Магистральная шина что это

Магистраль: шина данных шина адреса и шина управления. Шины периферийных устройств

Вспомним, на прошлом уроке рассматривалось устройство материнской платы. Рассмотрим более подробно, какие же логические устройства можно установить на системную плату, т.к. системная плата наравне с процессором является основным устройством любого современного компьютера. Так же необходимость более подробного знакомства с системной платой обусловлено тем, что на системных платах реализуются шины различных типов. В гнёзда расширения системной платы устанавливаются платы таких периферийных устройств, как модем, сетевая плата, видеоплата и т.п.

Быстродействие различных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Для согласования быстродействия на системной плате, как было сказано на прошлом уроке, устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), вклю­чающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост). (см. рис. 1)

Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине. В процессоре используется внутреннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. В современных компьютерах частота процессора может превышать частоту системной шины в 10 раз (например, частота процессора 1 ГГц, а частота шины — 100 МГц).

К северному мосту подключается шина PCI ( Peripherial Component Interconnect bus — шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Частота контроллеров меньше частоты системной шины, например, если частота системной шины составляет 100 МГц, то частота шины PCI обычно в три раза меньше — 33 МГц. Контроллеры периферийных устройств (звуковая плата, сетевая плата, SCSI -контроллер, внутренний модем) устанавливаются в слоты расширения системной платы.

По мере увеличения разрешающей способности монитора и глубины цвета требования к быстродействию шины, связывающей видеоплату с процессором и оперативной памятью, возрастают. В настоящее время для подключения видеоплаты обычно используется специальная шина AGP ( Accelerated Graphic Port — ускоренный графический порт), соединенная с северным мостом и имеющая частоту, в несколько раз большую, чем шина PCI .

Южный мост обеспечивает обмен информацией между се­верным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.

Устройства хранения информации (жесткие диски, CD — ROM , DVD — ROM ) подключаются к южному мосту по шине UDMA ( Ultra Direct Memory Access — прямое подключение к памяти).

Мышь и внешний модем подключаются к южному мосту с помощью последовательных портов, которые передают элек­трические импульсы, несущие информацию в машинном коде, последовательно один за другим. Обозначаются после­довательные порты как СОМ1 и COM2, а аппаратно реализуются с помощью 25-контактного и 9-контактного разъемов, которые выведены на заднюю панель системного блока.

Принтер подключается к параллельному порту, который обеспечивает более высокую скорость передачи информации, чем последовательные порты, так как передает одновременно 8 электрических импульсов, несущих информацию в машинном коде. Обозначается параллельный порт как LPT , а аппаратно реализуется в виде 25-контактного разъема на задней панели системного блока.

Для подключения сканеров и цифровых камер обычно используется порт USB ( Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина), который обеспечивает высокоскоростное подключение к компьютеру сразу нескольких периферийных устройств.

Клавиатура подключается обычно с помощью порта PS/2 или USB .

Все устройства (модули) компьютера подключаются к магистрали. Однако, непосредственно к магистрали можно подключить лишь процессор и оперативную память, остальные устройства подключаются с помощью специальных согласующих устройств — контроллеров (контроллер клавиатуры, контроллер дисководов, видеоадаптер и т.д.)

Рассмотрим структуру магистрали (системной шины), т.к. модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации.

Магистраль

Магистраль или системная шина — это набор электронных линий, связывающих воедино по адресации памяти, передачи данных и служебных сигналов процессор, память и периферийные устройства.

Системная магистраль осуществляет обмен данными между процессором или ОЗУ с одной стороны и контроллерами внешних устройств компьютера с другой стороны.

Обмен информацией между отдельными устройствами ЭВМ производится по трем многоразрядным шинам, соединяющим все модули, —

Шины представляют собой многопроводные линии. Тип системных шин, применяемых в компьютерах с невысокой производительностью — ISA. Это дешевая но «малоинтеллектуальная» шина. Она может обеспечивать обмен с клавиатурой, дисплеем (алфавитно-цифровым), дисководами для гибких дискет, принтерами и модемами. Однако ее возможностей не достаточно для работы с дисководами для жестких дисков, видеоконтроллерами, адаптерами локальных сетей и т.п.

