Databussen Uitgelegd: Hoe Ze Efficiënte Gegevensoverdracht in Computers Sturen

Heeft u zich ooit afgevraagd hoe gegevensoverdracht werkt? Of maakt de mogelijkheid van de computer om gegevens tussen zijn componenten over te dragen u nieuwsgierig? De databus is wat de magie mogelijk maakt.

Interessant genoeg zijn er verschillende typen databussen. En deze varianten komen met verschillende mogelijkheden voor gegevensoverdracht. De vraag is echter: hoe werkt een databus?

In dit artikel leert u alles over een databus en hoe het werkt. U leert ook het verschil tussen een database en een databus.

Laten we beginnen!

Wat is een Databus

Een databus is een subsysteem dat ons al vanaf de vroege dagen van personal computers begeleidt. Databussen zijn verantwoordelijk voor gegevensoverdracht op elk moederbord of systeembord. Meestal gaan deze overdrachten van de ene component naar de andere, inclusief de CPU en het geheugen.

Moederbord

Daarnaast kunnen databussen gegevensoverdrachten tussen twee computers initiëren. Een enkele databus kan veel bits aan gegevens verwerken. De gegevensoverdrachtscapaciteit van elke databus noemen we bandbreedte.

Bovendien is een standaard databusgrootte meestal 32-bits. Met andere woorden, de databus kan maximaal 32 bits aan gegevens per seconde overbrengen.

Met geavanceerdere technologie hebben we nu echter 64-bits en 96-bits databussen. Daarnaast hebben we apparaten die de hogere bitrates van deze databussen kunnen aan.

Waarom zijn Buscontrollers Belangrijk?

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

De directe verbinding veroorzaakte diverse problemen. Het dwong apparaten bijvoorbeeld om dezelfde werksnelheid te gebruiken. Als resultaat hadden we veel trage pc's die vaak crashten.

Gefrustreerde Man bij Trage PC

Ontwikkelaars losten dit probleem echter op met buscontrollers. Buscontrollers helpen het computergeheugen en de CPU te scheiden van randapparaten. Daarom kunnen CPU's en geheugen op verschillende en hogere snelheden draaien zonder de randapparatuur te beïnvloeden.

Dat is nog niet alles. Met buscontrollers kunnen uitbreidingskaarten direct met elkaar communiceren. Het elimineerde ook de noodzaak om via de CPU te gaan, wat snellere gegevensoverdrachten mogelijk maakte.

Bovendien vertalen trage bussnelheden zich in trage computersystemen.

CPU

Verschil Tussen Database en Databus

Het is niet ongebruikelijk om te denken dat databussen databases hebben. Hoewel deze misverstand aannemelijk lijkt, zijn de databus en database twee verschillende concepten. Simpel gezegd: een databus verwerkt gegevens in beweging, terwijl een database rustende gegevens verwerkt.

Een database is als een opslagunit. Dat wil zeggen, het slaat de informatie op die u later kunt openen of doorzoeken. Daarom richt het zich op datacentrische opslag.

Opslagunit

Daarentegen is een databus overdracht-georiënteerd. Daarom richt het zich op communicatie tussen componenten en verwerkt binnenkomende en uitgaande gegevens. Het verwerkt ook datacentrische interactie.

Onmiskenbaar is er geen database in een databus. Het concept van een database heeft te maken met opslag. Aan de andere kant gebruiken databussen de virtuele globale dataspace en impliceren gegevensoverdracht.

Typen Databussen

We hebben de typen databussen verdeeld in twee categorieën, namelijk parallele en seriële databussen en interne en externe databussen. Laten we eens nader kijken naar deze typen.

Parallele en Seriële Databussen

Zowel seriële als parallele databussen vindt u op modernere computers. Hoewel beide databussen verschillende kenmerken hebben, werken ze samen in een computer voor snellere en betrouwbaardere gegevensoverdracht.

Een parallele databus kan gegevens tegelijkertijd over meerdere paden overbrengen. Elk pad draagt echter slechts één bit aan gegevens. Goede voorbeelden van parallele databussen zijn PC Card (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 vandaag kunt vinden zijn een seriële attached 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 creëert verbindingen tussen alle componenten op een moederbord.

Interessant genoeg zorgt een externe databus voor alles wat randapparatuur op het moederbord betreft. De meeste computers komen met verschillende externe bussen. Het type externe kabel, zoals HDMI- en VGA-verbindingen, wordt echter bepaald door de externe apparaten in kwestie.

HDMI

Control- en Adresbus

Computersysteembus

De control- en adresbus zijn andere typen computersystemen. Wanneer de databus gegevens verzendt, ontvangt de adresbus deze eerst voordat de controlbus de gegevens uitvoert. Laten we eens nader kijken hoe deze twee computersystemen werken.

Controlbus

CPU's gebruiken de controlbus om te communiceren met andere componenten op een moederbord. U kunt echter alleen kabelverbindingen en geprinte schakelkaarten gebruiken om deze communicatie te maken. Bovendien is de controlbus een van de essentiële onderdelen voor computers.

Controlbussen zijn ook bidirectioneel en staan tweewegverkeer van gegevens tussen componenten toe. Ook helpen deze bussen CPU's controle signalen te regelen voor externe functies en interne tools.

Daarnaast vormen verschillende lijnen een controlbus. Deze lijnen omvatten byte enable, status, interrupt en read/write signaallijnen.

Belangrijker nog, de controlbus 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 controlbus nodig om correct te werken.

Adresbus

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

De CPU heeft ook de adresbus nodig om te weten waar read/write-commando's moeten worden verzonden. CPU's kunnen alle adresbussen in de vorm van bits lezen en schrijven.

Interessant genoeg kunnen systemen met 32-bits adresbussen alleen een maximaal geheugenadresruimte van vier gibibytes adresseren. Systemen met 64-bits adresbussen kunnen daarentegen grotere geheugenruimtes benaderen, tot 16.384 pebibytes. Het besturingssysteem moet echter in staat zijn om dergelijke adresbussen te verwerken.

Sommige ontwikkelaars geloven dat de adresbus een verzameling draden is die adressen van I/O-apparaten (aan en uit) of computergeheugens kan transmitteren. Dit impliceert dat adresbussen niet-richtingsgebonden zijn.

We kunnen de Intel 88085 microprocessor met een 16-bits adresbus als voorbeeld nemen. Aangezien de processor een 16-bits adresbus gebruikt, kan deze tot 6.553.536 geheugenlocaties adresseren. Het combineert ook verschillende signalen in één 8-bits databus.

Daarom transmitteren alle significante adresbits via een adresbus, terwijl de LSB via gemultiplekste databussen verplaatst.

Multiplex

Laatste Woorden

Bussysteem

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

Ongetwijfeld zouden de snelheidsproblemen die veroorzaakt werden door de eenvoudige bussystemen niet volstaan voor de computers van vandaag. Bovendien betekende de directe verbinding van databussen dat elke component op dezelfde snelheid werkte. Het verhogen van de CPU- en geheugensnelheid was dus vrij uitdagend.

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

Neem contact met ons op als u vragen heeft.