Шина памяти

Шина данных

 

 

  Одной из самых  общих характеристик процессора  является разрядность его шины  данных и шины адреса. Шина  — это набор соединений, по  которым передаются различные  сигналы. Шина данных — шина, предназначенная для передачи  информации.

Количество ее разрядов (линий  связи) определяет скорость и эффективность  информационного обмена, а также  максимально возможное количество команд.

Шина данных всегда двунаправленная, так как предполагает передачу информации в обоих направлениях. Данные в  компьютере передаются в виде цифр через одинаковые промежутки времени. Для передачи единичного бита данных в определенный временной интервал посылается сигнал напряжения высокого уровня (около 5 В), а для передачи нулевого бита данных — сигнал напряжения низкого уровня (около 0 В). Чем больше линий, тем больше битов можно  передать за одно и то же время. В процессорах 286 и 386SX для передачи и приема двоичных данных используется 16 соединений, поэтому у них шина данных считается 16-разрядной. У 32-разрядного процессора, например 486 или 386DX, таких соединений вдвое больше, поэтому за единицу времени он передает вдвое больше данных, чем 16-разрядный. Разрядность шины данных процессора определяет также разрядность банка памяти. Это означает, что 32-разрядный процессор, например класса 486, считывает из памяти или записывает в память 32 бита одновременно. Процессоры класса Pentium считывают из памяти или записывают в память 64 бита одновременно.

 

Системная плата

 

Системная плата — второй по важности компонент в устройстве персонального компьютера . Кроме термина "системная плата", используется название "материнская плата") . Основное назначение системной платы — соединение всех узлов компьютера в одно устройство, так что, по большому счету, это всего лишь набор проводов между контактами процессора и контактами модулей памяти и периферийных устройств. Все остальные расположенные на ней элементы носят второстепенные функции, служа только для развязки и согласования сигналов. Конструктивно системная плата ПК выполняется в виде многослойной текстолитовой печатной платы.Количество слоев может достигать 12, но чаще всего используют 8 (если не считать краски и лака). Между каждым слоем располагаются печатные проводники, выполненные из металлической фольги (может использоваться метод осаждения или напыления), которые соединяют контактные выводы микросхем, резисторов, конденсаторов и разъемов между собой. Основой любой современной материнской платы является набор системной логики, который чаще называют чипсетом (от англ. chipset). Чипсет - это совокупность микросхем, обеспечивающих согласованную совместную работу составных частей компьютера и их взаимодействие между собой. Как правило, чипсет состоит из двух основных микросхем, чаще всего называемых "северным" и "южным" мостами. Кроме разъема центрального процессора, системная плата содержит другие разъемы:

 

• Слоты модулей ОЗУ, к  которым подсоединяются модули оперативной  памяти соответствующего типа;

 

• PCI (Peripheral component interconnect - взаимосвязь периферийных компонентов) - это шина с небольшой пропускной способностью, которой, однако, достаточно для подключения многих устройств (TV-тюнеров, звуковых карт, карт для захвата видео, сетевых карт, Wi-Fi-модулей и др.);

 

• РСI-Express - быстрая шина для видеокарты, создана с использованием программной модели PCI..

 

• USB - разъем для подключения  периферийных устройств

• SATA (Serial Advanced Technology Attachment - цифровое подсоединение по передовой технологии) - служит для подсоединения накопителей информации (жестких дисков, оптических приводов).

• PATA предназначен для подключения старых носителей информации

• Floppy - разъем для подключения привода дискеты 3,5

• Разъемы для подключения  блока питания 

 

Кроме того, на системной  плате имеются различные игольчатые гребенки, предназначенные для подключения  передней панели корпуса (кнопки Power, Reset, индикаторы процессора и жестких дисков, наушники, микрофон, USB), куллеров (вентиляторов) процессора, корпуса, жестких дисков и др.

 

На материнской плате  есть также разъемы звуковой карты, сетевого адаптера.Системная плата включает еще одну важную часть - микросхему ПЗУ. В этой микросхеме хранится базовая программа управления компьютером, называемая базовой системой ввода-вывода. По размеру системные платы бывают разными. Существует несколько стандартов, которые принято называть форм-фактором материнской платы.

