Express sono espresse nel numero di corsie. Ciascun collegamento bidirezionale fornisce velocità di trasferimento dati di 2,5 o 5 Gbps in entrambe le direzioni (250 o 500 MB/s effettivi). Un connettore che supporta una linea è denominato PCI-Express x1. Gli adattatori video PCI-Express vengono solitamente installati in uno slot x16, che fornisce velocità di trasferimento dati di 4 o 8 GB/s in ciascuna direzione.
• bus PCI-X. Questa è la seconda generazione del bus PCI, che fornisce velocità di trasferimento dati più elevate pur essendo retrocompatibile con PCI. Questo bus viene utilizzato principalmente nelle workstation e nei server. PCI-X supporta slot a 64 bit, retrocompatibile con adattatori PCI a 64 bit e 32 bit. PCI-X versione 1 funziona a 133 MHz, mentre PCI-X 2.0 supporta velocità fino a 533 MHz. In genere, la larghezza di banda PCI-X 2.0 è suddivisa tra più slot PCI-X e PCI. Sebbene alcuni South Bridge supportino il bus PCI-X, molto spesso è necessario un chip speciale per supportarlo.
• bus PCI. Questo bus a 32 bit funziona a 33 MHz; è stato utilizzato dai sistemi basati su 486 Attualmente esiste un'implementazione a 66 MHz di questo bus. È controllato dal controller PCI, un componente del north bridge o dal controller MCH del chipset logico del sistema. La scheda madre dispone di connettori, in genere quattro o più, ai quali è possibile collegare adattatori di rete, SCSI e video, nonché altre apparecchiature che supportano questa interfaccia. I bus PCI-X e PCI-Express sono implementazioni con prestazioni più elevate del bus PCI; le schede madri e i sistemi che supportano questo bus sono apparsi sul mercato a metà del 2004.
• Autobus ISA. Questo bus a 16 bit che funziona a 8 MHz è stato utilizzato per la prima volta sui sistemi AT nel 1984 (il PC IBM originale era a 8 bit e funzionava a 5 MHz). Questo bus è stato ampiamente utilizzato, ma è stato escluso dalle specifiche PC99. Implementato utilizzando il ponte sud. Molto spesso, ad esso è collegato un chip Super I/O.

Alcune schede madri moderne contengono un connettore speciale chiamato Audio Modem Riser (AMR) o Communications and Networking Riser (CNR). Tali connettori specializzati sono destinati alle schede di espansione che forniscono funzioni di rete e comunicazione. Va notato che questi connettori non sono un'interfaccia bus universale, quindi sul mercato sono disponibili poche schede AMR o CNR dedicate. Di norma, tali carte sono incluse con una scheda madre specifica. Il loro design consente di creare facilmente schede madri sia standard che estese senza riservare spazio su di esse per l'installazione di chip aggiuntivi. La maggior parte delle schede madri che forniscono funzioni modem e di rete standard si basano sul bus PCI, poiché i connettori AMR/CNR hanno uno scopo altamente specializzato.

Le moderne schede madri hanno anche bus nascosti che non appaiono sotto forma di socket o connettori. Si riferisce ai bus progettati per collegare componenti di chipset, come l'interfaccia hub e il bus LPC. L'interfaccia Hub è un bus a quattro cicli (4x) a 8 bit con una frequenza operativa di 66 MHz, che viene utilizzato per lo scambio di dati tra i componenti MCH e ICH del chipset (architettura hub). L'interfaccia dell'hub ha un throughput fino a 266 MB/s, rendendola adatta per l'interconnessione di componenti del chipset in progetti a basso costo. Alcuni moderni chipset per workstation e server, nonché l'ultima serie 9xx di Intel per computer desktop, utilizzano versioni più veloci di questa interfaccia hub. I produttori terzi di chipset logici di sistema implementano anche i propri progetti di bus ad alta velocità che collegano tra loro i singoli componenti del chipset.

Per scopi simili è previsto anche il bus LPC, che è un bus a 4 bit con una velocità massima di 16,67 MB/s e viene utilizzato come opzione più economica rispetto al bus ISA. In genere, il bus LPC viene utilizzato per collegare i componenti Super I/O o ROM BIOS della scheda madre al chipset principale. Il bus LPC ha all'incirca la stessa frequenza operativa, ma utilizza un numero notevolmente inferiore di pin. Permette di eliminare completamente l'uso del bus ISA nelle schede madri.

