Quelle est l’approche modulaire pour construire des ordinateurs ?

L'architecture des ordinateurs personnels modernes est basée sur un principe modulaire. Il permet au consommateur de compléter la configuration informatique dont il a besoin et, si nécessaire, de le mettre à niveau. L'organisation modulaire d'un ordinateur repose sur le principe du backbone (bus) d'échange d'informations entre modules. Les informations sont échangées entre les appareils informatiques individuels via trois bus multibits reliant tous les modules : le bus de données, le bus d'adresses et le bus de contrôle.

Qu’est-ce qu’une méthode principale d’échange d’informations ?

La méthode backbone assure l'échange d'informations entre des modules fonctionnels et structurels de différents niveaux à l'aide d'autoroutes combinant des bus d'entrée et de sortie.

Il existe des connexions simples, doubles, triples et multilignes.

Qu’est-ce que la microprogrammabilité ?

La microprogrammabilité est un moyen de mettre en œuvre le principe du contrôle par programme. Son essence est que le principe du contrôle par programme s'applique également à la mise en œuvre du dispositif de contrôle. En d’autres termes, le dispositif de contrôle est construit exactement de la même manière que l’ensemble de l’ordinateur, uniquement au niveau micro, c’est-à-dire Le dispositif de contrôle possède sa propre mémoire, appelée mémoire de contrôle ou mémoire de microinstructions, son propre « processeur » et son propre dispositif de contrôle.

À quoi ressemble l’architecture d’un ordinateur avec une structure de bus unique ?

L'architecture à bus unique est l'architecture d'un système à microprocesseur avec une mémoire commune de données et de commandes et un bus commun pour l'échange avec la mémoire.

La lecture des codes de commande depuis la mémoire système s'effectue à l'aide de cycles de lecture. Ainsi, dans le cas d'une architecture monobus, les cycles de lecture de commandes et les cycles de transfert de données (lecture et écriture) alternent sur le bus système, mais les protocoles d'échange restent inchangés quel que soit ce qui est transmis - données ou commandes. Dans une architecture à bus unique, le même bus est utilisé pour communiquer avec la mémoire et l'hôte.

À quoi ressemble l’architecture d’un ordinateur à structure multi-bus ?

La principale caractéristique de cette architecture est que pour chaque méthode d'échange d'informations avec l'unité de contrôle, un groupe de bus distinct est utilisé : des bus séparés pour le mode programme d'échange d'informations avec ou sans interruption et pour l'entrée/sortie d'informations en mémoire directe. mode d'accès, qui transmet des blocs de données à grande vitesse.

Les protocoles d'échange de données, la structure du bus et la vitesse de communication pour chacun des groupes de bus peuvent être adaptés de manière optimale à l'unité de contrôle selon la méthode choisie.

De quoi est composée une machine von Neumann ?

Une machine Von Neumann se compose de mémoire, de périphériques d'entrée/sortie et d'une unité centrale de traitement (CPU). Le processeur central, quant à lui, se compose d'une unité de contrôle (CU) et d'une unité arithmétique-logique (ALU)

Un algorithme généralisé pour le fonctionnement d'un ordinateur de von Neumann.

À l'aide d'un périphérique externe, un programme est entré dans la mémoire de l'ordinateur.

Le dispositif de contrôle lit le contenu de la cellule mémoire où se trouve la première instruction (commande) du programme et organise son exécution. La commande peut spécifier :

Effectuer des opérations logiques ou arithmétiques;

Lire des données de la mémoire pour effectuer des opérations arithmétiques ou logiques ;

Enregistrer les résultats en mémoire ;

Saisir des données d'un appareil externe dans la mémoire ;

Sortie des données de la mémoire vers un périphérique externe.

Le dispositif de commande commence à exécuter la commande à partir de la cellule mémoire située immédiatement après la commande qui vient d'être exécutée. Cependant, cet ordre peut être modifié à l'aide d'instructions de transfert de contrôle (saut). Ces commandes indiquent au dispositif de contrôle qu'il doit continuer à exécuter le programme, en commençant par la commande contenue dans une autre cellule mémoire.

Les résultats de l'exécution du programme sont envoyés vers un périphérique externe sur l'ordinateur.

L'ordinateur passe en mode d'attente d'un signal provenant d'un périphérique externe.

Structure informatique multibus. Avantages désavantages.

La principale caractéristique de son organisation est que pour chaque méthode d'échange d'informations avec l'unité de contrôle, un groupe de bus distinct est utilisé : des bus séparés pour le mode programme d'échange d'informations avec ou sans interruption et pour l'entrée/sortie d'informations en mémoire directe. mode d'accès, qui transmet des blocs de données à grande vitesse. Les protocoles d'échange de données, la structure du bus et la vitesse de communication pour chacun des groupes de bus peuvent être adaptés de manière optimale à l'unité de contrôle selon la méthode choisie.

Les inconvénients sont une plus grande complexité qu’une structure à bus unique et une moindre standardisation des bus.

Structure informatique à bus unique. Avantages désavantages.

Dans ce cas, les blocs informatiques sont combinés via un groupe de bus, qui comprend des sous-ensembles de bus de données, d'adresses et de signaux de contrôle. Avec cette organisation du système de bus, l'échange d'informations entre le processeur, les périphériques et la mémoire s'effectue selon une règle unique : il n'y a pas de commandes d'entrée-sortie distinctes pour accéder à l'unité de contrôle dans le système de commande. Cela vous permet d'augmenter la flexibilité et l'efficacité de l'ordinateur, puisque l'ensemble des commandes d'accès à la mémoire peut être utilisé pour transférer et traiter le contenu des registres PU. De plus, un autre avantage important est la simplicité de la structure du bus et la minimisation du nombre de connexions pour l'échange d'informations entre appareils informatiques.

