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Bus (Datenverarbeitung)


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Die Bezeichnung Bus ist im Bereich der Datenverarbeitung die Abkürzung von Datenbus . Ein Datenbus ist ein Leitungssystem mit Steuerungskomponenten das zum Austausch von Daten und oder Energie zwischen Hardware -Komponenten dient. Bussysteme finden Anwendung insbesondere innerhalb Computern und zur Verbindung von Computern mit Peripheriegeräten aber auch in der Ansteuerung von ( Feldbusse ) sowie immer häufiger in Automobilen zur der elektronischen Einzelsysteme eines Fahrzeugs.

Inhaltsverzeichnis

Bus als Teil des Computers

In der Computerarchitektur ist ein Bus ein Untersystem das Daten oder Energie zwischen Computerbestandteilen innerhalb eines Computers oder zwischen verschiedenen Computern überträgt. Anders bei einem Anschluss bei dem ein Gerät einem anderen über eine oder mehrere Leitungen ist kann ein Bus verschiedene Peripheriegeräte über den gleichen Satz von Leitungen verbinden.

Frühe Busse waren tatsächlich nur parallele mit mehreren Anschlüssen aber die Bezeichnung wird für jede Anordnung verwendet die die gleiche wie ein paralleler elektrischer Bus zur Verfügung Moderne Computerbusse können sowohl parallel als auch verwendet werden. Sie können als multidrop oder einer Kette nacheinander oder durch switched hubs wie im Fall von USB - verbunden werden.

Die meisten Computer haben interne und Busse. Ein interner Bus schließt alle internen eines Computers an die Hauptplatine an (und folglich die CPU und den internen Speicher). Ein solcher Bus wird auch als lokaler Bus bezeichnet er dafür gedacht ist mit im Computer vorhandenen Geräten zu verbinden und nicht mit in anderen Computern oder mit externen. Ein Bus schließt demgemäß externe Peripherie an die Hauptplatine an.

Geschichtliche Entwicklung

Frühe Bussysteme von Computern waren im die Stifte der CPU die heraus auf Platineneinschub ragten. Speicher und andere Geräte wurden den Bus an den gleichen Adressen und angebracht die die CPU selbst benutzt und durch parallelen Anschluss. Die Kommunikation wurde durch CPU gesteuert die die Daten von den gelesen und geschrieben hat als ob sie Blöcke aus dem Speicher liest. Alles wurde dabei durch einen Zeitgeber getaktet der die Arbeitsgeschwindigkeit der CPU Angeschlossene Geräte zeigten der CPU dass sie senden oder empfangen wollen indem sie auf CPU-Stiften ein Signal sendeten was gewöhnlich durch Form von Interrupt geschah. Zum Beispiel hat ein Laufwerkscontroller Controller ) der CPU signalisiert dass neue Daten waren gelesen zu werden worauf die CPU Daten verschob indem sie den Speicher an Anschluss las der dem Laufwerk entsprach. Fast alle frühen Computer wurden diese Weise zusammengesetzt beginnend mit dem S-100 im Altair und bis hin zum IBM PC in den 1980ern.

Diese "erste Generation" von Bussystemen litt unter dem gravierenden Nachteil dass alles auf Bus mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten und Geräte sich einen einzelnen Taktgeber teilen mussten. Arbeitsgeschwindigkeit der CPU zu erhöhen war nicht weil man die Geschwindigkeit aller angeschlossenen Geräte steigern musste. Dies führte zu der seltsamen dass sehr schnelle CPUs "runterbremsen" mussten um anderen Geräten im Computer kommunizieren zu können. anderes Problem war dass die CPU für Operationen benötigt wurde und so wenn sie anderen Aufgaben beschäftigt war der reale Datendurchsatz Busses drastisch darunter zu leiden hatte. Ein praktisches Problem war dass diese frühen Bussysteme zusammenzustellen waren da sie viele Jumper erforderten um die verschiedenen Betriebsparameter einzustellen.

