Шина (компьютер)

Компьютерная мышь

Компьютерная мышь как основная характеристика ПК — это небольшое устройство, которое пользователи удерживают и скользят им по плоской поверхности, указывая на различные элементы графического интерфейса с помощью экранного курсора, а также выбирают и перемещают объекты с помощью кнопок. Мыши могут быть подключены к специальному разъему или к USB-порту, также могут подключаться в беспроводном режиме. Устройство включает одну или несколько кнопок, позволяющих пользователю сигнализировать компьютеру о выполнении какой-либо операции, например, выбора элемента из меню вариантов на экране. У мыши может быть колесо прокрутки, чтобы пользователи могли перемещать отображаемое изображение. Роллер можно также нажать и использовать в качестве третьей кнопки. Некоторые колеса мыши могут наклоняться из стороны в сторону, чтобы позволить прокрутку в сторону.

Механические мыши использовали шарик, который приводил импульсные генераторы для обнаружения движения вдоль осей «север-юг» или «восток-запад». Оптические мыши используют специальный коврик для мыши с печатной сеткой, позволяющей обнаруживать движение, или же использовать микросхему формирования изображения, которая позволяет обнаруживать движение практически на любой непрозрачной поверхности.

Описание шин

Шины бывают параллельными (данные переносятся потактово словами: каждый бит — отдельным проводником) и последовательными (биты данных переносятся поочерёдно по каналу, например, паре проводников).

Большинство компьютеров имеет как внутренние, так и внешние шины. Внутренняя шина подключает все внутренние компоненты компьютера к материнской плате (и, следовательно, к процессору и памяти). Такой тип шин также называют локальной шиной, поскольку она служит для подключения локальных устройств. Внешняя шина подключает внешнюю периферию к материнской плате.

Сетевые соединения, такие, как Ethernet, обычно не рассматриваются как шины, хотя разница больше концептуальная, чем практическая. Появление технологий InfiniBand и HyperTransport ещё больше размыло границу между сетями и шинами.

Визуальный дисплей

Компьютерный монитор, или просто дисплей, — это часть электрооборудования, обычно отдельная от корпуса компьютера, которая отображает визуальные изображения без создания постоянной компьютерной записи. Дисплей содержит электронную схему, которая генерирует изображение из сигналов, полученных от компьютера. Внутри ПК, встроенного в материнскую плату либо подключенного к нему в качестве карты расширения, есть схема предварительной обработки для преобразования выходных данных микропроцессора в формат, совместимый с схемой дисплея. Первоначально изображения с компьютерных мониторов содержали только текст, но по мере появления графических пользовательских интерфейсов они стали показывать больше изображений и мультимедийного контента.

Параметры

При подборе колёс для автомобиля нужно помнить, что колесо состоит из резины и диска. Размерность необходимо соблюдать очень строго, т.к. от этого зависит не только подвеска и мягкость движения, но и управляемость автомобиля.

Подбор шин

Шины

Существует несколько основных параметров при подборе — на них нужно обращать основное внимание. Для выбора резины – это:

• Ширина шины;
• Высота;
• Высота в поперечном сечении;
• Внутренний диаметр колеса;
• Наружный радиус покрышки.

На основе этих данных можно узнать, о покрышке, всю основную информацию.

Основные размеры шины

Пример расшифровки размерности шин 175/65R14 82H (подходят на Ладу Приору): ширина составляет 175мм, высота – 65% от ширины, колёсный диск, подходящий на указанную резину должен быть 14 диаметра, а буква R говорит, что шина радиальной конструкции. Для данной покрышки, индекс нагрузки составляет 82, а класс скорости – H. Но последние показатели подбираются реже, потому что производители изготавливают покрышки с высокими показателями, и, практически любая покрышка, будет соответствовать необходимым характеристикам при обычных условиях эксплуатации.

Пример расшифровки размерности шины

Диски

Подобрать резину – половина дела. Для каждой покрышки необходимо подобрать диск – выбор удивляет своей обширностью, но выбрать понравившийся диск – это не значит, что он подойдёт к выбранной шине

Необходимо точно знать подходящие параметры, и при выборе дисков обратить внимание на маркировку (или посоветоваться со специалистом), которая должна находиться в свободном доступе клиента

Маркировка дисков

Обозначаются маркировки данного типа следующим образом (примером используется R14 6*14 ET35 DIA 58.6 для Лады Приоры):

1. R14 – диаметр диска (должен совпадать с внутренним радиусом резины).
2. 6*14 – количество болтов для крепления, и размер крепёжных отверстий.
3. ET35 – вылет.
4. DIA6 – радиус отверстия под ступицу машины.

