Информатика

Все компоненты на материнской плате каким-то образом должны быть соединены между собой. Это соединение осуществляется с помощью шин [11].

Совокупность линий (проводников на материнской плате), по которым обмениваются информацией компоненты устройств и устройства РС, называется шиной (Bus) [12].

Шина предназначена для обмена между двумя и более устройствами.

Шина, связывающая только два устройства, называется портом.

Обычно шина имеет гнёзда для подключения внешних устройств, которые в результате сами становятся частью шины и могут обмениваться информацией со всеми другими подключаемыми к ней устройствами.

Шины в РС различаются по своему функциональному назначению.

Системная шина (или шина CPU) используется микросхемами и Chipset для пересылки информации от устройств к CPU и от CPU к устройствам.

Это шина GTL+ c тактовой частотой 66, 100 и 133 МГц и пропускной способностью 528, 800 Кбайт/с и 1,06 Мбайт/с или шина EV6, у которой передача по обоим фронтам с тактовой частотой 377 МГц. Может использоваться 128-разрядная шина памяти (так как передача происходит без участия CPU).

Шина кэш-памяти предназначена для обмена информацией между CPU и кэш-памятью.

Шина памяти используется для обмена информацией между оперативной памятью и CPU.

Шины ввода/вывода бывают стандартные и локальные.

Шина имеет собственную архитектуру, позволяющую реализовать важнейшие её свойства – возможность параллельного подключения практически неограниченного числа внешних устройств и обеспечения обмена информацией между ними. Архитектура любой шины включает следующие компоненты.

Линии данных (по ним происходит обмен данными между CPU, картами расширения, установленными в слоты, и памятью). В режиме DMA (Direct Memory Access) управление обменом данными осуществляется соответствующим контроллером, минуя CPU. Компьютеры семейства Pentium имеют 64-разрядную шину данных.

Линии адреса (процесс обмена возможен лишь в том случае, когда известен отправитель и получатель этих данных, а потому у каждого компонента РС, каждого регистра ввода/вывода и ячейки RAM, есть свой адрес – идентификационный код, который передаётся по этой шине).

RAM временно хранит данные для ускорения обмена ими. Количество ячеек RAM не должно превышать 2^m, где m – разрядность адресной шины. В семействе Pentium она 32-разрядная и можно адресовать 4 Гбайт памяти.

Линии управления данными (шины управления) необходимы для записи (считывания) в регистры устройств, подключённых к шине, ряда необходимых при передаче данных сигналов: записи/считывания, готовности к приёму/передаче данных, подтверждения приёма данных, аппаратного прерывания, управления и инициализации контроллера.

Контроллер шины осуществляет управление процессом обмена данными и служебными сигналами и обычно выполняется в виде отдельной микросхемы или интегрируется в микросхемы Chipset.

Шины ввода/вывода

К шинам ввода/вывода относятся следующие [11]:

1) шина ISA-8, ISA-16 (Industrial Standard Architecture);

2) шина EISA (Electronic ISA);

3) шина VESA или VLB (Video Electronic Standard Assotiation или Vesa Local Bas);

4) шина PCI (Peripheral Component Interconnect). Она имеет следующие модели: