Ein vollständiger Überblick über den Datenbus:Connect the Dots!

Ein Computer ist nicht weit entfernt von einer digitalen Stadt. Es ist eine Konstruktion aus verschiedenen Geräten, die zusammenarbeiten, um als eine einzige Einheit zu funktionieren. Wie Städte, die Straßen für den Transport haben, verwenden Computer Pfade, um Informationen oder Daten von einer Komponente zur anderen zu übertragen.

Anfänge

Früher befanden sich Komponenten wie RAMs und CPUs nicht auf einer einzigen IC-Platine. Sie könnten sie stattdessen in vielen einzelnen Schränken finden. Die Informationen wanderten von einem Schrank zum anderen mit Hilfe von Drahtbündeln, die die Leute sonst als Stromschienen bezeichnen.

Diese Sammelschiene erhielt später den Namen „Bus“. Sie können zwei Hauptdesigns eines Busses finden, er kann entweder aus einer oder mehreren Fahrspuren bestehen. Jede Fahrspur ist eine Einzeldrahtverbindung, und die Daten werden je nach Anzahl der Fahrspuren unterschiedlich übertragen.

Die Architektur des Datenbusses

Der Datenbus ist bidirektional, was bedeutet, dass er den Datenfluss in zwei Richtungen ermöglichen kann. Ein paralleler Bus ist ein Bus, der mehrere verschiedene Spuren verwendet, um Informationen zu übertragen. Diese Bahnen sind parallel zueinander ausgerichtet, und bevor die Informationen weitergegeben werden, werden sie in kleinere Teile zerlegt und auf die einzelnen Bahnen verteilt.

Dies funktioniert unglaublich gut für Situationen, in denen Sie eine Speicheradresse übertragen müssen. Paralleler Bus ist in modernen Computern unpraktisch. Das liegt daran, dass mit der Anzahl der Fahrspuren auch der Platzbedarf zunimmt, was letztendlich bedeutet, dass Sie eine größere Strecke benötigen.

Alles, was dazu beiträgt, die Größe eines Computers zu erhöhen, ist daher im modernen Zeitalter der tragbaren und kompakten Rechenvorrichtungen unerwünscht. Um die Schaltkreise klein zu halten, wurden Multiplexer zu wichtigen Bussen.

Dabei wird eine 32-Bit-Adresse in zwei Hälften geteilt und dann über einen 16-Bit-Bus in zwei Taktzyklen übertragen. Dies war eine Offenbarung, die nicht nur die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Computers erhöhte, sondern gleichzeitig viel weniger Platz benötigte, wodurch die Geräte relativ klein blieben.

Serieller Bus

Nicht alle Geräte suchen bei der Datenübertragung nach einer Lösung mit mehreren Spuren. Einige haben sogar Funktionen, die jeweils ein Bit über eine einzelne Spur senden. Ein serieller Bus verwendet nur eine Spur, um mehrere Daten zu übertragen.

Anfänglich hatten serielle Datenbusse keinen Platz in der praktischen Computerarbeit. Sie waren langsamer als Parallelbusse und konnten nur für Fernkommunikation verwendet werden. Im Laufe der Zeit begannen sich neben der Technologie auch die Übertragungsgeschwindigkeiten und die Signalintegrität zu verbessern.

Wenn Sie dies mit der Schwäche paralleler Busse kombinieren, die anfällig für elektromagnetische Störungen sind, können Sie verstehen, warum serielle Datenbusse der Übertragungsmechanismus der Zukunft sind.

Der Computerbus

Das Design des Datenbusses hat im Laufe der Jahre viele Änderungen erfahren. Was zuerst nur ein riesiges Kabelbündel und separate Gehäuse war, sind heute kleine Integrationen und ausgeklügelte Verbindungen zwischen Mikroprozessoren und Motherboards.

Als Computersysteme immer kleiner und kleiner wurden, begannen schnellere und effizientere Busarchitekturen mit ihrer Implementierung. Die CPU war ein erster Durchbruch weg vom Systembus, der die Northbridge und die Southbridge für die Kommunikation zwischen Komponenten verwendete.

Diese Anordnung gab bestimmten Komponenten Priorität gegenüber anderen. Diese Anordnung machte Computersysteme effizient und schneller.

Zum Abschluss

Datenbusse sind für Computersysteme genauso wichtig wie ein gutes Verkehrssystem für Städte. Ihr Vorhandensein ermöglicht ein einheitliches Ökosystem im Computer, der als eine Einheit funktioniert. Mit dem technologischen Fortschritt wird das Design und die Funktionalität des Datenbusses auf einen evolutionären Kurs gebracht. Kontaktieren Sie uns, um uns dabei oder bei Fragen zu Ihrem nächsten Projekt zu helfen!