Un chipset logico di sistema può essere paragonato a un direttore d'orchestra che guida un'orchestra di componenti di sistema in un sistema, consentendo a ciascuno di essi di connettersi al proprio bus.

• I bus ISA, EISA, VL-Bus e MCA non vengono utilizzati nei moderni progetti di schede madri. MB/s Megabyte al secondo.
• È UN. Architettura standard di settore, nota anche come PC/XT a 8 bit o bus AT a 16 bit.
• LPC. Bus a basso numero di pin (bus con un numero ridotto di contatti).
• VL-Autobus. Bus locale VESA (Video Electronics Standards Association) (estensione ISA).
• MCA. Architettura MicroChannel (architettura microcanale) (sistemi IBM PS/2).
• Scheda PC. Interfaccia PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) a 16 bit. CardBus. Bus scheda PC a 32 bit.
• Interfaccia dell'hub. Bus del chipset Intel serie 8xx.
• PCI. Peripheral Component Interconnect (bus per l'interazione dei componenti periferici).
• AGP. Porta grafica accelerata (porta grafica accelerata).
• RS-232. Porta seriale standard, 115,2 KB/s.
• RS-232HS. Porta seriale ad alta velocità, 230,4 KB/s.
• Parallelo IEEE-1284. Porta parallela bidirezionale standard.
• IEEE-1284 EPP/ECP. Porta parallela migliorata/Porta con funzionalità estese.
• USB. Universal Serial Bus (bus seriale universale).
• IEEE-1394. Bus FireWire, chiamato anche i.Link.
• ATA PIO. Collegamento AT (noto anche come IDE) I/O programmato (bus ATA con ingresso/uscita programmabile).
• ATA-UDMA. AT Allegato Ultra DMA (modalità Ultra-DMA del bus ATA).
• SCSI. Small Computer System Interface (interfaccia di piccoli sistemi informatici).
• FPM. Modalità pagina veloce (modalità pagina veloce).
• EDO. Uscita dati estesi.
• SDRAM. RAM dinamica sincrona (RAM dinamica sincrona).
• RDRAM. Rambus Dynamic RAM (RAM dinamica della tecnologia Rambus).
• RDRAM doppia. RDRAM a doppio canale (operazione simultanea).
• DDR-SDRAM. SDRAM Double-Data Rate (SDRAM con doppia velocità).
• FSB della CPU. Bus del processore (o bus front-side).
• Interfaccia dell'hub. Bus del chipset Intel 8xx.
• Ipertrasporto. Bus del chipset AMD.
• Collegamento a V. Bus del chipset VIA Technologies.
• MuTIOL. Bus del chipset SiS.
• DDR2. Nuova generazione di memoria DDR.

Per migliorare l'efficienza, molti bus eseguono più cicli di trasferimento dati all'interno di un singolo ciclo di clock. Ciò significa che la velocità di trasferimento dei dati è più elevata di quanto possa sembrare a prima vista. Esiste un modo abbastanza semplice per migliorare le prestazioni del bus utilizzando componenti compatibili con le versioni precedenti.

BUS DI SISTEMA BUS DI SISTEMA

SYSTEM BUS (bus di sistema), un insieme di linee per la trasmissione di tutti i tipi di segnali (compresi dati, indirizzi e controllo) tra il microprocessore (cm. MICROPROCESSORE) e altri dispositivi elettronici del computer (cm. COMPUTER). La parte del bus di sistema che trasmette i dati è chiamata bus dati, gli indirizzi sono chiamati bus indirizzi e i segnali di controllo sono chiamati bus di controllo. Una caratteristica importante del bus di sistema che influisce sulle prestazioni di un personal computer è la frequenza dell'orologio del bus di sistema - FSB (Frequency System Bus).
Un personal computer basato su un microprocessore compatibile con x86 è costruito secondo il seguente schema: il microprocessore è collegato a un controller di sistema tramite il bus di sistema (di solito tale controller è chiamato "North Bridge"). Il controller di sistema include un controller RAM e controller bus a cui sono collegati i dispositivi periferici. I dispositivi periferici più potenti (ad esempio le schede video) sono solitamente collegati al ponte nord (cm. ADATTATORE VIDEO)) e i dispositivi meno produttivi (chip BIOS, dispositivi con bus PCI) sono collegati al "South Bridge", che è collegato al North Bridge tramite uno speciale bus ad alte prestazioni. Un insieme di bridge “sud” e “nord” è chiamato chipset (cm. CHIPSET)(chipset). Il bus di sistema funge da spina dorsale tra il processore e il chipset.

