คือเส้นทางที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกันเป็นระบบเดียวกัน ทั้งภายในแผงวงจรหลัก และอุปกรณ์ที่อยู่บน Slot ของระบบบัสส่วนเชื่อมโยงต่างๆ ส่วนประกอบภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ จะถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกันโดยวงจรทางไฟฟ้า ที่เรียกว่าระบบบัส
บัสที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์คือ ชุดของการเชื่อมต่อแบบขนานอย่างง่าย ซึ่งมีอยู่บนแผงวงจรหลักของระบบคอมพิวเตอร์ ชิ้นส่วนการควบคุมต่าง ๆ
ส่วนประกอบของระบบบัส
•เส้นทาง หมายถึง เส้นทางที่ข้อมูลเดินผ่าน ส่วนใหญ่จะสังเกตเป็นเส้นบนเมนบอร์ด
•ชิปควบคุม ทาหน้าที่ บริหารการเข้าใช้บัสของชิ้นส่วนต่าง ๆ และทา หน้าที่ป้องกันปัญหา ขัดแย้ง เนื่องจากการแย่งใช้บัสในเวลาเดียวกัน
•สล็อตต่อขยาย อย่างที่กล่าวไว้แล้วว่าระบบบัสไม่ใช่แค่สื่อสารระหว่างชิ้นส่วนภายในเครื่องพีซีเท่านั้น ยังสื่อสารกับการ์ดเสริม
ผลของความเร็วบัส
เนื่องจากบัสเป็นสื่อกลางในการติดต่อสื่อสารระหว่างชิ้นส่วนต่าง ๆ ในคอมพิวเตอร์ เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์กับแรม แรมกับฮาร์ดดิสก์ แรมกับการ์ดต่าง ๆ เป็นต้น ดังนั้นความเร็วของบัสก็มีผลกับความเร็ว โดยรวมของไมโครคอมพิวเตอร์ ยิ่งบัสมีความเร็วสูงเท่าใดและมีจานวนบิตมากขึ้นเท่าใด ก็จะทา ให้เครื่องคอมพิวเตอร์เร็วขึ้น (แต่ไม่ได้เป็นแบบเชิงเส้น) แต่ทั้งนี้ข้อจากัดของความเร็วบัสยังขึ้นอยู่กับสัญญาณรบกวน (Noise) เพราะยิ่งบัสใช้ความเร็ว (ความถี่ของสัญญาณนาฬิกาของบัส) สูงขึ้นเท่าใดสัญญาณรบกวนก็จะเพิ่มขึ้นเท่านั้น
อุปกรณ์ที่ได้รับผลจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วบัส
• หน่วยความจา หลัก (RAM)
• External Static RAM (แคชบนเมนบอร์ด)
• การ์ดควบคุมการแสดงผล (VGA Card)
• การ์ดเพิ่มขยาย
• ฮาร์ดดิสก์ (Harddisk)
• ชิปเซต (Chipset)
ประเภทของบัส
โดยทั่วไป ระบบบัส ในเครื่องคอมพิวเตอร์ ถูกแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ บัสรองรับข้อมูล (address bus) , บัสควบคุม(Control bus) , และ บัสข้อมูล (Data bus)
บัสรองรับข้อมูล (Address bus)
ในระบบที่ใช้ซีพียูรุ่น 8088 หรือ 8086 จะมีแอดเดรสบัสขนาด 20 เส้นเท่ากับ แอดเดรสบัสของ ซีพียู ซึ่งสามารถอ้างตาแหน่งได้เท่ากับ 220 ตาแหน่ง (บัสแต่ละเส้นมีข้อมูลที่เป็นไปได้คือ 0 และ 1) หรือ 1 MB ความสามารถในการอ้างถึงตาแหน่งในหน่วยความจาของซีพียูขึ้นอยู่กับตัว ซีพียู ตัวนั้นๆเช่น 80286 มีแอดเดรสบัส 24 เส้น สามารถอ้างได้ 16 MB หรือ 80386DX,80486 มีแอดเดรสบัสขนาด 32 เส้นทาให้อ้างได้ถึง 4 GB และในรุ่น Pentium จะมี Address Bus เป็น 36 เส้น ซึ่งอ้างอิงตาแหน่งได้เท่ากับ 236 ตาแหน่ง