Les inconvénients sont : la présence d'appareils lents sur le bus, les restrictions d'échange de données simultanées (pas plus de deux appareils à la fois).

13. Énumérez les exigences relatives aux ordinateurs modernes.

Les exigences pour les ordinateurs modernes sont :

Rapport coût/performance.

Fiabilité et tolérance aux pannes.

Évolutivité.

Compatibilité logicielle et mobilité.

Qu'est-ce que la fiabilité ?

La fiabilité informatique est la capacité d'une machine à conserver ses propriétés dans des conditions de fonctionnement données pendant une certaine période de temps. Les indicateurs suivants peuvent servir d'évaluation quantitative de la fiabilité d'un ordinateur contenant des éléments dont la défaillance entraîne la défaillance de l'ensemble de la machine :

Probabilité de fonctionnement sans panne pendant un certain temps dans des conditions de fonctionnement données ;

Temps moyen informatique entre pannes ;

Temps moyen pour restaurer une machine, etc.

15. En quoi le concept de « fiabilité » diffère-t-il du concept de « tolérance aux pannes » ?

Contrairement à la fiabilité - la capacité d'une machine à conserver ses propriétés dans des conditions de fonctionnement données pendant une certaine période de temps, la tolérance aux pannes est la capacité d'une machine à maintenir sa fonctionnalité après la défaillance d'un ou plusieurs composants constitutifs. La tolérance aux pannes est déterminée par le nombre de pannes uniques consécutives de composants, après quoi le fonctionnement du système dans son ensemble est maintenu.

Qu’est-ce que l’évolutivité ?

L'évolutivité caractérise la capacité d'un ordinateur à augmenter progressivement sa puissance de calcul sans dégrader les performances de l'ordinateur dans son ensemble. Un système est dit évolutif s’il peut augmenter ses performances proportionnellement à des ressources supplémentaires.

Qu'est-ce que la compatibilité ?

La compatibilité matérielle fait référence à la capacité d'un périphérique à remplacer logiquement un autre périphérique du même type, ou à la capacité d'un périphérique à s'interfacer physiquement et logiquement avec d'autres. Dans ce dernier cas, les termes « compatibilité (matérielle) totale » et « compatibilité des connecteurs » sont également utilisés comme synonymes de compatibilité matérielle.

La compatibilité logicielle d'un ordinateur avec un autre s'entend comme la capacité du premier à exécuter des programmes développés pour le deuxième ordinateur. Différents modèles d'une même famille d'ordinateurs ont, en règle générale, une compatibilité « unidirectionnelle », car les ordinateurs des modèles plus récents (plus anciens) sont généralement plus puissants (c'est-à-dire qu'ils sont capables d'exécuter des commandes supplémentaires, ont plus de mémoire, etc. ) . Dans ce cas, l’ancien modèle d’ordinateur est considéré comme étant compatible ascendant avec le modèle plus récent, soulignant le fait que le premier peut exécuter des programmes préparés pour le second, mais pas l’inverse.

Que sont les terminaux X ?

Un terminal X est un élément matériel dédié qui exécute le serveur X et sert de client léger. Ils sont utiles dans les cas où de nombreux utilisateurs utilisent simultanément un grand serveur d'applications.

Qu’est-ce qu’un ordinateur central ?

Mainframe (Large Mainframe Computer) est un ordinateur hautes performances doté d'une quantité importante de RAM et de mémoire externe, conçu pour organiser un stockage de données centralisé de grande capacité et effectuer des travaux informatiques intensifs. Les mainframes sont généralement utilisés pour les opérations entières qui nécessitent des vitesses de transfert de données, de la fiabilité et la capacité de gérer plusieurs processus simultanément.

Tests du SPEC.

Le principal résultat de SPEC sont les suites de tests. Ces ensembles sont développés par SPEC à partir de codes provenant de diverses sources. SPEC travaille au portage de ces codes sur différentes plates-formes et crée également des outils pour transformer les codes sélectionnés comme tests en charges de travail significatives. C'est pourquoi les tests SPEC sont différents des logiciels libres.

Actuellement, il existe deux ensembles de tests SPEC de base, axés sur les calculs intensifs et mesurant les performances du processeur, du système de mémoire et l'efficacité de la génération de code par le compilateur. Généralement, ces tests se concentrent sur le système d'exploitation UNIX, mais ils ont également été portés sur d'autres plates-formes. Le pourcentage de temps consacré au système d'exploitation et aux fonctions d'E/S est généralement négligeable.

Schéma fonctionnel de la ROM.

Classification des ROM.

Les ROM sont divisées en :

Masque ROM

ROM programmable électriquement une fois

Reprogrammable (RPZU, PROM)

Pouah. RPZU

E-mail RPZU

54. Base physique de l'élément de stockage d'une ROM (circuit) programmable une seule fois.

Lorsque le cavalier est présent, le courant circule à travers le transistor et un niveau haut est lu. Si Up est élevé, alors lorsque le transistor s'ouvre, le courant brûle le fil.

55. Base physique de l'élément de stockage d'une ROM (circuit) reprogrammable.

La ROM réinscriptible utilise un MOSFET à induction magnétique à grille flottante.

56. Objectif et conception du PLM (schéma).

Le PLM est un bloc fonctionnel créé sur la base de la technologie des semi-conducteurs et conçu pour mettre en œuvre les fonctions logiques des systèmes numériques. Ils sont utilisés dans les appareils de contrôle et de décodage.

57. Extension de mémoire verticale (schéma) et son objectif.

L'expansion verticale est utilisée pour augmenter l'espace de stockage adressable.

58. Extension de mémoire horizontale (schéma) et son objectif.

L'expansion horizontale est utilisée pour augmenter la capacité de la RAM.

