Компьютер состоит из множества различных компонентов, это центральный процессор, память, жесткий диск, а также огромное количество дополнительных и внешних устройств, таких как экран, мышка клавиатура, подключаемые флешки и так далее. Всем этим должен управлять процессор, передавать и получать данные, отправлять сигналы, изменять состояние.
Для реализации этого взаимодействия все устройства компьютера связаны между собой и с процессором через шины. Шина — это общий путь, по которому информация передается от одного компонента к другому. В этой статье мы рассмотрим основные шины компьютера, их типы, а также для соединения каких устройств они используются и зачем это нужно.
Видео:Что означает маркировка на шинах! Значение цифр и букв на резине.Скачать
Что такое шина компьютера
Как я уже сказал — шина — это устройство, которое позволяет связать между собой несколько компонентов компьютера. Но к одной шине могут быть подключены несколько устройств и у каждой шины есть свой набор слотов для подключения кабелей или карт.
Фактически, шина — это набор электрических проводов, собранных в пучок, среди них есть провода питания, а также сигнальные провода для передачи данных. Шины также могут быть сделаны не в виде внешних проводов, а вмонтированы в схему материнской платы.
По способу передачи данных шины делятся на последовательные и параллельные. Последовательные шины передают данные по одному проводнику, один бит за один раз, в параллельных шинах передача данных разделена между несколькими проводниками и поэтому можно передать большее количество данных.
Видео:03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]Скачать
![03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]](https://i.ytimg.com/vi/mjiJutISb6U/0.jpg)
Виды системных шин
Все шины компьютера можно разделить за их предназначением на несколько типов. Вот они:
- Шины данных — все шины, которые используются для передачи данных между процессором компьютера и периферией. Для передачи могут использоваться как последовательный, так и параллельный методы, можно передавать от одного до восьми бит за один раз. По размеру данных, которые можно передать за один раз такие шины делятся на 8, 16, 32 и даже 64 битные;
- Адресные шины — связаны с определенными участками процессора и позволяют записывать и читать данные из оперативной памяти;
- Шины питания — эти шины питают электричеством различные, подключенные к ним устройства;
- Шина таймера — эта шина передает системный тактовый сигнал для синхронизации периферийных устройств, подключенных к компьютеру;
- Шина расширений — позволяет подключать дополнительные компоненты, такие как звуковые или ТВ карты;
В то же время, все шины можно разделить на два типа. Это системные шины или внутренние шины компьютера, с помощью которых процессор соединяется с основными компонентами компьютера на материнской плате, такими как память. Второй вид — это шины ввода/вывода, которые предназначены для подключения различных периферийных устройств. Эти шины подключаются к системной шине через мост, который реализован в виде микросхем процессора.
Также к шинам ввода/вывода подключается шина расширений. Именно к этим шинам подключаются такие компоненты компьютера, как сетевая карта, видеокарта, звуковая карта, жесткий диск и другие и их мы более подробно рассмотрим в этой статье.
Вот наиболее распространенные типы шин в компьютере для расширений:
- ISA — Industry Standard Architecture;
- EISA — Extended Industry Standard Architecture;
- MCA — Micro Channel Architecture;
- VESA — Video Electronics Standards Association;
- PCI — Peripheral Component Interconnect;
- PCI-E — Peripheral Component Interconnect Express;
- PCMCIA — Personal Computer Memory Card Industry Association (также известна как PC bus);
- AGP — Accelerated Graphics Port;
- SCSI — Small Computer Systems Interface.
А теперь давайте более подробно разберем все эти шины персональных компьютеров.
Шина ISA
Раньше это был наиболее распространенный тип шины расширения. Он был разработан компанией IBM для использования в компьютере IBM PC-XT. Эта шина имела разрядность 8 бит. Это значит что можно было передавать 8 бит или один байт за один раз. Шина работала с тактовой частотой 4,77 МГц.
Для процессора 80286 на базе IBM PC-AT была сделана модификация конструкции шины, и теперь она могла передавать 16 бит данных за раз. Иногда 16 битную версию шины ISA называют AT.
Читайте также: Рейтинг зимних шин 14r
Из других усовершенствований этой шины можно отметить использование 24 адресных линий, что позволяло адресовать 16 мегабайт памяти. Эта шина имела обратную совместимость с 8 битным вариантом, поэтому здесь можно было использовать все старые карты. Первая версия шины работала на частоте процессора — 4,77 МГц, во второй реализации частота была увеличена до 8 МГц.
