Шина (компьютер)

Компьютерная ши́на (англ. computer bus) в архитектуре компьютера — соединение, служащее для передачи данных между функциональными блоками компьютера. В устройстве шины можно различить механический, электрический (физический) и логический (управляющий) уровни.

В отличие от соединения точка-точка, к шине обычно можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор разъёмов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Компьютерные шины ранних вычислительных машин представляли собой жгуты (пучки соединительных проводов — сигнальных и питания, для компактности и удобства обслуживания увязанных вместе), реализующие параллельные электрические шины с несколькими подключениями. В современных вычислительных системах данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины.

Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (англ. multidrop) и цепные (англ. daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

Некоторые виды скоростных шин (Fibre Channel, InfiniBand, скоростной Ethernet, SDH) для передачи сигналов используют не электрические соединения, а оптические.

Присоединители к шине, разнообразные разъёмы, как правило, унифицированы и позволяют подключить различные устройства к шине.

Управление передачей по шине реализуется как на уровне прохождения сигнала (мультиплексоры, демультиплексоры, буферы, регистры, шинные формирователи), так и со стороны ядра операционной системы — в таком случае в его состав входит соответствующий драйвер.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

От модели чипсета зависят все основные характеристики платы: поддерживаемые процессоры и память, тип системной шины, порты для подключения внешних и внутренних устройств, различные дополнительные возможности (например, интегрированный звук или графическое ядро). Современные чипсеты включают в себя множество встроенных контроллеров (для подключения жесткого диска, шины USB, портов ввода/вывода и др.), что удешевляет компьютер и облегчает его сборку и использование. Иногда можно обойтись вообще без плат расширения, так как все необходимое есть в микросхемах системной логики.

Александр Ватаманюк, Собираем компьютер своими руками, 2008

Наиболее «древние» устройства захвата кадра давали восьмибитное черно-белое изображение (256 градаций серого), они существовали еще во времена господства шины ISA. Конечно, не следует думать, что ISA-устройство не может передавать данные большей разрядности, чем 16. Но для передачи такие данные придется вначале кодировать (так, чтобы снизить разрядность до 16), а затем декодировать. Естественно, на это требуется время, которое как при видеовводе, так и при видеовыводе (например, на экран), очень дорого. Потраченное впустую время – это потерянные кадры, и, как следствие, скачки или подергивание изображения, замедление вывода на экран и прочие неприятности. Поэтому эра фотореализма и высококачественного компьютерного видео началась только с активным распространением шины PCI. В настоящее время в этом стандарте, кроме плат видеоввода, выпускается подавляющее большинство различных контроллеров, многие звуковые платы и даже некоторые модемы. Уже появились материнские платы вообще без ISA-слотов (стандарт РС99), хотя пока еще выпускаются и ISA-устройства – это в основном модемы и специальные платы промышленного назначения.

Оксана Александровна Буковецкая, Видео на вашем компьютере: ТВ тюнеры, захват кадра, видеомонтаж, DVD

От модели чипсета зависят все основные характеристики платы: поддерживаемые типы процессоров и памяти, системной шины, портов для подключения внешних и внутренних устройств и различные дополнительные возможности (например, наличие интегрированного звука или графического ядра). Современные чипсеты включают в себя множество различных встроенных контроллеров (контроллер для подключения жесткого диска, контроллер шины USB и портов ввода и вывода и др.), что удешевляет компьютер и облегчает его сборку и использование. Иногда вообще можно обойтись без каких-либо плат расширения, так как все необходимое уже имеется в микросхемах системной логики.

Александр Ватаманюк, Обслуживание и настройка компьютера, 2009

Несомненное преимущество ПК – открытая архитектура, позволяющая в широких пределах изменять конфигурацию компьютера, адаптируя его для решения определенных задач. Для этого на системной плате есть периферийная шина с несколькими разъемами, в которые можно вставлять необходимые платы расширения. Существует несколько основных типов шин.

Юрий Зозуля, Тонкая настройка компьютера с помощью BIOS. Начали!, 2010

Как и в каждом настольном компьютере, сердцем Pocket PC является микропроцессор, установленный на материнскую плату и соединенный с различными периферийными устройствами при помощи шины. Поскольку основное достоинство Pocket PC это компактность и мобильность, то устройств, подключаемых к нему, существует не очень много. Сначала их вообще не было, но со временем все же появились мобильные клавиатуры и некоторые другие внешние устройства. Поэтому Pocket PC вполне следует известному изречению «все свое ношу с собой».

