14. Определение пропускной способности шин. Привести примеры.

Шины расширения (expansion bus) ввода-вывода являются средствами подключения системного уровня: они позволяют адаптерам и контроллерам периферийных устройств непосредственно использовать системные ресурсы компьютера — пространство адресов памяти и ввода-вывода, прерывания, прямой доступ к памяти. Устройства, подключенные к шинам расширения, могут и сами управлять этими шинами, получая доступ к остальным ресурсам компьютера. Шины расширения механически реализуются в виде слотов (щелевых разъемов) или штырьковых разъемов. Для них характерна малая длина проводников, то есть они сугубо локальны, что позволяет достигать высоких скоростей работы. Эти шины могут и не выводиться на разъемы, а использоваться для подключения устройств в интегрированных системных платах. В истории шин расширения ПК насчитывается уже 3 поколения.

К первому поколению относится ISA — асинхронная параллельная шина с низкой пропускной способностью, не имеющая средств обеспечения надежности обмена и авто конфигурирования.

Второе поколение началось с шины EISA (а также МСА), за которой последовали шина PCI и ее расширение PCI–X. Это поколение параллельных синхронных надежных шин со средствами авто конфигурирования. Скорость передачи достигает единиц Гб/сек. Для подключения большого числа устройств применяется иерархическое объединение шин с помощью мостов в древовидную структуру.

Для третьего поколения (шина PCI Express, она же 3GIO, HyperTransport, Advanced Switching и InfiniBand) характерен переход от шин к двухточечным соединениям с последовательным интерфейсом.

Под последовательной передачей данных понимают процесс передачи данных по одному биту за один промежуток времени, последовательно один за одним по одному коммуникационному каналу или компьютерной шине, в отличие от параллельной передачи данных, при которой несколько бит пересылаются одновременно по линии связи из нескольких параллельных каналов.

Последовательная передача всегда используется при связи на дальние расстояния и в большинстве компьютерных сетей, так как стоимость кабеля и трудности синхронизации делают параллельную передачу данных неэффективной. При передаче данных на короткие расстояния последовательные компьютерные шины также используются всё чаще, так как и здесь недостатки параллельных шин перевешивают их преимущества в простоте. Развитие технологии для обеспечения целостности сигнала от передатчика до приёмника и достаточно высокая скорость передачи данных делают последовательные шины конкурентоспособными.

Пропускная способность шины - сколько информации в единицу времени можно передать по шине. Если частота шины X Гц (1/сек), то это значит, что при однобитной шине (1 провод для передачи данных) в секунду можно передать X бит. А если ширина шины составит N бит, то в секунду можно передать в раз больше бит, т.е. XN бит. Например: частота шины 100МГц, а ширина шины составляет 32 бита, то пропускная способность составляет 3200 Мбит/с. Так как обычно удобней пользоваться не битами а байтами, то можно сразу определить сколько байт составляет ширина шины. В нашем примере 4 байта передаются на каждом такте, всего таких тактов 100 миллионов в секунду, т.е. пропускная способность шины составляет 400 Мбайт/с.