Bussysteme der "zweiten Generation" wie NuBus auf die Lösung einiger dieser Probleme gerichtet. teilten den Computer gewöhnlich in zwei "Welten" CPU und den Speicher auf der einen und die anzuschließenden Geräte auf der anderen einem Bus controller dazwischen. Dies erlaubte es die Geschwindigkeit CPU zu erhöhen ohne den Bus zu Dadurch wurde auch viel von der Belastung das Verschieben der Daten aus CPU heraus in die Karten und den Controller verringert Geräte über den Bus ohne Einschaltung der miteinander sprechen konnten. Dieses führte zu viel tatsächlicher Leistung in der Praxis erforderte aber eine viel höhere Komplexität der im Computer Geräte. Weiter gingen diese Bussysteme das Geschwindigkeitsproblem indem sie einfach einen größeren Datentransportweg wählten so von den 8-bit parallelen Bussen der Generation zu 16 oder 32-bit in der übergingen. Eine weitere Verbesserung bestand darin dass hinzugefügt wurden die die Zahl der Jumper oder diese ersetzten.

Gleichwohl hatten die neueren Systeme eine Eigenschaft die sie mit ihren früheren Vettern alles was am Bus hing (außer der musste mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten. Da CPU jetzt isoliert war und man ihre ohne Probleme erhöhen könnte stieg die Arbeitsgeschwindigkeit CPUs und des Speichers fortlaufend viel schneller als die der Bussysteme mit denen sie Das Resultat war dass die Busgeschwindigkeiten jetzt viel langsamer waren als für ein modernes nötig und die Maschinen hungerten nach Daten sie viel schneller arbeiteten als Daten hin her transportiert werden konnten. Ein besonders typisches für dieses Problem war dass Videokarten sogar neueren Bussystemen wie PCI schnell davonliefen. Jetzt benutzen Computer den AGP -Bus einzig zu dem Zweck die Videokarte betreiben zu können.

Während dieser Periode fing auch eine Anzahl von externen Geräten an ihre eigenen einzusetzen. Als die Laufwerke zuerst eingeführt wurden man sie mit einer Einsteckkarte an den angeschlossen. Das ist der Grund warum Computer viele mit dem Bus verbundene Slots haben. den 1980er und 1990er wurden deswegen neue wie SCSI und IDE eingeführt und so blieben die meisten in den modernen Systemen leer. Heute gibt in einem typischen PC an die fünf Bussysteme um die verschiedenen Geräte zu betreiben.

Später ging man dazu über das des lokalen Busses im Vergleich zum externen zu bevorzugen. Ersteres bezieht sich auf Bussysteme entworfen wurden um mit internen Geräten wie Graphikkarten zu arbeiten letzteres um externe Geräte Scanner anzuschließen. Diese Definition war immer ungenau: ist der Verwendungsart nach ein externer Bus; wird aber fast immer innerhalb des Computers finden sein.

Busse der "dritten Generation" sind jetzt Kommen einschließlich HyperTransport und InfiniBand. Sie haben gewöhnlich die dass sie mit sehr hohen Geschwindigkeiten laufen benötigt werden um Speicher und Videokarten zu während auch niedrigere Geschwindigkeiten möglich sind um Kommunikation mit langsameren Geräten wie Laufwerken zu Sie sind auch sehr flexibel was ihre Anschlüsse betrifft und lassen sich sowohl als Busse verwenden als auch um verschiedene Rechner zu verbinden.

Dieses kann zu komplizierten Problemen führen es darum geht unterschiedliche Anfragen zu bedienen dazu führt dass die Software im Vergleich eigentlichen Hardwaredesign in den Vordergrund rückt. Im neigen die Busse der dritten Generation dazu wie ein Netzwerk als wie ein Bus (im traditionellen auszusehen mit mehr Bedarf an Protokollinformationen als früheren Systemen und der Möglichkeit dass verschiedene den Bus gleichzeitig benutzen.

Beispiele für interne Computerbusse:

Parallel

Seriell

Beispiele für Externe Computerbusse:

Parallel

Seriell


Siehe auch: Front Side Bus



Bücher zum Thema Bus (Datenverarbeitung)

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