Помимо этого необходимо обратить серьёзное внимание на ширину обода – указывается в дюймах (1дюйм – 2.54см). Высчитывается этот параметр обыкновенным делением ширины покрышки на нужное значение (перед расчетами нужно перевести все значения в сантиметры), полученное значение и будет в дюймах, после этого, цифра округляется, и под это значение подбирается диск

Ширина обода — важный параметр

Бывают случаи, когда выбранные экземпляры подходят по всем показателям, но установка всё равно невозможна. Обусловлено это, особенностями автомобиля, подвески, и другими факторами, влияющими на колесо. Чтобы исключить такую случайность, необходимо «примерить» диск перед покупкой.

Соответствие дисков можно взять из таблицы размерности шин:

В таблице приведены минимальные и максимальные значения для самых популярных размерностей шин Лада, Ниссан, Киа, Hyundai, Шевроле Нива, и других распространённых авто.

Перечень приведён только с 13 по 16 радиус – для других диаметров необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации автомобиля, чтобы не испытывать проблем при подборе дисков и шин.

Шина данных это система передачи информации в ПК

Шина данных это одна из самых важных шин, из-за необходимости которой собственно и формируется вся остальная система. Численность имеющихся у нее разрядов указывает на скорость и производительность обмена данными, кроме этого определяет наибольшее число выполняемых команд. Шина данных это устройство, которое передает данные всегда в двух направлениях.

1. Центральный процессор
2. Графический адаптер
3. Система оперативной памяти (ОЗУ)

Но все-таки эти модули, даже в комплексе не будут выполнять тех функций, которые от них требуются. Для того, чтобы все компоненты функционировали как положено, среди них создается взаимосвязь, с помощью которой будет выполняться необходимые вычислительные и другие операции. Средства связи такого рода создают именно компьютерные системные шины. Следовательно, можно утверждать, что данный компонент является крайне необходимым элементом в компьютерном блоке.

Компьютерная шина

Компьютерная шина – это электронная магистраль предназначенная для передачи информации между функциональными модулями компьютера. Такими как: центральный процессор, графический адаптер, винчестер, ОЗУ и остальными устройствами. Данная система включает в себя некоторое количество других шин, в частности: шины адреса, шина данных, кстати их может быть несколько, и шина управления.

Основное деление компьютерных шин

Отличие шин друг от друга базируется на нескольких моментах. Главным признаком считается Первенствующим показателем является место расположения. Исходя из этого шины бывают следующих типов:

1. Шины для создания магистральной связи между компонентами установленными внутри компьютерного блока, а именно: центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, системная плата. В современных компьютерах она обозначается как — локальная шина.
2. Шины служащие для подсоединения к системной плате периферийных гаджетов, таких, как: адаптеры, карты памяти, называются — внешними шинами.

По-большому счету, компьютерной шиной можно охарактеризовать практически всякое устройство, служащее для создания связи между двумя и более компонентами. Даже оборудование для подключения компьютера к сети Интернет в определенной степени считается системной шиной.

Одна из самых значимых устройств связи

Все действия выполняемые нами с помощью компьютера, будь то работа с документами или прослушивание музыкальных треков, компьютерные игры — все это возможно только благодаря процессору. Равным образом и процессор не может выполнять свои функции, не имея при этом магистральной связи с остальными значимыми компонентами осуществляющими полноценную работу компьютера. То есть, именно с помощью системной шины процессора организуется в одно целое комплекс устройств.

Производительность компьютера

Все основные компьютерные шины в зависимости от предназначения, делятся на несколько категорий:

1. Адресные шины
2. Шины управления
3. Шины данных

У процессора может быть задействовано несколько системных трактов связи, при этом, как показала практика, наличие определенного количества шин увеличивает эффективность работы компьютера. Пропускная способность компьютерной шины в большей части определяет производительность ПК. Принцип ее действия заключается в определение скорости трансляции данных, передающихся с локальных устройств на другие вычислительные модули и обратно.

Системные шины в современных компьютерах

Стандартная локальная шина, разработанная ассоциацией VESA, получила компетентное признание в мире компьютерных технологий. Официальное ее название VL-Bus и она же является одной из самых популярных шин локального назначения со дня ее представления. Используя шину VL-Bus можно осуществлять 32-разрядную передачу информации между графическим адаптером и процессором либо винчестером.

