Computer bus: che cos’è, a cosa serve e come vengono classificati nell’informatica?

Non c’è lavoro più evidente degli ingegneri elettronici e informatici dello sviluppo di diversi autobus. Grazie allo sviluppo di questo tipo di architettura, oggi possiamo avere in mano, telefoni e computer con capacità di memoria molto grandi e allo stesso tempo una semplice esecuzione con funzioni quasi istantanee.

Un dispositivo mobile, sui suoi circuiti stampati, presenta davvero straordinari design di autobus , rendendoli veri e propri strumenti che non possiamo perdere oggi.

In questo articolo spiegheremo quali sono i bus nell’informatica e dettagliamo anche le diverse classi esistenti di ciascuna di esse e le loro diverse funzioni. Parleremo anche dell’evoluzione che questi autobus hanno avuto e che si riflettono nelle loro diverse generazioni.

Che cos’è un autobus e qual è la sua utilità in informatica?

Computer bus: che cos'è, a cosa serve e come vengono classificati nell'informatica? 1

Il bus del computer è il sistema attraverso il quale i diversi componenti che un computer ha trasferito e mettono in relazione i dati che condividono tra loro.

Questo viene fatto grazie a un circuito stampato su diverse piastre e composto da cavi o binari, resistori (che sono responsabili dell’introduzione della resistenza elettrica in alcune parti del circuito) e condensatori (responsabili del funzionamento come accumulo di energia di cui hanno bisogno quei circuiti).

Esistono due tipi di trasferimento dati nell’architettura del computer. Uno è il trasferimento seriale che può trasportare un bit alla volta. L’altro tipo di trasferimento è la chiamata parallela che può trasferire fino a 8 bit alla volta.

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Attualmente, i canali vengono utilizzati per trasportare più bus contemporaneamente, i più comunemente utilizzati sono quelli seriali. Svilupperemo questo argomento in modo più approfondito nell’ultima parte di questo articolo.

Grazie all’esistenza di questi bus di computer, possiamo far comunicare il microprocessore con la memoria; e anche le porte di input , come tastiera, mouse e microfono; e le porte di uscita, come il monitor, la stampante o gli altoparlanti con le diverse parti del sistema operativo .

Come funziona un bus per computer? Componenti e caratteristiche

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L’operazione consiste essenzialmente nel far passare segnali elettrici attraverso conduttori metallici e di essere ricevuti da un altro componente secondo protocolli integrati che gestiscono insieme.

Possono anche condurre segnali digitalizzati e definire la loro capacità in base al numero di ripetizioni che possono eseguire in un tempo specifico, classificato in base all’invio di quella frequenza e alla larghezza dei dati. Questa relazione è inversamente proporzionale l’una all’altra.

I componenti di un bus sono:

  • Cavi , che viene utilizzato per trasmettere elettricità.
  • Piastra, che ha un circuito stampato di strade, binari e altri elementi con materiali conduttivi o meno di elettricità. La sua missione è quella di guidare e fornire dati tra i componenti.
  • I resistori, come abbiamo accennato, sono componenti elettronici progettati per funzionare come resistenza, ovvero analizza la trasmissione esistente tra due punti della frequenza elettrica, generando un controllo della corrente massima che lo attraversa.
  • I condensatori lavorano per poter immagazzinare energia e allo stesso tempo trasmetterla a diversi elementi che necessitano immediatamente di elettricità. Il tuo lavoro è passivo.

Quali sono le principali generazioni di autobus esistenti?

Esistono diverse generazioni di autobus che sono state modificate attraverso la scoperta e lo sviluppo di trasferimenti migliori attraverso i canali.

Successivamente, nomineremo ciascuna delle generazioni esistenti:

Prima generazione

Questa generazione ha luogo tra gli anni ’70 e ’80 dove c’erano due bus, non destinati alla memoria e l’altro bus destinato ai diversi dispositivi che circondavano la memoria.

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Cioè, con questa generazione il computer ha funzionato con due aree definite e con istruzioni e sincronizzazioni specifiche per ognuna di esse.