บัสข้อมูล (Data bus)
เป็นส่วนที่นาข้อมูลส่งไปยังที่ต่างๆ ภายในระบบคอมพิวเตอร์ ความเร็วในการส่งถ่ายข้อมูล จะเร็วมากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับความกว้างของเส้นทางส่งข้อมูลเช่นกัน สาหรับระบบที่ใช้ ซีพียู 8088 มีความกว้างของดาต้าบัสเพียง 8 บิท 8086 มีดาต้าบัสขนาด 16 บิท Pentium จะมีความกว้างของดาต้าบัสขนาด 64 บิท
บัสควบคุม (Control bus)
เป็นส่วนที่นาคาสั่งควบคุม และ คาสั่งสาหรับติดต่อกับอุปกรณ์ต่างๆ โดย บัสควบคุมนี้ จะทาหน้าที่ควบคุมการทางาน และกิจกรรมที่เกิดขึ้น ในส่วนต่างๆ ของระบบคอมพิวเตอร์
 |
| ตัวอย่างการทำงานของบัส |
การทำงานของบัส
เมื่อ BUS เป็นเส้นทางการส่งข้อมูลที่เป็นสัญญานไฟฟ้าในระบบคอมพิวเตอร์ของเรา ดังนั้นก็จะมี วงจร สาหรับควบคุมการทางานของระบบ BUS เรียกว่า BUS Controller ซึ่งในอดีต มี Chip IC ที่ทาหน้าที่นี้โดยตรงแยกออกไป ในปัจจุบัน ได้มีการ รวมวงจรควบคุม BUS นี้เข้าไว้ใน North Bridge Chip โดยที่วงจรควบคุมระบบ BUS นี้จะทาหน้าที่ จัดช่องสัญญานประเภทต่างๆให้ทางานร่วมกันอย่างเป็นระบบ บนเมนบอร์ดให้กับอุปกรณ์ที่ร้องขอใช้งาน เช่น CPU , อุปกรณ์ I/O , Port ต่างๆ เป็นต้น
โครงสร้างการทางานของระบบบัสภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลในปัจจุบันนั้น โดยทั่วไปได้มีการแบ่งการทางานออกเป็น 3 ระดับ ได้แก่
ระดับที่ 1 Host Bus
ระดับที่ 2 PCI Bus
ระดับที่ 3 ISA Bus
Host Bus คือ จะทาหน้าที่ควบคุมการสื่อสาร การส่งถ่ายข้อมูล และควบคุมการทรานแอกชั่นข้อมูล การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์ (CPU) ของระบบ และ ตัวควบคุม PCI ในส่วนที่ทาหน้าที่เป็น North Bridge ซึ่งมีอัตราการทรานแอกชั่นข้อมูลที่มีความเร็วสูงมาก ซึ่งอุปกรณ์ที่ทางานร่วมกับโปรเซสเซอร์ใน North Bridge คือหน่วยความจา Cache และหน่วยความจาหลักของระบบ ซึ่งควบคุมการแลกเปลี่ยนข้อมูลจะเกิดขึ้นภายใน Chip Set ทาหน้าที่ควบคุม North Bridge
 |
| Fibre Channel Host Bus Adapter (64-bit PCI-Xcard) |
 |
| SCSI Host Bus Adapter (16-bit ISA card) |
PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)
คือทาหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ I/O ต่างๆ ที่มีการเชื่อมต่อตามมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบ PCI ซึ่งอุปกรณ์ในระบบ PCI เมื่อจะทาการติดต่อกับ Processor หรือระบบหน่วยความจาที่อยู่ภายใต้การควบคุมของ North Bridge ซึ่งจะควบคุมการส่งผ่านข้อมูล และ จานวนทรานแอกชั่นของข้อมูลให้มีความเร็วที่เหมาะสมเพื่อให้สามารถสื่อสารกันได้ โดย Chip Set จะทาหน้าที่ควบคุมในส่วนนี้เช่นกัน เนื่องจากความช้าเร็วในการส่งข้อมูลและ ทรานแอกชั่นระหว่าง Host Bus และ PCI Bus จะไม่เท่ากันจึงต้องมีการจัดข้อมูลดีๆ
