Dient voor de uitwisseling van opdrachten en gegevens tussen computercomponenten die zich op de mat bevinden. bord Het bedieningspaneel is via controllers op de bus aangesloten (open architectuur). overdracht van informatie via het systeem. De bus wordt in cycli uitgevoerd.

Systeem. band omvat:

Codedatabus voor //-de overdracht van alle bits van de numerieke code (machinewoord) van de operand van RAM naar MPP en terug (64 bits)

RAM-celadrescodebus (32 bits)

Codebus met instructies (commando's en besturingssignalen, pulsen) naar alle computerblokken (32 bits)

Powerbus voor het aansluiten van computerunits op het voedingssysteem

Systeem. De bus biedt 3 richtingen voor informatieoverdracht: - tussen MP en RAM; -tussen de MP en de apparaatcontroller; -tussen RAM en externe apparaten (VZU en PU, in directe geheugentoegangsmodus)

Alle apparaten zijn op het systeem aangesloten. bus through controllers - apparaten die zorgen voor interactie tussen de computer en het systeem. banden.

Om de MP te bevrijden van het beheer van de informatie-uitwisseling tussen RAM en de VU, is de modus Direct Memory Access (DMA - directe geheugentoegang) beschikbaar.

Systeemkenmerken bussen: aantal apparaten dat erdoor wordt bediend en bandbreedte, d.w.z. Max. mogelijke snelheid van informatieoverdracht.

De buscapaciteit is afhankelijk van:

Busbreedte (of breedte) - aantal bits, cat. M.B. gelijktijdig via de bus verzonden (er zijn 8,16,32 en 64-bit bussen);

Busklokfrequentie - frequentie, s cat. bits aan informatie worden via de bus verzonden.

Belangrijkste kenmerken van banden:

PCI (Peripheral Component Interconnect) is de meest voorkomende systeembus. De bussnelheid is niet afhankelijk van het aantal aangesloten apparaten. Ondersteunt de volgende modi:

- Plug En Toneelstuk (PnP) – automatische detectie en configuratie van een apparaat dat op de bus is aangesloten;

- Bus Beheersen– modus voor exclusieve controle over de bus door elk apparaat dat op de bus is aangesloten, waardoor u snel gegevens over de bus kunt overbrengen en vrijgeven.

AGP (Accelerated Graphics Port) is de snelweg tussen de videokaart en RAM. Ontwikkeld omdat de PCI-busparameters niet voldoen aan de prestatie-eisen van videoadapters. De bus werkt op een hogere frequentie, wat de werking van het grafische subsysteem van de computer versnelt.

Belangrijkste kenmerken van banden

Lezing 5

18. Computergeheugen en zijn kenmerken en doel. Pzu, ozu, vzu. Organisatie en fysieke weergave van gegevens op een computer.

Permanent en operationeel geheugen.

Het geheugen van een computer bestaat uit een reeks cellen, die elk de waarde van de eerste byte bevatten en een eigen nummer (adres) hebben waarmee toegang wordt verkregen tot de inhoud ervan. Alle gegevens in de computer worden in binaire vorm (0,1) opgeslagen.

Het geheugen wordt gekenmerkt door 2 parameters:

Geheugencapaciteit - grootte in bytes die beschikbaar is voor het opslaan van informatie

De toegangstijd tot geheugencellen is het gemiddelde tijdsinterval tijdens de kat. de benodigde geheugencel wordt gelokaliseerd en er worden gegevens uit gehaald.

Random Access Memory (RAM; RAM – Random Access Memory) is ontworpen voor het online opnemen, opslaan en lezen van informatie (programma's en gegevens) die direct betrokken is bij het informatie- en computerproces dat in de huidige periode door de computer wordt uitgevoerd. Nadat de computer is uitgeschakeld, wordt de informatie in het RAM-geheugen vernietigd. (Computers gebaseerd op Intel Pentium-processors gebruiken 32-bits adressering. Dat wil zeggen, het aantal adressen is 2 32, dat wil zeggen, de mogelijke adresruimte is 4,3 GB. De toegangstijd is 0,005-0,02 μs. 1 s = 10 6 μs.

Alleen-lezen geheugen (ROM; ROM - Read Only Memory) slaat onveranderlijke (permanente) informatie op: programma's die worden uitgevoerd tijdens het opstarten van het systeem, en permanente computerparameters. Wanneer de computer is ingeschakeld, bevinden zich geen gegevens in het RAM-geheugen, omdat RAM geen gegevens opslaat nadat de computer is uitgeschakeld. Maar de MP heeft commando's nodig, ook direct na het inschakelen. Daarom vraagt ​​de MP een speciaal startadres aan, dat hem altijd bekend is, voor zijn eerste elftal. Dit adres is van ROM. Het belangrijkste doel van programma's van ROM is om de samenstelling en prestaties van het systeem te controleren en interactie met het toetsenbord, de monitor, harde schijven en diskettes te garanderen. Normaal gesproken kunt u de ROM-informatie niet wijzigen. ROM-volume 128-256 KB, toegangstijd 0,035-0,1 μs. Omdat ROM klein van formaat is maar langere toegangstijden heeft dan RAM, wordt bij het opstarten de volledige inhoud van ROM ingelezen in een speciaal toegewezen RAM-gebied.

