Магистраль. Системная шина

План изучения нового материала
Системная или материнская плата. Магистраль:
1). шина данных 2). шина адреса
3). шина управления
3. Шины периферийных устройств

Системная плата

Системная или материнская плата
Системная плата – связывает в единое целое различные устройства и обеспечивает связь основных компонентов персонального компьютера.
На системной плате размещаются центральный процессор, сопроцессор, контроллеры, обеспечивающие связь центрального процессора с периферийными устройствами, оперативная память (RAM), кэш-память, элемент ROM-BIOS, аккумуляторная батарея, кварцевый генератор тактовой частоты и слоты (разъемы) для подключения плат расширения.

Системная или материнская плата

Магистраль. Системная шина
Для информационного обмена между различными устройствами компьютера в нём есть магистраль для перемещения потоков информации.
Она связывает друг с другом все устройства компьютера, и называется системной шиной. Упрощённо – это группа кабелей и электрических линий на системной (материнской) плате.

Все основные блоки персонального компьютера подсоединены к системной шине. Основной её функцией является обеспечение взаимодействия между процессором и остальными компонентами компьютера.
По этой шине осуществляется передача данных, адресов памяти и управляющей информации.
Системная шина
Процессор
Оперативная память
Шина данных (8,16,32,64)
Шина адреса (16, 20, 24, 32, 36)
Шина управления

Системная шина состоит:
Шина данных
Шина адреса
Шина управления
Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы:

Шина данных
По шине данных происходит обмен данными между центральным процессором, картами расширения и памятью.
Разрядность шины данных варьируется от 8-ми бит (сейчас не используется) до 64-х бит в системных платах современных персональных компьютеров.

По адресной шине происходит адресация ячеек памяти, в которые производится запись данных, причём сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).
Разрядность адресной шины определяет адресное пространство процессора, т. е. максимальный объем оперативной памяти, который может быть установлен в компьютере.
Шина адреса

Оперативная память

Адресное пространство процессора
Разрядность шины адреса определяет объём адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь адреса. Их можно рассчитать по формуле:
N=2I , I- разрядность шины адреса.
I=36 бит. N=236 =68 719 476 736 = 64 Гигобайта

Адресное пространство процессора
Например: Имеются 16-, 20-, 24-, 32-, 36-разрядные шины адреса. Каждой шине соответствует свое адресное пространство, т. е. максимальный объем адресуемой памяти:
Современный компьютер имеет разрядность: 64/36. это значит, что его адресное пространство равно: I=36 бит. N=236 =68 719 476 736 = 64 Гб.

В персональных компьютерах величина адресного пространства процессора и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются.
Например, в компьютерах с 32-разрядной шиной адреса величина адресуемой памяти составляет 4 Гб, а величина фактически установленной оперативной памяти значительно меньше и составляет обычно 16 или 32 Мб.

По шине управления или системной шине происходит передача управляющих сигналов между центральным процессором и периферией.
На системной плате системная шина заканчивается слотами для установки карт расширения.
Шина управления

Общая производительность системной платы определяется не только тактовой частотой, но и количеством (разрядностью) данных, обрабатываемых в единицу времени центральным процессором, а также разрядностью шины обмена данных между различными устройствами системной платы.

Характеристики системной шины
Разрядность шины – это количество бит информации, передаваемых одновременно от одного устройства к другому.
Производительность шины – определяется объёмом информации, который можно передать по ней за одну секунду.

Шина периферийных устройств
Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры — устройства управления периферийными устройствами.
Контроллер — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.