Владимир Волков, Программирование для карманных компьютеров

Для FireWare существует две разновидности соединительных кабелей: с 4-мя и с 6-ю жилами и, соответственно, два типа розеток. Поскольку на плате контроллера могут быть розетки как на шесть проводов, так и на четыре, то и типов переходных шнуров существует 3 вида (6–6/6-4/4-4). На один канал теоретически можно подключать до 63 устройств, причем к единому шлейфу, без каких-то хабов-концентраторов, как в USB. Мало того, если каждое такое устройство является узлом (т. е. в терминах USB – концентратором), то к нему можно подключить еще до 16 устройств. Если этого недостаточно, то, в соответствии со стандартом IEEE 1394.1, можно дополнительно подключить до 1023 шинных перемычек, которые могут соединять более 64 000 узлов! Такое множество техники «чайник» не в состоянии подключить без ошибок, и на этот случай при неправильном подключении устройств, которое приводит к образованию логической петли, интерфейс выполняет автоматическую коррекцию. Кроме того, в отличие от USB, шина 1394 может поддерживать устройства, работающие на разных скоростях передачи данных. Все это рассчитано на проектирование домашних мультимедиасетей, хотя на практике такие сети встречаются довольно редко.

Ю. В. Ревич, 1001 совет по обустройству компьютера, 2012

Еще одно отличие чипов CX2584x от семейства CX2388x – отсутствие интегрированного моста шины PCI, что, с одной стороны, расширяет сферу применения этих чипов, а с другой – усложняет сборку обычных PCI-ТВ-тюнеров. Как правило, эти чипы можно встретить в моделях с интерфейсом USB2.0 – тюнерах, где за передачу данных отвечает дополнительный контроллер.

Виктор Гольцман, Компьютер + TV: телевидение на ПК, 2008

Особенность сети, построенной по топологии «общая шина», заключается в передаче сигнала сразу всем компьютерам. Чтобы определить, какой из них должен их принять, используется МАС-адрес, который соответствует данной машине, точнее, ее сетевой карте. Адрес зашифровывается в каждый из пакетов, передаваемых по сети. Кроме того, данные в каждый конкретный момент времени может передавать только один компьютер. Это является слабым местом данной топологии, так как с возрастанием количества подключенных компьютеров и устройств, желающих одновременно передавать данные, скорость сети заметно падает.

А. И. Ватаманюк, Домашние и офисные сети под Vista и XP, 2008

• PCI Express x16. Это относительно новый слот. Он использует скоростную шину PCI Express x16 и также предназначен для установки видеокарты. PCI Express x16 и AGP вообще-то конкуренты, но на современных материнских платах их часто устанавливают одновременно. И правильно! У потребителя должен быть выбор!

А. В. Жвалевский, Компьютер без напряга. Энциклопедия, 2010

Большинство современных потребительских звуковых решений строится согласно стандарту АС'97, разработанному корпорацией Intel. Он предусматривает разделение звукового контроллера на две независимые части – цифровой контроллер (DC97) и аналоговый кодек (АС'97), связанные между собой цифровым последовательным каналом AC—Link. Функции цифрового контроллера строго не регламентируются. Он может содержать универсальный или специализированный DSP-процессор для обработки звука, табличный волновой синтезатор, модуль поддержки DOS-звука, кодер и декодер Dolby и DTS и т. п. Может также быть и простым хост-контроллером, отвечающим только за обмен данными между системной шиной и кодеком. Последний вариант хорошо подходит для интеграции, так как требует минимум аппаратных затрат.

Дмитрий Донцов, Сборка компьютера. Легкий старт, -1

Особенность сети, построенной по топологии «общая шина», заключается в передаче сигнала сразу всем компьютерам. Чтобы определить, какой из них должен его принять, используется специальный МАС-адрес, который соответствует данному компьютеру, вернее, его сетевой карте. Адрес зашифровывается в каждый из сигналов, или пакетов, передаваемых по сети. Кроме того, информацию в каждый конкретный момент времени может передавать только одна машина. Это является слабым местом данной топологии, так как с возрастанием количества подключенных машин, которые хотят одновременно пересылать сообщения, скорость передачи заметно падает.

А. И. Ватаманюк, Создание и обслуживание локальных сетей, 2008

Порты шины USB (universal serial bus – универсальная последовательная шина) обязательно присутствуют в любом современном компьютере (см. рис. 1.2). Этот стандарт подключения внешних устройств постепенно пришел на смену последовательному порту. Данные здесь, как и через COM-порт, передаются по двум проводам. По третьему проводу на подключаемые устройства подается напряжение питания +5 В.

