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O que é um bus informático?

Março 2015

Introdução à noção de bus


Chama-se bus, em informática, ao conjunto de ligações físicas (cabos, pistas de circuitos impressos, etc.) que podem ser usadas conjuntamente pelos vários elementos materiais a fim de comunicar.

Os bus têm como objectivo reduzir o número "de vias" necessárias para a comunicação dos diferentes componentes, passando as comunicações por uma só via de dados. É a razão pela qual a metáfora "de autoestrada de dados" às vezes é utilizada.




Se a linha serve unicamente para a comunicação de dois componentes materiais, fala-se de porta material (porta série, porta paralela, etc.).

Características de um bus


Este volume, exprimido em bits, corresponde ao número de linhas físicas sobre as quais os dados são enviados de maneira simultânea. Uma cobertura de 32 fios permite assim transmitir 32 bits em paralelo. Fala-se assim "de amplitude" para designar o número de bits que um canal pode transmitir simultaneamente.

Por outro lado, a velocidade do canal é definida igualmente pela sua frequência (exprimida em Hertz), ou seja o número de pacotes de dados enviados ou recebidos por segundo. Fala-se de ciclo para designar cada envio ou recepção de dados.

Desta maneira, é possível conhecer o débito máximo do canal (ou taxa de transferência máxima), ou seja, a quantidade de dados que pode transportar por unidade de tempo, multiplicando a sua amplitude pela sua frequência. Um canal de uma amplitude de 16 bits, cadenciado em uma frequência de 133 MHz possui por conseguinte um débito igual :

16 * 133.106 = 2128*106 bit/s,   
soit 2128*106/8 = 266*106 octets/s   
soit 266*106 /1000 = 266*103 Ko/s   
soit 259.7*103 /1000 = 266 Mo/s
</pre>

Subconjuntos de bus


Na realidade, cada canal é constituído geralmente por 50 a 100 linhas físicas distintas, classificadas em três subconjuntos funcionais :

  • O canal de endereços (chamado às vezes canais de endereçamento ou canais memória) transporta os endereços memória aos quais o processador deseja aceder para ler ou escrever um dado. Trata-se de um canal unidirecional.
  • O canal de dados veicula as instruções em proveniência ou a destino do processador. Trata-se de um canal bidiretivo.
  • O canal de controlo (às vezes canal de encomendas) transporta as ordens e os sinais de sincronização provenientes da unidade de comando e com destino ao conjunto dos componentes materiais. Trata-se de um canal direcional na medida em que transmite igualmente os sinais de resposta dos elementos materiais.

Os principais bus


Distingue-se geralmente, num computador, dois bus principais:

  • o canal sistema (chamado também canals internos, em inglês internal bus ou front-side bus, notados FSB). O canal sistema permite ao processador comunicar com a memória central do sistema (memória viva ou RAM).
  • o canal de extensão (às vezes chamado canais de entrada/saída) permite aos diversos componentes da placa-mãe (USB, série, paralela, placas ligadas aos conectores PCI, discos duros, leitores e gravadores de CD-ROM, etc.) comunicar entre eles mas permite sobretudo a adição de novos periféricos graças aos conectores de extensão (chamados slots) ligados ao canal de entrada/saída.

O chipset


Chama-se chipset (em português "jogo de componentes") ao elemento encarregado de comutar as informações entre os diferentes canais do computador a fim de permitir a todos os elementos constitutivos do computador comunicar entre eles. O chipset era composto originalmente por um grande número de componentes eletrônicos, o que explica o seu nome. É composto geralmente de dois elementos:

  • O NorthBridge (Pont Nord ou Northern Bridge, chamado igualmente controlador memória) está encarregado de controlar as trocas entre o processador e a memória viva, é a razão pela qual está situado geograficamente próximo do processador. Às vezes chamam-no GMCH, para Graphic and Memory Controlar Hub.
  • O SouthBridge (Pont Sud ou Southern Bridge, chamado igualmente controlador de entrada/saída ou controlador de extensão) gere as comunicações com os periféricos de entrada/saída. A ponte sueste é igualmente chamada ICH (I/O controlar Hub).

Fala-se geralmente de bridge para designar um elemento de interconexão entre dois canals.

[Image: http://static.commentcamarche.net/...|480px|architecture système d'un ordinateur de type PC]


É interessante notar que, para comunicar, dois canais têm necessidade de ter a mesma amplitude. Isto explica porque é que os módulos de memória viva devem às vezes ser emparelhados em certos sistemas (por exemplo, no primeiro Pentium, cuja amplitude do canal processador era de 64 bits, era necessário instalar módulos memória de uma amplitude de 32 bits por par).

Eis um quadro que recapitula as características dos principais canals :


NormaAmplitude do (bits)Velocidade do bus (MHz)Banda concorrida (Mo/sec)
ISA 8-bit88.37.9
ISA 16-bit168.315.9
EISA328.331.8
VLB3233127.2
PCI 32-bit3233127.2
PCI 64-bit 2.16466508.6
AGP3266254.3
AGP(x2 Mode)3266x2528
AGP(x4 Mode)3266x41056
AGP(x8 Mode)3266x82112
ATA33163333
ATA1001650100
ATA1331666133
Serial ATA (S-ATA)1180
Serial ATA II (S-ATA2)2380
USB11.5
USB 2.0160
Firewire1100
Firewire 21200
SCSI-184.775
SCSI-2 - Fast81010
SCSI-2 - Wide161020
SCSI-2 - Fast Wide 32 bits321040
SCSI-3 - Ultra82020
SCSI-3 - Ultra Wide162040
SCSI-3 - Ultra 284040
SCSI-3 - Ultra 2 Wide164080
SCSI-3 - Ultra 160 (Ultra 3)1680160
SCSI-3 - Ultra 320 (Ultra 4)1680 DDR320
SCSI-3 - Ultra 640 (Ultra 5)1680 QDR640
Para uma leitura offline, é possível baixar gratuitamente este artigo no formato PDF:
O-que-e-um-bus-informatico.pdf

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