Шина (комп’ютер) - це

Роз'єми шини PCI Express (зверху вниз: x4, x16, x1 і x16). Нижче - звичайний 32-бітний роз'єм шини PCI.

Цей термін має також інші значення див. Шина.

Комп'ютерна шина (від англ. Computer bus. Bidirectional universal switch - двонаправлений універсальний комутатор) - в архітектурі комп'ютера підсистема. яка передає дані між функціональними блоками комп'ютера. Зазвичай шина вправляється драйвером. На відміну від зв'язку точка-точка, до шини можна підключити декілька пристроїв по одному набору провідників. Кожна шина визначає свій набір конекторів (з'єднань) для фізичного підключення, карт і кабелів.

Ранні комп'ютерні шини були паралельні електричні шини з декількома підключеннями, але зараз цей термін використовується для будь-яких фізичних механізмів, що надають таку ж логічну функціональність, як паралельні комп'ютерні шини. Сучасні комп'ютерні шини використовують як паралельні, так і послідовні з'єднання і можуть мати паралельні (multidrop) і ланцюгові (daisy chain) топології. У разі USB і деяких інших шин можуть також використовуватися хаби (концентратори).

перше покоління

Ранні комп'ютерні шини були групою провідників, що включає комп'ютерну пам'ять і периферію до процесора. У більшості випадків для пам'яті і периферії використовувалися різні шини, з різним способом доступу, затримками, протоколами.

Одним з перших удосконалень стало використання переривань. До їх впровадження комп'ютери виконували операції введення-виведення в циклі очікування готовності периферійного пристрою. Це було марною тратою часу для програм, які могли робити інші завдання. Також, якщо програма намагалася виконати інші завдання, вона могла перевірити стан пристрою занадто пізно і втратити дані. Тому інженери дали можливість периферії переривати процесор. Переривання мали пріоритет, так як процесор може виконувати тільки код для одного переривання в один момент часу, а також деякі пристрої вимагали менших затримок, ніж інші.

Деякий час по тому комп'ютери стали розподіляти пам'ять між процесорами. На них доступ до шини також отримав пріоритети.

Класичний і простий спосіб забезпечити пріоритети переривань або доступу до шини полягав в ланцюговому підключенні пристроїв.

DEC відзначала, що дві різні шини можуть бути зайвими і дорогими для малих, серійних комп'ютерів і запропонувала відображати периферійні пристрої на шину пам'яті, так, що вони виглядали як області пам'яті. У той час це було дуже сміливим рішенням, і критики пророкували йому провал.

У багатьох мікроконтролерах і вбудованих системах шини введення-виведення до сих пір не існує. Процес передачі контролюється ЦПУ, який в більшості випадків Новомосковскет і пише інформацію в пристрої, так, як ніби вони є блоками пам'яті. Всі пристрої використовують спільне джерело тактового сигналу. Периферія може запросити обробку інформації шляхом подачі сигналів на спеціальні контакти ЦПУ, використовуючи будь-які форми переривань. Наприклад, контролер жорсткого диска повідомить процесор про готовність нової порції даних для читання, після чого процесор повинен вважати їх з області пам'яті, що відповідає контролеру. Майже всі ранні комп'ютери були побудовані за такими принципами, починаючи від Altair з шиною S-100. закінчуючи IBM PC в 1980-х.

Такі прості шини мали серйозний недолік для універсальних комп'ютерів. Все обладнання на шині мало передавати інформацію з однаковою швидкістю і використовувати одне джерело синхросигналу. Збільшення швидкості процесора було непростим, оскільки вимагало такого ж прискорення всіх пристроїв. Це часто призводило до ситуації, коли дуже швидким процесорам доводилося сповільнюватися для можливості передачі інформації деяких пристроїв. Хоча це допустимо для вбудованих систем, дана проблема не можна дозволити для комерційних комп'ютерів. Інша проблема полягає в тому, що процесор потрібно для будь-яких операцій, і коли він зайнятий іншими операціями, реальна пропускна здатність шини може значно страждати.

друге покоління

Комп'ютерні шини «другого покоління», наприклад NuBus вирішували деякі з перерахованих вище проблем. Вони зазвичай розділяли комп'ютер на дві «частини», процесор і пам'ять в одній і різні пристрої в інший. Між частинами встановлювався спеціальний контролер шин (bus controller). Така архітектура дозволила збільшувати швидкість процесора без впливу на шину, розвантажити процесор від завдань управління шиною. За допомогою контролера пристрою на шині могли взаємодіяти один з одним без втручання центрального процесора. Нові шини мали кращу продуктивність, але також вимагали більш складних карт розширення. Проблеми швидкості часто вирішувалися збільшенням розрядності шини даних. з 8-ми бітних шин першого покоління до 16 або 32-х бітних шин у другому поколінні. Також з'явилася програмна настройка пристроїв для спрощення підключення нових пристроїв, нині стандартизована як Plug-n-play.