Niet-vluchtig geheugen CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor RAM), dat gegevens opslaat over de hardwareconfiguratie van de computer: apparaten die op de computer zijn aangesloten en hun parameters, opstartparameters, inlogwachtwoord, huidige tijd en datum. Het CMOS RAM-geheugen wordt gevoed door een batterij. Als de batterij leeg raakt, worden de instellingen die zijn opgeslagen in het CMOS RAM gereset en gebruikt de computer de standaardinstellingen.

ROM en CMOS RAM-geheugen vormen het basisinvoer-uitvoersysteem (BIOS - Basic Input-Output System).

Externe opslagapparaten. VSD voor langdurige opslag en transport van informatie. VZU communiceert met het systeem. bus via VZU (KVZU)-controllers. KVZU vormt de interface tussen de VZU en het systeem. bussen in directe geheugentoegangsmodus, d.w.z. zonder de deelname van het parlementslid. INTERFACE is een reeks verbindingen met uniforme signalen en apparatuur ontworpen voor gegevensuitwisseling tussen apparaten van een computersysteem.

VZU kan volgens het transportcriterium worden onderverdeeld in DRAAGBAAR en STATIONAIR. Draagbare VSD's bestaan ​​uit media die zijn aangesloten op een I/O-poort (meestal USB), (flashgeheugen) of media en een drive (HDD-drives, cd- en dvd-drives). Bij stationaire VSD's worden de media en het station gecombineerd in één enkel apparaat (HDD). Stationaire VSD's zijn ontworpen om informatie in een computer op te slaan.

Vóór het eerste gebruik of in geval van storingen moet de FO worden GEFORMATTEERD - schrijf service-informatie naar de media.

Belangrijkste technische kenmerken van de VZU

Informatiecapaciteit bepaalt het grootste aantal eenheden. gegevens kan de kat tegelijkertijd in het VRAM opslaan (afhankelijk van de oppervlakte van het opslagmedium en de opnamedichtheid.)

De opnamedichtheid is het aantal bits informatie dat is opgenomen op een eenheid media-oppervlak. Er wordt onderscheid gemaakt tussen longitudinale dichtheid (bit/mm) en transversale dichtheid.//

Toegangstijd - het tijdsinterval vanaf het moment van het verzoek (lezen of schrijven) tot het moment dat de blokkering wordt uitgegeven (inclusief het tijdstip van zoeken naar infectie op de media en het tijdstip van lezen of schrijven).

De gegevensoverdrachtsnelheid bepaalt de hoeveelheid gegevens die per tijdseenheid wordt gelezen of geschreven en is afhankelijk van de snelheid van het medium, de opnamedichtheid, het aantal kanalen, enz.

De systeembus is ontworpen om te communiceren tussen de processor en externe apparaten in de computer met behulp van speciale besturingsapparaten - adapters of controllers. Deze laatste zijn allemaal via standaardconnectoren op de systeembus aangesloten. Bussen worden gewoonlijk onderverdeeld in drie categorieën op basis van hun functionele doel: adres, informatie en besturing, die verschillen in bitdiepte, dat wil zeggen in de hoeveelheid gegevens die er doorheen gaat. Het type apparaat dat wordt gebruikt, wordt grotendeels bepaald door de snelheid van de computer.

De systeembus kan werken in de volgende hoofdstandaarden: MCA, ISA, VESA, EISA, PCI. Lange tijd gold de ISA-bus als een absolute standaard op het gebied van personal computers. Het is ontwikkeld op basis van de acht-bits XT-systeembus en de IBM PC. Het voorzag in acht interruptlijnen voor interface met externe apparaten, evenals vier lijnen voor directe toegang tot het geheugen.

De systeembus en microprocessor werkten op een frequentie van 4,77 MHz. En de snelheid zou ongeveer 4,5 MB per seconde kunnen zijn. De volgende generatie computers gebruikte al een zestien-bits bus, die dankzij 24-adreslijnen directe toegang tot RAM mogelijk maakte, op dat moment was het volume 16 MB.

Deze bus gebruikte al zestien hardware-interrupts in plaats van acht, en het aantal kanalen voor directe toegang tot informatie was al acht in plaats van vier. Nu werkt de bus asynchroon met de microprocessor op een frequentie van 6 MHz, waardoor de overdrachtssnelheid is toegenomen tot 16 MB per seconde. Nu bood het al de mogelijkheid om met apparaten met lage snelheid te werken, maar kon het de effectieve werking van moderne apparaten niet garanderen. Dit heeft nieuwe typen systeembussen beïnvloed.

In 1987 werd de MCA-systeembus ontwikkeld, die de eerste werd met hoge prestaties. Het verschilde doordat de werksnelheid 10 MHz was en de bus zelf al 32-bit was geworden, waardoor de overdrachtssnelheid steeg tot 20 MB per seconde. Vanwege de incompatibiliteit van de bussen met elkaar was het echter niet mogelijk om controllers te gebruiken die voor de ISA-bus waren ontworpen, en daarom werd de architectuur niet veel gebruikt.

De EISA-systeembus werd in 1989 ontwikkeld als een verbeterde versie van ISA. De connectoren maakten het mogelijk om niet alleen uw eigen controllers in te voegen, maar ook die voor ISA. Het werkte met een frequentie van 8-10 MHz, terwijl de bitbreedte 32 was, waardoor het tot 4 GB kon verzenden, waarbij een informatie-uitwisselingssnelheid van 33 MB per seconde werd bereikt. Het nadeel van deze bus is de lage snelheid van informatie-uitwisseling bij het verwerken van afbeeldingen en afbeeldingen, evenals de relatief hoge prijs van de controllers.