De quels bus est composé le bus système ?

Le bus système comprend trois bus multibits :

Bus de données - utilisé pour transférer des données entre le CPU et la mémoire ou entre le CPU et les périphériques d'E/S.

Bus d'adresses - utilisé pour sélectionner des périphériques ou des cellules de mémoire vers lesquels les données sont envoyées ou lues via le bus de données. Bus unidirectionnel.

Bus de contrôle – utilisé pour transmettre des signaux de contrôle qui déterminent la nature de l'échange d'informations le long du bus, destinés à la mémoire et aux périphériques d'entrée/sortie.

Un complexe constitué d'un faisceau de fils et de circuits électroniques qui assurent le transfert correct des informations à l'intérieur d'un ordinateur est appelé dorsale, bus système ou simplement pneu. Le pneu est caractérisé profondeur de bits et fréquence.

La quantité maximale d'informations transmises simultanément est appelée largeur du bus. La largeur du bus est déterminée par la profondeur de bits du processeur et est actuellement de 64 bits. Plus la largeur du bus est grande, plus il peut transmettre d'informations par unité de temps.

Le processeur recherche un périphérique ou une cellule mémoire. Chaque appareil ou cellule a sa propre adresse. L'adresse est transmise via le bus d'adresses, à travers lequel les signaux sont transmis dans un sens du processeur à la RAM et aux appareils. La largeur du bus d'adresse détermine l'espace d'adressage du processeur, c'est-à-dire nombre de cellules mémoire. Le nombre de cellules mémoire adressables est calculé par la formule : N = 2je, Où je– largeur du bus d'adresse. Si le bus d'adresses a une largeur de 32 bits, alors le nombre maximum possible de cellules mémoire adressables est de 232 = 4 294 967 296 cellules.

Les informations sur le bus sont transmises sous forme d'impulsions de courant électrique. Le bus ne fonctionne pas en continu, mais par cycles. Le nombre de cycles de fonctionnement du bus par unité de temps est appelé fréquence du bus.

Le bus connecte non seulement le processeur et la RAM, mais pratiquement tous les périphériques informatiques : disques, clavier, écran, etc. – d'une manière ou d'une autre, ils reçoivent et transmettent des données via le bus. A cet effet, le bus dispose de connecteurs standards auxquels sont connectés certains appareils informatiques. S'il n'y a qu'un seul bus, le débit d'E/S est limité. La vitesse du bus est limitée par des facteurs physiques : la longueur du bus et le nombre d'appareils connectés. Par conséquent, les grands systèmes modernes utilisent un complexe de bus interconnectés. Traditionnellement, les bus sont divisés en bus qui assurent la communication entre le processeur et la mémoire et les bus d'E/S.

Les bus d'E/S peuvent être volumineux, prendre en charge de nombreux types de périphériques et suivre généralement une seule norme de bus. Les bus processeur-mémoire sont relativement courts, rapides et correspondent à l'organisation du système mémoire pour assurer un débit maximal du canal mémoire-processeur.

Certains ordinateurs disposent d'un seul bus pour la mémoire et les périphériques d'entrée/sortie. Ce pneu s'appelle systémique. Locale Un bus est un bus qui se connecte électriquement directement aux contacts du microprocesseur. Il combine généralement le processeur, la mémoire, les circuits tampon du bus système et son contrôleur, ainsi que certains circuits auxiliaires.

Initialement, on utilisait le bus ISA (8 et 16 bits, fréquence 8 MHz), créé au début des années 80 et ayant une faible bande passante. De nos jours, le bus ISA est parfois utilisé pour connecter des appareils bas débit (clavier, souris, etc.).

Actuellement plus souvent utilisé :

ü Bus PCI (Peripheral Component Interconnect bus – bus pour l'interaction des périphériques) ;

ü Bus graphique AGP (Accelerated Craphic Port) ;

ü HyperTransport – un bus à grande vitesse pour connecter les périphériques internes d'un système informatique. La fréquence d'horloge atteint 800 MHz. La bande passante peut atteindre 6,4 Go/s ;

ü USB est conçu pour connecter jusqu'à 256 périphériques externes (tels qu'une souris, une imprimante, un scanner, un appareil photo, un tuner FM, etc.) à un canal USB (basé sur le principe du bus commun). Bande passante jusqu'à 480 Mbps (version USB 2.0).

Dans les ordinateurs modernes, la fréquence du processeur peut dépasser la fréquence du bus système (la fréquence du processeur est de 1 GHz et la fréquence du bus est de 100 MHz).

Un ordinateur se compose de nombreux composants différents, tels qu'un processeur central, une mémoire, un disque dur, ainsi qu'un grand nombre de périphériques supplémentaires et externes, tels qu'un écran, une souris, un clavier, des lecteurs flash enfichables, etc. Tout cela doit être contrôlé par le processeur, transmettant et recevant des données, envoyant des signaux, changeant d'état.

Pour mettre en œuvre cette interaction, tous les appareils informatiques sont connectés entre eux et au processeur via des bus. Un bus est un chemin commun le long duquel les informations sont transférées d'un composant à un autre. Dans cet article, nous examinerons les principaux bus informatiques, leurs types, ainsi que les appareils qu'ils sont utilisés pour connecter et pourquoi cela est nécessaire.

Comme je l'ai déjà dit, un bus est un appareil qui permet de connecter plusieurs composants informatiques. Mais plusieurs appareils peuvent être connectés à un seul bus, et chaque bus possède son propre ensemble d'emplacements pour connecter des câbles ou des cartes.

En fait, un bus est un ensemble de fils électriques rassemblés en un faisceau, parmi lesquels se trouvent des fils d'alimentation, ainsi que des fils de signal pour la transmission de données. Les bus peuvent également être réalisés non pas sous la forme de fils externes, mais intégrés au circuit de la carte mère.