Dizionario enciclopedico. 2009 .

Scopri cos'è "SYSTEM BUS" in altri dizionari:

bus di sistema- spina dorsale dell'unità di sistema PC - [E.S Alekseev, A.A. Dizionario esplicativo inglese-russo sull'ingegneria dei sistemi informatici. Mosca 1993] Argomenti informatica in generale Sinonimi spina dorsale dell'unità di sistema PC Sistema EN busS bus ...

- ...Wikipedia

Autobus dell'EISA- architettura ampliata del bus di sistema PC standard del settore, che ha ampliato le capacità del bus ISA da 16 a 32 bit. È stato rapidamente soppiantato dal bus PCI. Argomenti informatica in generale Sinonimi... ... Guida del traduttore tecnico

bus del canale di ingresso/uscita (computer)- Bus di sistema locale del processore, utilizzato solitamente come canale di ingresso/uscita per la scheda madre di un computer a processore singolo, ad esempio in IBM PC XT, Apple Mac II, DEC Professional 325/350/380. [E.S. Alekseev, A.A. inglese russo... ... Guida del traduttore tecnico

Connettore AGP sulla scheda madre (solitamente marrone o verde). AGP (dall'inglese Accelerated Graphics Port, porta grafica accelerata) è un bus di sistema per una scheda video sviluppato dall'azienda nel 1997. Apparso contemporaneamente ai chipset... Wikipedia

Bus PC con tecnologia avanzata- Il bus di sistema, sviluppato da IBM, viene utilizzato nella serie IBM PC XT basata sul microprocessore 8088 con un bus dati a 8 bit. Il bus contiene un bus a 20 bit, un bus dati bidirezionale a 8 bit, 6 linee a livello di interruzione,... ... Guida del traduttore tecnico

S 100 Bus di interfaccia universale progettato dalla MITS nel 1974 appositamente per l'Altair 8800, considerato oggi il primo personal computer. Il bus S 100 è stato il primo bus di interfaccia per un microcomputer... ... Wikipedia

Connettori bus PCI Express (dall'alto verso il basso: x4, x16, x1 e x16), rispetto al consueto connettore bus a 32 bit Bus del computer (dall'inglese computer bus, interruttore universale bidirezionale) nell'architettura del computer... ... Wikipedia

L'FSB (front side bus inglese, tradotto come "bus di sistema") è un bus di computer che fornisce una connessione tra un processore centrale compatibile x86 e il mondo esterno. Di norma, un moderno personal computer basato su x86 compatibile... ... Wikipedia

La velocità del bus della scheda madre non influisce sulla velocità del processore installato. In un computer, la scheda madre e il processore sono due componenti separati. Tuttavia, l'esperienza utente delle dimensioni dipende dal modo in cui funzionano insieme.

processore

Il processore principale di un computer ha una certa velocità. Su alcuni computer, la velocità del processore può essere modificata tramite le impostazioni del BIOS della scheda madre. Gli errori di compatibilità hardware nella direzione della velocità del processore non sono influenzati da nessun'altra parte del computer. Ma il processore è la parte più veloce del computer e spesso l'altro hardware non riesce a tenere il passo. Il processore gestisce tutto il lavoro di calcolo del computer al di fuori del principale lavoro grafico svolto dalla GPU.

Autobus della scheda madre

Il bus della scheda madre è la parte del dispositivo che trasferisce i dati tra le parti del computer. Il termine "velocità del bus" si riferisce alla velocità con cui il bus di sistema può spostare i dati da un componente del computer a un altro. Più veloce è il bus, maggiore è la quantità di dati che può spostare in un determinato periodo di tempo. Il processore del computer è collegato al “bus” del sistema tramite il “ponte nord”, che organizza lo scambio di dati tra la RAM del computer e il processore. Questa è la parte più veloce del bus della scheda madre e gestisce il carico di lavoro più importante del computer.