Однако, такая магистраль связи не способна поддерживать корректную работу микропроцессора. Вследствие этого она встраивается в систему вместе с 16-разрядной шиной ISA, и таким образом выполняет функции дополнительного расширения.

Компьютерная шина, оперативка, центральный процессор и мосты

Операционная система

Операционная система (ОС) управляет компьютерными ресурсами и предоставляет программистам интерфейс, используемый для доступа к этим ресурсам. Обрабатывает системные данные и пользовательский ввод и отвечает, распределяя и управляя задачами и внутренними системными ресурсами в качестве сервиса для пользователей и программ. Операционная система выполняет основные задачи, такие как управление памятью и ее распределение, определение приоритетов системных запросов, управление устройствами ввода и вывода, упрощение компьютерных сетей и управление файлами.

Обычными современными настольными операционными системами являются Microsoft Windows, MacOS, Linux, Solaris и FreeBSD. Windows, MacOS и Linux.

Примеры внешних компьютерных шин

• Advanced Technology Attachment или ATA (также известна как PATA, IDE, EIDE, ATAPI) — шина для подключения дисковой и ленточной периферии.
• SATA, Serial ATA — современный вариант ATA
• USB, Universal Serial Bus, используется для множества внешних устройств
• HIPPI, HIgh Performance Parallel Interface
• IEEE-488, GPIB (General-Purpose Instrumentation Bus), HPIB, (Hewlett-Packard Instrumentation Bus)
• PC card, ранее известная как PCMCIA, часто используется в ноутбуках и других портативных компьютерах, но теряет своё значение с появлением USB и встраиванием сетевых карт и модемов
• SCSI, Small Computer System Interface, шина для подключения дисковых и ленточных накопителей
• Serial Attached SCSI, SAS — современный вариант SCSI

Материнская плата

Материнская плата является основной печатной платой в персональном компьютере и определяет назначение, состав и основные характеристики ПК. Другие основные компоненты системы подключаются непосредственно к ней или через кабель. Материнская плата содержит микропроцессор, поддерживающий ЦПУ (в основном, интегральные схемы), которые обеспечивают интерфейс между памятью и периферийными цепями ввода/вывода, основной памятью и средствами для начальной настройки компьютера сразу после включения питания. Во многих портативных и встроенных персональных компьютерах материнская плата вмещает почти все основные компоненты ПК. Часто материнская плата также содержит одну или несколько периферийных шин и физических разъемов для расширения. Иногда к ней подключается вторичная дочерняя плата, чтобы обеспечить дополнительную расширяемость.

Пропускная способность

Быстродействие устройства зависит от тактовой частоты тактового генератора (измеряется в МГц) и разрядности, т.е. количества битов данных, которое устройство может обработать или передать одновременно (измеряется в битах).
Дополнительно в устройствах используется внутреннее умножение частоты с разными коэффициентами.

Пропускная способность шины данных (измеряется в бит/с) равна произведению разрядности шины (измеряется в битах) и частоты шины (измеряется в Гц = 1/с).

Пропускная способность шины = Разрядность шины × Частота шины

Системная шина

Между северным мостом и процессором данные передаются по системной шине с частотой, в четыре раза больше частоты шины FSB, т.е. процессор может получать и передавать данные с частотой
266 МГц × 4 = 1064 МГц.
Так как разрядность системной шины равна разрядности процессора (64 бит), то пропускная способность системной шины равна:
64 Бит × 1064 МГц = 68 096 Мбит/с ≈ 66 Гбит/с ≈ 8 Гбайт/с

Шина памяти

Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится по шине памяти, частота которой может быть меньше, чем частота шины процессора.
Если частота шины памяти равна 533 МГц, а разрядность шины памяти, равная разрядности процессора, составляет 64 бита, то  пропускная способность шины памяти равна:
64 Бит × 533 МГц = 34 112 Мбит/с ≈33 Гбит/с ≈ 4 Гбайт/с

Шины AGP И PCI Express

Для подключения видеоплаты к северному мосту используется 32-битная шина AGP (Accelerated Graphic Port) с частотой 66 МГц или шина AGP×8, частота которой равна

66 МГц × 8 = 528 МГц.
Пропускная способность шины видеоданных AGP×8 составляет:
32 Бит × 528 МГц = 16 896 Мбит/с ≈ 16,5 Гбит/с ≈ 2 Гбайт/с.
Более высокую пропускную способность имеет шина PCI Express — ускоренная шина взаимодействия периферийных устройств.
К видеоплате с помощью аналогового разъема VGA или цифрового разъема DVI подключается монитор или проектор.