Шина MCA
Компания IBM разработала эту шину в качестве замены для ISA, для компьютера PS/2, который вышел в 1987 году. Шина получила еще больше усовершенствований по сравнению с ISA. Например, была увеличена частота до 10 МГц, а это привело к увеличению скорости, а также шина могла передавать 16 или 32 бит данных за раз.
Также была добавлена технология Bus Mastering. На плате каждого расширения помещался мини-процессор, эти процессоры контролировали большую часть процессов передачи данных освобождая ресурсы основного процессора.
Одним из преимуществ этой шины было то, что подключаемые устройства имели свое программное обеспечение, а это значит что требовалось минимальное вмешательство пользователя для настройки. Шина MCA уже не поддерживала карты ISA и IBM решила брать деньги от других производителей за использование этой технологии, это сделало ее непопулярной с сейчас она нигде не используется.
Шина EISA
Эта шина была разработана группой производителей в качестве альтернативы для MCA. Шина была приспособлена для передачи данных по 32 битному каналу с возможностью доступа к 4 Гб памяти. Подобно MCA для каждой карты использовался микропроцессор, и была возможность установить драйвера с помощью диска. Но шина все еще работала на частоте 8 МГц для поддержки карт ISA.
Слоты EISA в два раза глубже чем ISA, если вставляется карта ISA, то она использует только верхний ряд разъемов, а EISA использует все разъемы. Карты EISA были дорогими и использовались обычно на серверах.
Шина VESA
Шина VESA была разработана для стандартизации способов передачи видеосигнала и решить проблему попыток каждого производителя придумать свою шину.
Шина VESA имеет 32 битный канал передачи данных и может работать на частоте 25 и 33 МГц. Она работала на той же тактовой частоте, что и центральный процессор. Но это стало проблемой, частота процессора увеличивается и должна была расти скорость видеокарт, а чем быстрее периферийные устройства, тем они дороже. Из-за этой проблемы шина VESA со временем была заменена на PCI.
Слоты VESA имели дополнительные наборы разъемов, а поэтому сами карты были крупными. Тем не менее сохранялась совместимость с ISA.
Шина PCI
Peripheral Component Interconnect (PCI) — это самая новая разработка в области шин расширений. Она является текущем стандартом для карт расширений персональных компьютеров. Intel разработала эту технологию в 1993 году для процессора Pentium. С помощью этой шины соединяется процессор с памятью и другими периферийными устройствами.
PCI поддерживает передачу 32 и 64 разрядных данных, количество передаваемых данных равно разрядности процессора, 32 битный процессор будет использовать 32 битную шину, а 64 битный — 64 битную. Работает шина на частоте 33 МГц.
В PCI можно использовать технологию Plug and Play (PnP). Все карты PCI поддерживают PnP. Это значит, что пользователь может подключить новую карту, включить компьютер и она будет автоматически распознана и настроена.
Также тут поддерживается управление шиной, есть некоторые возможности обработки данных, поэтому процессор тратит меньше времени на их обработку. Большинство PCI карт работают на напряжении 5 Вольт, но есть карты, которым нужно 3 Вольта.
Шина AGP
Необходимость передачи видео высокого качества с большой скоростью привела к разработке AGP. Accelerated Graphics Port (AGP) подключается к процессору и работает со скоростью шины процессора. Это значит, что видеосигналы будут намного быстрее передаваться на видеокарту для обработки.
AGP использует оперативную память компьютера для хранения 3D изображений. По сути, это дает видеокарте неограниченный объем видеопамяти. Чтобы ускорить передачу данных Intel разработала AGP как прямой путь передачи данных в память. Диапазон скоростей передачи — 264 Мбит до 1,5 Гбит.
Читайте также: Давление для шин кумхо
PCI-Express
Это модифицированная версия стандарта PCI, которая вышла в 2002 году. Особенность этой шины в том что вместо параллельного подключения всех устройств к шине используется подключение точка-точка, между двумя устройствами. Таких подключений может быть до 16.
Это дает максимальную скорость передачи данных. Также новый стандарт поддерживает горячую замену устройств во время работы компьютера.
PC Card
Шина Personal Computer Memory Card Industry Association (PCICIA) была создана для стандартизации шин передачи данных в портативных компьютерах.
