Was ist der Systembus in Computern und wie wird er verwendet? • BUOM

12. August 2021

Computerarchitektur ist eine komplexe Aufgabe, die mehrere technische Komponenten umfasst. Fachleute in verschiedenen technischen Bereichen verwenden verschiedene Methoden und Komponenten, wie beispielsweise den Computersystembus, um Daten zu übertragen und die Speicherverarbeitung des Computers zu unterstützen. Wenn Sie an einer Karriere in der Informatik interessiert sind, kann das Verständnis des Konzepts des Computersystembusses Ihr theoretisches Wissen für den Einsatz in der Industrie erweitern. In diesem Artikel definieren wir den Systembus in Computern, erklären seine Funktionsweise, diskutieren Typen und beantworten andere häufig gestellte Fragen zum Konzept.

Was ist ein Systembus?

Der Systembus ist ein Aspekt der Computerarchitektur, der Daten sowohl innerhalb des Computers als auch zwischen Geräten überträgt und teilt. Dies ist die primäre Art und Weise, wie ein Computer Informationen verarbeitet, da sie den Hauptprozessor mit allen anderen internen Hardwarekomponenten des Computers verbindet. Im Wesentlichen ist der Systembus ein Pfad, der aus elektronischen Kabeln besteht, die Daten von der Zentraleinheit (CPU) des Computers zu anderen Bereichen des Computers hin und her übertragen.

Das spezifische Design des Front-Side-Busses variiert je nach Stil, Größe und Anforderungen des jeweiligen Computersystems. Sie können den Systembus des Computers anpassen oder dem System erlauben, mit einem standardisierten Design zu arbeiten. Die Größe und das Design des Systembusses selbst bestimmen die Datenübertragungsrate und die Datenmenge, die der Bus zu einem bestimmten Zeitpunkt übertragen kann.

Wie funktioniert der Systembus?

Der Systembus funktioniert durch den Austausch von Daten und anderen Informationen zwischen verschiedenen Computerhardwarekomponenten. Wenn Sie beispielsweise ein USB-Gerät (Universal Serial Bus) oder einen USB-Anschluss an Ihren Computer anschließen, erkennt der Systembus diese Daten und überträgt sie an die Zentraleinheit des Computers. Dort können Sie Dateien vom USB-Stick in den Speicher Ihres Computers laden, was bedeutet, dass der Systembus sie zur Speicherung vom Prozessor auf die Festplatte Ihres Computers verschiebt.

Der Systembus funktioniert normalerweise abhängig von der Größe und Komplexität des Computers. Zu den Hauptfunktionen des Systembusses gehören jedoch:

• Interne Funktion: Der interne Systembus, auch Speicherbus genannt, verbindet die Hardware im Computer mit lokalen Geräten im Computersystem.

• Externe Funktion: Der externe Systembus, auch Erweiterungsbus genannt, verwendet elektronische Pfade, die grundsätzlich eine Verbindung zu externen Geräten außerhalb des Computersystems herstellen. Wenn Sie beispielsweise einen Computer an einen drahtlosen Drucker oder eine drahtlose Maus anschließen, wird ein externer Systembus verwendet.

• Datenfreigabe: Die Hauptfunktion des Systembusses besteht darin, Daten mithilfe einer parallelen Struktur von einem Ort zum anderen zu übertragen. Die Menge der gleichzeitig gemeinsam genutzten Daten hängt von der Größe des Systembusses ab. Beispielsweise verfügen die Computersysteme eines großen Unternehmens möglicherweise über größere Kommunikationsfähigkeiten als ein Heimcomputer.

• Adressierung: Mit dieser Funktion können Benutzer Informationen über bestimmte Daten zwischen Speicherorten im Hauptspeicher des Computers übertragen. Es weist das System darauf hin, wohin bestimmte Daten übertragen werden sollen.

• Strom: Diese Funktion versorgt jedes der verschiedenen Geräte, die an das Hauptcomputersystem angeschlossen sind, mit Strom. Dies trägt dazu bei, dass der Systembus des Computers mit der entsprechenden Geschwindigkeit arbeitet.

Welche Arten von Systembussen gibt es?