Het is ontwikkeld voor de nieuwe Pentium-processor, maar kan ook op andere platforms worden gebruikt. Hiermee kunt u maximaal tien verschillende apparaten aansluiten. Deze bus gebruikt 32 of 64 bits en de overdrachtssnelheid was 132 en 264 MB per seconde.

Tegenwoordig worden moederborden via de AGP-bus met andere apparaten verbonden, waardoor de grafische kaart het RAM-geheugen van een pc kan gebruiken. Het is in staat gebleken moderne grafische afbeeldingen te verwerken die met hoge snelheden over de monitor moeten bewegen, wat voor PCI moeilijk te verwerken is. Bij gebruik van PCI bleek het onpraktisch om het geheugen op de videoadapter te vergroten vanwege de beperkte werksnelheid en busbandbreedte. Dankzij de AGP-systeembusfrequentie kan informatie rechtstreeks worden uitgewisseld tussen videogeheugen en RAM, wat niet kan worden bereikt bij gebruik van andere standaarden voor deze apparaten.

Wat is de modulaire aanpak voor het bouwen van computers?

De architectuur van moderne personal computers is gebaseerd op een modulair principe. Hiermee kan de consument de computerconfiguratie die hij nodig heeft voltooien en, indien nodig, upgraden. De modulaire organisatie van een computer is gebaseerd op het backbone-principe (bus) van informatie-uitwisseling tussen modules. Informatie wordt uitgewisseld tussen individuele computerapparaten via drie multi-bit-bussen die alle modules verbinden: de databus, de adresbus en de besturingsbus.

Wat is een ruggengraatmethode voor informatie-uitwisseling?

De backbone-methode zorgt voor de uitwisseling van informatie tussen functionele en structurele modules van verschillende niveaus met behulp van snelwegen die invoer- en uitvoerbussen combineren.

Er zijn enkel-, dubbel-, drie- en meerlijnsverbindingen.

Wat is microprogrammeerbaarheid?

Microprogrammeerbaarheid is een manier om het principe van programmacontrole te implementeren. De essentie ervan is dat het principe van programmabesturing ook van toepassing is op de implementatie van het besturingsapparaat. Met andere woorden, het besturingsapparaat is op precies dezelfde manier gebouwd als de hele computer, alleen op microniveau, d.w.z. Het besturingsapparaat heeft zijn eigen geheugen, het zogenaamde besturingsgeheugen of microcommandogeheugen, zijn eigen ‘processor’ en zijn eigen besturingsapparaat.

Hoe ziet de architectuur van een computer met een enkele busstructuur eruit?

Single-bus-architectuur is de architectuur van een microprocessorsysteem met een gemeenschappelijk geheugen voor gegevens en opdrachten en een gemeenschappelijke bus voor uitwisseling met geheugen.

Het lezen van opdrachtcodes uit het systeemgeheugen gebeurt met behulp van leescycli. Daarom wisselen in het geval van een architectuur met één bus de leescycli van opdrachten en de gegevensoverdrachtcycli (lezen en schrijven) elkaar af op de systeembus, maar de uitwisselingsprotocollen blijven onveranderd, ongeacht wat er wordt verzonden: gegevens of opdrachten. In een architectuur met één bus wordt dezelfde bus gebruikt om te communiceren met het geheugen en de host.

Hoe ziet de architectuur van een computer met een multibusstructuur eruit?

Het belangrijkste kenmerk van deze architectuur is dat voor elke methode van informatie-uitwisseling met de besturingseenheid een aparte groep bussen wordt gebruikt: aparte bussen voor de programmamodus van informatie-uitwisseling met of zonder onderbrekingen en voor invoer/uitvoer van informatie in direct geheugen toegangsmodus, die gegevensblokken met hoge snelheid verzendt.

Data-uitwisselingsprotocollen, busstructuur en communicatiesnelheid voor elk van de busgroepen kunnen volgens de gekozen methode optimaal worden aangepast aan de besturingseenheid.

Waaruit bestaat een von Neumann-machine?

Een Von Neumann-machine bestaat uit geheugen, invoer-/uitvoerapparaten en een centrale verwerkingseenheid (CPU). De centrale processor bestaat op zijn beurt uit een besturingseenheid (CU) en een rekenkundig-logische eenheid (ALU)

Een gegeneraliseerd algoritme voor de werking van een von Neumann-computer.

Met behulp van een extern apparaat wordt een programma in het geheugen van de computer ingevoerd.

Het besturingsapparaat leest de inhoud van de geheugencel waar de eerste instructie (opdracht) van het programma zich bevindt en organiseert de uitvoering ervan. De opdracht kan het volgende specificeren:

Voer logische of rekenkundige bewerkingen uit;

Gegevens uit het geheugen lezen om rekenkundige of logische bewerkingen uit te voeren;

Resultaten vastleggen in het geheugen;

Gegevens van een extern apparaat in het geheugen invoeren;

Gegevens uit het geheugen uitvoeren naar een extern apparaat.

Het besturingsapparaat begint het commando uit te voeren vanuit de geheugencel die zich onmiddellijk na het zojuist uitgevoerde commando bevindt. Deze volgorde kan echter worden gewijzigd met behulp van instructies voor besturingsoverdracht (sprong). Deze commando's geven aan het besturingsapparaat aan dat het door moet gaan met het uitvoeren van het programma, te beginnen met het commando dat zich in een andere geheugencel bevindt.

De resultaten van de programma-uitvoering worden uitgevoerd naar een extern apparaat op de computer.

De computer gaat in de wachtmodus op een signaal van een extern apparaat.

