• обмін із пристроєм вводу-виводу (I/O Require, IOREQ, або їх комбінації).

Розглянутий набір сигналів шини є типовим. У конкретній микроЭВМ може бути як розширений, і звужений.

Сигнал Reset (скидання) є сигналом зовнішнього управління і наводить мікроЕОМ у вихідний стартовий стан.

Найважливішою характеристикою шини є її розрядність (ширина шини), яка визначається кількістю даних, що паралельно проходять через неї.

Перша шина ISA для IBM PC була 8-розрядною. е. по ній можна було одночасно передавати лише 8 біт, потім 16-розрядною. Шини введення-виводу VLB та РСТ 32-розрядні. Системні шини ПК на базі процесорів, починаючи з п'ятого та шостого покоління, 64-розрядні. У відеоадаптерах, які являють собою спеціалізований комп'ютер, розрядність шини даних може дорівнювати 512 і 1024 біт.

Дуже часто потрібно підключати багаторозрядну шину до виходу одного з багатьох цифрових пристроїв - джерел паралельного коду двійкового, т.е. е. здійснювати мультиплексування цієї шини. Номер активного джерела, що передає свій код на шину, задається при цьому за допомогою двійкової адреси.

Одна з найважливіших характеристик комп'ютера, яка поряд з типом основного мікропроцесора визначає можливості та діапазон застосування комп'ютера, - це тип системної магістралі передачі даних всередині комп'ютера, т.е.е. шини.

Шина входить до складу материнської плати комп'ютера та здійснює обмін даними між процесором або оперативною пам'яттю та контролерами зовнішніх пристроїв комп'ютера: клавіатури, монітора, дисків тощо.

Усі контролери зовнішніх пристроїв, крім розміщених безпосередньо на материнській платі, підключаються до комп'ютера шляхом вставки цих контролерів у вільні роз'єми (слоти) шини.

Вибір типу шини. Комп'ютери на базі процесора Intel невеликої потужності, як правило, оснащуються шиною ISA, що цілком підходить для додатків, що не потребують великої пропускної спроможності шини (табл. 4.1).

Розроблено під час створення комп'ютера IBM PC АТ. Дешева, але малоінтелектуальна та малопродуктивна шина. Нею оснащено більшість комп'ютерів невисокої продуктивності. Можливостей цієї шини цілком достатньо для роботи з низькошвидкісними пристроями: клавіатурою, алфавітно-цифровим дисплеєм, дисководами для гнучких дисків, принтерами та модемами

Стала першим стандартом високопродуктивної системної шини; несумісна з шинами ISA

Забезпечує обмін даними між процесором або оперативною пам'яттю та контролерами зовнішніх пристроїв по 32-бітовій магістралі з високою швидкістю. У рознімання цієї шини можуть вставлятися як контролери для шини EISA, так і контролери для шини ISA (хоча останні не забезпечують високу швидкість обміну інформацією). Шина EISA у багатьох випадках не забезпечує потрібну швидкодію, особливо у завданнях зображень, анімації тощо.

Зазвичай називають локальною шиною.Забезпечує більш бюджетне (економне) та ефективне підключення високошвидкісних зовнішніх пристроїв, підтримуючи безпосередній доступ центрального процесора до відповідних контролерів (відеоконтролерів, контролерів жорстких дисків, адаптерів локальної мережі). Для інших пристроїв на такі комп'ютери встановлюють іншу шину (ISA або високопродуктивних комп'ютерів EISA). Завдяки розробленим правилам шинного арбітражу ці шини можуть співіснувати в одному комп'ютері, не заважаючи один одному. Найчастіше шину VESA використовують у комп'ютерах на основі мікропроцесора Intel

Розроблена фірмою Intel за участю інших фірм і у багатьох випадках забезпечує ще швидший обмін із зовнішніми пристроями, ніж шина VESA. Найчастіше шину застосовують для мікропроцесорів типу Pentium, оскільки вона забезпечує ефективніше використання їх можливостей. Як і шину VESA, шину PCI зазвичай використовують разом із шиною ISA або EISA

Типи системних шин

Для робочих місць на основі мікропроцесора з інтенсивним використанням графіки (анімація, САПР, видавнича діяльність), для файл-серверів невеликих локальних мереж та інших додатків, в яких потрібно забезпечити високу пропускну здатність введення-виводу для двох-трьох контролерів (наприклад, відеоконтролера та контролера дисків), доцільно застосування комп'ютерів із локальною відеошиною VESA.

