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Ein (PC-)Bus ist ein System von parallelen Leitungen zur Datenübertragung zwischen einzelnen Systemkomponenten, d.h. zwischen Mikroprozessoren, Hauptspeichern, Schnittstellen und Erweiterungskarten.
Oberbau
Datenbus: Die jeweiligen Ergebnisse werden schließlich über den Datenbus zu den jeweiligen Geräten transportiert (steuert die Datenübertragung). Adressbus: Die Rechenaufgaben selbst werden über den Adressbus transportiert, (Ein Adressbus ist ein Computerbus, der zur Angabe einer physikalischen Adresse verwendet wird), da die CPU nur mit Adressen rechnen kann. Es steuert die Auswahl der Geräte und die Adressierung innerhalb der Geräte. Steuerbus: Es steuert die Zugangskontrolle und sendet Steuersignale. Versorgungsbus: Es regelt schließlich die Stromversorgung und die Taktleitungen. Die Anzahl der gleichzeitig übertragenen Bits wird als Busbreite bezeichnet. Die Busbreite ist entscheidend für die Geschwindigkeit der Datenübertragung und für die Betriebsgeschwindigkeit des Prozessors. Es wird zwischen den folgenden Normen unterschieden: ISA, EISA, VLB, PCI, SCSI ISA (Industry Standard Architecture): ISA ist ein Computerbusstandard für IBM-kompatible PCs mit einer Datenbusbreite von 16 Bit. Der Bus wird in der Regel mit 8 MHz betrieben und stellt in der Originalversion einen einfachen Ausweg aus dem Systembus dar. Als Nut dient ein zweiteiliger Schlitz. Der längere Ab
schnitt entspricht dem XT-Slot (einem älteren Bussystem), während der kürzere Abschnitt die zusätzlichen Signale des AT (Vorgänger des ISA) enthält. Damit konnten die XT-Steckkarten zunächst weiter verwendet werden. Seit 1990 sind die meisten IBM PC m (der IBM Personal Computer, allgemein bekannt als der IBM PC, ist die Originalversion und der Vorläufer der IBM PC kompatiblen Hardwareplattform) otherboards mit mehreren PCI-Steckplätzen und nur wenigen ISA-Steckplätzen ausgestattet. Die ISA-Steckplätze werden über eine PCI-ISA-Bridge gesteuert (zumindest für Mainboards für Prozessoren ab dem Pentium), da der alte PC-Systembus ab dem Pentium auf diese Weise nicht mehr existiert. Seit Ende 1990 haben fast alle PCs überhaupt keine ISA-Steckplätze mehr. Aber auch in den neuesten PCs ist die ISA-Technologie noch auf dem Motherboard verfügbar, (Ein Motherboard ist die Hauptplatine, die in universellen Mikrocomputern und anderen erweiterbaren Systemen zu finden ist), da z.B. Tastatur-, Maus- und Diskettencontroller m (Ein Diskettencontroller ist ein Spezialchip und eine zugehörige Diskettencontrollerschaltung, die das Lesen und Schreiben von und das Schreiben auf das Diskettenlaufwerk eines Computers leitet und steuert), muss während des Betriebssystems über ISA zugänglich sein (Ein Betriebssystem ist eine Systemsoftware, die Computerhardware und -software verwaltet und gemeinsame Dienste für Computerprogramme bereitstellt). ISA-Busse wurden und werden auch in Industrie-PCs eingesetzt. Dort haften die “alten” Systeme aufgrund der viel längeren Lebensdauer. Unter der Führung großer Hardwarehersteller, allen voran IBM (International Business Machines Corporation ist ein amerikanisches multinationales Technologieunternehmen mit Sitz in Armonk, New York , USA , und Niederlassungen in über 170 Ländern) wurde die Extended Version des ISA-Busses, kurz EISA, entwickelt.