Computerstructuur met meerdere bussen. Voordelen, nadelen.

Het belangrijkste kenmerk van de organisatie is dat voor elke methode voor het uitwisselen van informatie met de besturingseenheid een aparte groep bussen wordt gebruikt: afzonderlijke bussen voor de programmamodus van informatie-uitwisseling met of zonder onderbrekingen en voor invoer/uitvoer van informatie in direct geheugen toegangsmodus, die gegevensblokken met hoge snelheid verzendt. Data-uitwisselingsprotocollen, busstructuur en communicatiesnelheid voor elk van de busgroepen kunnen volgens de gekozen methode optimaal worden aangepast aan de besturingseenheid.

De nadelen zijn een grotere complexiteit dan een enkele busstructuur en minder standaardisatie van bussen.

Computerstructuur met één bus. Voordelen, nadelen.

In dit geval worden computerblokken gecombineerd via één groep bussen, die subsets van data-, adres- en besturingssignaalbussen omvat. Met deze organisatie van het bussysteem wordt de uitwisseling van informatie tussen de processor, randapparatuur en geheugen uitgevoerd volgens één enkele regel; er zijn geen afzonderlijke invoer-uitvoercommando's voor toegang tot de besturingseenheid in het commandosysteem. Hiermee kunt u de flexibiliteit en efficiëntie van de computer vergroten, omdat de volledige set geheugentoegangsopdrachten kan worden gebruikt om de inhoud van de PU-registers over te dragen en te verwerken. Daarnaast is een ander belangrijk voordeel de eenvoud van de busstructuur en de minimalisering van het aantal verbindingen voor de uitwisseling van informatie tussen computerapparaten.

De nadelen zijn: de aanwezigheid van trage apparaten op de bus, beperkingen op gelijktijdige gegevensuitwisseling (niet meer dan twee apparaten tegelijk).

13. Noem de vereisten voor moderne computers.

De vereisten voor moderne computers zijn:

Kosten-prestatieverhouding.

Betrouwbaarheid en fouttolerantie.

Schaalbaarheid.

Softwarecompatibiliteit en mobiliteit.

Wat is betrouwbaarheid?

Computerbetrouwbaarheid is het vermogen van een machine om zijn eigenschappen onder gegeven bedrijfsomstandigheden gedurende een bepaalde periode te behouden. De volgende indicatoren kunnen dienen als een kwantitatieve beoordeling van de betrouwbaarheid van een computer die elementen bevat waarvan het falen leidt tot het falen van de hele machine:

Waarschijnlijkheid van een storingsvrij bedrijf gedurende een bepaalde tijd onder gegeven bedrijfsomstandigheden;

Computergemiddelde tijd tussen storingen;

Gemiddelde tijd om een ​​machine te herstellen, enz.

15. Hoe verschilt het concept van “betrouwbaarheid” van het concept van “failuretolerantie”?

In tegenstelling tot betrouwbaarheid - het vermogen van een machine om zijn eigenschappen onder gegeven bedrijfsomstandigheden gedurende een bepaalde periode te behouden, is fouttolerantie het vermogen van een machine om zijn functionaliteit te behouden na het falen van een of meer samenstellende componenten. De fouttolerantie wordt bepaald door het aantal opeenvolgende afzonderlijke storingen van componenten, waarna de werking van het systeem als geheel behouden blijft.

Wat is schaalbaarheid?

Schaalbaarheid kenmerkt het vermogen van een computer om de rekenkracht soepel te vergroten zonder de prestaties van de computer als geheel te verslechteren. Een systeem is schaalbaar als het de prestaties kan verhogen in verhouding tot de extra middelen.

Wat is compatibiliteit?

Hardwarecompatibiliteit verwijst naar het vermogen van een apparaat om op logische wijze een ander apparaat van hetzelfde type te vervangen, of het vermogen van een apparaat om zowel fysiek als logisch met andere apparaten te communiceren. In het laatste geval worden ook de termen “volledige (hardware) compatibiliteit” en “connectorcompatibiliteit” gebruikt als synoniemen voor hardwarecompatibiliteit.

Onder softwarecompatibiliteit van de ene computer met de andere wordt verstaan ​​het vermogen van de eerste om programma's uit te voeren die voor de tweede computer zijn ontwikkeld. Verschillende modellen van dezelfde computerfamilie zijn in de regel 'eenrichtings'-compatibel, omdat computers van latere (oudere) modellen meestal krachtiger zijn (dat wil zeggen dat ze in staat zijn om extra opdrachten uit te voeren, meer geheugen hebben, enz. ). In dit geval wordt gezegd dat de computer van het oudere model opwaarts compatibel is met de computer van het jongere model, waarbij het feit wordt benadrukt dat de eerste programma's kan uitvoeren die voor de laatste zijn voorbereid, maar niet andersom.

Wat zijn X-terminals?

Een X-terminal is een speciaal stuk hardware waarop de X-server draait en dat als thin client dient. Ze zijn nuttig in gevallen waarin veel gebruikers tegelijkertijd één grote applicatieserver gebruiken.

Wat is een mainframe?

Mainframe (Large Mainframe Computer) is een krachtige computer met een aanzienlijke hoeveelheid RAM en extern geheugen, ontworpen voor het organiseren van gecentraliseerde gegevensopslag met grote capaciteit en het uitvoeren van intensief computerwerk. Mainframes worden doorgaans gebruikt voor gehele bewerkingen waarvoor gegevensoverdrachtsnelheden, betrouwbaarheid en de mogelijkheid om meerdere processen tegelijkertijd af te handelen zijn vereist.