Sur la base de la méthode de transmission des données, les bus sont divisés en série et parallèle. Les bus série transfèrent les données sur un fil, un bit à la fois, dans les bus parallèles, le transfert de données est divisé sur plusieurs fils et donc davantage de données peuvent être transférées.

Types de bus système

Tous les bus informatiques peuvent être divisés en plusieurs types en fonction de leur objectif. Les voici:

• Bus de données- tous les bus utilisés pour transférer des données entre le processeur de l'ordinateur et les périphériques. Les méthodes série et parallèle peuvent être utilisées pour la transmission, et un à huit bits peuvent être transmis à la fois. En fonction de la taille des données pouvant être transférées à la fois, ces bus sont divisés en 8, 16, 32 et même 64 bits ;
• Bus d'adresses- sont connectés à certaines zones du processeur et permettent d'écrire et de lire des données depuis la RAM ;
• Bus de puissance- ces bus alimentent en électricité les différents appareils qui y sont connectés ;
• Bus temporisé- ce bus transmet le signal d'horloge système pour synchroniser les périphériques connectés à l'ordinateur ;
• Bus d'extension- permet de connecter des composants supplémentaires, tels que des cartes son ou TV ;

Dans le même temps, tous les pneus peuvent être divisés en deux types. Il s'agit des bus système ou bus internes de l'ordinateur qui relient le processeur aux principaux composants informatiques de la carte mère, comme la mémoire. Le deuxième type est celui des bus d’E/S, conçus pour connecter divers périphériques. Ces bus sont connectés au bus système via un pont implémenté sous la forme de puces de processeur.

Un bus d'extension est également connecté aux bus d'E/S. C'est à ces bus que sont connectés les composants informatiques tels qu'une carte réseau, une carte vidéo, une carte son, un disque dur et autres, et nous les examinerons plus en détail dans cet article.

Voici les types de bus les plus courants dans un ordinateur pour les extensions :

• EST UN- Architecture standard de l'industrie;
• EISA- Architecture standard étendue de l'industrie ;
• M.C.A.-Architecture microcanal ;
• VESA- Association de normalisation de l'électronique vidéo ;
• PCI- Interconnexion de composants périphériques ;
• PCI-E- Interconnexion de composants périphériques Express ;
• PCMCIA- Personal Computer Memory Card Industry Association (également connue sous le nom de bus PC) ;
• AGP- Port graphique accéléré ;
• SCSI- Interface pour petits systèmes informatiques.

Examinons maintenant de plus près tous ces bus informatiques personnels.

Autobus ISA

Auparavant, il s'agissait du type de bus d'extension le plus courant. Il a été développé par IBM pour être utilisé sur l'ordinateur IBM PC-XT. Ce bus avait une largeur de 8 bits. Cela signifie qu'il était possible de transmettre 8 bits ou un octet à la fois. Le bus fonctionnait à une fréquence d'horloge de 4,77 MHz.

Pour le processeur 80286 basé sur IBM PC-AT, la conception du bus a été modifiée afin qu'il puisse transporter 16 bits de données à la fois. Parfois, la version 16 bits du bus ISA est appelée AT.

D'autres améliorations apportées à ce bus incluent l'utilisation de 24 lignes d'adresse, qui ont permis d'adresser 16 mégaoctets de mémoire. Ce bus était rétrocompatible avec la variante 8 bits, de sorte que toutes les anciennes cartes pouvaient être utilisées ici. La première version du bus fonctionnait à une fréquence de processeur de 4,77 MHz, dans la deuxième implémentation, la fréquence a été augmentée à 8 MHz.

Autobus MCA

IBM a développé ce bus en remplacement de l'ISA pour l'ordinateur PS/2, sorti en 1987. Le pneu a reçu encore plus d'améliorations par rapport à l'ISA. Par exemple, la fréquence a été augmentée à 10 MHz, ce qui a entraîné une augmentation de la vitesse, et le bus pouvait transférer 16 ou 32 bits de données à la fois.

La technologie Bus Mastering a également été ajoutée. Chaque carte d'extension contenait un mini-processeur ; ces processeurs contrôlaient la plupart des processus de transfert de données, libérant ainsi les ressources du processeur principal.

L'un des avantages de ce bus était que les appareils connectés disposaient de leur propre logiciel, ce qui signifiait qu'une intervention minimale de l'utilisateur était nécessaire pour la configuration. Le bus MCA ne prenait plus en charge les cartes ISA et IBM a décidé de facturer d'autres fabricants pour l'utilisation de cette technologie, ce qui l'a rendue impopulaire et n'est désormais utilisée nulle part.

Autobus EISA

Ce pneu a été développé par un groupe de fabricants comme alternative au MCA. Le bus a été adapté pour transmettre des données sur un canal 32 bits avec la possibilité d'accéder à 4 Go de mémoire. Comme le MCA, chaque carte utilisait un microprocesseur et il était possible d'installer les pilotes à l'aide d'un disque. Mais le bus fonctionnait toujours à 8 MHz pour prendre en charge les cartes ISA.

Les emplacements EISA sont deux fois plus profonds que ceux ISA ; si une carte ISA est insérée, elle utilise uniquement la rangée supérieure d'emplacements, tandis que EISA utilise tous les emplacements. Les cartes EISA étaient coûteuses et étaient généralement utilisées sur des serveurs.

Autobus VESA

Le bus VESA a été développé pour standardiser les méthodes de transmission du signal vidéo et résoudre le problème de chaque fabricant essayant de proposer son propre bus.