Для файлів-серверів великих локальних мереж та інших потужних комп'ютерів, заповнених високопродуктивними пристроями вводу-виводу, доцільно використання шини EISA. У даному випадку однорідність типів використовуваних контролерів важливіша, ніж переваги, що надаються для двох-трьох контролерів шин PCI/PCI Express/SATA.

Перше покоління. Ранні комп'ютерні шини були групою провідників, що включає комп'ютерну пам'ять і периферію до процесора. У більшості випадків для пам'яті та периферії використовували різні шини, з різним способом доступу, затримками, протоколами.

Одним із перших удосконалень стало використання переривань. До впровадження комп'ютери виконували операції вводу-виведення в циклі очікування готовності периферійного пристрою. Це було неефективно для програм, які могли виконувати інші завдання. Крім того, якщо програма намагалася виконати інші завдання, вона могла перевірити стан пристрою занадто пізно та втратити дані. Переривання мали пріоритет, оскільки процесор може виконувати код тільки одного переривання в один момент часу, а деякі пристрої вимагали менших затримок, ніж інші.

Потім комп'ютери стали розподіляти пам'ять між процесорами, а доступом до шини ними також отримав пріоритети.

Класичний та простий спосіб забезпечити пріоритети переривань чи доступу до шини полягав у ланцюговому підключенні пристроїв. Перші комп'ютерні шини представляли пасивні об'єднувальні плати, підключені контактів мікропроцесора. Пам'ять та інші пристрої підключалися до шини з використанням тих самих контактів адреси та даних, що і процесор. Усі контакти було підключено паралельно. У деяких випадках були необхідні додаткові інструкції процесора 197 для генерації сигналів, щоб шина була справжньою шиною введення-виведення.

У багатьох мікроконтролерах і системах, що вбудовуються, процес передачі контролює центральний периферійний пристрій, який в більшості випадків читає і записує інформацію в пристрої так, ніби вони є блоками пам'яті. Усі пристрої використовують спільне джерело тактового сигналу.Периферійні пристрої можуть запросити обробку інформації шляхом подачі сигналів на спеціальні контакти центрального пристрою, використовуючи будь-які форми переривань. Наприклад, контролер жорсткого диска повідомить процесор про готовність нової порції даних для читання, після чого процесор повинен вважати їх із області пам'яті, що відповідає контролеру. Такі прості шини мали серйозну нестачу для універсальних комп'ютерів. Все обладнання на шині мало передавати інформацію на одній швидкості і використовувати одне джерело синхросигналу. Збільшення швидкості процесора вимагало такого ж прискорення всіх пристроїв. Це часто призводило до ситуації, коли високошвидкісним процесорам доводилося сповільнюватися для передачі інформації деяким пристроям.

Такі комп'ютерні шини були складними в налаштуванні за наявності широкого спектру обладнання. Наприклад, кожна карта розширення, що додається, могла вимагати установки безлічі перемикачів для завдання адреси пам'яті, адреси вводу-виводу, пріоритетів і номерів переривань.

Друге покоління. Комп'ютерні шини другого покоління розділяли комп'ютер на дві частини: процесор і пам'ять - в одній і різні пристрої - в іншій. Між цими частинами встановлювався спеціальний контролер шин. Така архітектура дозволила збільшувати швидкість процесора без впливу на шину, розвантажити процесор від завдань керування шиною. За допомогою контролера пристрою на шині могли взаємодіяти один з одним без втручання центрального процесора. Нові шини мали більш високу продуктивність, але вимагали складніших карт розширення.Проблеми швидкості часто вирішувалися збільшенням розрядності шини даних: з 8-бітних шин першого покоління до 16 або 32-бітних шин другого покоління. З'явилося також програмне налаштування пристроїв для упро-198

4.3. Системні шини ння підключення нових пристроїв, нині стандартизована як Plug and Play.