Виктор Гольцман, Компьютер + мобильник: эффективное взаимодействие, 2008

Это на первый взгляд кажется, что шина совсем не сложный элемент – есть резина, есть диск, соединить их вместе вот и получится шина. Однако это сложная многофункциональная конструкция, отличающаяся строением радиальных и диагональных, камерных и бескамерных шин, а также рисунками беговой дорожки протектора. Камерная шина при проколе быстро теряет давление – воздух выходит через вентильное отверстие, а в бескамерной воздух выходит только через отверстие прокола, если дыра не слишком велика, то давление теряется очень медленно. Пневматическая шина является наиболее важной частью колеса в современном автомобиле. Она смягчает толчки и удары при движении по дороге, значительно разгружая детали подвески. Происходит это благодаря эластичности шины, а также за счет сжатого воздуха, наполняющего ее. Знание конструкции шины позволит вам выбрать необходимый типоразмер и с определенным рисунком протектора. Протектор на современных шинах, изготовленных по высоким технологиям, создается путем компьютерного моделирования. Применяя передовые технологии конструктора и технологи смогли значительно улучшить управляемость, снизить износ, улучшить топливную экономичность по сравнению с шинами, изготовленными всего несколько лет тому назад. Автомобильную шину можно представить как сложную систему, в которой все взаимосвязано, и для того чтобы при улучшении одних качеств не ухудшить другие, нужно просчитывать каждый шаг, учитывая все без исключения характеристики.

И. В. Мельников, Грузовые автомобили. Шины, 2013

Особенно внимательно следует отнестись к блоку питания. Обычно неопытный пользователь покупает готовый корпус со встроенным блоком питания, забывая, что из экономии такие корпуса обычно комплектуются дешевыми и маломощными блоками. А уже одна видеокарта последнего поколения не только требует отдельного шлейфа питания, но и потребляет до 250 Вт электроэнергии – столько же, сколько буквально пять-шесть лет назад потреблял весь компьютер. Поэтому на блоке питания ни в коем случае нельзя экономить. Стоит обратиться к решениям от таких известных брендов, как Chieftec, Zalman, Thermaltake, Cooler Master. Для мощного компьютера очень желателен блок питания не менее 750 Вт с гарантированным током по 12-вольтовой шине не менее 18–20 А.

Андрей Шишанов, Ландшафтный дизайн и экстерьер в 3ds Max, 2010

Возможность регулирования давления в шинах прямо на ходу появилась еще полвека назад на боевой технике, но изобретение тех времен представляет собой отдельный компрессор, систему трубок и особую конструкцию ступиц – довольно громоздкое решение. Инженерам Goodyear удалось встроить все необходимое оборудование непосредственно в шину. Они сумели обойтись вообще без традиционного электронасоса, да его, пожалуй, и не разместишь в колесе: весит он немало и требует большого количества электроэнергии для питания. Goodyear же использует простой и гениальный подход: шина сама себя накачивает за счет вращения и давления на поверхность дороги. В бортовое кольцо покрышки встроена трубка, один конец которой выходит наружу, а другой – направлен внутрь колеса. В процессе езды трубка сжимается по кругу от своего начала до конца и таким образом засасывает воздух внутрь колеса. Миниатюрный блок управления автоматически поддерживает нужное давление.

С. А. Фаер, Траблшутинг: Как решать нерешаемые задачи, посмотрев на проблему с другой стороны, 2018

В подавляющем большинстве моделей или типов электретных микрофонов питание подается на положительный контакт или вывод, обозначенный знаком +. При этом вывод шины корпуса соединяется с отрицательным контактом источника питания. Однако следует помнить о том, что существуют электретные микрофоны как отечественного, так и импортного производства, в которых питание подается на отрицательный контакт или вывод, а вывод шины корпуса соединяется с положительным контактом источника питания. Поэтому перед практическим использованием выбранного микрофона рекомендуется внимательно изучить особенности его питания по прилагаемому паспорту или по справочным материалам.

М. В. Адаменко, Шпионские штучки, или Секреты тайной радиосвязи, 2010

Внешние приводы, подключаемые через шины FireWire или USB, работают намного медленнее внутренних приводов с интерфейсом IDE, но их можно подключать и отключать во время работы компьютера, не выключая сам компьютер и не перезагружая операционную систему.

Виктор Бахур, Запись CD и DVD. Профессиональный подход, -1

Мы живем в век «гонки компьютерных вооружений». Вот, кажется, придумают разработчики компьютерного «железа» новый тип памяти, мощный процессор, какие-нибудь шины данных хитрые – а тут бац! Новая операционная система! Причем такая «жадная», что забирает всю мощь компьютера, да еще жалуется на нехватку ресурсов. Как говорил один умный человек 12 лет назад: «На всякий Pentium найдется Windows 95». Теперь и Pentium совсем не тот, и Windows 95 – раритет, но принцип остался.

А. В. Жвалевский, Windows Vista без напряга, 2008