Le bus VESA dispose d'un canal de transmission de données de 32 bits et peut fonctionner à des fréquences de 25 et 33 MHz. Il fonctionnait à la même vitesse d'horloge que le processeur central. Mais cela est devenu un problème, la fréquence du processeur a augmenté et la vitesse des cartes vidéo a dû augmenter, et plus les périphériques étaient rapides, plus ils étaient chers. En raison de ce problème, le bus VESA a finalement été remplacé par le bus PCI.

Les emplacements VESA comportaient des jeux de connecteurs supplémentaires et les cartes elles-mêmes étaient donc volumineuses. Cependant, la compatibilité ISA a été maintenue.

Bus PCI

Peripheral Component Interconnect (PCI) est le dernier développement en matière de bus d'extension. Il s'agit de la norme actuelle pour les cartes d'extension pour ordinateurs personnels. Intel a développé cette technologie en 1993 pour le processeur Pentium. Ce bus connecte le processeur à la mémoire et à d'autres périphériques.

PCI prend en charge le transfert de données 32 et 64 bits, la quantité de données transférées est égale à la taille en bits du processeur, un processeur 32 bits utilisera un bus 32 bits et un processeur 64 bits utilisera un bus 64 bits. Le bus fonctionne à une fréquence de 33 MHz.

PCI peut utiliser la technologie Plug and Play (PnP). Toutes les cartes PCI prennent en charge le PnP. Cela signifie que l'utilisateur peut connecter une nouvelle carte, allumer l'ordinateur et celle-ci sera automatiquement reconnue et configurée.

Le contrôle du bus est également pris en charge ici, il existe certaines capacités de traitement des données, de sorte que le processeur passe moins de temps à les traiter. La plupart des cartes PCI fonctionnent à 5 Volts, mais certaines cartes nécessitent 3 Volts.

Autobus AGP

La nécessité de transmettre des vidéos de haute qualité à des vitesses élevées a conduit au développement de l’AGP. Le port graphique accéléré (AGP) se connecte au processeur et fonctionne à la vitesse du bus du processeur. Cela signifie que les signaux vidéo seront transférés à la carte vidéo pour un traitement beaucoup plus rapide.

AGP utilise la RAM de l'ordinateur pour stocker des images 3D. Cela donne essentiellement à la carte graphique une mémoire vidéo illimitée. Pour accélérer le transfert de données, Intel a développé l'AGP comme chemin direct pour transférer des données vers la mémoire. La plage de vitesses de transfert va de 264 Mbit à 1,5 Gbit.

PCI-Express

Il s'agit d'une version modifiée de la norme PCI, publiée en 2002. La particularité de ce bus est qu'au lieu de connecter tous les appareils en parallèle au bus, une connexion point à point est utilisée entre deux appareils. Il peut y avoir jusqu'à 16 connexions de ce type.

Cela donne une vitesse de transfert de données maximale. La nouvelle norme prend également en charge le remplacement à chaud des périphériques pendant que l'ordinateur est en cours d'exécution.

Carte PC

Le bus PCICIA (Personal Computer Memory Card Industry Association) a été créé pour normaliser les bus de données dans les ordinateurs portables.

Bus SCSI

Le bus SCSI a été développé par M. Shugart et standardisé en 1986. Ce bus permet de connecter divers périphériques de stockage tels que des disques durs, des lecteurs DVD, etc., ainsi que des imprimantes et des scanners. L'objectif de cette norme était de fournir une interface unique pour gérer tous les périphériques de stockage à une vitesse maximale.

Bus USB

Il s'agit d'une norme de bus externe qui prend en charge des taux de transfert de données allant jusqu'à 12 Mbit/s. Un port USB (Universal Serial Bus) vous permet de connecter jusqu'à 127 périphériques tels que des souris, des modems, des claviers et d'autres périphériques USB. Le retrait et l'insertion à chaud du matériel sont également pris en charge. À l'heure actuelle, il existe des bus informatiques USB externes tels que USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 et USB Type-C.

L'USB 1.0 a été lancé en 1996 et prenait en charge des taux de transfert de données allant jusqu'à 1,5 Mbps. La norme USB 1.1 prenait déjà en charge des vitesses de 12 Mbps pour des appareils tels que des disques durs.

Une spécification plus récente, USB 2.0, est apparue en 2002. La vitesse de transfert des données est passée à 480 Mbit/s, soit 40 fois plus rapide qu'auparavant.

L'USB 3.0 est apparu en 2008 et a encore élevé la norme de vitesse, désormais les données peuvent être transférées à 5 Gbit/s. Le nombre d'appareils pouvant être alimentés à partir d'un seul port a également été augmenté. L'USB 3.1 est sorti en 2013 et prenait déjà en charge des vitesses allant jusqu'à 10 Gbit/s. Également pour cette version, un connecteur compact de type C a été développé, auquel le connecteur peut être connecté des deux côtés.

BUS SYSTÈME BUS SYSTÈME

SYSTEM BUS (bus système), un ensemble de lignes permettant de transmettre tous types de signaux (y compris les données, les adresses et le contrôle) entre le microprocesseur (cm. MICROPROCESSEUR) et autres appareils électroniques de l'ordinateur (cm. ORDINATEUR). La partie du bus système qui transmet les données est appelée bus de données, les adresses sont appelées bus d'adresses et les signaux de contrôle sont appelés bus de contrôle. Une caractéristique importante du bus système qui affecte les performances d'un ordinateur personnel est la fréquence d'horloge du bus système - FSB (Frequency System Bus).
Un ordinateur personnel basé sur un microprocesseur compatible x86 est construit selon le schéma suivant : le microprocesseur est connecté à un contrôleur système via le bus système (généralement un tel contrôleur est appelé « North Bridge »). Le contrôleur système comprend un contrôleur RAM et des contrôleurs de bus auxquels les périphériques sont connectés. Les périphériques les plus puissants (par exemple les cartes vidéo) sont généralement connectés au pont nord. (cm. ADAPTATEUR VIDÉO)), et les appareils moins productifs (puce BIOS, appareils avec bus PCI) sont connectés au « South Bridge », qui est relié au North Bridge par un bus spécial hautes performances. Un ensemble de ponts « sud » et « nord » est appelé un chipset (cm. JEU DE PUCES)(jeu de puces). Le bus système agit comme une épine dorsale entre le processeur et le chipset.

