Databus:het krachtige subsysteem voor gegevensoverdracht

Heb je je ooit afgevraagd hoe gegevensoverdracht werkt? Of maakt het vermogen van de computer om gegevens tussen zijn componenten over te dragen u nieuwsgierig? De databus is wat de magie laat gebeuren.

Interessant is dat er verschillende soorten databussen zijn. En deze varianten worden geleverd met verschillende mogelijkheden voor gegevensoverdracht. De vraag is hier echter:hoe werkt een databus?

In dit artikel leer je alles over een databus en hoe deze werkt. Je leert ook het verschil tussen een database en een databus.

Laten we beginnen!

Wat is een databus

Een databus is een subsysteem dat al bij ons is sinds de begindagen van personal computers. Databussen zijn verantwoordelijk voor de gegevensoverdracht op elk moederbord of moederbord. Meestal zijn deze gegevensoverdrachten van het ene onderdeel naar het andere, inclusief de CPU en het geheugen.

Moederbord

Gegevensbussen kunnen ook gegevensoverdracht tussen twee computers initiëren. In werkelijkheid kan een enkele databus veel data aan. De gegevensoverdrachtcapaciteit van elke databus is wat we bandbreedte noemen.

Bovendien is een standaard databusgrootte gewoonlijk 32-bits. Met andere woorden, de databus kan tot 32 bits data per seconde overdragen.

Met meer geavanceerde technologie hebben we nu echter 64-bits en 96-bits databussen. Bovendien hebben we apparaten die de hogere bitrates van deze databussen aankunnen.

Waarom zijn buscontrollers belangrijk?

Er was een probleem met de vroege moederborden van personal computers. Deze moederborden gebruikten databussen die geen onderscheid konden maken tussen het geheugen van een computer en randapparatuur. Waarom? Omdat ze directe connecties hadden.

De directe verbinding zorgde voor verschillende problemen. Bijvoorbeeld verlichte apparaten die gedwongen werden om dezelfde werksnelheid te gebruiken. Als gevolg daarvan hadden we veel trage pc's die vaak crashten.

Man gefrustreerd over trage pc

Ontwikkelaars konden dit probleem echter oplossen met buscontrollers. Buscontrollers helpen het computergeheugen en de CPU te scheiden van randapparatuur. Daarom kunnen CPU's en geheugens op verschillende en hogere snelheden werken zonder de randapparatuur te beïnvloeden.

Dat is niet alles. Met buscontrollers kunnen uitbreidingskaarten direct met elkaar communiceren. Het elimineerde ook de noodzaak om door de CPU te gaan, waardoor snellere gegevensoverdracht mogelijk was.

Bovendien vertalen lage bussnelheden zich in trage computersystemen.

CPU

Verschil tussen database en databus

Het is niet ongebruikelijk om te denken dat databussen databases hebben. Hoewel deze misvatting plausibel lijkt, zijn de databus en database twee verschillende concepten. Simpel gezegd, een databus verwerkt data in beweging, terwijl een database inactieve data verwerkt.

In werkelijkheid is een database als een opslageenheid. Dat wil zeggen, het slaat de informatie op die u later kunt openen of opzoeken. Daarom richt het zich op datacentrische opslag.

Opslageenheid

Daarentegen is een databus overdrachtgericht. Daarom richt het zich op de communicatie tussen componenten en verwerkt het inkomende en uitgaande gegevens. Het behandelt ook gegevensgerichte interactie.

Ontegenzeggelijk is er geen database in een databus. Het concept van een database heeft betrekking op opslag. Aan de andere kant gebruiken databussen de virtuele globale dataruimte en impliceren dataoverdracht.

Soorten databussen

We hebben de soorten databussen onderverdeeld in twee categorieën, waaronder parallelle data &seriële data en interne &externe databussen. Laten we deze typen eens nader bekijken.

Parallelle en seriële databussen

U vindt zowel seriële als parallelle databussen op modernere computers. Hoewel beide databussen verschillende functies hebben, werken ze samen op een computer voor snellere en betrouwbaardere gegevensoverdracht.

Een parallelle databus kan op vele paden gelijktijdig data overdragen. Elk pad bevat echter slechts één bit gegevens. Goede voorbeelden van parallelle databussen zijn PC-kaart (Personal Computer Card), SCSI (Small Computer System Interface) en ATA (Advanced Technology Attachment).

