prov, data kunskap|Allt mellan himmel och jord|Forum|Nordichardware

pastar lite från vad vi har upplagt på internet på vårt gymnasuim. blir ett långt inlägg 😉

Bussar är något som behövs för att transportera information mellan olika komponenter, antingen inuti Processorn eller mellan processorn och andra komponenter på (eller anslutna till) moderkortet.
En buss är fysiskt ett antal parallella ledare som förbinder olika komponenter. Man använder en ledare för varje bit som behöver överföras samtidigt. Man kan till exempel ha en 32-bitars adressbuss.
Den består då av 32 parallella ledare som går från processorn till minnet. Det ligger således i sakens natur att det är svårare (och lätt blir dyrare) att konstruera kretskort med stora bussar. Oftast bestämmer processorns konstruktion hur stora bussarna ska vara.

Det finns två typer av bussar: inre och yttre.

De inre används för att transportera information mellan processorns inre komponenter. Ofta har dessa bussar högre överföringshastighet och annan struktur än bussarna "utanför" på moderkortet. Bussar består av ett antal ledningar som transporterar datan. Den inre bussen (systembussen), arbetar med en hastighet på 66MHz, 100MHz och 133MHz beroende på processor, men jag tror inte att det dröjer länge tills den går ännu fortare.

De yttre bussarna användes (oftast av processorn) för att kommunicera med yttre enheter, såsom minne och I/0 enheter. (Se nedan).

På de flesta PC-datorers moderkort kan det finnas flera olika fabrikat eller standarder av bussar. (ex ISA, PCI och AGP buss).
Gemensamt för de flesta busstyperna (standarderna) är att de egentligen består av tre buss-funktioner.
Dessa är Databuss, Kontrollbuss och Adressbuss.

Databuss. Databussen överför information fram och tillbaka mellan de olika kretsarna i systemet. Så till exempel förmedlar den data från en in-krets (tangentbord, mus) till mikroprocessorn och från mikroprocessorn till minnet. Den är dubbelriktad, vilket innebär att den kan överföra data i båda riktningarna. Databussen är nästan alltid en så kallad tbree-state-buss (med trenivå-logik, dvs den använder tre spänningsnivåer i stället för två), så att den kan användas tillsammans med DMA-enheter.
DMA står för Direct Memory Access, direkt minnesåtkomst. Det är en teknik med vilken vissa enheter, t ex bildskärmen, kan hämta data direkt från primärminnet utan att ta vägen genom processorn. På det sättet kan processorn avlastas en rutinmässig men krävande del av sitt arbete.

Kontrollbuss bär på sammanhållande signaler (ordergivning) mellan processorn och alla de enheter som är anslutna till de olika bussarna. Typiska signaler på kontrollbussen är läs, skriv, avbrotts, återställnings och kviteringssignaler av olika slag.

Adressbuss börjar i processorn och bär adresser till de enheter som är anslutna till databussen. Om adressbussen är ex. 24 bitar bred, kan den adressera 16 Mbyte minne. Adressbussen används alltid tillsammans med databussen för att ange källan till destinationen för data som överförs på databussen.

Bussdrivkretsar.

Om man har många komponenter som ska använda bussarna, eller har flera busstyper, kan det ibland vara nödvändigt att lägga till speciella bussdrivkretsar.
Det är databussen som bestämmer hur systemet är uppbyggt. På en skiss av ett mikroprocessorsystem är databussen alltid utritad. Adressbussen kan finnas med ibland, men kontrollbussen nästan aldrig.

På moderkortet skiljer man vidare på den lokala bussen och expansionsbussen.

Den lokala bussen är trafiken på själva moderkortet, främst mellan Processorn, Cacheminnet och Arbetsminnet. De två mest livaktiga standarderna för lokala bussar är VESA och PCI.

Expansionsbussen, är den buss som har kontakt med de olika kortplatserna på moderkortet. Denna buss har oftast "klockats ned" och jobbar inte lika fort som den lokala bussen. MCA, EISA och ISA är bussenstandarder som räknas dit. Det är egentligen bara expansionsbussen man har möjlighet "att se" i form av de olika kontakterna för expansionskort som finns på moderkortet.

De flesta moderna datorer har tre busstyper (standarder) på moderkortet ex. EISA, PCI och AGP buss.

