Barramento de dados:o poderoso subsistema para transferência de dados

Você já se perguntou como funciona a transferência de dados? Ou a capacidade do computador de transferir dados entre seus componentes deixa você curioso? O barramento de dados é o que faz a mágica acontecer.

Curiosamente, existem diferentes tipos de barramentos de dados. E essas variantes vêm com diferentes recursos de transferência de dados. No entanto, a questão aqui é:Como funciona um barramento de dados?

Este artigo ensinará tudo sobre um barramento de dados e como ele funciona. Você também aprenderá a diferença entre um banco de dados e um barramento de dados.

Vamos começar!

O que é um barramento de dados

Um barramento de dados é um subsistema que está conosco desde os primórdios dos computadores pessoais. Os barramentos de dados são responsáveis ​​pela transferência de dados em qualquer placa-mãe ou placa de sistema. Normalmente, essas transferências de dados são de um componente para outro, incluindo a CPU e a memória.

Placa-mãe

Além disso, os barramentos de dados podem iniciar transferências de dados entre dois computadores. Na verdade, um único barramento de dados pode lidar com muitos bits de dados. A capacidade de transferência de dados de cada barramento de dados é o que chamamos de largura de banda.

Além disso, um tamanho de barramento de dados padrão é geralmente de 32 bits. Em outras palavras, o barramento de dados pode transferir até 32 bits de dados por segundo.

No entanto, com tecnologia mais avançada, agora temos barramentos de dados de 64 bits e 96 bits. Além disso, temos dispositivos que podem lidar com as taxas de bits mais altas desses barramentos de dados.

Por que os controladores de barramento são importantes?

Houve um problema com as primeiras placas-mãe de computadores pessoais. Essas placas-mãe usavam barramentos de dados que não conseguiam distinguir entre a memória e os periféricos de um computador. Por quê? Porque eles tinham conexões diretas.

A conexão direta causou vários problemas. Por exemplo, dispositivos acesos forçados a usar a mesma velocidade de operação. Como resultado, tínhamos muitos PCs lentos que frequentemente travavam.

Homem frustrado no PC lento

No entanto, os desenvolvedores conseguiram resolver esse problema com controladores de barramento. Os controladores de barramento ajudam a separar a memória do computador e a CPU dos dispositivos periféricos. Portanto, CPUs e memórias podem rodar em velocidades diferentes e mais rápidas sem afetar os periféricos.

Isso não é tudo. Com controladores de barramento, as placas de expansão podem se comunicar diretamente umas com as outras. Além disso, eliminou a necessidade de passar pela CPU, permitindo transferências de dados mais rápidas.

Além disso, velocidades de barramento lentas se traduzem em sistemas de computador lentos.

CPU

Diferença entre banco de dados e barramento de dados

Não é incomum pensar que os barramentos de dados têm bancos de dados. Embora esse equívoco pareça plausível, o barramento de dados e o banco de dados são dois conceitos diferentes. Simplificando, um barramento de dados lida com dados em movimento, enquanto um banco de dados lida com dados ociosos.

Na verdade, um banco de dados é como uma unidade de armazenamento. Ou seja, ele armazena as informações que você pode acessar ou pesquisar posteriormente. Portanto, ele se concentra no armazenamento centrado em dados.

Unidade de armazenamento

Ao contrário, um barramento de dados é orientado à transferência. Portanto, ele se concentra na comunicação entre os componentes e lida com dados de entrada e saída. Além disso, ele lida com a interação centrada em dados.

Inegavelmente, não há banco de dados em um barramento de dados. O conceito de banco de dados está relacionado ao armazenamento. Por outro lado, os barramentos de dados usam o espaço de dados global virtual e implicam na transferência de dados.

Tipos de barramentos de dados

Dividimos os tipos de barramentos de dados em duas categorias, incluindo dados paralelos e dados seriais e barramentos de dados internos e externos. Vejamos mais de perto esses tipos.

Barramento de dados paralelos e seriais

Você pode encontrar barramentos de dados seriais e paralelos em computadores mais modernos. Embora ambos os barramentos de dados tenham recursos diferentes, eles trabalham juntos em um computador para uma transferência de dados mais rápida e confiável.

Um barramento de dados paralelo pode transferir dados simultaneamente em vários caminhos. No entanto, cada caminho transporta apenas um bit de dados. Bons exemplos de barramentos de dados paralelos incluem PC card (Personal Computer Card), SCSI (Small Computer System Interface) e ATA (Advanced Technology Attachment).

