1.2Основные показатели работы шины

1.2.1.Тактовая частота шины

Работа любого цифрового компьютера зависит от тактовой частоты, которую определяет кварцевый резонатор. Он представляет собой оловянный контейнер в который помещен кристалл кварца. Под воздействием электрического напряжения в кристалле возникают колебания электрического тока. Вот эта самая частота колебания и называется тактовой частотой. Все изменения логических сигналов в любой микросхеме компьютера происходят через определенные интервалы, которые называются тактами. Отсюда сделаем вывод, что наименьшей единицей измерения времени для большинства логических устройств компьютера есть такт или еще по другому – период тактовой частоты. Проще говоря – на каждую операцию требуется минимум один такт (хотя некоторые современные устройства успевают выполнить несколько операций за один такт). Тактовая частота, применительно к персональным компьютерам, измеряется в МГц, где Герц – это одно колебание в секунду, соответственно 1 МГц – миллион колебаний в секунду. Теоретически, если системная шина Вашего компьютера работает на частоте в 100 МГц, то значит она может выполнять до 100 000 000 операций в секунду. К слову сказать, совсем не обязательно, что бы каждый компонент системы обязательно что-либо выполнял с каждым тактом. Существуют так называемые пустые такты (циклы ожидания), когда устройство находится в процессе ожидания ответа от какого либо другого устройства. Так, например, организована работа оперативной памяти и процессора (СPU), тактовая частота которого значительно выше тактовой частоты ОЗУ.

1.2.2.Разрядность шины

Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров. Шина состоит из нескольких каналов для передачи электрических сигналов.

Компьютер может одновременно оперировать ограниченным набором единиц информации. Этот набор зависит от разрядности внутренних регистров. Разряд — это хранилище единицы информа­ции. За один рабочий такт компьютер способен обработать столько информации, сколько может поместиться в регистрах.

Если регистры могут хранить восемь единиц информации, то они 8-разрядные и процессор 8-разрядный (если регистры 16-разрядные, то и процессор 16-разрядный и т. д.). Чем выше разрядность процес­сора, тем большее количество информации он сможет обработать за один такт.

На текущий момент применяются 32- и 64-разрядные централь­ные процессоры.

1.2.3.Пропускная способность шины

Часто используется в качестве критерия сравнения возможностей шин различной архитектуры максимальная пропускная способность шины. Её можно рассчитать, умножив её рабочую частоту на количество байт, передающихся в одном такте (ширину полосы пропускания). Таким образом теоретически скорость обмена по шине ISA может достигать 16 Мбайт/с , по шине EISA - 33 Мбайт/с , а по шине PCI - 533 Мбайт/с .

Например, системная шина процессора Pentium имеет частоту 66,67 Мгц и ширину полосы пропускания 8 байт. Поэтому максимальная пропускная способность шины Pentium, т.е. PCI составляет 66,67х8 или 533 Мбайт/с . Если процессор имеет тактовую частоту выше частоты системной шины и/или способен исполнять несколько инструкций в одном такте, он может полностью использовать пропускную способность шины. Это приводит к задержкам, существенно снижающим производительность операций. Увеличение пропускной способности требует увеличения либо тактовой частоты, либо ширины полосы пропускания шины.