Шина PCI

Шина PCI (шина взаимодействия периферийных устройств) обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств (сетевая карта, встроенный модем, сетевой адаптер Wi-Fi), которые устанавливаются в слоты расширения системной платы.
    Разрядность шины PCI может составлять 32 бита или 64 бита, а частота 33 МГц или 66 МГц.
    Максимальная пропускная способность шины PCI составляет:
64 Бит × 66 МГц = 4224 Мбит/с = 528 Мбайт/с.

Шина ATA

По шине АТА к южному мосту подключаются устройства внешней памяти (жесткие диски, CD- и DVD-дисководы).
Скорость передачи данных по параллельной шине РАТA (Parallel ATA) достигает 133 Мбайт/с, а по последовательной шине SATA (Serial ATA) – 300 Мбайт/с.

Шина USB

Шина USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина) обеспечивает подключение к компьютеру одновременно нескольких периферийных устройств (принтер, сканер, цифровая камера, Web-камера, модем и др.).

Эта шина обладает пропускной способностью до  60 Мбайт/с.

Навигация по разделу

Шина – это канал пересылки данных, используемый совместно различными блоками системы. Шина может представлять собой набор проводящих линий, вытравленных на печатной плате, провода, припаянные к выводам разъемов, в которые вставляются печатные платы, либо плоский кабель. Компоненты компьютерной системы физически расположены на одной или нескольких печатных платах, причем их число и функции зависят от конфигурации системы, ее изготовителя, а часто и от поколения микропроцессора. Основными характеристиками шин являются разрядность передаваемых данных и скорость передачи данных. Наибольший интерес вызывают два типа шин – системный и локальный. Системная шина предназначена для обеспечения передачи данных между периферийными устройствами и центральным процессором, а также оперативной памятью. Локальной шиной, как правило, называется шина, непосредственно подключенная к контактам микропроцессора, т.е. шина процессора. Существует несколько стандартов организации системной шины для ПК.

Жесткий диск

Устройства хранения данных содержат программы и данные, даже в случаях, когда питание выключено. Они требуют мощности для выполнения функций чтения и записи во время использования. Если контроллер массового хранения предоставляет дополнительные порты для расширения, ПК также может быть модернизирован путем добавления дополнительных жестких или оптических дисков. Стандартными интерфейсами для подключения внутреннего устройства хранения данных являются PATA, SATA и SCSI. Твердотельные накопители (SSD) являются гораздо более быстрой заменой для традиционных механических жестких дисков, но также более дорогими с точки зрения стоимости на гигабайт.

История

Первое поколение

Такие простые шины имели серьёзный недостаток для универсальных компьютеров. Всё оборудование на шине должно было передавать информацию на одной скорости и использовать один источник синхросигнала. Увеличение скорости процессора было не простым, так как требовало такого же ускорения всех устройств. Это часто приводило к ситуации, когда очень быстрым процессорам приходилось замедляться для возможности передачи информации некоторым устройствам. Хотя это допустимо для встраиваемых систем, данная проблема непозволительна для коммерческих компьютеров. Другая проблема состоит в том, что процессор требуется для любых операций, и когда он занят другими операциями, реальная пропускная способность шины может значительно страдать.

Такие компьютерные шины были сложны в настройке, при наличии широкого спектра оборудования. Например, каждая добавляемая карта расширения могла требовать установки множества переключателей для задания адреса памяти, адреса ввода-вывода, приоритетов и номеров прерываний.

Второе поколение

Компьютерные шины «второго поколения», например NuBus
решали некоторые из вышеперечисленных проблем. Они обычно разделяли компьютер на две «части», процессор и память в одной и различные устройства в другой. Между частями устанавливался специальный контроллер шин (bus controller
). Такая архитектура позволила ускорять скорость процессора без влияния на шину, разгрузить процессор от задач управления шиной. При помощи контроллера устройства на шине могли взаимодействовать друг с другом без вмешательства центрального процессора. Новые шины имели лучшую производительность, но также требовали более сложных карт расширения. Проблемы скорости часто решались увеличением разрядности шины данных , с 8-ми битных шин первого поколения до 16 или 32-х битных шин во втором поколении. Также появилась программная настройка устройств для упрощения подключения новых устройств, ныне стандартизованная как Plug-n-play .