третє покоління

Сучасні інтегральні схеми часто розробляються з заздалегідь створених частин. Розроблено шини (наприклад Wishbone) для більш простої інтеграції різних частин інтегральних схем.

Приклади внутрішніх комп'ютерних шин

паралельні

Пропрієтарна ASUS Media Bus. використовувалася на деяких материнських платах ASUS з Socket 7 і представляла собою шину ISA в специфічному разьеме, розміщеному в одну лінію з роз'ємом шини PCI.
CAMAC для вимірювальних систем (instrumentation systems)
Extended ISA або EISA
Industry Standard Architecture або ISA
Low Pin Count або LPC
MicroChannel або MCA
MBus
Multibus для промислових систем
NuBus або IEEE 1196
OPTi local bus, використовувалася для ранніх материнських плат для Intel 80486
Peripheral Component Interconnect або PCI, також PCI-X
S-100 bus або IEEE 696, використовувалася в Altair і схожих мікрокомп'ютерах
SBus або IEEE 1 496
VESA Local Bus або VLB або VL-bus, використовувалася в основному на материнських платах для 80486 процесорів і була підключена безпосередньо до висновків мікропроцесора. Однак зустрічалася і реалізація цієї шини в поєднанні з ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX) і ранніми Pentium
VMEbus. VERSAmodule Eurocard bus
STD Bus для 8-ми і 16-ти бітних мікропроцесорних систем
Unibus
Q-Bus

послідовні

Приклади зовнішніх комп'ютерних шин

Advanced Technology Attachment або ATA (також відома, як PATA, IDE, EIDE, ATAPI) - шина для підключення дискової і стрічкової периферії.
SATA. Serial ATA - сучасний варіант ATA
USB. Universal Serial Bus, використовується для безлічі зовнішніх пристроїв
HIPPI HIgh Performance Parallel Interface
IEEE-488. GPIB (General-Purpose Instrumentation Bus), HPIB, (Hewlett-Packard Instrumentation Bus)
PC card. раніше відома як PCMCIA. часто використовується в ноутбуках і інших портативних комп'ютерах, але втрачає своє значення з появою USB і встраиванием мережевих карт і модемів
SCSI. Small Computer System Interface, шина для підключення дискових і стрічкових накопичувачів
Serial Attached SCSI. SAS - сучасний варіант SCSI

пропрієтарні

Floppy drive connector

Приклади універсальних комп'ютерних шин

зовнішні посилання

Дивитися що таке "Шина (комп'ютер)" в інших словниках:

Шина даних - Шина даних шина, призначена для передачі інформації. У комп'ютерній техніці прийнято розрізняти висновки пристроїв за призначенням: одні для передачі інформації (наприклад, у вигляді сигналів низького або високого рівня), інші для повідомлення ... ... Вікіпедія

Шина управління - комп'ютерна шина, по якій передаються сиг-нали, що визначають характер обміну інформацією по ма-гістралі. Сигнали управління визначають, яку операцію (зчитування або запис інформації з пам'яті) потрібно виробляти, синхронізують обмін ... ... Вікіпедія

Шина розширення - Шина розширення комп'ютерна шина, яка використовується на системній карті комп'ютерів або промислових контролерів, для додавання пристроїв (плат) в комп'ютер. Є кілька видів: Персональні комп'ютери ISA 8 і 16 біт, ... ... Вікіпедія

Шина (комп'ютери) - Роз'єми шини PCI Express (зверху вниз: x4, x16, x1 і x16), в порівнянні зі звичайним 32 бітовим роз'ємом шини Комп'ютерна шина (від англ. Computer bus, bidirectional universal switch двонаправлений універсальний комутатор) в архітектурі комп'ютера ... ... Вікіпедія

Комп'ютерна шина - Роз'єми шини PCI Express (зверху вниз: x4, x16, x1 і x16), в порівнянні зі звичайним 32 бітовим роз'ємом шини Комп'ютерна шина (від англ. Computer bus, bidirectional universal switch двонаправлений універсальний комутатор) в архітектурі комп'ютера ... ... Вікіпедія