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:Адаптер питания для ноутбука: что о нем нужно знать и чем заменить, если зарядник сломалсяСкачать
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:Можно ли заряжать ноутбук блоком питания другого ноутбука?Скачать
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.
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.
Читайте также: Сроки введения маркировки шин
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.
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.
Читайте также: Шина для электропилы oregon double guard 91
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:Универсальный блок питания для любого ноутбукаСкачать
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:Повышаем или понижаем напряжение на блоке питания ноутбука, с 19 до 24 Вольт, HP PPP012DS (От КАС)Скачать
Разъемы ноутбуков и их назначение
Для удобства чтения мы поделили информацию о разъемах на пять групп:
- Универсальные разъемы – это разъемы, предназначенные для подключения разнообразной периферии: переносных накопителей, клавиатур, мышей, контроллеров, мультимедийных устройств.
- Разъемы для подключения к Интернет объединены в одну группу с вполне понятным назначением – соединение вашего ноутбука с всемирной сетью.
- Разъемы для подключения внешних мониторов представлены достаточно широко не только на современных, но и на достаточно старых моделях лэптопов. Вы вряд ли найдете ноутбук, лишенный возможности вывода видеосигнала на внешний монитор или проектор.
- Расширение функционала. В данной группе мы собрали универсальные, но достаточно специфичные именно для ноутбуков возможности.
- Прочие разъемы, которые не могут быть отнесены ни к одной из категорий, а также устаревшие и ныне не использующиеся в массовых продуктах интерфейсы.
Видео:Простой ремонт блока питания ноутбукаСкачать
Универсальные разъемы
Шина USB (Universal Serial Bus – Универсальная последовательная шина) применяется повсеместно. Такому успеху способствовала и способствует высокая пропускная способность, компактность разъема и его долговечность, возможность горячего подключения, универсальность и масштабируемость.
Технология
Датой рождения USB можно считать ноябрь 1995 года, когда была запущена первая версия USB 1.0. Данная версия практически не использовалась, но характеристики её легли в основу массового стандарта USB 1.1 , лишенного некоторых ошибок и «детских болезней» первоначальной версии стандарта.
Характеристики USB 1.0/1.1 следующие:
- Режим высокой пропускной способности (Full-Speed): 12 Мбит/с
- Режим низкой пропускной способности (Low-Speed): 1.5 Мбит/с
- Горячее подключение устройств «на лету» (Hot Swap)
- Максимальная длина кабеля: до 5 м
- Максимальное количество подключаемых устройств: до 127
- Возможность подключения устройств с разной пропускной способностью к одному контроллеру USB
- Напряжение питания устройств USB: 5 В
- Максимальный, отдаваемый шиной ток: 500 мА
Ныне используется USB версии 2.0 , спецификация которой была выпущена в апреле 2000 года. Основное новшество версии два-ноль – это введение нового режима скорости Hi-Speed, обеспечивающего пропускную способность до 480 Мбит/с.
В настоящий момент разрабатывается и уже анонсирована новая, третья версия USB, получившая соответствующее название USB 3.0. Скоростные параметры USB 3.0 превышают таковые у USB 2.0 примерно в 10 раз и составляют 4.8-5.0 Гбит/с. Предполагается, что массовое внедрение USB 3.0 начнется в 2010 году.
Разъем USB легко узнать – это прямоугольное отверстие, размером примерно 12х5 мм, с «язычком» внутри.
Пара разъемов Powered USB на ноутбуке
Показанный на фото прямоугольный разъем называется USB type A, он используется на ноутбуках и настольных компьютерах и под него рассчитаны все USB-устройства и кабели.
Разъем на кабеле типа A.
Таким же разъемом оснащены внешние USB-устройства, подключаемые к ноутбуку
Однако на внешних устройствах, соединяемых с ноутбуком при помощи кабеля, разъем типа А не используется; используется либо разъем типа B, либо разновидности mini USB и micro USB.
Разъем типа B на другом конце кабеля
Разъем mini USB на внешнем устройстве
Обычно разъемы type B используются на принтерах, сканерах и внешних накопителях; портом mini USB оснащены коммуникаторы, миниатюрные жесткие диски, некоторые фотокамеры, USB-хабы, картридеры; разновидности micro USB можно встретить на некоторых mp3-плеерах и фотокамерах.
Ноутбуки в большинстве случаев оснащены разъемами USB в количестве от одного до четырех. Лишь изредка и на мощных или профессиональных моделях разъемов может быть больше. Однако малое количество разъемов – это не проблема, потому что преимущество шины USB заключается в масштабируемости: к одному разъему можно подключить несколько устройств. Для этого служат разветвители, чаще именуемые USB-хабами (от английского USB Hub ), которые могут быть как отдельным устройством, так и встроенным в монитор или клавиатуру, либо охлаждающую подставку для ноутбука.
Читайте также: Все шины автомобильные зимние нешипованные
Для подключения устройств с достаточно большим энергопотреблением (таких, например, как внешние жесткие диски) разветвитель может быть оснащен внешним блоком питания от сети 220 В, такой хаб называется активным.
Кроме того, многие компактные и профессиональные модели мобильных компьютеров могут оснащаться док-станциями (покупаются дополнительно), на которых имеются дополнительные порты USB.