Однак нові шини, як і шини попереднього покоління, вимагали однакових швидкостей від пристроїв на одній шині. Процесор і пам'ять тепер були ізольовані на власній шині, і їхня швидкість зростала швидше, ніж швидкість периферійної шини. В результаті шини були занадто повільні для нових систем і машини страждали від нестачі даних. Дедалі більше зовнішніх пристроїв мали власні шини. Приводи дисків приєднувалися до машини за допомогою карти, що підключається до шини. Через війну комп'ютери мали багато слотів розширення. У 1980-1990-х pp. були створені нові шини, що вирішили цю проблему, залишивши більшу частину роз'ємів розширення в нових системах порожніми. Нині ЕОМ підтримує близько п'яти різних шин.

Шини стали розділяти на внутрішні, розроблені для підключення внутрішніх пристроїв, таких як відеоадаптери та звукові плати, і зовнішні, що призначалися для підключення зовнішніх пристроїв, наприклад, сканерів.

Третє покоління. Шини третього покоління зазвичай дозволяють використовувати як великі швидкості, необхідні пам'яті, відеокарт і міжпроцесорного взаємодії, і невеликі швидкості під час роботи з повільними пристроями, наприклад приводами дисків. Такі шини прагнуть більшої гнучкості в термінах фізичних підключень, що дозволяє використовувати їх як внутрішні, і як зовнішні шини, наприклад об'єднання комп'ютерів.

Це призводить до проблем при задоволенні різних вимог, так як більша частина робіт за даними шин пов'язана з програмним забезпеченням, а не з апаратурою Шини третього покоління більше схожі на комп'ютерні мережі, ніж на початкові ідеї шин, з більшими накладними витратами, ніж у ранніх систем. Вони також дозволяють використовувати шину кільком пристроям одночасно.

Сучасні інтегральні схеми часто розробляють із заздалегідь створених частин.

Системні плати

Основою системної плати є різні шини, що служать передачі сигналів компонентам системи.

Існує певна ієрархія шин ПК, яка виражається в тому, що кожна повільніша шина з'єднана з більш швидкою. Сучасні комп'ютерні системи включають в себе три, чотири або більше шин. це набори мікросхем) грають роль моста між шинами.

• Шина процесор. Ця високошвидкісна шина є ядром набору мікросхем та системної плати. Вона використовується в основному процесором для передачі даних між кеш-пам'яттю або основною пам'яттю та північним мостом набору мікросхем. , 266, 400, 533, 800 або 1066 МГц і має ширину 64 розряди (8 байт).
• Шина AGP. Ця 32-розрядна шина працює на частоті 66 (AGP 1х), 133 (AGP 2х), 266 (AGP 4х) або 533 МГц (AGP 8x), забезпечує пропускну здатність до 2133 Мбайт/с та призначається для підключення відеоадаптера. Вона з'єднана з північним мостом чи контролером пам'яті (MCH) набору мікросхем системної логіки.
• Шина PCI Express. Третє покоління шин PCI. Шина PCI-Expres це шина з диференціальними сигналами, які може передавати північний або південний міст. Швидкодія PCI-Express виражається у кількості ліній. Кожна двонаправлена ​​лінія забезпечує швидкість передачі даних 2,5 чи 5 Гбіт/с обох напрямах (ефективне значення — 250 чи 500 Мбайт/с). Роз'єм із підтримкою однієї лінії позначається як PCI-Express x1. Відеоадаптери PCI-Express зазвичай встановлюються в гніздо x16, який забезпечує швидкість передачі даних 4 або 8 Гбайт/с у кожному напрямку.
• Шина PCI-X. Це друге покоління шини PCI, яке забезпечує більш високу швидкість передачі даних, але при цьому обернено сумісне з PCI. Ця шина переважно застосовується в робочих станціях та серверах. PCI-X підтримує 64-розрядні роз'єми, сумісні з 64- та 32-розрядними адаптерами PCI. Шина PCI-X версії 1 працює із частотою 133 МГц, тоді як PCI-X 2.0 підтримує частоту до 533 МГц. Зазвичай смуга пропускання PCI-X 2.0 розділяється між кількома роз'ємами PCI-X та PCI. Хоча деякі південні мости підтримують шину PCI-X, найчастіше для забезпечення її підтримки потрібна спеціальна мікросхема.
• Шина PCI. Ця 32-розрядна шина працює на частоті 33 МГц; вона використовується, починаючи з систем з урахуванням процесорів 486. Нині існує реалізація цієї шини з частотою 66 МГц.Вона знаходиться під керуванням контролера PCI - компонента північного моста або контролера MCH набору мікросхем системної логіки. На системній платі встановлюються роз'єми, зазвичай чотири або більше, до яких можна підключати мережеві, SCSI- та відеоадаптери, а також інше обладнання, що підтримує цей інтерфейс. Шини PCI-X і PCI-Express є більш продуктивними реалізації шини PCI; материнські плати та системи, що підтримують цю шину, з'явилися на ринку у середині 2004 року.
• Шина ISA. Ця 16-розрядна шина, що працює на частоті 8 МГц, вперше стала використовуватися в системах AT в 1984 (в початковому варіанті IBM PC вона була 8-розрядною і працювала на частоті 5 МГц). Ця шина мала стала вельми поширеною, але з специфікації PC99 була виключена. Реалізується за допомогою південного мосту. Найчастіше до неї підключається мікросхема Super I/O.