Bus di sistema- Questo è il sistema di interfaccia principale di un PC, garantendo l'accoppiamento e la comunicazione di tutti i suoi dispositivi tra loro.

La funzione principale del bus di sistema è trasferire informazioni tra il processore e altri dispositivi informatici . Tutti i blocchi, o meglio le loro porte di I/O, sono collegati al bus allo stesso modo tramite i relativi connettori: direttamente o tramite controllori ( adattatori).

Il bus di sistema viene controllato direttamente o, più spesso, tramite controllore dell'autobus. Lo scambio di informazioni tra l'host e il bus di sistema viene effettuato utilizzando codici ASCII. Il bus di sistema è costituito da tre bus: bus di controllo, bus dati e bus indirizzi. Lungo questi bus circolano segnali di controllo, dati (numeri, simboli), indirizzi di celle di memoria e numeri di dispositivi di ingresso/uscita. Le caratteristiche funzionali più importanti del bus di sistema sono: il numero di dispositivi serviti e il relativo throughput, quelli. la massima velocità possibile di trasferimento delle informazioni. La larghezza di banda del bus dipende dalla dimensione in bit (ci sono bus a 8, 16, 32 e 64 bit) e dalla frequenza di clock alla quale opera il bus.

· Bus degli indirizzi I processori Intel Pentium (cioè sono i più comuni nei personal computer) hanno un bus degli indirizzi a 32 bit, cioè è formato da 32 linee parallele. A seconda che ci sia o meno tensione su una delle linee, dicono che questa linea è impostata su uno o zero. La combinazione di 32 zeri e uno forma un indirizzo a 32 bit che punta a una delle celle della RAM. Il processore è collegato ad esso per copiare i dati dalla cella in uno dei suoi registri.

· Bus dati. Questo bus copia i dati dalla RAM ai registri del processore e viceversa. Nei computer basati su processori Intel Pentium, il bus dati è a 64 bit, ovvero è composto da 64 linee, lungo le quali vengono ricevuti 8 byte alla volta per l'elaborazione.

· Autobus di comando . Affinché il processore possa elaborare i dati, ha bisogno di istruzioni. Deve sapere cosa fare con i byte memorizzati nei suoi registri. Questi comandi arrivano al processore anche dalla RAM, da quelle aree in cui sono memorizzati i programmi. Anche i comandi sono rappresentati in byte. I comandi più semplici stanno in un byte, tuttavia ci sono anche quelli che richiedono due, tre o più byte. La maggior parte dei processori moderni dispone di un bus di istruzioni a 32 bit (ad esempio, il processore Intel Pentium), sebbene esistano processori a 64 bit e persino processori a 128 bit.

PROCESSORE.

Processore (CPU) esegue operazioni logiche e aritmetiche, determina l'ordine delle operazioni, indica le fonti dei dati e i destinatari dei risultati. Il processore funziona sotto il controllo del programma.

Il processore è il chip principale del computer in cui vengono eseguiti tutti i calcoli. Strutturalmente, il processore è costituito da celle simili alle celle RAM, ma in queste celle i dati non solo possono essere archiviati, ma anche modificati. Vengono chiamate le celle interne del processore registri.Registri - celle di memoria ad alta velocità di varie lunghezze (a differenza delle celle OP, che hanno una lunghezza standard di 1 byte e una velocità inferiore);

Quando si familiarizza con un computer per la prima volta, si ritiene che il processore sia costituito da cinque dispositivi: un'unità aritmetico-logica (ALU), un'unità di controllo (CU), registri di uso generale (GPR), memoria cache e un generatore di orologio.

dispositivo di controllo(UU)- genera e fornisce a tutti i blocchi della macchina al momento giusto determinati segnali di controllo (impulsi di controllo), determinati dalle specificità dell'operazione eseguita e dai risultati delle operazioni precedenti; genera indirizzi di celle di memoria utilizzate dall'operazione da eseguire e trasmette questi indirizzi ai corrispondenti blocchi del computer, ad es. è responsabile dell'ordine in cui vengono eseguiti i comandi che compongono il programma.

