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Bussysteme

Erklärung der Bussysteme in unseren Rechnern.


Autor: Simon Ostermann (D-Fred)
Datum: 26-04-2003, 22:53:54
Referenzen: keine
Schwierigkeit: none
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Einleitung

Computer Bussysteme bestehen aus einer Vielzahl von parallelen Drahtleitungen für die Datenübertragung innerhalb der Computerkomponenten. Der Einfachheit halber kann man sich ein Bussystem wie eine Autobahn vorstellen, die Drahtleitungen stellen dabei die Fahrbahnen dar.



Je breiter der Bus desto mehr Daten (Fahrzeuge) können zur gleichen Zeit übertragen werden. Die großen Busdefinitionen stammten aus der Zeit, als IBM in der PC Welt noch das Sagen hatte. Folgen Sie uns auf eine kleine Exkursion durch die Welt der Bussysteme.



Diese sehr vereinfachte Darstellung zeigt schematisch wie Sie sich das Bussystem eines PC vorstellen können. An dem eigentlichen Bus hängen die CPU, die Speichermedien, die Steckplätze (Slots), selbstverständlich der Arbeitsspeicher und auch die Eingabegeräte greifen auf den Bus zu. Vergleichbar einem Kreisverkehr werden die Datenpakete über die Straße auf die Reise geschickt. Je breiter die Straße (der Bus) desto mehr Pakete können zur gleichen Zeit übertragen werden, wenn es an irgendwelchen Stellen eng wird, kommt es zum Stau. Damit es dabei keine Probleme mit der Vorfahrt gibt werden Interrupts vergeben.

Da einige Erweiterungskarten sehr oft auf den Arbeitsspeicher zugreifen müssen, wurde der DMA (Direct Memory Access) zwischengeschaltet. Die Aufgabe des DMA ist es, den Erweiterungskarten, die ständig auf den Arbeitsspeicher zugreifen einen schnellen direkten Zugriff auf den Speicher zu ermöglichen. Dadurch wird das Bussystem entlastet.

Ein typisches Beispiel hierfür ist die Grafikkarte. Die Daten müssen bei der Grafikbearbeitung ständig aus dem Arbeitsspeicher zur Anzeige (VGA-Karte) gebracht werden. Da diese Daten in den seltensten Fällen auf der Festplatte zwischengespeichert werden.

Jetzt sehen wir uns ein PC Bussystem etwas genauer an. Es ist in drei Bereiche aufgeteilt, dies sind:

  • Steuerbus für die Zugriffssteuerung
  • Adressbus für den Adresstransfer
    (Nur hier wird so richtig gerechnet) sowie dem
  • Datenbus für den Datentransfer
    Hier werden die Nutzdaten hin und her geschoben
An dem Steuerbus sitzt ein Taktgenerator, das ist unser Trommler wie bei der Römischen Galeere wird hier der Rudertakt vorgegeben und alles hört auf sein Kommando.

Die Rechenaufgaben selbst werden über den Adressbus transportiert, schließlich kann die CPU nur mit Adressen rechnen. Die jeweiligen Ergebnisse werden schließlich über den Datenbus zu den jeweiligen Geräten transportiert.



Die jeweiligen Bussysteme, oder Ports sind für spezielle Aufgaben vorgesehen. So ist beispielsweise der AGP Steckplatz (Acceleratet Graphics Port) für sehr schnellen Datenaustausch vorgesehen, hier hängt daher die Grafikkarte dran. Auch wenn man hier von einem AGP-Port spricht passt er zum Bereich der Bussysteme. Der PCI Bus (Peripheral Component Interconnect) ist der Standardbus für den modernen PC. Hier kann so ziemlich alles angeschlossen werden was man an leistungsfähigen Karten für den PC braucht.

Der alte ISA Bus (Industry Standard Architecture) schließlich ist immer noch der Industriestandard und ermöglicht den Zugang zu Systemen jeglicher Art und Weise. Auch wenn er zwischenzeitlich vom PCI Bus nahezu verdrängt ist kommt er in der Industrie immer noch vor. Schließlich gibt es noch den langsameren USB Bus (Universal Serial Bus) welcher den PC flexibel macht und Anschlusspunkte für die weitere Peripherie bietet.


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