Деякі сучасні системні плати містять спеціальний роз'єм, який отримав назву Audio Modem Riser (AMR) або Communications and Networking Riser (CNR). Подібні спеціалізовані роз'єми призначені для плат розширення, що забезпечують виконання мережевих та комунікаційних функцій. Слід зауважити, що ці роз'єми не є універсальним інтерфейсом шини, тому лише деякі зі спеціалізованих плат AMR або CNR присутні на відкритому ринку. Як правило, такі плати додаються до певної системної плати. Їхня конструкція дозволяє легко створювати як стандартні, так і розширені системні плати, не резервуючи на них місце для встановлення додаткових мікросхем.Більшість системних плат, що забезпечують стандартні мережеві функції та функції роботи з модемом, створені на основі шини PCI, оскільки роз'єми AMR/CNR мають вузькоспеціалізоване призначення.

У сучасних системних платах існують також приховані шини, які не виявляються у вигляді гнізд чи роз'ємів. Маються на увазі шини, призначені для з'єднання компонентів наборів мікросхем, наприклад, hub-інтерфейсу та шини LPC. Hub-інтерфейс є чотиритактною (4x) 8-розрядною шиною з робочою частотою 66 МГц, яка використовується для обміну даними між компонентами MCH і ICH набору мікросхем (hub-архітектура). Пропускна здатність hub-інтерфейсу досягає 266 Мбайт/с, що дозволяє використовувати його для з'єднання компонентів набору мікросхем у недорогих конструкціях. Деякі сучасні набори мікросхем для робочих станцій та серверів, а також остання серія 9xx від Intel для настільних комп'ютерів використовують швидкодіючі версії цього hub-інтерфейсу. Сторонні виробники наборів мікросхем системної логіки також реалізують свої конструкції високошвидкісних шин, що з'єднують окремі компоненти між собою набору.

Для подібних цілей призначена і шина LPC, яка є 4-розрядною шиною з максимальною пропускною здатністю 16,67 Мбайт/с і застосовується як більш економічний в порівнянні з шиною ISA варіанта. Зазвичай шина LPC використовується для з'єднання Super I/O або компонентів ROM BIOS системної плати з основним набором мікросхем. Шина LPC має приблизно рівну робочу частоту, але використовує значно менше контактів. Вона дозволяє повністю відмовитися від використання шини ISA у системних платах.

Набір мікросхем системної логіки можна порівняти з диригентом, який керує оркестром системних компонентів системи, дозволяючи кожному підключитися до власної шині.