Dictionnaire encyclopédique. 2009 .

Voyez ce qu'est « BUS SYSTÈME » dans d'autres dictionnaires :

bus système- épine dorsale de l'unité système PC - [E.S. Alekseev, A.A. Myachev. Dictionnaire explicatif anglais-russe sur l'ingénierie des systèmes informatiques. Moscou 1993] Thèmes technologie de l'information en général Synonymes colonne vertébrale de l'unité système PC EN système busS bus ...

- ... Wikipédia

Autobus EISA- architecture étendue du bus système PC standard de l'industrie, qui a étendu les capacités du bus ISA de 16 à 32 bits. Il fut rapidement supplanté par le bus PCI. Thèmes technologie de l'information en général Synonymes... ... Guide du traducteur technique

bus de canal d'entrée/sortie (ordinateur)- Bus système local du processeur, généralement utilisé comme canal d'entrée/sortie pour la carte mère d'un ordinateur monoprocesseur, par exemple dans IBM PC XT, Apple Mac II, DEC Professional 325/350/380. [E.S. Alekseev, A.A. Myachev. Anglais Russe... ... Guide du traducteur technique

Connecteur AGP sur la carte mère (généralement marron ou vert). AGP (de l'anglais Accelerated Graphics Port, port graphique accéléré) est un bus système pour carte vidéo développé par la société en 1997. Apparu simultanément avec les chipsets... Wikipédia

Bus PC avec technologie avancée- Le bus système, développé par IBM, est utilisé dans la série IBM PC XT basée sur le microprocesseur 8088 avec un bus de données 8 bits. Le bus contient un bus de 20 bits, un bus de données bidirectionnel de 8 bits, 6 lignes de niveau d'interruption,... ... Guide du traducteur technique

Bus d'interface universelle S 100 conçu par MITS en 1974 spécifiquement pour l'Altair 8800, considéré aujourd'hui comme le premier ordinateur personnel. Le bus S 100 fut le premier bus d'interface pour un micro-ordinateur... ... Wikipédia

Connecteurs de bus PCI Express (de haut en bas : x4, x16, x1 et x16), par rapport au connecteur de bus 32 bits habituel Computer bus (de l'anglais Computer Bus, commutateur universel bidirectionnel) dans l'architecture informatique... ... Wikipédia

FSB (en anglais Front side bus, traduit par « bus système ») est un bus informatique qui assure une connexion entre un processeur central compatible x86 et le monde extérieur. En règle générale, un ordinateur personnel moderne basé sur x86 compatible... ... Wikipédia

Le composant principal de chaque PC est la carte mère (carte système). Il abrite tous ses éléments principaux - processeur, RAM, carte vidéo, contrôleurs, ainsi que des emplacements et des connecteurs pour connecter des périphériques externes. Tous les composants de la carte mère sont interconnectés par un système de conducteurs (lignes) à travers lesquels les informations sont échangées. Cet ensemble de lignes est appelé bus d'information. Un bus qui connecte seulement deux appareils s'appelle port . À titre d'exemple, considérons la structure d'un bus PC :

L'interaction entre les composants du PC et les appareils connectés à différents bus s'effectue à l'aide de ce que l'on appelle des ponts implémentés sur l'une des puces du Chipset.

Les bus PC diffèrent par leur objectif fonctionnel :

- bus système utilisé par les puces du chipset pour envoyer des informations au processeur et inversement ;

- bus cache conçu pour échanger des informations entre le processeur et la mémoire cache externe ;

- bus mémoire utilisé pour échanger des informations entre la RAM et le processeur ;

- Bus d'E/S utilisé pour échanger des informations avec des périphériques.

Les bus d'E/S sont divisés en bus locaux et standards. Locale Le bus d'E/S est un bus à haut débit conçu pour échanger des informations entre des périphériques à haut débit (adaptateurs vidéo, cartes réseau, etc.) et le processeur. Actuellement, le bus PCI Express est utilisé comme bus local (dans le passé, le bus AGP - Accelerated Graphics Port) était utilisé.

Standard Le bus E/S est utilisé pour connecter des appareils plus lents (par exemple des souris, des claviers, des modems). Jusqu'à récemment, le bus standard ISA était utilisé comme bus. Actuellement, le bus USB est largement utilisé.

Composants de bus

L'architecture de tout bus comprend les composants suivants :

- lignes de données(bus de données). Le bus de données assure l'échange de données entre le processeur, les cartes d'extension installées dans les emplacements et la mémoire. Plus la largeur du bus est élevée, plus de données peuvent être transférées par cycle d'horloge et plus les performances du PC sont élevées. Les ordinateurs équipés d'un processeur de la famille Pentium disposent d'un bus de données 64 bits.

- lignes pour l'adressage des données(adresse du bus). Le bus d'adresse est utilisé pour indiquer l'adresse de tout appareil avec lequel le processeur échange des données. Chaque composant PC, chaque port E/S et cellule RAM possède sa propre adresse.

- lignes de contrôle de données(bus de contrôle). Un certain nombre de signaux de service sont transmis sur le bus de contrôle : écriture/lecture, disponibilité à recevoir/transmettre des données, confirmation de réception de données, interruption matérielle, contrôle et autres. Tous les signaux du bus de commande sont conçus pour assurer la transmission des données.