 |
| A typical 32-bit, 5 V-only PCI card, in this case, a SCSI adapter from Adaptec. |
ISA Bus (Industry Standard Architecture)
หน้าที่เชื่อมต่อกับ I/O ต่างๆ ที่มีการเชื่อมต่อมาตรฐาน ISA ซึ่งอุปกรณ์ที่มีการต่อแบบ ISA ยังคงมีการใช้งานอยู่ในปัจจุบัน อีกหลายชนิด และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อแบบ ISA จะมีความเร็วต่าที่สุดของภายในระบบ ดังนั้นการแลกเปลี่ยนข้อมูล หรือ การทาทรานแอกชั่นของข้อมูลจะช้า และ ต้องติดต่อกับ Chip Set ที่ทาหน้าที่ควบคุมในส่วนนี้ ซึ่งถูกเรียกว่า South Bridge เพื่อควบคุมไม่ให้เกิดการเสียหายของข้อมูลในขณะที่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับ I/O ที่ความเร็วสูงกว่า และนอกจาก South Bridge ยังมีหน่วยวบคุมอุปกรณ์อื่นๆ ในระบบด้วย เช่น ระบบอุปกรณ์ที่มีการเชื่อมต่อแบบ IDE หรือระบบมัลติมีเดีย เป็นต้น
บัส (BUS) จากที่เคยได้กล่าวว่า คอมพิวเตอร์ทาการประมวลผลและเก็บข้อมูลเป็นชุดของบิท (มีค่า 0 กับ 1) นั้น ชุดของบิทจะถูกส่งไปในวงจรไฟฟ้าตามช่องทางต่างๆ ซึ่งแต่ละช่องทางนั้น เราเรียกว่า บัส ซึ่งเป็นเส้นทางที่ทาให้อุปกรณ์ต่างๆ ทั้งภายนอก ภายใน สามารถติดต่อสื่อสารข้อมูลกันได้ คล้ายกับเป็นถนนให้รถวิ่งจากจุดหนึ่งไปยังเป้าหมายได้ นั่นก็คือ บิทวิ่งไปตามบัสนั่นเอง บัสจะส่งข้อมูลจากอุปกรณ์รับเข้าไปยังหน่วยความจา จากห่วยความจาไปยังหน่วยประมวลผล จากหย่วนประมวลผลไปยังหน่วยความจา และจากหน่วยความจาไปยังอุปกรณ์ส่งออก หรือ หน่วยความจาสารอง เช่น ฮาร์ดดิสก์
บัสประกอบด้วย 2 ส่วน คือ บัสข้อมูลและบัสที่อยู่ บัสข้อมูลจะส่งข้อมูลจริงๆ ส่วนบัสที่อยู่จะส่งข้อมูลเกี่ยวกับตาแหน่งที่ข้อมูลควรจะอยู่ในหน่วยความจา
ส่วนที่ 1 ขนาดของบัส สามารถวัดได้เป็นความกว้างบัส ซึ่งเป็นตัวระบุจานวนบิทที่คอมพิวเตอร์สามารถส่งได้ในแต่ละครั้ง เช่น บัสที่มีขนาด 32 บิท (32-bit bus) จะสามารถส่งข้อมูลได้ 32 บิท หรือ 4 ไบท์ในแต่ละครั้ง ถ้าเราต้องการส่งข้อมูล 8 บิท โดยใช้บัสขนาดนี้ ก็จะต้องแบ่งส่ง 2 ครั้งด้วยกัน แต่ถ้าเราใช้บัสที่มีขนาด 64 บิท ก็จะสามารถส่งข้อมูลได้ทั้งหมดภายในครั้งเดียว
ส่วนที่ 2 บัสจะมีสัญญาณนาฬิกาเช่นเดียวกับหน่วยประมวลผล ซึ่งผู้ผลิตกาหนดให้สัญญาณนาฬิกามีความถี่เป็นเฮิร์ต (hertz หรือ Hz) คาว่าเมกะเฮิร์ต (MHz) คือสัญญาณนาฬิกา (ติ๊ก) 1 ล้านครั้งใน 1 วินาที ในปัจจุบันส่วนใหญ่ หน่วยประมวลจะมีสัญญาณนาฬิกา ประมาณ 400, 533, 800 MHz ยิ่งค่าสัญญาณนาฬิกาสูงเท่าไหร่ ความเร็วในการส่งข็อมูลก็มากเท่านั้น