• Шини ISA, EISA, VL-Bus та MCA у сучасних конструкціях системних плат не використовуються. Мбайт/с. Мегабайт на секунду.
• ISA. Industry Standard Architecture (архітектура промислового стандарту), відома також як 8-розрядна PC/XT або 16-розрядна AT-Bus.
• LPC. Шина Low Pin Count (шина з малою кількістю контактів).
• VL-Bus. VESA (Video Electronics Standards Association) Local Bus (розширення ISA).
• MCA. MicroChannel Architecture (мікроканальна архітектура) (системи IBM PS/2).
• PC-картка. 16-розрядний інтерфейс PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association). CardBus. 32-розрядна шина PC-Card.
• Hub Interface. Шина набору мікросхем Intel серії 8xx.
• PCI. Peripheral Component Interconnect (шина взаємодії периферійних компонентів).
• AGP. Accelerated Graphics Port (прискорений графічний порт).
• RS-232. Стандартний порт, 115,2 Кбайт/с.
• RS-232 HS. Високошвидкісний порт, 230,4 Кбайт/с.
• IEEE-1284 Parallel. Стандартний двонаправлений паралельний порт.
• IEEE-1284 EPP/ECP. Enhanced Parallel Port/Extended Capabilities Port (паралельний порт з розширеними можливостями).
• USB. Universal Serial Bus (універсальна послідовна шина).
• IEEE-1394. Шина FireWire, що називається також i.Link.
• ATA PIO. AT Attachment (відомий також як IDE) Programmed I/O (шина ATA з програмованим введенням-виведенням).
• ATA-UDMA. AT Attachment Ultra DMA (режим Ultra-DMA шини ATA).
• SCSI. Small Computer System Interface (інтерфейс малих комп'ютерних систем).
• FPM.Fast Page Mode (швидкий посторінковий режим).
• EDO. Extended Data Out (розширене введення-виведення).
• SDRAM. Synchronous Dynamic RAM (синхнонне динамічне ОЗП).
• RDRAM. Rambus Dynamic RAM (динамічна ОЗУ технології Rambus).
• RDRAM Dual. Двоканальна RDRAM (одночасне функціонування).
• DDR-SDRAM. Double-Data Rate SDRAM (SDRAM із подвоєною швидкістю).
• CPU FSB. Шина процесора (або Front-Side Bus).
• Hub-інтерфейс. Шина набору мікросхеми Intel 8xx.
• HyperTransport. Шина набору мікросхем AMD.
• V-Link. Шина набору мікросхем VIA.
• MuTIOL. Шина набору мікросхем SiS.
• DDR2. Нове покоління пам'яті стандарту DDR.

Для підвищення ефективності багатьох шинах протягом одного такту виконується кілька циклів передачі. Це означає, що швидкість передачі даних вища, ніж це може здатися на перший погляд. Існує досить простий спосіб підвищити швидкодію шини за допомогою зворотно сумісних компонентів.

Системна шина, що таке?

Системна шина або магістраль комп'ютера: що таке, з чого складається

Інформаційна магістраль ЕОМ – це уніфікована підсистема, що забезпечує обмін даними між структурними компонентами комп'ютера. Фізично представлена ​​набором різнорівневих провідників, інтерфейсів, ліній зв'язку. Уніфікація полягає в тому, що пристрої однаково підключені до магістралі, що обмінюються інформацією по єдиному протоколу.

Для переміщення інформації недостатньо поєднати пристрої провідниками електричних сигналів. Їхня передача повинна відповідати певним правилам – протоколу. Він визначає швидкість передачі, пріоритетність різних типів інформації та завдань, її адресацію, відповідає за цілісність.

Шина оснащується різноманітними портами для підключення периферії.

Магістраль, що з'єднує два пристрої, називається портом.

Які компоненти включає системна шина

До складу головної інформаційної магістралі входять такі шини:

Останній вид шин поділяють на локальні та стандартні.

Локальна шина – інтерфейс для об'єднання швидкодіючого обладнання (відеоадаптер, мережна карта) із центральним процесором. Переважно це PCI-e.

Стандартна шина вводу/виводу – інтерфейс для приєднання до інших шин повільного обладнання: мишка, клавіатура, звукове обладнання. Завдяки архітектурі підтримує паралельне підключення кількох зовнішніх пристроїв.

Системна магістраль побудована за модульним принципом – це організація системи таким чином, що дозволяє без витрат підключати до шини та відключати від неї модулі, не впливаючи на комп'ютер. Модульний принцип дає можливість замінювати застарілі та пошкоджені комплектуючі, розширювати функціональність ПК за рахунок додавання нових пристроїв: другої відеокарти, накопичувачів, планок оперативної пам'яті. Процесор сам організовує та погоджує їхню взаємодію.

Логічно системна магістраль представлена ​​трьома рівнями.

Магістраль

Магістраль або системна шина — це набір електронних ліній, що пов'язують за адресацією пам'яті, передачі даних і службових сигналів процесор, пам'ять і периферійні пристрої.