Шина SCSI
Шина SCSI была разработана М. Шугартом и стандартизирована в 1986 году. Эта шина используется для подключения различных устройств для хранения данных, таких как жесткие диски, DVD приводы и так далее, а также принтеры и сканеры. Целью этого стандарта было обеспечить единый интерфейс для управления всеми запоминающими устройствами на максимальной скорости.
Шина USB
Это стандарт внешней шины, который поддерживает скорость передачи данных до 12 Мбит/сек. Один порт USB (Universal Serial Bus) позволяет подключить до 127 периферийных устройств, таких как мыши, модемы, клавиатуры, и другие устройства USB. Также поддерживается горячее удаление и вставка оборудования. На данный момент существуют такие внешние шины компьютера USB, это USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB Type-C.
USB 1.0 был выпущен в 1996 году и поддерживал скорость передачи данных до 1,5 Мбит/сек. Стандарт USB 1.1 уже поддерживал скорость 12 Мбит/сек для таких устройств, как жесткие диски.
Более новая спецификация — USB 2.0 появилась в 2002 году. Скорость передачи данных выросла до 480 Мбит/сек, а это в 40 раз быстрее чем раньше.
USB 3.0 появился в 2008 году и поднял стандарт скорости еще выше, теперь данные могут передаваться со скоростью 5 Гбит/сек. Также было увеличено количество устройств, которые можно питать от одного порта. USB 3.1 был выпущен в 2013 и тут уже поддерживалась скорость до 10 Гбит/с. Также для этой версии был разработан компактный разъем Type-C, к которому коннектор может подключаться любой стороной.
Видео:Системная шина процессораСкачать
Выводы
В этой статье мы рассмотрели основные шины компьютера, историю их развития, назначение шин компьютера, их типы и виды. Надеюсь эта статья была для вас полезной и вы узнали много нового.
На завершение небольшое видео про шины и интерфейсы компьютера:
Видео:Влияние шин PCI-e и внутренней шины видеокарты на производительностьСкачать
Описания / Внешние шины компьютера
Многие устройства ввода/выводаинформации подключаются к компьютеру посредством внешней шины. Обычно разъёмывнешних шин располагаются на задней панели системного блока. Физическиони различаются на те, в которых вставляют кабель, и те, которые сами вставляютсяв кабель. Из-за «бугра» к нам пришли и соответствующие названия «мама» и «папа». Это не просто шутка зарубежных инженеров, т.к. вполне официальноза «male» обозначают соединители-вилки, а «female» — розетки. Также разъёмыделятся по количеству контактов на 9, 25 и т.д. — контактные. Так, разъёмдля подключения принтера является 25-контактным типа «мама», а подключаемыйк нему разъём на одном из концов шнура принтера является 25-контактнымтипа «папа». В компьютерной индустрии чаще всего применяются разъёмы Д-формы (к таким подключаются принтер, монитор), Mini-DIN (подключениеклавиатуры и мыши в новых компьютерах стандарта АТХ и компьютерах PS/2), DIN (клавиатуры АТ). Можно встретить и другие, всех не перечислишь. Болеепринято внешние шины компьютера называть портами (LPT-порт, COM-порт).Следующее и, пожалуй, самое главное деление — по виду передачи данных. Как Вы знаете, данные в компьютере представляются битами (0 или 1), биты группируются в байты восьмёрками, байты с слова (1 слово = 2 байта = 16бит), двойное слово (32 бита)и т.д. Если порт передаёт несколько бит одновременно, то его называют параллельным портом. Если же биты передаются по очередиодин за другим, то этот порт последовательный. Сразу видны прелести и недостаткипоследовательных и параллельных портов: при последовательной передаче данных вся информация может передаваться по двум проводам (один «земля» и одининформациюнный), следовательно на проводах можно сэкономить. Но для передачиодного байта потребуется восемь циклов (я рассматриваю самый простой случай), следовательно данные будут передаваться медленно. При параллельной передаче виден заметный выигрыш в скорости, но для передачи байта нужно 9 проводов. При такой передаче байты «мешают» друг другу в следствии законов электромагнетизма, поэтому вероятность ошибок увеличивается. Порт принтера является параллельным: скорость его передачи может достигать 2 мегабит в секунду, но максимальнаядлина шнура может быть 2,5 метра. Порт, к которому подключаются мыши компьютеров АТ и внешние модемы последовательный: длина шнура может достигать 15 метров, но скорость передачи всего 115 килобит в секунду. Теперь о каждой из шинконкретнее.
