14. Системні шини. Зовнішні пристрої.

Системна шина представляє з себе сукупність сигнальних ліній, об'єднаних з їхньої призначенню (дані, адреси, управление).

Основний функцією системної шини є передача інформації між базовим мікропроцесором і іншими електронними компонентами комп'ютера. З цієї шині як і здійснюється як передача інформації, а й адресація пристроїв, і навіть обмін спеціальними службовими сигналами.

Все сучасні комп'ютери мають комбінованими системними шинами, наприклад, ISA (Industry Standart Architecture - стандартна промислова архітектура) і PCI чи EISA (Extanded Industry Standart Architecture) і PCI (Peripheral Component Interconnect). Один із шин називається первинної системної (EISA, ISA), іншу (PCI) вторинної системной.

Системну шину умовно можна розділити на шину даних, адресну і шину управління. Якщо найважливішої характеристикою двох перших шин є розрядність, то стосовно третьої говорять про кількості ліній апаратних переривань IRQи ліній вимоги зовнішніми пристроями прямого доступу до пам'яті DMA.

Передачею інформації з системної шині управляє одна з подключённых пристроїв, чи спеціально виділений при цьому вузол, званий арбітром шини.

У комп'ютерах використовують системні шини, відповідні модифікаціям ISA із частотою 8,33 МГц і EISA із частотою 33 МГц, а як і шина PCI із частотою 66 Мгц.

Архітектура системної шини тій чи іншій моделі системної плати залежить від виробника і визначається типом платформи ПК (типом центрального процесора), застосовуваним набором мікросхем chipset і пишатися кількістю і розрядністю периферійних пристроїв, подключаемых до цієї системної платі. Так системні шини платформи Pentium, тобто. PCI забезпечують обмін центрального процесора з оперативної пам'яттю 64-разрядами даних, у своїй адресація даних здійснюється 32-разрядным адресою. З периферійними пристроями шина ISA підтримує обмін 16-разрядным кодом даних, і 16-разрядным адресним кодом даних, шина EISA - 32-разрядным кодом даних, і 32-разрядным адресним кодом.

Традиційно в електроніці шиною звався інформаційний канал, до якого приєднувалася низка пристроїв, які могли читати та передавати дані. Але з розвитком комп'ютерних технологій шинами за аналогією стали називати з'єднання типу точка-точка (наприклад AGP чи HyperTransport), а також канали зі складною диспетчеризацією доступу.

Існують і спеціалізовані шини, такі як внутрішні шини процесорів або шина для підключення відеоадаптерів — AGP.

Усі стандарти розрізняються як за кількістю й використанням сигналів, так і за протоколами їхнього обслуговування.

Шина входить до складу материнської плати, на якій розташовуються її провідники і роз'єми (слоти) для підключення плат адаптерів пристроїв (відеокарти, звукові карти, внутрішні модеми, накопичувачі інформації, пристрої введення/виведення і т. д.) і розширень базової конфігурації (додаткові пусті роз'єми).

Існують 16- і 32-розрядні, високопродуктивні (VESA, VLB, AGP і РСІ із тактовою частотою більше 16 МГц) і низькопродуктивні (ISA і EISA із тактовою частотою 8 і 16 МГц) системні шини. Також шини, розроблені за сучасними стандартами (VESA, VLB і РСІ), допускають підключення декількох однакових пристроїв, наприклад декілька жорстких дисків, а шина РСІ забезпечує самостійну конфігурацію периферійного (додаткового) устаткування — підтримку стандарту Plug and Play, що виключає ручну конфігурацію апаратних параметрів периферійного устаткування при його зміні або нарощуванні. Операційна система, яка підтримує цей стандарт, сама налаштовує устаткування, підключене через шину РСІ, без втручання користувача.

Існують як 64-розрядні розширення шини РСІ, так і 32-розрядні, що працюють на частоті 66 МГц.

Все без виключення прилохсения обчислювальних систем, так або інакше, пов'язані з використанням зовнішніх або периферійних пристроїв. Навіть чисто обчислювальні завдання потребують пристроїв для введення вихідних даних і виведення результату. Без перебільшення можна сказати, що процесор, що не має жодних зовнішніх пристроїв, абсолютно даремний. Біля обчислювальних систем перших поколінь набір периферійних пристроїв часто вичерпувався згаданими пристроями для введення вихідних даних і виведення результату обчислень, тому до цих пір модулі ОС, що працюють з периферією, називають підсистемою введення-виводу (input/output subsystem). У більшості сучасних комп'ютерів набір зовнішніх пристроїв вельми обширний, і функції багато з них не можуть або лише з певною натяжкою можуть бути описані як введення і вивід. З функціональної точки зору зовнішні пристрої, що підключаються до сучасних комп'ютерів, можна розділити на наступні категорії (приведену класифікацію навряд чи можна вважати вичерпною, а порядок перерахування не є критерієм важливості даного типа пристроїв).

• Пристрої зовнішньої пам'яті, які у свою чергу, можна розділити на два класи.

  • Пристрої пам'яті з довільним доступом, головним чином магнітні диски. До цього ж класу відносяться дискети, магнітооптичні і оптичні диски і практично не вживані в даний час магнітні барабани. Вдалим універсальним позначенням для цього класу пристроїв є прийняте в документації фірми IBM скорочення DASD (Direct Access Storage Device — пристрій прямого доступу, що запам'ятовує).

  • Пристрої пам'яті з послідовним доступом. В основному, це стрічкопротяжні пристрої (стриммеры і ін.).

• Мережеві і телекомунікаційні пристрої.

• Пристрої алфавітно-цифрового введення-виводу: друкуючі пристрої телетайпи, текстові термінали.

• Об Пристрої звукового введення-виводу.

• Пристрої графічного введення-виводу: сканери або відеодекодери (введення), графічні дисплеї, плоттери, графічні принтери або відеокодери (вивід).

• Позиційні пристрої введення: миші, планшеты-дигитайзеры, світлове пір'я і так далі

• Сенсорні і старанні пристрої систем, що управляють.

25