Системна магістраль здійснює обмін даними між процесором або ОЗП з одного боку та контролерами зовнішніх пристроїв комп'ютера з іншого боку.

Обмін інформацією між окремими пристроями ЕОМ проводиться за трьома багаторозрядними шинами, що з'єднують усі модулі.

Шини є багатопровідними лініями. Тип системних шин, що застосовуються в комп'ютерах із невисокою продуктивністю – ISA. Це дешева, але «малоінтелектуальна» шина. Вона може забезпечувати обмін із клавіатурою, дисплеєм (алфавітно-цифровим), дисководами для гнучких дискет, принтерами та модемами.

Шина MCA — продуктивніша, але не сумісна з ISA, тому не знайшла широкого застосування.

Шина EISA - сумісна з ISA, значно дорожче, ніж ISA і не завжди забезпечуючи потрібну швидкість обміну.

Шина VESA (VL) — дешевша шина, що використовується в поєднанні з ISA або EISA.

Шина PCI - конкурент шини VESA, використовується в PENTIUM у поєднанні з ISA або EISA.

Рис 2. Магістрально-модульний принцип

Як було зазначено, підключення окремих модулів комп'ютера до магістралі фізично здійснюється з допомогою контролерів, але в програмному забезпечується драйверами. Контролер приймає сигнал від процесора та дешифрує його, щоб відповідний пристрій зміг прийняти цей сигнал та відреагувати на нього.

Стандарти

У комп'ютерних науках прийнято стандартизацію інтерфейсів, завдяки якій реалізується магістрально-модульний принцип. До найпоширеніших належать такі магістралі:

Тести

Системна шина ПЕОМ не включає наступні шини:

Яка шина забезпечує взаємодію між різними пристроями комп'ютера:

Модульний принцип побудови комп'ютерної техніки дозволяє користувачеві:

1. Швидко розбирати ПК для чищення пилу.
2. Самостійно модернізувати його.
3. Встановлювати дуже старе обладнання на нові ПК.

Як називаються правила, що використовуються для обміну даними по шині:

Характеристики

До основних технічних показників магістралей комп'ютера відносять:

Шина (комп'ютер)

Комп'ютерна шина (англ. computer bus) в архітектурі комп'ютера - з'єднання, що служить передачі даних між функціональними блоками комп'ютера. У пристрої шини можна розрізнити механічний, електричний (фізичний) та логічний (керуючий) рівні.
На відміну від з'єднання точка-точка, до шини можна підключити кілька пристроїв по одному набору провідників. Кожна шина визначає свій набір роз'ємів (з'єднань) для фізичного підключення пристроїв, карт та кабелів.
Комп'ютерні шини ранніх обчислювальних машин являли собою джгути (пучки з'єднувальних проводів — сигнальних та живлення, для компактності та зручності обслуговування пов'язаних разом), що реалізують паралельні електричні шини з кількома підключеннями. У сучасних обчислювальних системах цей термін використовується для будь-яких фізичних механізмів, що надають таку ж логічну функціональність, як паралельні комп'ютерні шини.
Сучасні комп'ютерні шини використовують як паралельні, і послідовні з'єднання і може мати паралельні (англ. multidrop ) і ланцюгові (англ. daisy chain) топології. У випадку USB та деяких інших шин також можуть використовуватися хаби (концентратори).
Деякі види швидкісних шин (Fibre Channel, InfiniBand, швидкісний Ethernet, SDH) передачі сигналів використовують не електричні з'єднання, а оптичні .
Приєднувачі до шини, різноманітні роз'єми, як правило, уніфіковані та дозволяють підключити різні пристрої до шини.
Управління передачею по шині реалізується як на рівні проходження сигналу (мультиплексори, демультиплексори, буфери, регістри, шинні формувачі), так і з боку ядра операційної системи - у такому разі до його складу входить відповідний драйвер.

Магістраль – системна шина

Магістраль – пристрій, що здійснює взаємозв'язок та обмін інформацією між усіма пристроями комп'ютера.
Магістраль включає три багаторозрядні шини, що являють собою багатопровідні лінії:

шину даних,
шину адреси,
шину керування.