Читайте также: Шины matador sibir ice 185 65 r15
Порт принтера (LPT, параллельный порт)
Применяется в основном для подключения принтеров к компьютеру. Но существуют также LPT-сканеры, CD-ROM приводыи LPT-модемы. Поначалу скорость порта была невысокой (до 600 Кбит/с) ипорт обеспечивал передачу только в одном направлении (из компьютера). Но стандарт EPP (Enhanced Parallel Port) обеспечил двунаправленную передачусо скоростями до 2 Мбит/с и подключение до 64-х устройств. Последующий за ним стандарт ECP (Enhanced Communication Port) расширил количество подключаемых устройств до 128 и объявил стандарт на сжатие данных, благодаря чему реальная скорость увеличилась ещё больше. EPP стандарт был разработан фирмами Intel, Xircon и Zenith; ECP — Microsoft и Hewlett-Packard. В дальнейшем Американский Институт Инженеров по электротехнике и электронике включил эти два стандартав свой IEEE1284. Новый стандарт описал все прежние и добавил новую функцию: взаимодействие устройств при возникновении ошибки. Для LPT порта обычно используется 25-контактный разъём Д-формы. На задней стенкекомпьютера разъём типа «мама».
Последовательный порт (COM-порт, RS-232)
Обычно применяется для подключения мыши или внешнего модема. Стандарт на него был разработан в 1969 году. Скорость порта зависит от множества стандартов. Сейчас максимальная скорость передачи составляет 115 Кбит/с. Наиболее часто используются разъёмы Д-формы 15 и 25 — контактные. Обычно к 15-ти контактному типа «папа» подключается «мышь», к 25-контактному «папа» — модем. Почему не наоборот? Дело в том,что стандарт на использование 25-контактного разъёмы вышел в 1987 году как модификация «D». В этот стандарт были внесены некоторые дополнительные линии, которые необходимы для более быстрого функционирования модема. Вообщето «мышь» подключается к COM-порту «незаконно», так как никакой стандартне описывает вывод на разъём последовательного порта линий питания, а в «мыши» используется активный компонент (микросхема), требующий этого. Питаниемышь берёт с одной из линий данных. С выходом форм-фактора АТХ мышь перенеслина PS/2 последовательный порт, в котором реализовано питание на разъёме. Также с появлением шины USB и AMR модемы потихоньку перекочёвывают на них. Вывод: СОМ «умирает».
IrDA порт (Infrared Data Association)
Используется для подключения IR-мышей, клавиатур, принтеров находящихся на расстоянии до 2-х метров. Также посредством этого интерфейса можно связать два компьютера на столе или компьютер и PalmTop («компьютер на ладони»). Скорость — до 115 КБит/с. По сути дела это обычный последовательный COM-порт со световой передачей данных.
- 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
📹 Видео
Сегодня поговорим об устройстве, а также о преимуществах и недостатках цельнолитых шин.Скачать
Колёса и шиныСкачать
Первый выезд на багги 4х4, 0.7 турбо ,автомат.Скачать
Что означает МАРКИРОВКА НА ШИНАХ / Значение всех цифр и букв на резинеСкачать
КАК УБРАТЬ ЛЮБУЮ ЦАРАПИНУ НА ПЛАСТИКЕ ЗА 5 МИНУТ?Скачать
Жёсткость шины и высота профиля. Размеры шин. Как выбрать.Скачать
Частота процессора или частота системной шины?Скачать
Китайские шины без резиныСкачать
ТИХИЕ ШИНЫ ЭТОГО НЕ ЗНАЮТ БОЛЬШИНСТВО АВТОМОБИЛИСТОВСкачать
Год выпуска шин теперь не важенСкачать
Скидывай друзьям, пускай пользуются! #тюнинг #авто #машинаСкачать
Велосипед с колесами от БМВ.Кастом вело. Вело дрифтСкачать
Маркировка шин: расшифровка размера, даты производства и других обозначенийСкачать
Разгон кольцевой шины и кэша L3 процессораСкачать
Шины ввода-выводаСкачать
Студенты российского вуза разработали вечный двигатель #вечныйдвигатель #изобретенияСкачать