 

Системная шина 

 

Системная шина — это  «паутина», соединяющая между собой  все устройства и отвечающая за передачу информации между ними. Расположена  она на материнской плате и внешне не видна. Системная шина — это набор проводников (металлизированных дорожек на материнской плате), по которым передается информация в виде электрических сигналов.

Чем выше тактовая частота  системной шины, тем быстрее будет  осуществляться передача информации между  устройствами и, как следствие, увеличится общая производительность компьютера, т. е. повысится скорость компьютера.

В персональных компьютерах  используются системные шины стандартов ISA, EISA, VESA, VLB и PCI. ISA, EISA, VESA и VLB, которые в настоящее время являются устаревшими и не выпускаются на современных материнских платах. Сегодня самой распространенной является шина PCI.

Существуют и специализированные шины, например внутренние шины процессоров  или шина для подключения видеоадаптеров — AGP.

Все стандарты различаются  как по числу и использованию  сигналов, так и по протоколам их обслуживания.

Шина входит в состав материнской  платы, на которой располагаются  ее проводники и разъемы (слоты) для  подключения плат адаптеров устройств (видеокарты, звуковые карты, внутренние модемы, накопители информации, устройства ввода/вывода и т. д.) и расширений базовой конфигурации (дополнительные пустующие разъемы).

Существуют 16- и 32-разрядные, высокопроизводительные (VESA, VLB, AGP и PCI с тактовой частотой более 16 МГц) и  низкопроизводительные (ISA и EISA с тактовой частотой 8 и 16 МГц) системные шины. Также шины, разработанные по современным стандартам (VESA, VLB и PCI), допускают подключение нескольких одинаковых устройств, например нескольких жестких дисков, а шина PCI обеспечивает самоконфигурируемость периферийного (дополнительного) оборудования — поддержку стандарта Plug and Play, исключающего ручную конфигурацию аппаратных параметров периферийного оборудования при его изменении или наращивании. Операционная система, поддерживающая этот стандарт, сама настраивает оборудование, подключенное по шине PCI, без вмешательства пользователя.

Имеются как 64-разрядные  расширения шины PCI, так и 32-разрядные, работающие на частоте 66 МГц.

 

 

Шина памяти 
 
Шина памяти предназначена для передачи информации между процессором и основной памятью системы. Эта шина соединена с северным мостом или микросхемой Memory Controller Hub. В зависимости от типа памяти, используемой набором микросхем (а следовательно, и системной платой), шина памяти может работать с различными скоростями. Наилучший вариант, если рабочая частота шины памяти совпадает со скоростью шины процессора. Пропускная способность систем, использующих память PC133 SDRAM, равна 1066 Мбайт/с, что совпадает с пропускной способностью шины процессора, работающей на частоте 133 МГц. Рассмотрим другой пример: в системах Athlon и некоторых Pentium III используются шина процессора с частотой 266 МГц и память PC2100 DDR SDRAM, имеющая пропускную способность 2133 Мбайт/с — такую же, как и шина процессора. В системе Pentium 4 используется шина процессора с частотой 400 МГц, а также двухканальная память RDRAM со скоростью передачи данных для каждого канала 1600 или 3200 Мбайт/с при одновременной работе обоих каналов памяти, что совпадает с пропускной способностью шины процессора Pentium 4. В системах Pentium 4, содержащих шину процессора с тактовой частотой 533 МГц, могут использоваться двухканальные модули PC2100 или PC2700, параметры которых соответствуют пропускной способности шины процессора, равной 4266 Мбайт/с. 
 
Память, работающая с той же частотой, что и шина процессора, позволяет отказаться от расположения внешней кэш-памяти на системной плате. Именно поэтому кэш-память второго и третьего уровней была интегрирована непосредственно в процессор. Некоторые мощные процессоры, к числу которых относится Intel Pentium Extreme Edition, содержат встроенную кэш-память третьего уровня объемом 2–4 Мбайт, работающую на полной частоте процессора. Самые современные процессоры, такие как Core Duo и Core 2 Quad, используют кэш-память только первого и второго уровней. Таким образом, в обозримом будущем кэш второго уровня будет оставаться наиболее распространенным типом вторичного кэша. 
Примечание: обратите внимание, что разрядность шины памяти всегда равна разрядности шины процессора. Разрядность шины определяет размер банка памяти