- contrôleur de bus, contrôle le processus d'échange de données et de signaux de service et est généralement implémenté sous la forme d'une puce distincte, ou sous la forme d'un ensemble de puces compatible - Chipset.

Principales caractéristiques du pneu

Largeur du bus déterminé par le nombre de conducteurs parallèles qu'il contient. Le premier bus ISA pour IBM PC était 8 bits, c'est-à-dire il pouvait transmettre 8 bits simultanément. Les bus système pour les PC modernes, par exemple le Pentium IV, sont en 64 bits.

Capacité des bus déterminé par le nombre d'octets d'informations transférés sur le bus par seconde. Pour déterminer la bande passante du bus, vous devez multiplier la vitesse d'horloge du bus par sa largeur de bits. Par exemple, si la largeur du bus est de 64 et la fréquence d'horloge de 66 MHz, alors débit= 8 (octets) * 66 MHz = 528 Mo/sec.

Fréquence des bus- c'est la fréquence d'horloge à laquelle les données sont échangées sur le bus.

Les appareils externes sont connectés aux bus via une interface.

Normes de bus PC

Le principe de compatibilité IBM implique la standardisation des interfaces des composants individuels du PC, ce qui, à son tour, détermine la flexibilité du système dans son ensemble, c'est-à-dire la possibilité de modifier la configuration du système et de connecter divers périphériques si nécessaire. En cas d'incompatibilité d'interface, des contrôleurs sont utilisés.

Bus système (FSB - Front Side Bus) ce bus est conçu pour échanger des informations entre le processeur, la mémoire et les autres périphériques inclus dans le système. Les bus système incluent GTL , ayant une profondeur de bits de 64 bits, une fréquence d'horloge de 66, 100 et 133 MHz ; EV6 , dont la spécification vous permet d'augmenter sa fréquence d'horloge à 377 MHz.

Bus d'E/S sont améliorés au fur et à mesure du développement des périphériques PC.

- Autobus ISA a été considéré comme un standard PC pendant de nombreuses années, mais il est encore conservé aujourd'hui dans certains PC avec le bus PCI moderne. Intel, en collaboration avec Microsoft, a développé une stratégie visant à éliminer progressivement le bus ISA. Dans un premier temps, il est prévu d'éliminer les connecteurs ISA sur la carte mère, puis d'éliminer les emplacements ISA et de connecter les lecteurs de disque, souris, claviers, scanners au bus USB, et les disques durs, lecteurs de CD-ROM, DVD-ROM au bus IEEE 1394. .

- Autobus EISA est devenu un développement ultérieur du bus ISA dans le sens d'une augmentation des performances du système et de la compatibilité de ses composants. Le bus est peu utilisé en raison de son coût élevé et de sa bande passante, inférieure à celle du bus VESA apparu sur le marché.

- Autobus VESA ou VLB , conçu pour connecter le processeur à des périphériques rapides et constitue une extension du bus ISA pour l'échange de données vidéo. Lorsque le processeur CPU 80486 dominait le marché informatique, le bus VLB était très populaire, mais il a maintenant été remplacé par le bus PCI, plus puissant.

- Bus PCI (Peripheral Component Interconnect bus - interconnexion des composants périphériques) a été développé par Intel pour le processeur Pentium. Le principe fondamental du bus PCI est l'utilisation de ponts qui communiquent entre le bus PCI et d'autres types de bus. Le bus PCI implémente le principe du Bus Mastering, qui implique la capacité d'un périphérique externe à contrôler le bus lors de l'envoi de données (sans la participation du processeur). Lors du transfert d'informations, un périphérique prenant en charge la maîtrise du bus prend le relais et devient le maître. Dans ce cas, le processeur central est libéré pour gérer d'autres tâches pendant le transfert des données. Dans les cartes mères modernes, la fréquence d'horloge du bus PCI est définie sur la moitié de la fréquence d'horloge du bus système, c'est-à-dire Avec une vitesse d'horloge du bus système de 66 MHz, le bus PCI fonctionnera à 33 MHz. Actuellement, le bus PCI est devenu le standard de facto parmi les bus d'E/S.

- Autobus AGP - bus d'entrée/sortie local à haut débit, conçu exclusivement pour les besoins du système vidéo. Il connecte l'adaptateur vidéo à la mémoire système du PC. Le bus AGP a été conçu sur la base de l'architecture du bus PCI, il est donc également 32 bits. Cependant, il offre des possibilités supplémentaires d’augmenter le débit, notamment grâce à l’utilisation de vitesses d’horloge plus élevées. Si dans la version standard le bus PCI 32 bits a une fréquence d'horloge de 33 MHz, ce qui fournit une bande passante PCI théorique de 33 x 32 = 1056 Mbit/s = 132 Mo/s, alors le bus AGP est cadencé par un signal avec une fréquence de 66 MHz, donc sa bande passante est le mode 1x soit 66 x 32 = 264 Mo/sec ; en mode 2x, la fréquence d'horloge équivalente est de 132 MHz et la bande passante est de 528 Mo/s ; en mode 4x, le débit est d'environ 1 Go/s.

- PCI-Express – En 2004, Intel a développé le bus série PCI-Express avec une bande passante d'environ 4 Gb/s. Chaque appareil connecté à ce bus se voit attribuer son propre canal avec une vitesse de 250 Mb/sec. Dans ce cas, vous pouvez utiliser plusieurs canaux à la fois, par exemple lors du transfert de données vers une carte vidéo. De plus, les avantages de ce bus incluent le « remplacement à chaud » de tout périphérique qui y est connecté, sans même couper l'alimentation de l'unité centrale. Les performances de pointe élevées du bus PCI Express lui permettent d'être utilisé à la place des bus AGP et PCI, et PCI Express devrait remplacer ces bus dans les ordinateurs personnels.