Tests van SPEC.

De belangrijkste output van SPEC zijn testsuites. Deze sets zijn ontwikkeld door SPEC met behulp van codes uit verschillende bronnen. SPEC werkt aan het porten van deze codes naar verschillende platforms en aan het creëren van tools om de als tests geselecteerde codes om te zetten in zinvolle werklasten. Dit is de reden waarom SPEC-tests verschillen van vrije software.

Momenteel zijn er twee basissets van SPEC-tests, gericht op intensieve berekeningen en het meten van de prestaties van de processor, het geheugensysteem en de efficiëntie van het genereren van code door de compiler. Normaal gesproken zijn deze tests gericht op het UNIX-besturingssysteem, maar ze zijn ook overgezet naar andere platforms. Het percentage tijd dat wordt besteed aan het besturingssysteem en I/O-functies is over het algemeen verwaarloosbaar.

Functioneel diagram van ROM.

Classificatie van ROM.

ROM's zijn onderverdeeld in:

Masker-ROM

Elektrisch eenmalige programmeerbare ROM

Herprogrammeerbaar (RPZU, PROM)

Uhm. RPZU

E-mail RPZU

54. Fysieke basis van het opslagelement van een eenmalig programmeerbaar ROM (circuit).

Wanneer de jumper aanwezig is, vloeit er stroom door de transistor en wordt een hoog niveau gelezen. Als Up hoog is, verbrandt de stroom de draad wanneer de transistor opent.

55. Fysieke basis van het opslagelement van een herprogrammeerbare ROM (circuit).

De herschrijfbare ROM maakt gebruik van een magnetische inductie-MOSFET met zwevende poort.

56. Doel en ontwerp van PLM (diagram).

PLM is een functioneel blok dat is gemaakt op basis van halfgeleidertechnologie en is ontworpen om de logische functies van digitale systemen te implementeren. Ze worden gebruikt in besturings- en decodeerapparatuur.

57. Verticale geheugenuitbreiding (schema) en het doel ervan.

Verticale expansie wordt gebruikt om de adresseerbare opslagruimte te vergroten.

58. Horizontale geheugenuitbreiding (schema) en het doel ervan.

Horizontale uitbreiding wordt gebruikt om de capaciteit van RAM te vergroten.

Uit welke bussen bestaat de systeembus?

De systeembus bevat drie multi-bit-bussen:

Databus - gebruikt om gegevens over te dragen tussen de CPU en het geheugen of de CPU en I/O-apparaten.

Adresbus - wordt gebruikt om apparaten of geheugencellen te selecteren waarnaar gegevens via de databus worden verzonden of gelezen. Unidirectionele bus.

Besturingsbus – wordt gebruikt voor het verzenden van besturingssignalen die de aard van de informatie-uitwisseling langs de bus bepalen, bedoeld voor geheugen en invoer-/uitvoerapparaten.

SYSTEEMBUS SYSTEEMBUS

SYSTEM BUS (systeembus), een reeks lijnen voor het verzenden van alle soorten signalen (inclusief gegevens, adressen en besturing) tussen de microprocessor (cm. MICROPROCESSOR) en andere elektronische apparaten van de computer (cm. COMPUTER). Het deel van de systeembus dat gegevens verzendt, wordt de databus genoemd, adressen worden de adresbus genoemd en besturingssignalen worden de besturingsbus genoemd. Een belangrijk kenmerk van de systeembus dat de prestaties van een personal computer beïnvloedt, is de klokfrequentie van de systeembus - FSB (Frequency System Bus).
Een personal computer op basis van een x86-compatibele microprocessor is gebouwd volgens het volgende schema: de microprocessor is via de systeembus verbonden met een systeemcontroller (meestal wordt zo'n controller een "North Bridge" genoemd). De systeemcontroller omvat een RAM-controller en buscontrollers waarop randapparatuur is aangesloten. De krachtigste randapparaten (bijvoorbeeld videokaarten) worden meestal op de noordbrug aangesloten (cm. VIDEOADAPTER)) en minder productieve apparaten (BIOS-chip, apparaten met een PCI-bus) zijn verbonden met de “South Bridge”, die via een speciale krachtige bus met de North Bridge is verbonden. Een set “zuid”- en “noord”-bruggen wordt een chipset genoemd (cm. CHIPSET)(chipset). De systeembus fungeert als een backbone tussen de processor en de chipset.

Encyclopedisch woordenboek. 2009 .

Kijk wat "SYSTEEMBUS" is in andere woordenboeken:

systeem bus- ruggengraat van de pc-systeemeenheid - [E.S. Engels-Russisch verklarend woordenboek over computersysteemtechniek. Moskou 1993] Onderwerpen informatietechnologie in het algemeen Synoniemen ruggengraat van de pc-systeemeenheid EN systeembusS bus ...

- ... Wikipedia

EISA-bus- uitgebreide architectuur van de industriestandaard pc-systeembus, waardoor de mogelijkheden van de ISA-bus zijn uitgebreid van 16 naar 32 bits. Het werd snel verdrongen door de PCI-bus. Onderwerpen informatietechnologie in het algemeen Synoniemen... ...

Handleiding voor technische vertalers ingangs-/uitgangskanaalbus (computer) Onderwerpen informatietechnologie in het algemeen Synoniemen... ...