Seconda generazione

Questa fase è caratterizzata dalla maggiore velocità e autonomia degli autobus. Il problema più importante che questa classe passiva di generazione di bus aveva era che doveva usare la CPU per controllare i bus, che ne assegnava una parte importante.

La gerarchia tra i diversi bus ha iniziato a essere stabilita in base al grado di frequenza. Si sviluppa tra gli anni ’90 e l’inizio di questo secolo .

Terza generazione

È la generazione attualmente in uso e la sua caratteristica più importante è che consente connessioni punto-punto, riuscendo a frammentare le rotte o le tracce in cui viaggiano i dati, riducendo così il numero di connessioni e raggiungendo le interfacce in serie.

È una tecnologia relativamente nuova, ha 10 anni nel mercato dei computer .

Come vengono classificati i bus per computer? Tutti i tipi

Successivamente, parleremo di come questi bus di computer sono classificati in base alle loro funzioni:

Autobus parallelo

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Come abbiamo detto prima, un bus parallelo è dedicato a trasmettere i dati un byte alla volta e allo stesso tempo. È caratterizzato da una frequenza piccola ma con una grande quantità di dati inviati.

Le sue connessioni sono complesse e la logica che mantiene è semplice, è ampiamente utilizzata per quei sistemi in cui sono necessari pochi dati o potenza di elaborazione.

Questi erano i più utilizzati tra la prima e la seconda generazione, ma presentavano degli svantaggi in termini di controllo che doveva esistere dalla CPU.

Bus seriale

Ne abbiamo già parlato in precedenza, un bus seriale è caratterizzato dal fatto di essere in grado di trasmettere fino a bit allo stesso tempo. La loro larghezza di banda dipenderà dalla frequenza in cui vengono trasmessi poiché sono inversamente proporzionali.

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Attualmente sono utilizzati soprattutto per i dischi rigidi allo stato solido perché consentono una maggiore efficienza nella trasmissione delle informazioni.

controllo

I bus di controllo sono parte integrante dei bus paralleli e sono responsabili della trasmissione di tutti i dati o segnali in modo da poter controllare i dispositivi che devono comunicare.

Sono ampiamente utilizzati negli indicatori di stato, poiché possono governare ciascuno dei componenti che hanno connessioni o linee condivise tra loro.

Di dati

I bit possono essere spostati in modo casuale, quindi è necessaria una potenza in modo da poter scambiare dati direttamente con la CPU. È possibile controllare il bus dati e il bus indirizzo per quanto riguarda il suo utilizzo e accesso.

indirizzo

Un bus di indirizzo è uno che può avere un numero da assegnare a una memoria o cella di memoria all’interno della memoria principale, ad esempio RAM.

È indipendente dal bus dati e può funzionare direttamente con il microprocessore attraverso un canale assegnato a tale scopo.

multiplexing

Questa classe di autobus è responsabile di poter trasmettere elettricità a volte a un bus di indirizzo e altre volte a bus di dati con la caratteristica di non farlo mai contemporaneamente.

Il chipset Qual è il tuo rapporto con i bus dei computer?

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Il chipset è l’insieme di circuiti integrati alloggiati nella scheda madre o “scheda madre” e la sua funzione principale è quella di raccogliere i dati di tutti i processi e inviarli al destinatario corretto.

È quello che controlla le diverse funzioni dell’hardware e l’accesso alla memoria, tra le altre funzioni. Cioè, rende la scheda madre collegata ai componenti più importanti che il nostro PC ha, rendendo la scheda madre il protagonista principale dell’intero sistema operativo hardware delle nostre apparecchiature.

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Da qui possiamo concludere che il chipset è strettamente correlato ai bus dei computer poiché senza di essi non ci sarebbe alcuna comunicazione per raccogliere e inviare i processi.

Inoltre, il chipset è progettato anche con un’architettura di computer che utilizza diversi bus per connettersi tra i suoi componenti interni .

In caso di domande, lasciarle nei commenti, ti risponderemo al più presto e sarà sicuramente di grande aiuto per più membri della community. Grazie!

 

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