Unità logica aritmetica(ALU)- progettato per eseguire tutte le operazioni aritmetiche e logiche su informazioni numeriche e simboliche (in alcuni modelli di PC, all'ALU è collegata un'ulteriore ALU per velocizzare l'esecuzione delle operazioni coprocessore matematico), I risultati intermedi vengono salvati in RON.

memoria locale(MPP)- serve per l'archiviazione, la registrazione e l'emissione a breve termine delle informazioni utilizzate direttamente nei calcoli nei successivi cicli di funzionamento della macchina. L'MPP è costruito su registri di uso generale (GPR) e viene utilizzato per garantire un'elevata velocità della macchina, poiché la memoria ad accesso casuale (RAM) non sempre fornisce la velocità di scrittura, ricerca e lettura delle informazioni necessaria per il funzionamento efficiente di un sistema ad alta velocità. microprocessore di velocità.

· Memoria cache serve ad aumentare le prestazioni del processore riducendone i tempi di inattività improduttivi. Viene utilizzato per l'archiviazione, la registrazione e l'output a breve termine delle informazioni utilizzate direttamente nei calcoli nei successivi cicli di funzionamento della macchina. La memoria cache è costruita su registri e viene utilizzata per garantire un'elevata velocità della macchina, poiché la memoria ad accesso casuale (RAM) non sempre fornisce la velocità di scrittura, ricerca e lettura delle informazioni necessaria per il funzionamento efficiente di un microprocessore ad alta velocità.

Quando il processore ha bisogno di dati, accede prima alla memoria cache e, solo se i dati necessari non sono presenti, accede alla RAM. Ricevendo un blocco di dati dalla RAM, il processore lo inserisce contemporaneamente nella memoria cache.

Spesso la memoria cache è distribuita su diversi livelli di cache L1 (livello1 è il primo livello) e L2 (livello2 è il secondo livello). La cache di primo livello viene eseguita sullo stesso chip del processore stesso, ha un volume dell'ordine di decine di KB e di solito funziona ad una frequenza adattata alla frequenza del core del processore. La cache di secondo livello si trova nel chip del processore oppure è posizionata sulla scheda madre vicino al processore, quindi il suo volume può raggiungere diversi MB, ma funziona alla frequenza della scheda madre.

· generatore di orologi. Genera una sequenza di impulsi elettrici; la frequenza degli impulsi generati determina la frequenza dell'orologio della macchina.

L'intervallo di tempo tra impulsi adiacenti determina il tempo di un ciclo di funzionamento della macchina o semplicemente ciclo di funzionamento della macchina.Frequenza dell'orologioè una delle caratteristiche principali di un personal computer e determina in gran parte la velocità del suo funzionamento, poiché ogni operazione nella macchina viene eseguita in un certo numero di cicli:

Sistema di comando del processore. Durante il funzionamento, il processore elabora i dati che si trovano nei suoi registri nel campo RAM. Interpreta alcuni dati direttamente come dati, alcuni come dati di indirizzo e altri come comandi. L'insieme di tutte le possibili istruzioni che un processore può eseguire sui dati costituisce il cd sistema di istruzioni del processore. I processori appartenenti alla stessa famiglia hanno sistemi di istruzioni uguali o simili. I processori appartenenti a famiglie diverse differiscono nei loro sistemi di istruzione e non sono intercambiabili.

Compatibilità del processore. Se due processori hanno lo stesso set di istruzioni, sono completamente compatibili a livello software. Ciò significa che un programma scritto per un processore può essere eseguito da un altro processore. I processori con sistemi di istruzioni diversi sono generalmente incompatibili o hanno una compatibilità limitata a livello di software.

Sono considerati gruppi di processori aventi compatibilità limitata famiglie di processori. Ad esempio, tutti i processori Intel Pentium appartengono alla cosiddetta famiglia x86.

Parametri di base dei processori. I parametri principali dei processori sono: tensione operativa, profondità di bit, frequenza di clock operativa, fattore di moltiplicazione della frequenza di clock interna (moltiplicatore) e dimensione memoria cache.