MCA bussen utvecklades av IBM i mitten av 1980 talet och påminner till sin konstruktion en del om dagens PCI-buss. IBM tog ut avgift till alla som ville använda busskonceptet, vilket i princip ledde till att man blev ensam om att använda den.... I PC-datorer är busstypen i dag mycket sällsynt.

EISA bussen var ett försök att göra en snabbare buss än ISA. Man lockade med att moderkort med EISA platser också skulle passa till ISA kort. Kontakterna (och korten) för bussen hade därför dubbla lager med kontakter. EISA finns i dag mest i enstaka Servrar.

VL (Vesa Logic) bussen var vanlig i början av 90 talet och fungerade som ett komplement till ISA-bussen. VL-bussen finns fortfarande kvar på de flesta moderkort för Intels 486 processor, men i och med att Pentium gjorde entré försvann VL-bussen snabbt från datorerna.
VL bussen är en 32 bitars buss med en max överföringshastighet på 130 Mbyte (liknande prestanda som PCI-bussen, se tabellen nedan.) Denna standard (VL1) kan ha max tre kortplatser. Ju fler kortplatser som utnyttjas desto långsammare går det. En ny standard (VL2) finns nu med 10 kortplatser o högre överföringshastig.

Den gamla ISA-bussen från början av 80-talet med sina åtta megahertz klockfrekvens och möjligheten att skicka 16 bitar data åt gången finns faktiskt ännu kvar på de flesta moderkort. Främst för anslutning av ljudkort och ett och annat nätverkskort - men ändå...

Numera användes istället PCI-bussen som är en snabb 32-bitarsbuss med en klockfrekvens på 33 megahertz. Det finns också två mindre vanliga varianter, en med 64 bit bussbredd och en med 66 megahertz klockfrekvens. Det är via PCI-bussen som dataöverföringar till och från komponenter som grafikkort, nätverkskort och hårddisk sker. Den vanliga PCI-bussen kan som mest överföra 132 megabyte data per sekund (32 bitar = 4 byte x 33 000 000). Med nya tekniker som 100-megabits nätverkskort och hårddiskar med Ultra-ATA gränssnitt kan det bli trångt även i PCI bussen och det är bland annat den nya grafikbuss-standarden AGP ska råda bot på.

Den nya AGP-porten påminner om PCI-bussen. Den kan överföra 32 bitar i taget, men har dubbelt så hög klockfrekvens som PCI, det vill säga 66 megahertz. Bara det gör att AGP-porten klarar att överföra 264 megabyte data per sekund (4 byte x 66 000 000). AGP kan dessutom överföra data både vid den stigande och fallande sidan av en klockcykel, till skillnad från PCI-bussen som bara överför data vid den fallande sidan. Det här gör att överföringshastigheten med AGP blir hela 1066 megabyte per sekund. Alltså betydligt snabbare än PCI-bussens 132 megabyte per sekund.

Så fungerar PROCESSORER, CPU

Processorn är datorns hjärna. Den kallas även CPU (Central Processor Unit).

CPU: n ansvarar för att styra och beräkna de flesta uppgifterna i en dator. CPU: n är den centrala delen i en dator som ansvarar för att alla delar samverkar och fungerar.

Processorn arbetar i huvudsak med att utföra instruktioner, göra olika sorteringar och beräkningar, och transporterar olika data mellan hårddiskar, RAM-minnen, grafikkort m.m.

Ju snabbare processorn man har, desto snabbare kan instruktioner utföras av processorn.

En CPU består av flera stycken transistorer, där varje transistor har två lägen av eller på. Detta gör att CPU:n använder det binära talsystemet i grunden för alla beräkningar, eftersom det är baserat på 0 eller 1 vilket lätt kan tolkas som av eller på vilket är de enda lägen en transistor kan ha och därför är det enda CPU:n kan räkna med. Nu för tiden består en processor av tiotals miljoner transistorer. T ex har en Pentium 4, 55 miljoner transistorer.

En CPU har enligt von Neumann datorn en väg att kommunicera mot resten av datorn och det är via systembussen, man brukar kalla den koppling som CPU: n har mot systembussen för extern databuss eller bara databuss.

de var lite om cpu och bussar. vet inte vad som är av intresse så de blev lite långt om bussar 😀