Por outro lado, os barramentos de dados seriais têm apenas um caminho. Mas, este caminho pode transportar todos os bits individualmente. Exemplos de barramentos de dados seriais que você pode encontrar hoje incluem um SCSI conectado em série, FireWire, Serial ATA e o conhecido Universal Serial Bus (USB).

USB

Buss de dados internos e externos

Quase não existem computadores sem barramentos de dados internos e externos. Um barramento de dados interno ou barramento local cria conexões entre todos os componentes de uma placa-mãe.

Curiosamente, um barramento de dados externo lida com todos os periféricos da placa-mãe. A maioria dos computadores vem com diferentes barramentos externos. No entanto, os dispositivos externos em questão determinam o tipo de cabo externo, como conexões HDMI e VGA.

HDMI

Barramento de controle e endereço

Barramento do sistema de computador

Os barramentos de controle e endereço são outros tipos de barramentos de computador. Sempre que o barramento de dados envia dados, o barramento de endereço os recebe primeiro antes de permitir que o barramento de controle execute os dados. Vamos dar uma olhada em como esses dois barramentos de computador funcionam.

Barramento de controle

As CPUs usam o barramento de controle para se comunicar com outros componentes em uma placa-mãe. No entanto, você só pode usar conexões de cabos e placas de circuito impresso para fazer essa comunicação. Além disso, o barramento de controle é uma das peças essenciais para computadores.

Os barramentos de controle também são bidirecionais e permitem a transferência de dados bidirecional entre os componentes. Além disso, esses barramentos ajudam as CPUs a organizar os sinais de controle para recursos externos e ferramentas internas.

Além disso, várias linhas compõem um barramento de controle. Essas linhas incluem linhas de sinal de habilitação de byte, status, interrupção e leitura/gravação.

Mais importante, o barramento de controle é como a mente de uma CPU. A CPU não detectará quando o sistema receber ou enviar dados de forma independente. Portanto, um sistema de computador precisa de um barramento de controle para funcionar corretamente.

Endereço de ônibus

O barramento de endereços é igualmente essencial para um sistema de computador. Enquanto o barramento de dados envia/recebe dados e o barramento de controle os executa, o barramento de endereço recebe e determina a transmissão.

A CPU também precisa do barramento de endereços para saber para onde enviar comandos de leitura/gravação. Além disso, as CPUs podem escrever e ler todos os barramentos de endereço na forma de bits.

Curiosamente, os sistemas com barramentos de endereço de 32 bits só podem endereçar o espaço máximo de memória de quatro gibibytes. Ao contrário, sistemas com barramentos de endereço de 64 bits podem acessar espaços de memória maiores, até 16.384 pebibytes. No entanto, o sistema operacional deve ser capaz de lidar com esses barramentos de endereço.

Alguns desenvolvedores acreditam que o barramento de endereços é uma coleção de fios que podem transmitir endereços de dispositivos de E/S (ligados e desligados) ou memórias de computador. Portanto, isso implica que os barramentos de endereço são não direcionais.

Podemos usar o microprocessador Intel 88085 com um barramento de endereços de 16 bits como exemplo. Como o processador utiliza um barramento de endereços de 16 bits, ele pode endereçar até 665.5536 locais de memória. Ele também combina vários sinais em um barramento de dados de 8 bits.

Assim, todos os bits de endereço significativos transmitem através de um barramento de endereços, enquanto o LSB se move através de barramentos de dados multiplexados.

Multiplex

Últimas palavras

Sistema de ônibus

O subsistema de barramento de dados está conosco há algum tempo. Felizmente, vimos melhorias significativas que ajudam a desenvolver sistemas de processamento de dados mais rápidos.

Sem dúvida, os problemas de velocidade causados ​​pelos sistemas de barramento simples não seriam suficientes para os computadores atuais. Além disso, a conexão direta de barramentos de dados significava que todos os componentes funcionavam na mesma velocidade. Assim, aumentar a velocidade da CPU e da memória foi bastante desafiador.

No entanto, o controlador de barramento e outros sistemas de barramento são soluções eficazes que resolveram o problema de velocidade. Assim, temos sistemas de alto desempenho com barramentos de dados maiores (até 96 bits).

Entre em contato conosco se tiver alguma dúvida.