Der EISA-Slot ist voll kompatibel mit den ISA-Slots. Die Steckerkontakte waren in 2 Ebenen angeordnet. Somit gibt es oben 16 Bit und unten 16 Bit. Die ISA-Kontakte befinden sich im Obergeschoss, während sich die neuen EISA-Kontakte auf der unteren Ebene befinden. Auf diese Weise können alte ISA-Erweiterungskarten weiterhin in einem EISA-Mainboard verwendet werden. Der Bus wird ebenfalls mit 8,33 MHz getaktet, ergibt aber in Verbindung mit einer 32-Bit breiten Übertragung eine maximale Übertragungsrate von 33 MByte/s. EISA p (The Extended Industry Standard Architecture ist ein Busstandard für IBM PC-kompatible Computer) lug-in-Karten wurden in hochwertigen Computern (z.B. Netzwerkservern) eingesetzt. Auch heute noch sind einzelne EISA-Computer im Einsatz, meist als Server. Die Erweiterung eines Computers mit einer neuen EISA-Steckkarte war angenehm einfach: Der damals volle 32-Bit-Betrieb lieferte die nötige Leistung, die man sich wünschen konnte. Aber auch die EISA konnte sich nicht durchsetzen, denn die Nachfrage nach dem Massenmarkt stieg schneller und die Preise für dieses Bussystem waren einfach zu hoch. Die Entwicklung der VLB basierte darauf, dass insbesondere bei der Übertragung von Videodaten eine hohe Übertragungsleistung gefordert war. Der VLB ist kein völlig neues Bussystem, sondern eine Erweiterung des ISA-Busses. Der Bustakt des VLB ist immer identisch mit dem Takt der CPU. So ist es beispielsweise möglich, den gesamten Adressbereich von 4GByte mit Grafikkarten zu nutzen. Der VLB-Steckplatz kommt ohne den 16-Bit-ISA-Steckplatz nicht aus (Industry Standard Architecture ist ein Retronym-Term für den 16-Bit internen Bus von IBM PC/AT und ähnlichen Computern, die auf dem Intel 80286 und seinen unmittelbaren Nachfolgern in den 1980er Jahren basieren), da hier die Adress- und Steuersignale geroutet werden. Nach den VESA-Spezifikationen darf das VLB nur an drei Steckplätze angeschlossen werden und die Taktfrequenz von 40MHz nicht überschreiten. Häufig werden die Mainboards jedoch mit mehr Steckplätzen angeboten und laufen mit einer Taktfrequenz o (Die Taktfrequenz bezieht sich typischerweise auf die Frequenz, mit der ein Chip wie eine Zentraleinheit, ein Kern eines Multicore-Prozessors, läuft und als Indikator für die Prozessorgeschwindigkeit verwendet wird) f 50MHz, was zu Problemen führen kann (Ausfall des Systemboards oder der Steckkarten). Ein Problem mit den VLB-Steckkarten war, dass sie durch die laufenden Änderungen der VESA-Definitionen teilweise inkompatibel wurden. Die Branche konnte sich nicht darauf verlassen, dass es irgendwann zu einer einheitlichen Standardisierung kommen würde. So wurde der VESA Local Bus nicht zum erhofften neuen Standard.
Stattdessen wurde der PCI-Bus bevorzugt. Damit war das Ende der VLB erreicht. Heute wird der VESA-Lokalbus i (der VESA-Lokalbus ist ein kurzlebiger Erweiterungsbus, der hauptsächlich in PCs eingesetzt wurde) nicht mehr verwendet. Einige industrielle Systeme verwenden ein System, das auf VESA basiert. Solche Industrie-PCs (Ein Industrie-PC ist eine x86 PC-basierte Computerplattform für industrielle Anwendungen) werden sehr häufig für die Maschinensteuerung eingesetzt. Entwickelt wurde es von Intel t (Intel Corporation ist ein amerikanisches multinationales Unternehmen und Technologieunternehmen mit Sitz in Santa Clara, Kalifornien , das von Gordon Moore und Robert Noyce gegründet wurde), um ein geeignetes Bussystem für den Pentium-Prozessor an seiner Seite zu haben. Der PCI-Bus führte im Vergleich zum VLB lange Zeit ein Schattendasein, hat ihn aber durch den zunehmenden Einsatz des Pentium-Prozessors inzwischen fast verdrängt. Der PCI-Bus war eine komplette Neuentwicklung und erforderte für den Betrieb keinen ISA-Slot. Der Bustakt ist synchron zur CPU c (Eine Zentraleinheit ist die elektronische Schaltung in einem Computer, die die Anweisungen eines Computerprogramms ausführt, indem sie die in den Anweisungen angegebenen Grundrechenarten, logischen, Steuerungs- und Ein-/Ausgabevorgänge durchführt) sperrt und zu Beginn maximal 33 MHz und später 66 MHz erlaubt ist. Der PCI-Bus hat eine 64-Bit-Busbreite, wobei der 64-Bit-Abschnitt durch eine Brücke vom 32-Bit-Standardbus getrennt ist. Die maximale Datenübertragungsrate steigt im Burst-Modus f auf 133 MByte/s (Burst-Modus ist ein allgemeiner Elektronikbegriff, der sich auf jede Situation bezieht, in der eine Vorrichtung Daten wiederholt überträgt, ohne alle Schritte zu durchlaufen, die erforderlich sind, um jedes Datenstück in einer separaten Transaktion zu übertragen) oder ein 32-Bit d (32-Bit ist auch ein Begriff für eine Generation von Mikrocomputern, bei denen 32-Bit-Mikroprozessoren die Norm sind) ata-Bus und auf 266 MByte/s für einen 64-Bit-Datenbus. (In der Computerarchitektur ist ein Bus ein Kommunikationssystem, das Daten zwischen Komponenten innerhalb eines Computers oder zwischen Computern überträgt) Aufgrund der engen Kontakte ist der PCI-Steckplatz trotz seiner 188 Kontakte recht kompakt. Das Grundprinzip des PCI-Busses ist die Verwendung von Brücken, die die Verbindung zwischen dem PCI-Bus und anderen Bussystemen (z.B. PCI-to-ISA-Brücke) herstellen. PCI-Bus u (Conventional PCI, oft kurz PCI genannt, ist ein lokaler Computerbus zum Anschluss von Hardwaregeräten an einen Computer) Nits wie Grafikkarten, LAN- und SCSI-Hostadapter werden auch als PCI-Agenten bezeichnet.