Шина MCA — более производительная, но не совместима с ISA, поэтому не нашла широкого применения.

Читайте также: Шины r15c в краснодаре

Шина EISA — совместима с ISA , значительно дороже, чем ISA и не всегда обеспечивая нужную скорость обмена.

Шина VESA (VL) — более дешевая шина, используется в сочетании с ISA или с EISA.

Шина PCI — конкурент шины VESA , используется в PENTIUM в сочетании с ISA или EISA.

Рис 2. Магистрально-модульный принцип

Как уже было сказано, подключение отдельных модулей компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается драйверами. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его, чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и отреагировать на него. За реакцию устройства процессор не отвечает — это функция контроллера. Поэтому внешние устройства ЭВМ заменяемы, и набор таких модулей произволен.

Шина данных

По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении, т. е. шина данных является двунаправленной.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Разрядность процессоров постоянно увеличивалась по мере развития компьютерной техники.

За 25 лет, со времени создания первого персонального компьютера (1975г.), разрядность шины данных увеличилась с 8 до 64 бит.

К основным режимам работы процессора с использованием шины передачи данных можно отнести следующие: запись/чтение данных из оперативной памяти и из внешних запоминающих устройств, чтение данных с устройств ввода, пересылка данных на устройства вывода.

Шина адреса

Шина адреса предназначена для передачи по ней адреса того устройства (или той ячейки памяти), к которому обращается процессор. Адрес на нее выдает всегда только процессор. По шине данных передается вся информация. При операции записи информацию на нее выставляет процессор, а считывает то устройство (например, память или принтер), адрес которого выставлен на шине адреса. При операции чтения информацию выставляет устройство, адрес которого выставлен на шине адреса, а считывает процессор.

Таким образом, каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).

Разрядность шины адреса определяет адресное пространство процессора, т.е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N =2 I , где I — разрядность шины адреса.

Каждой шине соответствует свое адресное пространство, т. е. максимальный объем адресуемой памяти:

Разрядность шины адреса постоянно увеличивалась и в современных персональных компьютерах составляет 32 бит. Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно:

N == 2 32 = 4 294 967 296 = 4 Гб

В персональных компьютерах величина адресного пространства процессора и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются. Несмотря на то, что общий объем адресуемой памяти достигает 4 Гбайт, величина фактически установленной оперативной памяти может быть значительно меньше — 32 Мбайта.

Аппаратно на системных платах реализуются шины различных типов. В компьютерах РС/286 использовалась шина ISA (Industry Standard Architecture), имевшая 16-разрядную шину данных и 24-разрядную шину адреса. В компьютерах РС/386 и РС/486 используется шина EISA (Extended Industry Standard Architecture), имеющая 32-разрядные шины данных и адреса. В компьютерах PC/ Pentium используется шина PCI (Peripheral Component Interconnect), имеющая 64-разрядную шину данных и 32-разрядную шину адреса.

Шина управления

По шине управления передаются сиг­налы такие, например, как сигналы чтения, записи, готовности, определяющие характер обмена информацией по ма­гистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию считывание или запись информации из памяти нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами. Кроме того, каждое внешнее устройство, которому нужно обратиться к процессору, имеет на этой шине собственную линию. Когда периферийное устройство «хочет обратиться» к процессору, оно устанавливает на этой линии специальный сигнал (сигнал прерывания), заметив который, процессор прерывает выполняемые в этот момент действия и обращается (командой чтения или записи) к устройству.