Однако новые шины, так же как и предыдущее поколение, требовали одинаковых скоростей от устройств на одной шине. Процессор и память теперь были изолированы на собственной шине и их скорость росла быстрее, чем скорость переферийной шины. В результате, шины были слишком медленны для новых систем и машины страдали от нехватки данных. Один из примеров данной проблемы: видеокарты быстро совершенствовались, и им не хватало пропускной способности даже новых шин (PCI). Компьютеры стали включать в себя (AGP) только для работы с видеоадаптерами. В году AGP снова стало недостаточно быстрым для мощных видеокарт и AGP стал замещаться новой шиной PCI Express

Увеличивающееся число внешних устройств стало применять собственные шины. Когда были изобретены приводы дисков, они присоединялись к машине при помощи карты, подключаемой к шине. Из-за этого компьютеры имели много слотов расширения. Но в 1980‑х и 1990‑х были изобретены новые шины IDE
решившие эту проблему и оставив большую часть разъёмов расширения в новых системах пустыми. В наше время типичная машина поддерживает около пяти различных шин.

Шины стали разделять на внутренние (local bus
) и внешние (external bus
). Первые разработаны для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры и звуковые платы, а вторые предназначались для подключения внешних устройств, например, сканеров . IDE является внешней шиной по своему предназначению, но почти всегда используется внутри компьютера.

Третье поколение

Шины «третьего поколения» в настоящее время [когда?
]
находятся в процессе выхода на рынок, включая

Современные интегральные схемы часто разрабатываются из заранее созданных частей, так называемых «intellectual property» или IP. Разработаны шины (например Wishbone) для более простой интеграции различных частей интегральных схем.

Основная память

Основная память ПК — это оперативное первичное запоминающее устройство, которое напрямую доступно ЦП и используется для хранения текущей исполняемой программы и необходимых данных. В качестве основного хранилища ПК используют полупроводниковое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) различных типов, таких как DRAM, SDRAM или SRAM. Какой именно тип используется, зависит от проблем с затратами и производительностью в любой конкретный момент времени. Оперативная память намного быстрее, чем массовые устройства хранения данных, такие как жесткие или оптические диски, но обычно нестабильна, что означает, что она не сохраняет свое содержание (инструкции или данные) в отсутствие мощности. В результате основная память обычно не подходит для долговременного хранения информации или архивных данных.

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

• Проприетарная , использовалась на некоторых материнских платах ASUS с Socket 7 и представляла собой шину ISA в специфическом разъеме, размещенном в одну линию с разъемом шины PCI.
• CAMAC для измерительных систем (instrumentation systems)
• Extended ISA или EISA
• Industry Standard Architecture или ISA
• Low Pin Count или LPC
• MicroChannel или MCA
• MBus
• Multibus для промышленных систем
• NuBus или IEEE 1196
• OPTi local bus, использовалась для ранних материнских плат для Intel 80486
• Peripheral Component Interconnect или PCI, также PCI-X
• S-100 bus или IEEE 696, использовалась в Altair и похожих микрокомпьютерах
• SBus или IEEE 1496
• VESA Local Bus или VLB или VL-bus, использовалась в основном на материнских платах для процессоров и была подключена непосредственно к выводам микропроцессора. Однако встречалась и реализация этой шины в сочетании с ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX) и ранними Pentium
• VMEbus, VERSAmodule Eurocard bus
• STD Bus для 8- и 16-битных микропроцессорных систем
• Unibus
• Q-Bus

Последовательные

• 1-Wire
• HyperTransport
• I²C
• PCI Express или PCIe
• Serial Peripheral Interface Bus или шина SPI
• USB, Universal Serial Bus, чаще используется как внешняя
• FireWire, i.Link, IEEE 1394, чаще используется как внешняя
• Direct Media Interface (DMI)
• Intel QuickPath Interconnect или просто QuickPath (QPI)
• SATA/SAS

Описание шин

Шины бывают параллельными (данные переносятся по словам, распределенные между несколькими проводниками) и последовательными (данные переносятся побитово).

Большинство компьютеров имеет как внутренние, так и внешние шины. Внутренняя шина подключает все внутренние компоненты компьютера к материнской плате (и, следовательно, к процессору и памяти). Такой тип шин также называют локальной шиной, поскольку она служит для подключения локальных устройств. Внешняя шина подключает внешнюю периферию к материнской плате.

Сетевые соединения, такие, как Ethernet, обычно не рассматриваются как шины, хотя разница больше концептуальная, чем практическая. Появление технологий InfiniBand и HyperTransport ещё больше размыло границу между сетями и шинами.