AGP-connector op het moederbord (meestal bruin of groen). AGP (van het Engelse Accelerated Graphics Port, Accelerated Graphics Port) is een systeembus voor een videokaart die door het bedrijf in 1997 is ontwikkeld. Verscheen gelijktijdig met chipsets... Wikipedia

PC-bus met geavanceerde technologie- De door IBM ontwikkelde systeembus wordt gebruikt in de IBM PC XT-serie gebaseerd op de 8088-microprocessor met een 8-bit databus. De bus bevat een 20-bits bus, een 8-bits bidirectionele databus, 6 interruptniveaulijnen,... ... Onderwerpen informatietechnologie in het algemeen Synoniemen... ...

S 100 Universele interfacebus ontworpen door MITS in 1974 speciaal voor de Altair 8800, die tegenwoordig wordt beschouwd als de eerste personal computer. De S 100-bus was de eerste interfacebus voor een microcomputer... ... Wikipedia

PCI Express-busconnectoren (van boven naar beneden: x4, x16, x1 en x16), vergeleken met de gebruikelijke 32-bits busconnector Computerbus (van de Engelse computerbus, bidirectionele universele schakelaar) in computerarchitectuur... ... Wikipedia

FSB (Engelse Front side bus, vertaald als “systeembus”) is een computerbus die zorgt voor een verbinding tussen een x86-compatibele centrale processor en de buitenwereld. In de regel is een moderne personal computer gebaseerd op x86 compatibel... ... Wikipedia

Het belangrijkste onderdeel van elke pc is het moederbord (systeembord). Het herbergt alle hoofdelementen: processor, RAM, videokaart, controllers, evenals slots en connectoren voor het aansluiten van externe randapparatuur. Alle componenten van het moederbord zijn met elkaar verbonden door een systeem van geleiders (lijnen) waardoor informatie wordt uitgewisseld. Deze set lijnen wordt de informatiebus genoemd. Er wordt een bus aangeroepen die slechts twee apparaten met elkaar verbindt haven . Beschouw als voorbeeld de opbouw van bijvoorbeeld een PC-bus:

Interactie tussen pc-componenten en apparaten die op verschillende bussen zijn aangesloten, wordt uitgevoerd met behulp van zogenaamde bruggen die op een van de chipsetchips zijn geïmplementeerd.

PC-bussen verschillen in hun functionele doel:

- systeem bus gebruikt door Chipset-chips om informatie naar de processor en terug te sturen;

- cache-bus ontworpen om informatie uit te wisselen tussen de processor en het externe cachegeheugen;

- geheugen bus gebruikt om informatie uit te wisselen tussen RAM en processor;

- I/O-bussen gebruikt om informatie uit te wisselen met randapparatuur.

I/O-bussen zijn onderverdeeld in lokaal en standaard. Lokaal I/O-bus is een hogesnelheidsbus die is ontworpen voor het uitwisselen van informatie tussen snelle randapparatuur (videoadapters, netwerkkaarten, enz.) en de processor. Momenteel wordt de PCI Express-bus gebruikt als de lokale bus (in het verleden werd de AGP-bus - Accelerated Graphics Port) gebruikt.

Standaard De I/O-bus wordt gebruikt om langzamere apparaten aan te sluiten (bijv. muizen, toetsenborden, modems). Tot voor kort werd als deze bus de ISA-standaardbus gebruikt. Momenteel wordt de USB-bus veel gebruikt.

Buscomponenten

De architectuur van elke bus bestaat uit de volgende componenten:

- datalijnen(databus). De databus zorgt voor gegevensuitwisseling tussen de processor, uitbreidingskaarten die in slots zijn geïnstalleerd en het geheugen. Hoe hoger de busbreedte, hoe meer gegevens per klokcyclus kunnen worden overgedragen en hoe hoger de pc-prestaties. Computers met een Pentium-familieprocessor hebben een 64-bits databus.

- lijnen voor gegevensadressering(adresbus). De adresbus wordt gebruikt om het adres aan te geven van elk apparaat waarmee de processor gegevens uitwisselt. Elk pc-onderdeel, elke I/O-poort en RAM-cel heeft zijn eigen adres.

- gegevenscontrolelijnen(controlebus). Via de besturingsbus wordt een aantal servicesignalen verzonden: schrijven/lezen, gereedheid om gegevens te ontvangen/verzenden, bevestiging van gegevensontvangst, hardware-onderbreking, besturing en andere. Alle besturingsbussignalen zijn ontworpen om datatransmissie te verzorgen.

- bus-controller, bestuurt het proces van het uitwisselen van gegevens en servicesignalen en wordt meestal geïmplementeerd in de vorm van een afzonderlijke chip, of in de vorm van een compatibele set chips - Chipset.

Belangrijkste kenmerken van de band

Busbreedte bepaald door het aantal parallelle geleiders dat erin is opgenomen. De eerste ISA-bus voor de IBM-pc was 8-bit, d.w.z. het kan tegelijkertijd 8 bits verzenden. Systeembussen voor moderne pc's, bijvoorbeeld Pentium IV, zijn 64-bit.

Buscapaciteit bepaald door het aantal bytes aan informatie dat per seconde via de bus wordt overgedragen. Om de busbandbreedte te bepalen, moet u de busklokfrequentie vermenigvuldigen met de bitbreedte. Als de busbreedte bijvoorbeeld 64 is en de klokfrequentie 66 MHz, dan doorvoer= 8 (bytes) * 66 MHz = 528 MB/sec.

Busfrequentie- dit is de klokfrequentie waarmee gegevens op de bus worden uitgewisseld.