Damit war der Weg frei für moderne Plug & Play-Betriebssysteme. MS WIN 95 unterstützte diese Funktionen erstmals. Kurz darauf kamen auch die anderen Betriebssysteme mit Plug & Play-Funktionen auf den Markt. Abkürzung für “Small Computer System Interface” Standard für Schnittstellen und Bussysteme mit hohen Übertragungsraten. Die Peripheriegeräte, die diesen Standard unterstützen, können an eine einzige Erweiterungskarte a (In Computing, die Erweiterungskarte, das Erweiterungsboard, das Erweiterungsboard, die Adapterkarte oder die Zubehörkarte, ist eine Leiterplatte, die in einen elektrischen Stecker eingesetzt werden kann, oder einen Erweiterungssteckplatz auf einem Computer-Motherboard, einer Backplane oder einer Steigerkarte angeschlossen werden, um einem Computersystem über den Erweiterungsbus Funktionalität hinzuzufügen) und benötigen nur einen Treiber. SCSI-Bussysteme sind für verschiedene Busbreiten und -typen erhältlich. Je nach SCSI-Standard können bis zu 15 Geräte gleichzeitig an einem SCSI-Bus gesteuert werden. Solange es sich um Geräte handelt, die nicht gleichzeitig betrieben werden, wie Scanner, CD-ROMs und Bandlaufwerke, ist die Leistung von Fast-SCSI in der Regel ausreichend. Mit dem zusätzlichen Betrieb von Festplatten ist Wide- oder Ultra-SCSI jedoch angesichts der steigenden Geschwindigkeit von Festplatten sinnvoll. Ein SCSI-Bus wird jedoch nur dann voll ausgelastet, wenn mehrere schnelle Komponenten den Kanal gleichzeitig nutzen. Hier sind einige SCSI-Typen: SCSI 1: Dieser Standard ist die Mutter aller SCSI-Standards. Sie definiert die asynchrone, 8 Bit breite Datenübertragung mit maximal 5 MByte pro Sekunde. Alle anderen Normen basieren auf dieser Vereinbarung. Adapter, die nur den SCSI-1 s-Tandard unterstützen (Parallel SCSI ist die früheste der Schnittstellenimplementierungen in der SCSI-Familie), sind komplett vom Markt verschwunden. Fast SCSI erreicht einen Datendurchsatz von 10 MByte pro Sekunde. Die Geschwindigkeitssteigerung dieser 8-Bit-Variante ist auf die Verdoppelung des Bustaktes auf 10 MHz zurückzuführen. Wide SCSI ist der Name der Vereinbarung, in der der bisher 8 Bit breite Bus auf 16 Bit erweitert wird. Dies führt auch zu einer Verdoppelung der Datenrate auf 10 MByte pro Sekunde. Fast Wide SCSI ergibt sich aus der Verdoppelung der Busbreite des Fast SCSI-Standards von acht auf 16 Bit. Mit solchen Adaptern können Datenraten von 20 MByte pro Sekunde bei einem Bustakt von 10 MHz erreicht werden. Ultra Wide SCSI a (Small Computer System Interface ist eine Reihe von Standards für die physische Verbindung und Übertragung von Daten zwischen Computern und Peripheriegeräten) ccelerates Datenübertragung bei 16-Bit (16-Bit ist auch ein Begriff für eine Generation von Mikrocomputern, in denen 16-Bit-Mikroprozessoren die Regel waren) SCSI-Bus getaktet bei 20 MHz zu beeindruckenden 40 MBytes pro Sekunde.