Aan de andere kant hebben seriële databussen slechts één pad. Maar dit pad kan alle bits afzonderlijk dragen. Voorbeelden van seriële databussen die u tegenwoordig kunt vinden, zijn een serieel aangesloten SCSI, FireWire, Serial ATA en de bekende Universal Serial Bus (USB).

USB

Interne en externe databussen

Er zijn nauwelijks computers zonder interne en externe databussen. Een interne databus of lokale bus maakt verbindingen tussen alle componenten op een moederbord.

Interessant is dat een externe databus alle randapparatuur op het moederbord afhandelt. De meeste computers worden geleverd met verschillende externe bussen. De betreffende externe apparaten bepalen echter het type externe kabel, zoals HDMI- en VGA-aansluitingen.

HDMI

Besturings- en adresbus

Computersysteembus

De besturings- en adresbussen zijn andere typen computerbussen. Telkens wanneer de databus gegevens verzendt, ontvangt de adresbus deze eerst voordat de besturingsbus de gegevens kan uitvoeren. Laten we eens nader bekijken hoe deze twee computerbussen werken.

Besturingsbus

CPU's gebruiken de besturingsbus om te communiceren met andere componenten op een moederbord. U kunt echter alleen kabelverbindingen en printplaten gebruiken om deze communicatie tot stand te brengen. Bovendien is de besturingsbus een van de essentiële onderdelen voor computers.

Besturingsbussen zijn ook bidirectioneel en maken gegevensoverdracht in twee richtingen tussen componenten mogelijk. Deze bussen helpen CPU's ook om besturingssignalen voor externe functies en interne tools te regelen.

Bovendien vormen meerdere lijnen een besturingsbus. Deze regels omvatten byte-activerings-, status-, interrupt- en lees-/schrijfsignaallijnen.

Wat nog belangrijker is, de besturingsbus is als de geest van een CPU. De CPU zal niet detecteren wanneer het systeem onafhankelijk gegevens ontvangt of verzendt. Daarom heeft een computersysteem een ​​besturingsbus nodig om correct te werken.

Adres Bus

De adresbus is even essentieel voor een computersysteem. Terwijl de databus data verzendt/ontvangt en de controlebus deze uitvoert, ontvangt en bepaalt de adresbus de transmissie.

De CPU heeft ook de adresbus nodig om te weten waar lees-/schrijfcommando's naartoe moeten worden gestuurd. CPU's kunnen ook alle adresbussen in de vorm van bits schrijven en lezen.

Interessant is dat systemen met 32-bits adresbussen slechts een maximale geheugenruimte van vier gibibytes kunnen adresseren. Daarentegen hebben systemen met 64-bits adresbussen toegang tot grotere geheugenruimten, tot wel 16.384 pebibytes. Het besturingssysteem moet echter in staat zijn om dergelijke adresbussen aan te kunnen.

Sommige ontwikkelaars denken dat de adresbus een verzameling draden is die adressen van I/O-apparaten (aan en uit) of computergeheugens kunnen verzenden. Het houdt dus in dat adresbussen niet-directioneel zijn.

Als voorbeeld kunnen we de Intel 88085-microprocessor met een 16-bits adresbus gebruiken. Omdat de processor een 16-bits adresbus gebruikt, kan deze tot 665.5536 geheugenlocaties adresseren. Het combineert ook verschillende signalen in één 8-bits databus.

Vandaar dat alle significante adresbits via een adresbus worden verzonden, terwijl LSB door gemultiplexte databussen beweegt.

Multiplex

Laatste woorden

Bussysteem

Het databus-subsysteem is al een tijdje bij ons. Gelukkig hebben we aanzienlijke verbeteringen gezien die helpen bij het ontwikkelen van snellere gegevensverwerkingssystemen.

Ongetwijfeld zouden de snelheidsproblemen veroorzaakt door de eenvoudige bussystemen niet voldoende zijn voor de computers van vandaag. Bovendien zorgde de directe aansluiting van databussen ervoor dat elk onderdeel met dezelfde snelheid werkte. Het was dus een behoorlijke uitdaging om de CPU- en geheugensnelheid te verhogen.

De buscontroller en andere bussystemen zijn echter effectieve oplossingen die het snelheidsprobleem hebben opgelost. Daarom hebben we krachtige systemen met grotere databussen (tot 96-bits).

Neem contact met ons op als u vragen heeft.