Externe apparaten worden via een interface op de bussen aangesloten.

PC-busstandaarden

Het principe van IBM-compatibiliteit impliceert standaardisatie van de interfaces van individuele pc-componenten, wat op zijn beurt de flexibiliteit van het systeem als geheel bepaalt, d.w.z. de mogelijkheid om de systeemconfiguratie te wijzigen en indien nodig verschillende randapparaten aan te sluiten. In geval van interface-incompatibiliteit worden controllers gebruikt.

Systeembus (FSB - Front Side Bus) Deze bus is ontworpen om informatie uit te wisselen tussen de processor, het geheugen en andere apparaten in het systeem. Systeembussen omvatten GTL , met een bitdiepte van 64 bits, een klokfrequentie van 66, 100 en 133 MHz; EV6 , Met de specificatie kunt u de klokfrequentie verhogen tot 377 MHz.

I/O-bussen worden verbeterd in lijn met de ontwikkeling van pc-randapparatuur.

- ISA-bus werd jarenlang als een pc-standaard beschouwd, maar wordt tegenwoordig nog steeds op sommige pc's gebruikt, samen met de moderne PCI-bus. Intel heeft samen met Microsoft een strategie ontwikkeld om de ISA-bus uit te faseren. In eerste instantie is het de bedoeling om ISA-connectoren op het moederbord te elimineren en vervolgens ISA-slots te elimineren en schijfstations, muizen, toetsenborden, scanners op de USB-bus aan te sluiten, en harde schijven, cd-rom- en dvd-rom-drives op de IEEE 1394-bus. .

- EISA-bus werd een verdere ontwikkeling van de ISA-bus in de richting van het verbeteren van de systeemprestaties en de compatibiliteit van zijn componenten. De bus wordt niet veel gebruikt vanwege de hoge kosten en bandbreedte, die inferieur is aan die van de VESA-bus die op de markt verscheen.

- VESA-bus of VLB , ontworpen om de processor te verbinden met snelle randapparatuur en is een uitbreiding van de ISA-bus voor het uitwisselen van videogegevens. Toen de CPU 80486-processor de computermarkt domineerde, was de VLB-bus behoorlijk populair, maar is nu vervangen door de krachtigere PCI-bus.

- PCI-bus (Peripheral Component Interconnect bus - onderlinge verbinding van randcomponenten) is door Intel ontwikkeld voor de Pentium-processor. Het fundamentele principe dat ten grondslag ligt aan de PCI-bus is het gebruik van zogenaamde bruggen, die communiceren tussen de PCI-bus en andere typen bussen. De PCI-bus implementeert het Bus Mastering-principe, wat inhoudt dat een extern apparaat de bus kan besturen bij het verzenden van gegevens (zonder tussenkomst van de processor). Tijdens de informatieoverdracht neemt een apparaat dat Bus Mastering ondersteunt de bus over en wordt de master. In dit geval wordt de centrale processor vrijgemaakt om andere taken uit te voeren terwijl de gegevens worden overgedragen. Bij moderne moederborden is de klokfrequentie van de PCI-bus ingesteld op de helft van de klokfrequentie van de systeembus, d.w.z. Met een systeembuskloksnelheid van 66 MHz werkt de PCI-bus op 33 MHz. Momenteel is de PCI-bus de de facto standaard onder de I/O-bussen geworden.

- AGP-bus - hogesnelheidslokale input/output-bus, exclusief ontworpen voor de behoeften van het videosysteem. Het verbindt de videoadapter met het pc-systeemgeheugen. De AGP-bus is ontworpen op basis van de PCI-busarchitectuur en is dus ook 32-bit. Het heeft echter extra mogelijkheden om de doorvoer te vergroten, met name door het gebruik van hogere kloksnelheden. Als in de standaardversie de 32-bits PCI-bus een klokfrequentie van 33 MHz heeft, wat een theoretische PCI-doorvoer levert van 33 x 32 = 1056 Mbit/s = 132 MB/s, dan wordt de AGP-bus geklokt door een signaal met een frequentie van 66 MHz, dus de doorvoersnelheid is 1x, de modus is 66 x 32 = 264 MB/sec; in de 2x-modus is de equivalente klokfrequentie 132 MHz en de bandbreedte 528 MB/sec; in 4x-modus is de doorvoer ongeveer 1 GB/sec.

- PCI Express – In 2004 ontwikkelde Intel de PCI-Express seriële bus met een bandbreedte van ongeveer 4 Gb/sec. Elk apparaat dat op deze bus is aangesloten, krijgt een eigen kanaal toegewezen met een snelheid van 250 Mb/sec. In dit geval kunt u meerdere kanalen tegelijk gebruiken, bijvoorbeeld bij het overbrengen van gegevens naar een videokaart. Tot de voordelen van deze bus behoren ook de "hot replacement" van elk apparaat dat erop is aangesloten, zonder zelfs maar de stroom naar de systeemeenheid uit te schakelen. Dankzij de hoge piekprestaties van de PCI Express-bus kan deze worden gebruikt in plaats van AGP en wordt verwacht dat PCI Express deze bussen in personal computers zal vervangen.

- USB-bus (Universal Serial Bus) is ontworpen om randapparatuur met gemiddelde en lage snelheid aan te sluiten. De snelheid van de informatie-uitwisseling via de USB 2.0-bus bedraagt ​​bijvoorbeeld 45 MB/s - 60 MB/s. Op computers die zijn uitgerust met een USB-bus kunt u randapparatuur zoals een toetsenbord, muis, joystick en printer aansluiten zonder de stroom uit te schakelen. De USB-bus ondersteunt Plug & Play-technologie. Wanneer een randapparaat wordt aangesloten, wordt dit automatisch geconfigureerd.