คอมพิวเตอร์มีบัสอยู่ 2 ชนิด ดังนี้
บัสระบบ (system bus) เป็นส่วนหนึ่งเมนบอร์ด หรือแผงวงจรหลัก บัสระบบทาหน้าที่เป็นเส้นทางต่อระหว่างหน่วยประมวลผลกับหน่วยความจา ส่วนบัสเสริมเป็นบัสที่ทาให้หน่วยประมวลสามารถติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ ได้ ส่วนใหญ่ที่มีการอ้างถึง บัส เฉยๆ จะหมายถึง บัสระบบ
บัสเสริม (expansion bus) จะทาให้อุปกรณ์ภายนอกระบบสามารถติดต่อกับหน่วยประมวลผลได้ อุปกรณ์ต่อพ่วงจะต่อเข้ากับพอร์ต ซึ่งพอร์ตจะต่ออยู่บน ช่องเสริม (expansion slot) ซึ่งช่องเสริมนี้จะต่อกับ บัสเสริมเพื่อส่งข้อมูลไปยังหน่วยประมวลผล รูปข้างล่างนี้เป็นรูปของการส่งข้อมูลระหว่างหน่วยประมวลผล หน่วยความจา อุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ ผ่านทางบัสระบบ และบัสเสริม บัสเสริมบนเมนบอร์ดมีหลายชนิด แต่ละชนิดบ่งบอกถึงชนิดของการ์ดที่ต่างๆ ที่ต่ออย่บนคอมพิวเตอร์ ได้แก่ บัส ISA, บัส PCI, บัส AGP, บัส USB และบัสไฟร์ไวร์
สายบัสแบ่งได้เป็น 4 ส่วนใหญ่ๆ ดังนี้
1.สายไฟฟ้า (POWER LINE) จะให้พลังไฟฟ้ากับการ์ดขยายต่างๆ
2.สายควบคุม (CONTROL LINE) ใช้สาหรับส่งผ่านสัญญาณเวลา (TIMING SIGNS) จาก นาฬิกาขอระบบ และส่งสัญญาณอินเตอร์รัพต์
3.สายแอดเดรส (ADDRESS LINE) ข้อมูลใดๆที่จะถูกส่งผ่านไป แอดเดรสเป้าหมายจะถูกส่งมาตามสายข้อมูลและบอกให้ตาแหน่งรับข้อมูล (แอดเดรส) รู้ว่าจะมีข้อมูลบางอย่างพร้อมที่จะส่งมาให้
4. สายข้อมูล (DATA LINE) ไมโครเมตรจะตรวจสอบว่ามีสัญญาณแสดงความพร้อมหรือยัง (บนสาย I/O CHANNEL READY) เมื่อทุกอย่างเป็นไปด้วยดี ข้อมูลก็จะถูกส่งผ่านไปตามสายข้อมูล จานวนสายที่ระบุถึงแอดเดรสของบัส หมายถึง จานวนของหน่วยความจาที่อ้างแอดเดรสได้ทั้งหมด
ระบบบัสแบบต่างๆ
เป็นสถาปัตยกรรมที่ทาให้ข้อมูลไหลได้อย่างรวดเร็ว คล่องแคล้ว ระหว่างจุดหมายปลายทางทั้งสอง การเปรียบเทียบ บัสข้อมูลกับไฮเวย์จะเห็นภาพได้ชัดในขณะที่ไฮเวย์มีช่องทางมากก็จะให้รถไปได้มาก ดังนั้นบัสที่กว้างกว่าก็สามารถรับข้อมูลได้มากกว่า เมื่อช่องทางของไฮเวย์วัดเป็นช่องทาง บัสอุปกรณ์พ่วงต่อของพีซีก็วัดเป็นบิต เช่น พีซีเก่า หรือ XT จะใช้บัสแบบ 8 บิต ก็คือข้อมูลจะเคลื่อนจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง ภายในเครื่องพีซี รุ่นเก่าได้ 8 บิตต่อครั้ง
Has laoreet percipitur ad. Vide interesset in mei, no his legimus verterem. Et nostrum imperdiet appellantur usu, mnesarchum referrentur id vim.
ระบบเครือข่ายที่มีความเร็วมากที่่สุดคือระบบใด
ตอบลบ