- Bus USB (Universal Serial Bus) a été conçu pour connecter des périphériques à moyenne et basse vitesse. Par exemple, la vitesse d'échange d'informations via le bus USB 2.0 est de 45 Mo/s - 60 Mo/s. Aux ordinateurs équipés d'un bus USB, vous pouvez connecter des périphériques tels qu'un clavier, une souris, un joystick et une imprimante sans couper l'alimentation. Le bus USB prend en charge la technologie Plug & Play. Lorsqu'un périphérique est connecté, il est configuré automatiquement.

- Bus SCSI (Small Computer System Interface) offre des vitesses de transfert de données allant jusqu'à 320 Mo/s et permet de connecter jusqu'à huit appareils à un seul adaptateur : disques durs, lecteurs de CD-ROM, scanners, appareils photo et caméras vidéo. Il existe une large gamme de versions SCSI, depuis la première version SCSI I, qui offre un débit maximum de 5 Mo/s, jusqu'à la version Ultra 320, qui offre un débit maximum de 320 Mo/s.

- Autobus UDMA (Ultra Direct Memory Access - connexion directe à la mémoire). UDMA permet le transfert de données depuis le disque dur à des vitesses allant jusqu'à 33,3 Mo/s en mode 2 et 66,7 Mo/s en mode 4.

- Bus IEEE 1394 est une norme de bus série local à grande vitesse développée par Apple et Texas Instruments. Le bus IEEE 1394 est conçu pour l'échange d'informations numériques entre PC et autres appareils électroniques, notamment pour connecter des disques durs et des appareils de traitement audio et vidéo, ainsi que pour exécuter des applications multimédia. Il est capable de transmettre des données à des vitesses allant jusqu'à 1 600 Mbit/s et de fonctionner simultanément avec plusieurs appareils transmettant des données à des vitesses différentes, tout comme le SCSI. Comme l'USB, IEEE 1394 est entièrement compatible Plug & Play, y compris la possibilité d'installer des composants sans éteindre le PC. Presque tous les appareils capables de fonctionner avec SCSI peuvent être connectés à un ordinateur via l'interface IEEE 1394. Ceux-ci incluent tous les types de lecteurs de disque, notamment les disques durs, les lecteurs optiques, les CD-ROM, les DVD, les caméras vidéo numériques, les magnétophones et de nombreux autres périphériques. Grâce à ces capacités étendues, ce bus est devenu le plus prometteur pour combiner un ordinateur avec l'électronique grand public.

Ports série et parallèle

Les périphériques d'entrée et de sortie tels qu'un clavier, une souris, un moniteur et une imprimante sont livrés en standard avec un PC. Tous les périphériques d'entrée doivent être connectés au PC de manière à ce que les données saisies par l'utilisateur puissent non seulement entrer correctement dans l'ordinateur, mais également être traitées efficacement à l'avenir. Pour échanger des données et communiquer entre les périphériques (périphériques d'entrée/sortie) et le module de traitement de données (carte mère), un transfert de données en parallèle ou en série peut être organisé.

Port parallèle. Un PC possède généralement 2 ports parallèles : LPT1 Et LPT2 . Vous pouvez y connecter des imprimantes et des scanners. Actuellement, les ports LPT sont rarement utilisés ; les imprimantes et scanners modernes sont principalement connectés aux ports USB universels.

Ports série. Un PC possède généralement 4 ports série : COM1 – COM4 . Ce sont des ports hérités et sont rarement utilisés sur les PC modernes. Vous pouvez y connecter : une souris à l'ancienne (avec une boule mécanique) et quelques autres appareils lents.

PS/2– un port permettant de connecter un clavier et une souris, largement utilisé à une époque et toujours disponible sur de nombreux ordinateurs modernes.

Port USB universel . Une variété de périphériques sont connectés aux ports USB, des imprimantes et scanners aux clés USB et lecteurs externes, en passant par les caméras vidéo et webcams, les appareils photo, les téléphones, les lecteurs de musique, etc.

Emplacements PC

Pour que la carte mère puisse interagir avec d'autres cartes insérées séparément, des supports spéciaux appelés emplacements sont utilisés.

Emplacements PCI. PCI est une norme non seulement pour un emplacement, mais aussi pour le bus lui-même (le canal par lequel les informations sont transmises entre les appareils informatiques). Pendant longtemps, les emplacements PCI ont été utilisés pour connecter des périphériques externes (carte son, carte réseau et autres contrôleurs). Il y a trois ou quatre emplacements PCI sur les cartes modernes. Ils sont très faciles à trouver - ce sont les plus courts et généralement blancs, divisés par un cavalier en deux parties inégales. Aujourd'hui, les emplacements PCI sont combinés avec de nouveaux emplacements PCI-Express (utilisés pour connecter des cartes vidéo).

Emplacements PCI Express. PCI-Express dispose de deux types d'emplacements pour connecter des cartes supplémentaires :

PCI-Express x1 court (vitesse de transfert de données – 250 Mb/s)

PCI-Express x16 long (jusqu'à 4 Gb/s) – pour connecter une carte vidéo.

Emplacements pour installer la RAM– ils sont faciles à distinguer parmi tous les connecteurs ; ils sont équipés de loquets spéciaux. Il peut y en avoir de deux à quatre sur la carte, ce qui permet d'installer de 512 Mo à 4 Go de RAM. Les emplacements sont strictement liés au type de RAM, c'est-à-dire La mémoire DDR3 ne peut pas être insérée dans un emplacement conçu pour la mémoire DDR2. Parfois, plusieurs emplacements pour différents types de mémoire sont installés sur une même carte mère.