Рассмотрим в качестве примера, как процессор читает содержимое ячейки памяти (см. таблицу). Убедившись, что шина в данный момент свободна, процессор помещает на шину адреса требуемый адрес и устанавливает необходимую служебную информацию (операция – чтение, устройство – ОЗУ и т.п.) на шину управления. Теперь ему остается только ожидать ответа от ОЗУ. Последний, “увидев” на шине обращенный к нему запрос на чтение информации, извлекает содержимое необходимой ячейки и помещает его на шину данных. Разумеется, реальный процесс значительно подробнее.

Читайте также: Можно ли менять шины в дождь

Особо отметим, что обмен по шине при определенных условиях и при наличии определенного вспомогательного оборудования может происходить и без непосредственного участия процессора, например, между устройством ввода и внутренней памятью.

Подчеркнем также, что описанная нами функциональная схема на практике может быть значительно сложнее. Современный компьютер может содержать несколько согласованно работающих процессоров, прямые информационные каналы между отдельными устройствами, несколько взаимодействующих магистралей и т.д. Тем не менее, если понимать наиболее общую схему, то разобраться в конкретной компьютерной системе будет уже легче.

Магистральная структура позволяет легко подсоединять к компьютеру именно те внешние устройства, которые нужны для данного пользователя. Благодаря ей удается скомпоновать из стандартных блоков любую индивидуальную конфигурацию компьютера.

Таким образом, Все устройства (модули) компьютера подключаются к магистрали. Однако, непосредственно к магистрали можно подключить лишь процессор и оперативную память, остальные устройства подключаются с помощью специальных согласующих устройств — контроллеров (контроллер клавиатуры, контроллер дисководов, видеоадаптер и т.д.)

Необходимость использования контроллеров вызвана тем, что функциональные и технические параметры компонентов компьютера могут существенно различаться, например, их быстродействие. Так, процессор может проводить сотни миллионов операций в секунду, тогда как пользователь может вводить с клавиатуры, в лучшем случае 2-3 знака в секунду. Контроллер клавиатуры как раз и обеспечивает согласование скорости ввода информации со скоростью ее обработки.

Контроллер жестких дисков обычно находится на системной плате. Существуют различные типы контроллеров жестких дисков, которые различаются по количеству подключаемых дисков, скорости обмена информацией, максимальной емкости диска и др.

Видео:Кан шина, что это? Поймет школьник! принцип работыСкачать

Шинопровод магистральный: описание, виды и устройство, применение

Энергоснабжающая проводка в условиях производственных предприятий и стройплощадок нуждается в дополнительной защите. Обычная изоляция не всегда справляется с этими задачами, поэтому применяются специальные контуры, выполняющие также функции распределения и оптимизированного подключения. Типовым исполнением такой проводки является магистральный шинопровод, содержащий одну или несколько питающих линий.

Видео:Маркировка грузовых шин автомобилей / Как читать обозначения на резинеСкачать

Общие сведения об устройстве

Конструкция шинопровода представляет собой жесткий канал для прокладки кабелей, работающих под напряжением до 1 кВ. Частота переменного тока в сети может составлять 50-60 Гц, а сила – до 250 А. Ключевой характеристикой является стойкость корпуса шинопровода, поскольку он предназначен для защиты линии от механических, термических, влажностных и химических воздействий. Для обозначения защитных свойств используется классификация по коду IP. В частности, магистральный шинопровод с маркировкой IP68 может использоваться как в жилых зданиях, так и на подстанциях и промышленных цехах, где отмечаются экстремальные температурные нагрузки. Литая изоляция также оберегает контур от давления, воды, пыли и электромеханических помех. Но кроме защитной функции у шинопровода есть и эргономическая задача, которая заключается в упрощении процессов подключения оборудования к электросетям.