- SCSI-bus (Small Computer System Interface) biedt gegevensoverdrachtsnelheden tot 320 MB/s en biedt de mogelijkheid om maximaal acht apparaten op één adapter aan te sluiten: harde schijven, cd-rom-drives, scanners, foto- en videocamera's. Er is een breed scala aan SCSI-versies, van de eerste versie SCSI I, die een maximale doorvoersnelheid van 5 MB/s biedt, tot de Ultra 320-versie, die een maximale doorvoersnelheid van 320 MB/s biedt.

- UDMA-bus (Ultra Direct Memory Access - directe verbinding met geheugen). UDMA biedt gegevensoverdracht vanaf de harde schijf met snelheden tot 33,3 MB/sec in modus 2 en 66,7 MB/sec in modus 4.

- IEEE 1394-bus is een snelle lokale seriële busstandaard ontwikkeld door Apple en Texas Instruments. De IEEE 1394-bus is ontworpen voor de uitwisseling van digitale informatie tussen pc's en andere elektronische apparaten, vooral voor het aansluiten van harde schijven en audio- en videoverwerkingsapparaten, en voor het uitvoeren van multimediatoepassingen. Het kan gegevens verzenden met snelheden tot 1600 Mbit/s en werkt tegelijkertijd met meerdere apparaten die gegevens met verschillende snelheden verzenden, net als SCSI. Net als USB is IEEE 1394 volledig plug & play-compatibel, inclusief de mogelijkheid om componenten te installeren zonder de pc uit te schakelen. Bijna elk apparaat dat met SCSI kan werken, kan via de IEEE 1394-interface op een computer worden aangesloten. Hiertoe behoren alle soorten schijfstations, inclusief harde schijven, optische stations, cd-roms, dvd's, digitale videocamera's, bandrecorders en vele andere randapparatuur. Dankzij zulke brede mogelijkheden is deze bus de meest veelbelovende geworden voor het combineren van een computer met consumentenelektronica.

Seriële en parallelle poorten

Invoer- en uitvoerapparaten zoals een toetsenbord, muis, monitor en printer worden standaard bij een pc geleverd. Alle randapparatuur moet zodanig op de pc worden aangesloten dat de door de gebruiker ingevoerde gegevens niet alleen correct in de computer kunnen worden ingevoerd, maar ook in de toekomst efficiënt kunnen worden verwerkt. Om gegevens uit te wisselen en te communiceren tussen randapparatuur (invoer-/uitvoerapparaten) en de gegevensverwerkingsmodule (moederbord), kan parallelle of seriële gegevensoverdracht worden georganiseerd.

Parallelle poort. Een pc heeft doorgaans 2 parallelle poorten: LPT1 En LPT2 . Je kunt er printers en scanners op aansluiten. Momenteel worden LPT-poorten zelden gebruikt; moderne printers en scanners worden voornamelijk aangesloten op universele USB-poorten.

Seriële poorten. Een pc heeft doorgaans 4 seriële poorten: COM1 – COM4 . Dit zijn oudere poorten en worden zelden gebruikt op moderne pc's. Je kunt er verbinding mee maken: een ouderwetse muis (met een mechanische bal) en enkele andere langzame apparaten.

PS/2– een poort voor het aansluiten van een toetsenbord en muis, die ooit veel werd gebruikt en nog steeds beschikbaar is in veel moderne computers.

Universele USB-poort . Er is een verscheidenheid aan apparaten aangesloten op USB-poorten, van printers en scanners tot flashdrives en externe schijven, maar ook videocamera's en webcams, camera's, telefoons, muziekspelers, enz.

PC-slots

Om ervoor te zorgen dat het moederbord kan communiceren met andere afzonderlijk geplaatste kaarten, worden speciale sockets gebruikt, slots genaamd.

PCI-slots. PCI is niet alleen een standaard voor een slot, maar ook voor de bus zelf (het kanaal waarlangs informatie tussen computerapparaten wordt verzonden). Lange tijd worden PCI-slots gebruikt om externe apparaten (geluidskaart, netwerkkaart en andere controllers) aan te sluiten. Er zijn drie of vier PCI-slots op moderne borden. Ze zijn heel gemakkelijk te vinden - ze zijn de kortste en meestal wit, door een springer in twee ongelijke delen verdeeld. Tegenwoordig worden PCI-slots gecombineerd met nieuwe PCI-Express-slots (gebruikt om videokaarten aan te sluiten).

PCI Express-slots. PCI-Express heeft twee soorten slots voor het aansluiten van extra kaarten:

Kort PCI-Express x1 (gegevensoverdrachtsnelheid – 250 Mb/s)

Lange PCI-Express x16 (tot 4 Gb/s) – voor het aansluiten van een videokaart.

Slots voor het installeren van RAM– ze zijn gemakkelijk te onderscheiden tussen alle connectoren; ze zijn uitgerust met speciale vergrendelingen. Er kunnen er twee tot vier op het bord staan, waardoor u 512 MB tot 4 GB RAM kunt installeren. De slots zijn strikt gebonden aan het type RAM, d.w.z. DDR3-geheugen kan niet worden geplaatst in een slot dat is ontworpen voor DDR2-geheugen. Soms zijn er meerdere slots voor verschillende soorten geheugen op één moederbord geïnstalleerd.