Co to jest magistrala sterująca?
Magistrala sterująca to jednostka centralna komputera (CPU), która komunikuje się z innymi urządzeniami wewnątrz urządzenia za pośrednictwem zestawu fizycznych połączeń, takich jak kable lub obwody drukowane. Jest to różnorodna kolekcja sygnałów, w tym odczyt, zapis i przerwanie, które pozwalają procesorowi sterować i monitorować, co robią różne części komputera. Jest to jeden z trzech rodzajów magistrali, które tworzą magistralę systemową lub komputerową. Jego dokładny skład różni się w zależności od procesora.
Ogólnie rzecz biorąc, celem każdej magistrali jest zmniejszenie liczby ścieżek niezbędnych do komunikacji między elementami komputera. Magistrala umożliwia komunikację między komponentami w jednym kanale danych i charakteryzuje się tym, ile informacji może przesłać jednocześnie. Ilość danych jest wyrażana w bitach i odpowiada liczbie fizycznych linii, przez które przesyłane są informacje. Na przykład kabel wstążkowy z 32 drutami może przesyłać 32 bity równolegle.
Każdy komputer ma zwykle wewnętrzną i rozszerzającą magistralę. Magistrala wewnętrzna lub przednia ułatwia komunikację między procesorem a pamięcią centralną, natomiast magistrala rozszerzeń lub wejścia / wyjścia łączy elementy płyty głównej, takie jak dyski twarde i porty. Większość magistrali systemowych zazwyczaj składa się z 50–100 oddzielnych linii fizycznych do komunikacji. Linie te są podzielone na trzy podzespoły lub typy magistrali: magistrala adresu lub pamięci, magistrala danych oraz magistrala poleceń lub sterowania.
Magistrala sterująca jest dwukierunkowa; przesyła sygnały poleceń z CPU i sygnały odpowiedzi ze sprzętu. Pomaga procesorowi synchronizować sygnały poleceń z komponentami komputera i wolniejszymi urządzeniami zewnętrznymi. W rezultacie magistrala sterująca składa się z linii sterujących, z których każda wysyła określony sygnał, taki jak odczyt, zapis i przerwanie. Linie sterujące, które tworzą magistralę sterującą, różnią się między procesorami, ale większość z nich zawiera linie zegara systemowego, linie statusu i linie włączania bajtów.
Na przykład procesor komputera użyje magistrali danych do przesyłania informacji do iz pamięci centralnej. Magistrala sterująca pozwala CPU określić, czy i kiedy system wysyła lub odbiera te dane. Jest tak, ponieważ magistrala sterująca ma linię kontrolną do odczytu i jedną do zapisu, które określają kierunek przepływu informacji (z pamięci do procesora lub z procesora do pamięci). Jeśli CPU musi zapisać jakieś dane do pamięci centralnej, wyśle sygnał na (potwierdz) linię sterującą zapisem magistrali sterującej. Wysłanie sygnału do linii kontrolnej odczytu pozwala CPU odbierać dane z pamięci.
Inne typy magistrali, które tworzą magistralę systemową, to magistrale danych i adresów. Magistrala danych przenosi instrukcje i informacje między wszystkimi funkcjonalnymi elementami komputera. Jest dwukierunkowy i może transmitować tylko w jednym kierunku na raz. Magistrala danych przesyła informacje między CPU a pamięcią, a także między pamięcią a sekcją wejścia / wyjścia.
Magistrala adresowa jest jednokierunkowa i działa jak mapa pamięci. Gdy system komputerowy musi uzyskać dostęp do określonego miejsca w pamięci lub urządzenia wejścia / wyjścia, zapewnia odpowiedni adres na magistrali adresowej. Ten adres jest rozpoznawany przez odpowiedni zespół obwodów, który następnie instruuje odpowiednią pamięć lub urządzenie, aby odczytało lub wysłało dane na szynie danych. Odpowiada tylko lokalizacja urządzenia lub pamięci odpowiadająca adresowi na magistrali adresowej.