Видео:03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]Скачать

Классификация шинопроводов

Насколько разными могут быть условия применения изоляционных корпусов, столь же разнообразны и виды шинопроводов. К наиболее распространенным относят следующие признаки классификаций:

• Степень замкнутости корпуса. Встречаются как полностью герметизированные, так и открытые конструкции. Это напрямую зависит от требований к коммуникации устройства и эксплуатационной среды.
• Мобильность. Выделяют стационарные и переносные контуры. Выбор магистрального шинопровода по этому критерию также зависит от характера применения кабеля в конкретных условиях. Стационарные корпуса чаще используются на предприятиях с зафиксированными постоянными точками и каналами энергоснабжения. В свою очередь, переносные шинопроводы задействуются на объектах с агрессивными средами без постоянной электротехнической инфраструктуры.
• Материал изготовления. В основном используется металл, прошедший обработку для обретения антикоррозийных свойств. Это могут быть и сплавы анодированного алюминия (отличаются легкостью и компактностью), и нержавеющая сталь (массивная, но долговечная конструкция с высокой степенью защиты).

Видео:Магистральные и региональные грузовые шины: в чем отличие и как правильно выбрать?Скачать

Виды секций шинопровода

Изолированный канал данного рода вовсе не относится к линейным однотипным шахтам, которые меняются лишь в параметрах сечения и размеров. Полноценный шинопровод имеет стыковые, поворотные и другие сложные элементы, представленные секциями того или иного типа. К стандартным разновидностям сегментов магистрального шинопровода можно отнести следующие:

• Присоединительная секция. Применяется для коммутации с панелью управления и подключения канала к сборным шинам электрощита.
• Секция концевого питания. Вводится в сеть для регуляции энергии в шинопроводе путем ее отбора через гибкий кабель.
• Угловая секция подключения. Может применяться для ввода шины в сети на сложных поворотных участках, где невозможно использование типовых сегментов конструкции.
• Проходные сегменты. Обширная группа сборных элементов шины, которые применяют на переходных и узловых технологических участках с особыми требованиями. Например, это могут быть проходы через перекрытия и стены, зоны с повышенной пожарной опасностью и т. д.

Читайте также: Шина медная для 500а

Видео:Что означает маркировка на шинах! Значение цифр и букв на резине.Скачать

Магистральные конструкции шинопровода

Отличительной чертой таких устройств является способность выдерживать большие токи в диапазоне от 1600 до 4000 А. Стандартная конфигурация шахты позволяет на каждые 6 м магистрали устанавливать по два питающих ответвителя. Наиболее популярным форматом исполнения конструкции является тип ШМА. Данное устройство содержит три шины, одна из которых представлена вынесенным за корпус нулевым контуром в виде двух алюминиевых уголков. Основу магистрального шинопровода ШМА составляют прямые секции длиной от 75 до 350 см. В качестве доборных функциональных сегментов могут выступать тройниковые, угловые, ответвительные и широкая группа присоединительных элементов. Для обхода препятствий используются гибкие секции, позволяющие также менять чередование фаз.

Видео:Маркировка внедорожных шин: U/T, H/T, A/T, M/T – что это значитСкачать

Распределительные конструкции шинопровода

Основная доля таких устройств выполняется по системе ШРА с расчетом на силу тока до 630 А. Первичная задача распределительных трасс заключается в функциональном сетевом размещении контуров и ответвлений кабельных линий. Поэтому сила тока невысокая, но зато предусматриваются обширные возможности компоновки проводки. И распределительные, и магистральные шинопроводы предусматривают интеграцию нескольких точек для ввода энергоснабжающих источников. Но если у магистрального канала предельное количество редко превышает трех, то система ШРА позволяет подключать до шести электроприемников на трехметровой секции. Используют и четырехшинные распределительные конструкции, в которых предусматривается один нулевой и три фазовых контура.