По шині даних між пристроями передаються дані, по шині адреси процесора передаються адреси пристроїв і осередків пам'яті, по шині управління передаються керуючі сигнали.
Основними характеристиками системної шини є розрядність та частота.

Системна магістраль ISA

Системна шина (магістраль) ISA розроблена спеціально для персональних комп'ютерів типу IBM PC AT і є фактичним стандартом. У той же час, відсутність офіційного міжнародного статусу магістралі ISA (вона не затверджена як стандарт жодним міжнародним комітетом зі стандартизації) призводить до того, що багато виробників допускають деякі відхилення від фірмового стандарту.
ISA стала розширенням магістралі комп'ютерів IBM PC та IBM PC XT. У ній було збільшено кількість розрядів адреси та даних, збільшено кількість ліній апаратних переривань та каналів ПДП, а також підвищено тактову частоту. До 62-контактного роз'єму колишньої магістралі було додано 36-контактний новий роз'єм. Проте, сумісність була збережена, і плати, призначені IBM PC XT, годяться і IBM PC AT.Характерна відмінність ISA полягає в тому, що її тактовий сигнал не збігається з тактовим сигналом процесора, як це було в IBM PC XT, тому швидкість обміну не пропорційна тактовій частоті процесора.
Магістраль ISA відноситься до мультиплексованих (тобто мають роздільні шини адреси та даних) 16-розрядних системних магістралей середньої швидкодії. Обмін здійснюється 8-ми або 16-ти розрядними даними. На магістралі реалізований роздільний доступ до пам'яті комп'ютера та пристроїв введення/виводу (для цього є спеціальні сигнали). Максимальний обсяг пам'яті, що адресується, становить 16 Мбайт (24 адресні лінії) . Максимальний адресний простір для пристроїв вводу/виводу - 64 Кбайт (16 адресних ліній), хоча практично всі плати розширення, що випускаються, використовують тільки 10 молодших адресних ліній (1 Кбайт). Магістраль підтримує регенерацію динамічної пам'яті, радіальні переривання та прямий доступ до пам'яті. Допускається також захоплення магістралі.
Роз'єм магістралі ISA розділений на дві частини, що дозволяє зменшувати розміри 8-розрядних плат розширення, а також використовувати плати, розроблені для комп'ютерів IBM PC XT. На магістралі присутні чотири напруги живлення: 5, -5, 12 і -12, які можуть використовуватися платами розширення.

Системна шина: що це таке в інформатиці

Front Side Bus, FSB, системна шина - це магістраль, сукупність ліній, що забезпечують взаємодію центрального процесора (ЦП) з електронними компонентами (оперативна, кеш-пам'ять). Нею пристрої обмінюються службовими сигналами, адресуються. Ці провідники передачі йдуть паралельно, мають аналогічне призначення, фізичну і логічну реалізацію.У ноутбуках та комп'ютерах шина знаходиться на материнській платі.
Локальна шина служить взаємодії процесора з контролерами периферійних пристроїв: накопичувачів, графічного адаптера.

Підключення FSB реалізується за такою схемою:

Мікропроцесор з'єднується із системним контролером материнської плати, який називають північним мостом.

До складу північного мосту входять: контролери ОЗП, шина високошвидкісних периферійних пристроїв (відеокарта).

Менш продуктивне обладнання підключається до південного мосту, який з'єднується з північним за допомогою спеціальної магістралі – внутрішньої шини. Об'єднання південного та північного мостів називають чіпсетом.
Виходить, системна шина персонального комп'ютера забезпечує взаємодію ЦП та чіпсету.