Tensione operativa Il processore è fornito dalla scheda madre, quindi marche diverse di processori corrispondono a schede madri diverse (devono essere selezionate insieme). Con lo sviluppo della tecnologia dei processori, gradualmente! diminuzione della tensione operativa. I primi modelli di processori x86 avevano una tensione operativa di 5 V, ma attualmente è inferiore a 3 V. La dissipazione del calore nel processore diminuisce in proporzione al quadrato della tensione e ciò consente di aumentare le sue prestazioni.

Dimensioni del processore mostra quanti bit di dati può accettare ed elaborare nei suoi registri alla volta (in un battito). I primi processori x86 erano a 16 bit. A partire dal processore 80386, hanno un'architettura a 32 bit. I moderni processori della famiglia Intel Pentium rimangono a 32 bit, sebbene funzionino con un bus dati a 64 bit (il bit del processore non è determinato dal bit del bus dati, ma dal bit del bus di comando).

Il processore si basa sullo stesso principio dell'orologio di un normale orologio. L'esecuzione di ciascun comando richiede un certo numero di cicli di clock. In un orologio da parete, gli impulsi dell'orologio sono impostati da un pendolo e in un personal computer gli impulsi dell'orologio sono impostati da uno dei microcircuiti inclusi nel kit del microprocessore (chipset) situato sulla scheda madre. Maggiore è la frequenza di clock che arriva al processore, maggiore è il numero di comandi che può eseguire per unità di tempo, maggiori sono le sue prestazioni.

Per ragioni puramente fisiche, poiché non si tratta di un cristallo di silicio, ma di un ampio insieme di conduttori e microcircuiti, la scheda madre non può funzionare a frequenze così elevate come il processore. Oggi il suo limite è 100-133 MHz. Per ottenere frequenze più elevate nel processore, moltiplicazione della frequenza interna per fattore 3; 3,5; 4; 4,5; 5 o più, cioè se la frequenza del bus di sistema è 133 MHz e il coefficiente (moltiplicatore del core) è 8, allora frequenza dell'orologio operativo sarà 1 GHz.

L'intera storia del PC IBM è collegata ai processori Intel, che produce questi chip dal 1970, a partire dal 4004 a quattro bit. Diamo una descrizione informale dei parametri principali di questi processori.

Microprocessore	Inizio del rilascio	Profondità di bit	Frequenza dell'orologio, MHz.	Prestazione	Nota
	8 giugno 1978	16 bit		0,33 MIPS 0,66 MIPS 0,75 MIPS
	Febbraio 1982	16 bit		0,9 MIPS 1,5 MIPS 2,66 MIPS
80386DX	17/10/1985	32 bit		5-6 MIPS 6-7 MIPS 8,5 MIPS
				11.4 MIPS	Cache L2 da 16 Kb (per la prima volta)
80386SX	16 giugno 1988	16 bit		2,5 MIPS 2,5 MIPS 2,7 MIPS 2,9 MIPS
80386SL	15 ottobre 1989	16 bit		4,2 MIPS 5,3 MIPS	Il primo processore progettato specificatamente per i personal computer
80486DX	10 aprile 1989	32 bit		20 MIPS 7,4 MFLOPS 27 MIPS 22,4 MFLOPS 41 MIPS 14,5 MFLOPS	Le prestazioni sono aumentate di 50 volte rispetto all'8086
80486SX	22 aprile 1991	32 bit		13 MIPS 20 MIPS 27 MIPS	Simile all'80486 ma senza coprocessore.
Pentium	22 marzo 1993	32 bit		100 MIPS 55,1 MFLOPS 112 MIPS 63,6 MFLOPS 126,5 MIPS 2,02 GFLOPS 203 MIPS 2,81 GFLOPS 3,92GFLOPS
Pentium PRO	1 novembre 1995
Pentium con tecnologia MMX	2 giugno 1997	32 bit		5.21 GFLOP	La tecnologia MMX offre prestazioni migliorate del processore quando si lavora con applicazioni multimediali e 3D.
Pentium II	7 maggio 1997
Celeron	12 aprile 1998				Versione più economica del Pentium II grazie alla rimozione della cache di livello 2
Xeon
Pentium III					PentiumII espanso con 70 comandi aggiuntivi per velocizzare i calcoli utilizzati nella grafica 3D. Grazie a ciò, esegue fino a 4 operazioni contemporaneamente su numeri in virgola mobile.
PentiumIV