Компьютер состоит из множества различных компонентов, таких как центральный процессор, память, жесткий диск, а также огромного количества дополнительных и внешних устройств, таких как экран, мышь, клавиатура, подключаемые флэш-накопители и т.д. Всем этим должен управлять процессор, передавать и принимать данные, посылать сигналы, изменять состояние.
Для реализации этого взаимодействия все компьютерные устройства подключаются друг к другу и к процессору через шины.
Шина – это несколько проводников, соединяющих несколько устройств. Шины можно разделить на категории в соответствии с выполняемыми функциями. Они могут быть внутренними по отношению к процессору и служить для передачи данных в АЛУ и из АЛУ, а могут быть внешними по отношению к процессору и связывать процессор с памятью или устройствами ввода-вывода.
Системная шина – совокупность линий передачи всех видов сигналов (в том числе данных, адресов и управления), идущих параллельно и имеющих одинаковое функциональное назначение, предназначенных для передачи информации между микропроцессором и остальными электронными устройствами компьютера. Физически магистраль представлена в виде многочисленных дорожек на материнской плате.
Системная шина (магистраль) включает в себя шину данных, адреса и управления.
Шина данных предназначена для пересылки кодов обрабатываемых данных, а также машинных кодов команд между устройствами ЭВМ. По шине данных передается информация в микропроцессор и из него.
Шина адреса несет адрес (номер) той ячейки памяти или того порта ввода-вывода, который взаимодействует с микропроцессором.
На шину адреса микропроцессор выводит информацию о номере (адресе) той ячейки памяти или устройства, с которым он собирается производить обмен информацией.
Шина управления несет сигналы управления, обеспечивающие правильное взаимодействие блоков ЭВМ друг с другом и с внешней средой.
Северный и южный мосты
Чипсет материнской платы состоит из двух чипов, которые называют северным и южным мостом. Эти микросхемы называются мостами, потому что они служат связующим звеном между центральным процессором компьютера и остальными компонентами.
На современных материнских платах два моста уже не используются. Вместо северного и южного мостов теперь используется исключительно южный мост, поскольку все функции северного моста интегрированы в процессор.
Северный мост отвечает за связь центрального процессора с графическим адаптером, оперативной памятью и южным мостом. Именно от северного моста зависят параметры работы системной шины, оперативной памяти и видеоадаптера.
Южный мост отвечает за взаимодействие с внешними устройствами и остальные функции материнской платы. Он включает в себя контроллеры PCI Express, PCI, SATA, PATA, RAID, USB, Ethernet, Firewire и т.д. Кроме того, южный мост отвечает за управление питанием, энергонезависимую память BIOS и прерывания. Взаимодействие южного моста с процессором происходит через северный мост.
Все контроллеры внешних устройств, кроме размещенных непосредственно на материнской плате, подключаются к компьютеру путем вставки этих контроллеров в свободные разъемы (слоты) шины.
© Сариева Надежда Анатольевна, ЭОР «Физические основы вычислительной техники»
Учреждение образования «Гомельский государственный профессиональный аграрно-технический лицей», 2022