Важные сведения
- Кроме указанных выше версий USB, существует вариант USB On-The-Go , обладающий некоторым расширением функциональности по сравнению с USB 2.0, что делает USB On-The-Go более универсальным и пригодным для подключения различных устройств без использования персонального компьютера. Например, USB OTG используется для соединения фотокамер и принтеров для прямой печати фотографий.
- Wireless USB , спецификации которого известны с 2005 года, позволяет создать беспроводную сеть на основе сигналов (протокола) USB для соединения внешних устройств. Скорость передачи данных при этом составляет 480 Мбит/с на расстояние до 3 метров и до 110 Мбит/с на расстояние 10 м. Единственным недостатком Wireless USB можно считать отсутствие шины питания устройств, что все равно потребует использования проводов.
- Стандартный порт USB по спецификации рассчитан на потребление 2.5 Вт электричества подключаемым к нему устройством (5 В и 500 мА на один порт). Однако современные ноутбуки способны выдавать больший ток – до 1000 мА на порт и выше. Порты, способные выдать 5 Вт и выше, называются Powered USB , и в обозначении такого порта на корпусе ноутбука часто (но не всегда) присутствует знак «+».
Обозначение порта Powered USB
- Подключение внешних накопителей HDD и Flash
- Подключение телефонов и модемов
- Подключение мультимедиа (ТВ-тюнер, звуковая карта, веб-камера, фото, аудио)
- Подключение внешних видеоинтерфейсов
- Работа с периферийными устройствами
- Подключение прочих неспецифических устройств
FireWire
Разновидность последовательной шины, используемой для соединения компьютера и периферийных устройств. Отличие от USB заключается в несколько меньшей функциональности FireWire и совершенно ином протоколе обмена информацией устройств FireWire. Данный тип шины позволяет объединить два компьютера в локальную сеть, что не позволяет сделать USB.
Технология
Стандарт IEEE 1394, известный как FireWire (Apple), i.Link (Sony, JVC), mLAN (Yamaha), Lynx (Texas Instruments), DV (Panasonic), создан в 1995 году, как и USB, однако разработка FireWire началась гораздо раньше USB – в 1986 году. Разработкой занималась компания Apple, ей же принадлежат все патенты.
Преимуществами FireWire являются:
- Возможность горячего подключения (Hot Swap)
- Гибкость (многие устройства могут работать в связке без участия ПК)
- Высокая скорость – разные версии стандарта имеют пропускную способность от 100 до 800 Мбит/с, а новые версии IEEE 1394b – до 3200 Мбит/с
- Открытая архитектура
- Питание по шине, и, что важно – большой мощности (8-40 В до 1.5 А)
- Возможность подключения до 63 устройств к одному порту (в 2 раза меньше, чем USB)
Всего принято 5 спецификаций IEEE 1394 на сегодняшний день.
- IEEE 1394 первоначально создавался для передачи видео, как скоростной последовательный интерфейс, и был благожелательно воспринят производителями внешних накопителей по причине высокой скорости передачи данных: от 100 до 400 Мбит/с на расстояние до 4.5 м по кабелю
- IEEE 1394a , утвержденный в 2000 году, технически не отличается от предыдущего стандарта, улучшена совместимость с различными устройствами, уменьшено время ожидания при подключении (сброс шины)
- IEEE 1394b появился в 2002 году. Основные отличия – повышенная скорость передачи: S800 – до 800 Мбит/с, S1600 – до 1600 Мбит/с. Для достижения повышенных скоростей применяются оптические проводники, но при этом сохранена совместимость со старыми устройствами IEEE 1394. В 2007 году был принят новый скоростной протокол – S3200 с соответствующей скоростью
- IEEE 1394.1 отличается от всех указанных возможностью подключения огромного числа устройств: 64500.
- IEEE 1394c , увидевший свет в 2006 году, использует стандартные разъемы RJ-45 и кабели «витая пара» 5 категории. Создан для простого построения компьютерных сетей и может работать вместе со стандартными протоколами LAN, дополняя их
Шина FireWire в основном используется для подключения внешних накопителей, видеокамер MIniDV/DV (и других мультимедиа-устройств), принтеров, сканеров и создания компьютерной сети.
- 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
Оригинальный блок питания для ноутбука или аналогСкачать
Диапазон изменения напряжения и мощность БП (19В 4.7А) от ноутбукаСкачать
КАК ПОДОБРАТЬ БЛОК ПИТАНИЯ (ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО) ДЛЯ НОУТБУКАСкачать
ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА ИЗ БП НОУТБУКА!Скачать
Как разобрать клееный блок питания ноутбукаСкачать
Универсальный блок питания для ноутбука. Устройство и ремонт.Скачать
Универсальный адаптер питания ноутбуков, компактный и удобный - ОбзорСкачать
БП ноутбука. Ремонтировать или купить новый?Скачать
Ремонт блока питания от ноутбука HP .Скачать
"Нестандартная" проблема в блоке питания ноутбука Asus 19v 4.74 aСкачать
Как разобрать блок питания ноутбука аккуратно за 5 минут?Скачать
RTX 4090 не влезла в корпусСкачать
Как поменять разъем питания ноутбука?Скачать
МАСТЕР-КЛАСС диагностики ноутбука без схемыСкачать
Блок питания для ноутбука , что чаще всего сгорает ? Ремонт.Скачать