Видео:CAN шина👏 Как это работаетСкачать

Осветительные шинопроводы

Специальный канал для создания мощной и функциональной осветительной системы. В его обустройстве используются шины на 25 А, причем фазность может быть разной – и на 380, и на 220 В. Однофазные системы применяются и в промышленных условиях, когда нет потребности в высокой нагрузке для малозатратных потребителей. Можно сделать ответвление от магистрального шинопровода на 0,4 кВ по линии ШОС, а затем группировать точечные развязки на однофазных штепсельных присоединениях под каждый осветительный прибор через 5-10 м. Приборы подвешиваются посредством хомутов с крючками и подсоединяются к штепселю. Шаг крепления конструкции в среднем варьируется от 2 до 3 м.

Видео:Системная шина процессораСкачать

Установка шинопровода

Монтаж канала производится с помощью металлических профилей и системы фиксирующих метизов. Изначально составляется монтажная схема с указанием контуров прокладки и точек установки шинопровода. Далее подготавливаются помещения, где будет проходить трасса. В частности, по стенам и полу формируются разрезы и отверстия, посредством которых будет осуществляться крепление. Стандартная инструкция по монтажу магистральных шинопроводов требует, чтобы установка производилась в условиях готовности помещения к строительно-ремонтным операциям с полной защитой элементов канала от загрязнений и механических повреждений.

На первом этапе монтируются подкладки из П-образных металлических профилей. Они крепятся к полу шурупами, саморезами или дюбелями. Далее в имеющийся паз интегрируется корпус изделия, после чего следует замыкающий П-образный профиль, который стыкуется с несущим аналогичным элементов посредством анкерного болта и соединительной шпильки.

Видео:ВСЕ МАРКИРОВКИ ШИН. БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЙСкачать

Применение устройства

В качестве защитно-монтажной электротехнической фурнитуры шинопровод может использоваться не только на производственных предприятиях в сборочных цехах с конвейерными линиями, но и в административных, общественных и жилых зданиях. Широкая область применение таких устройств обусловлена высокой надежностью и степенью защиты, которая позволяет оберегать кабельную линию от разного рода повреждений. Силовой монтаж магистрального шинопровода может выполняться практически в любых планировочных условиях – в том числе, через окна, проемы и перекрытия. Этот нюанс тоже способствует распространению фурнитуры, дополняющейся секциями разного типоразмера и формата.

Видео:Подробно про CAN шинуСкачать

Заключение

В выборе подходящего шинопровода важно учитывать не только требования к защите основной токопроводящей линии, но и логистические факторы прокладки. Дело в том, что кабельные трассы служат для питания конкретных потребителей, однако положение последних в процессе эксплуатации объекта может меняться. Чтобы подобные перестановки не заставляли переоборудовать и электротехническую инфраструктуру, заранее рассчитывается конфигурация магистрального шинопровода с точки зрения ее взаимодействия с обслуживаемым оборудованием. Конечно, не стоит забывать и риски возможных аварийных ситуаций. Они закладываются на этапе создания проекта – например, типовой шинопровод должен выдерживать перегрузку до 10% выше номинальных показателей работы сети в течение 2 ч/сут. Отдельно просчитываются микроклиматические факторы воздействия, электромагнитные помехи и т. д.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/magistralnaya-shina-chto-eto

  💡 Видео

  Что означает МАРКИРОВКА НА ШИНАХ / Значение всех цифр и букв на резинеСкачать

  

  Как работает LIN шина автомобиля. K-Line L-Line шины данных. Лин шина автомобиля. Lin-bus networkСкачать

  

  Типы грузовых шин (протектор, применяемость по оси)Скачать

  

  Котика ударило током, 10 т. ВольтСкачать

  

  Чем отличаются грузовые шины: 4 основные параметраСкачать

  

  НИЗКОПРОФИЛЬНЫЕ ШИНЫ ЭТО ДОЛЖЕН ЗНАТЬ КАЖДЫЙ АВТОМОБИЛИСТСкачать

  

  Экспресс диагностика CAN шины на автомобиле. №21Скачать

  

  Конструкция ЦМК (шина с цельнометаллическим кордом). Радиальная грузовая шина. Основные элементы.Скачать

  

  Китайские шины без резиныСкачать