Шина в программировании что это

По мере развития любой компании появляются новые бизнес-процессы, требующие автоматизации, усложняются схемы взаимодействия IT-систем. Таким образом, по прошествии нескольких лет многие IT-директора сталкиваются с проблемой: в состав используемого ПО входит целый набор «проверенных временем» систем, но при этом взаимодействие между ними реализовано лишь частично, плохо структурировано, не подчинено единому стандарту, а необходимость создания новой интеграции IT-систем почти всегда требует использования собственных разработок или приобретения еще одного дорогостоящего программного продукта.

Кроме того, нередко, ввиду отсутствия обратной совместимости, перевод какой-либо системы на новую версию влечет за собой необходимость модификации ПО, реализующего связь с другими подсистемами. Все это неизбежно находит отражение в возрастающем объеме инвестиций в IT-блок организации, т.к. для покрытия требований бизнеса необходимо внедрение новых IT-систем и, как следствие, поиск и обучение дорогостоящих технических специалистов.

В начале 2000 годов на рынке программного обеспечения стали появляться решения, сформировавшие кластер под названием Сервисная шина масштаба предприятия (Enterprise Service Bus, ESB), или сокращенно Шина Данных. Шина Данных – это, в первую очередь, концепция, элемент архитектуры IT-ландшафта, используемый для решения задачи интеграции разрозненных информационных систем в единый программный комплекс с централизованным управлением передачей информации и применением сервис-ориентированного подхода.

Enterprise Service Bus (ESB)

Архитектура ESB строится на 3 компонентах:

• набор коннекторов
• очередь сообщений
• платформа

Коннекторы используются для подключения к различным системам и обеспечивают прием и отправку данных.
Очередь сообщений (Message Queue, MQ) служит для организации промежуточного хранения сообщений в ходе их доставки.

Платформа обеспечивает связь коннекторов с очередью, а также организацию асинхронной передачи информации между источниками и приемниками с гарантированной доставкой сообщений и возможностью трансформации. В состав платформы входит средство разработки, позволяющее не только задать правила маршрутизации, но также, при необходимости, определить собственные коннекторы, в т.ч. с использованием внешних процедур, реализованных на языках Java, C, C++, C#, Python и др.

К основным преимуществам современных ESB-решений относятся:

• широкий набор коннекторов и масштабируемость решения
• гибкая маршрутизация данных
• гарантированная доставка информационных сообщений
• организация безопасного канала передачи
• централизованное управление
• возможность мониторинга и диагностики состояния передачи
• возможность интеграции с очередью сообщений стороннего производителя

Пример действующего решения

К настоящему времени на рынке представлено более двух десятков шин данных, однако наибольшее распространение получили следующие решения:

• Integration Bus (IBM)
• Oracle Service Bus (Oracle)
• BizTalk (Microsoft)
• ActiveMatrix Service Bus (TIBCO)
• MuleESB (MuleSoft)
• JBoss Fuse ESB (Red Hat)

По результатам проведенного анализа различных Шин Данных нашей компанией был сделан выбор в пользу программного продукта JBoss Fuse. В число критериев входили такие вопросы как: наличие широкого спектра адаптеров (включая работу с web-сервисами), возможности маршрутизации и трансформации сообщений, оркестровка, поддерживаемые протоколы обмена, удобство администрирования, стоимость приобретения и поддержки. Данное решение по своим функциональным характеристикам не уступает аналогам от IBM, Oracle и Microsoft, но при этом доступно для бесплатного использования (лицензия приобретается только на поддержку).

На рисунке показан пример реализации web-сервиса, который по запрошенному идентификатору выдает из базы данных информацию о клиенте. Задача решена в инструменте редактирования JBoss Fuse, входящем в состав Jboss Fuse ESB.

Заключение

Внедрение Шины Данных в IT-ландшафт организации позволяет не только структурировать, привести к единому стандарту и упростить поддержку процедур обмена информацией между системами, но также снизить временные затраты на интеграцию новых подсистем и, как следствие, сократить стоимость поддержки и развития всей IT-инфраструктуры компании.

Читайте также: Как рассчитать сечение медных шин

Видео:CAN шина👏 Как это работаетСкачать

Основные шины компьютера

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:03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]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:лекция 403 CAN шина- введениеСкачать

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.

Читайте также: Давление в шинах мазда сх 5 r19 225 55

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.

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.

Читайте также: Мигает датчик давления шин тойот

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.

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:Подробно про CAN шинуСкачать

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:

• 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

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/shina-v-programmirovanii-chto-eto

  🎥 Видео

  Лекция 308. Шина I2CСкачать

  

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

  

  Кан шина, что это? Поймет школьник! принцип работыСкачать

  

  Как работает компьютер? Шины адреса, управления и данных. Дешифрация. Взгляд изнутри!Скачать

  

  Передача данных - шина SPIСкачать

  

  СПРОСИ ЭКСПЕРТА: Выпуск 1. Чем отличается шина данных от ETL?Скачать

  

  Системная шина процессораСкачать

  

  Введение в шину I2CСкачать

  

  MCP2515, контроллер CAN шины с интерфейсом SPIСкачать

  

  Интеграционные шиныСкачать

  

  Урок №18. Цифровые интерфейсы современного автомобиля: шины данных CAN и LINСкачать

  

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

  

  поиск нерабочей can шины, часть дваСкачать

  

  Что такое CAN шинаСкачать

  

  Шина I2C.Скачать