Es gibt drei Arten von Bussen, die jeweils separat arbeiten und ihren eigenen Zweck und ihre eigene Funktion haben. Sie bilden den Systembus. Jeder Bustyp folgt einem einzigartigen Satz von Anweisungen, die eine genaue Datenübertragung ermöglichen. Diese drei Typen sind:

• Datenbus: Der Datenbus überträgt die eigentlichen Daten zwischen dem Hauptprozessor, dem Speicher und allen anderen internen Hardwarekomponenten des Computers. Es funktioniert zwischen Computerteilen oder Geräten, um den Datenfluss zu erhöhen, indem Daten zur oder von der CPU oder von einem Gerät zum anderen übertragen werden.

• Adressbus: Der Adressbus teilt dem System mit, woher Daten kommen oder gehen. Normalerweise nimmt dieser Bus Daten von der CPU entgegen und speichert sie an einer bestimmten Stelle im Speicher des Computers oder umgekehrt.

• Steuerbus: Der Steuerbus definiert die Funktionsweise des Systembusses und verwaltet die Steuerung, das Timing und die Koordination der Busse, um eine verzerrungsfreie Datenübertragung sicherzustellen. Dieser Bus ist wichtig für Genauigkeit und Sicherheit, da er die Daten während der Übertragung schützt.

Wie nutzen Sie den Systembus?

Sie nutzen den Systembus, indem Sie mit den Standardbussen arbeiten, die mit dem Computer geliefert werden, oder indem Sie eigene Busse installieren und konfigurieren, was für den Programmierer ein einfacher Vorgang sein kann. Normalerweise leitet ein zentraler Bus Befehle über die Leitung weiter, bis er den gewünschten Bus erreicht. Obwohl die Systemkomplexität von der Größe des Computers abhängt, umfasst ein Minimalsystem einen von jedem Bustyp. Wenn Sie als Ingenieur die Kontrolle über das Design des Systembusses haben, können Sie entscheiden, einzigartige Verwendungsmöglichkeiten des Systems entsprechend Ihren Anforderungen zu implementieren.

Zwei unterschiedliche Ansätze zur Implementierung des Systembusses umfassen:

• Synchron: Ein synchroner Systembus arbeitet mit hoher Geschwindigkeit, da er gleichzeitig mit der Uhr des Computers läuft. Diese Methode verfügt über ein festes Protokoll für die zeitbezogene Kommunikation und den Datenaustausch.

• Asynchron: Der asynchrone Systembus arbeitet unabhängig von der Uhr und bietet die Möglichkeit, eine Verbindung zu verschiedenen oder mehreren Geräten herzustellen. Es handelt sich im Wesentlichen um eine manuelle Art, einen Bus zu fahren.

Welche Berufe nutzen den Systembus?

Viele IT- und Technologiefachleute nutzen den Computersystembus. Sie können regelmäßig mit Systembussen interagieren, indem Sie einen Job in den Bereichen Technologie, Datensicherheit, Softwareentwicklung oder Computerarchitektur annehmen. Typischerweise erfordern diese Berufe Bildung, Ausbildung und Erfahrung als Qualifikationen für eine Beschäftigung. Für einige Positionen kann jedoch eine Ausbildung am Arbeitsplatz vorgesehen sein. Zu den Fachleuten, die diese Technologie verwenden, können gehören:

• Softwareentwickler

• Qualitätskontrollingenieur

• Full-Stack-Entwickler

• Chefingenieur

• Dateningenieur

• Ingenieur für maschinelles Lernen

• Informatiker

Wenn Sie eine Karriere in diesem Bereich anstreben, ist es wichtig, die unterschiedlichen Anforderungen für jede Position zu verstehen. Einige umfassen möglicherweise eine zusätzliche Ausbildung und höhere Abschlüsse, während für andere Positionen spezielle Zertifizierungen erforderlich sind. Da Datensicherheit ein wichtiger und wachsender Bereich ist und der Job umfassende technische Kenntnisse und Fähigkeiten erfordert, ist es oft besser, eine Ausbildung und Erfahrung zu sammeln, um sich besser auf die Arbeit in der Branche vorzubereiten.