Магістраль (системна шина) включає три багаторозрядні шини: шину даних, шину адреси і шину управління, які являють собою багатопровідні лінії. До магістралі підключаються процесор та оперативна пам'ять, а також периферійні пристрої введення, виведення та зберігання інформації, які обмінюються інформацією машинною мовою (послідовностями нулів та одиниць у формі електричних імпульсів).
Шина даних. По цій шині дані передаються між різними пристроями. Наприклад, дані з оперативної пам'яті можуть бути передані процесору для обробки, а потім отримані дані можуть бути відправлені назад в оперативну пам'ять для зберігання. Таким чином, дані по шині даних можуть передаватися від пристрою до пристрою у будь-якому напрямку.
Розрядність шини даних визначається розрядністю процесора, тобто кількістю двійкових розрядів, які можуть бути оброблені або передаватися процесором одночасно. Розрядність процесорів постійно збільшується з розвитком комп'ютерної техніки.
Шина адреси. Вибір пристрою або осередку пам'яті, куди пересилаються або звідки зчитуються дані по шині даних, робить процесор. Кожен пристрій або осередок оперативної пам'яті має свою адресу. Адреса передається по адресній шині, причому сигнали по ній передаються в одному напрямку - від процесора до оперативної пам'яті та пристроїв (односпрямована шина).
Розрядність шини адреси визначає обсяг пам'яті, що адресується (адресний простір), тобто кількість однобайтових осередків оперативної пам'яті, які можуть мати унікальні адреси.
Шина управління. По шині управління передаються сигнали, що визначають характер обміну інформацією магістралі. Сигнали керування показують, яку операцію – зчитування або запис інформації з пам'яті – потрібно робити, синхронізувати обмін інформацією між пристроями тощо.

Що дозволяє говорити про модульний принцип побудови комп'ютера?

Конструктивно складові частини системного блоку та магістраль розташовуються на системній платі. На ній іноді бувають зосереджені всі необхідні роботи комп'ютера елементи. Такі плати називаються All-In-One. Однак більшість комп'ютерів має системні плати, які містять лише основні вузли, а елементи зв'язку, наприклад, з приводами накопичувачів, дисплеєм та іншими периферійними пристроями на ній відсутні.У такому разі ці відсутні елементи розташовуються на окремих друкованих платах, які вставляють у спеціальні роз'єми розширення, передбачені для цього на системній платі. Ці додаткові плати називають дочірніми (daughterboard), а системну плату - материнськими (motherboard).
Функціональні пристрої, виконані на дочірніх платах, часто називають контролерами чи адаптерами, а дочірні плати — платами розширення. Таким чином, підключення окремих модулів комп'ютера до магістралі, що знаходиться безпосередньо на материнській платі, фізично здійснюється за допомогою контролерів, а на програмному забезпечується драйверами. Контролер приймає сигнал від процесора і дешифрує його, щоб відповідний пристрій міг прийняти цей сигнал і правильно відреагувати на нього. За виконання процесор не відповідає, відповідає лише відповідний контролер, тому периферійні пристрої комп'ютера замінюються і набір таких модулів довільний. Більшість периферійних пристроїв приєднується дуже просто — зовні, через роз'єми на корпусі системного блоку до виходів відповідних контролерів — портам (периферійні пристрої називаються зовнішніми, оскільки здійснюють зв'язок ЕОМ із «зовнішнім світом»).
p align="justify"> Модульна організація системи спирається на магістральний (шинний) принцип обміну інформації. Процесор виконує арифметичні та логічні операції, взаємодіє з пам'яттю, керує та узгоджує роботу периферійних пристроїв.
Обмін інформацією між окремими пристроями комп'ютера проводиться утворюючим магістраль трьом багаторозрядним шинам (многопроводным лініям зв'язку) , що з'єднує все модулі — шині даних, шині адрес, шині управління .
Розрядність шини визначається кількістю бітів інформації, що передаються по шині паралельно.
Дані по шині даних можуть передаватися від процесора до якогось пристрою, або навпаки, від пристрою до процесора, тобто шина даних є двонаправленою.

• запис/читання даних з оперативної пам'яті (оперативний пристрій - ОЗУ);
• запис/читання даних із зовнішніх пристроїв (ВЗП).

Шина даних

По цій шині дані передаються між різними пристроями. Наприклад, дані з оперативної пам'яті можуть бути передані процесору для обробки, а потім отримані дані можуть бути відправлені назад в оперативну пам'ять для зберігання. у будь-якому напрямку, тобто шина даних є двоспрямованою.

Розрядність шини даних визначається розрядністю процесора, тобто кількістю двійкових розрядів, які процесор обробляє один такт.

За 25 років, від часу створення першого персонального комп'ютера (1975г.), розрядність шини даних збільшилася з 8 до 64 біт.

До основних режимів роботи процесора з використанням шини передачі даних можна віднести наступні: запис/читання даних з оперативної пам'яті та зовнішніх пристроїв, читання даних з пристроїв введення, пересилання даних на пристрої виведення.