Как работает ПК: часть 2. Общая шина

Начало здесь.

Процессор, оперативная память, контролеры внешних устройств (ВУ) внутри компьютера соединяются все вместе. Они находятся на одной общей информационной шине ПК, по которой информация может передаваться от любого подключенного к ней устройства к любому другому устройству. Таким образом, изначально все устройства внутри ПК постоянно соединены друг с другом.

Только с помощью специальных технических и программных методов информация перемещается строго от одних устройств к другим. Каждое устройство ПК всегда способно отличить информацию, предназначенную именно ему от остальных передаваемых по общей шине данных.

Важно понимать, что все вышеперечисленные устройства (процессор, оперативная память, контроллеры внешних устройств ввода-вывода), подключенные к информационной шине, работают с одинаково высокой скоростью, выдерживая заданные темпы обработки информации. Темп работы всех соединенных между собой устройств ПК задает тактовый генератор.

Часто пользователи интересуются вопросом о возможности «разогнать» ПК, т.е. ускорить его работу, причем в основном интересуются возможностями разгона процессора. Это можно сделать, если в ПК есть возможность вручную установить увеличенную частоту работы тактового генератора. Но при этом нужно понимать, что свою работу ускорит не только процессор, но и все соединенные с ним через общую шину устройства.

Однако ускорение тактовой частоты может привести к рассогласованию устройств между собой, в этом случае ПК не только не «разгонится», но и начнет зависать. Кроме того, увеличение тактовой частоты работы процессора приводит к его повышенному тепловыделению, что также может отрицательно сказываться на устойчивости работы компьютера. Все это следует помнить, если появляется желание или потребность в разгоне компьютера.

Так как все устройства ПК находятся на одной общей шине, по ней информация может передаваться строго адресно, т.е. в каждый момент передаваемая информация адресована только одному из имеющихся внутри компьютера устройств. Для этого каждое устройство имеет свой собственный адрес, который должен обязательно сопровождать передаваемую информацию. Свой собственный адрес имеет также каждая из ячеек оперативной памяти.

Как письмо без адреса никогда не дойдет до своего адресата, так и безадресная информация на общей шине ПК не сможет дойти до места своего назначения. Тем не менее, такое может происходить в случае наличия ошибок в программном обеспечении. Тогда компьютер может зависать, выдавать ошибочные результаты и иными способами проявлять возникающие ошибки внутренней передачи информации.

Таким образом, внутри компьютера происходит постоянный обмен данными между процессором, ячейками оперативной памяти и контроллерами устройств ввода-вывода. Преобразование информации осуществляется процессором, оперативная память может только принимать информацию и выдавать ее обратно в неизменном виде.

Контроллеры устройств ввода-вывода преобразовывают информацию из внутренней, понятной только процессору и оперативной памяти, во внешнюю, понятную пользователям ПК, т.е. они преобразуют информацию в понятный для человека вид (текстовую, графическую, числовую информацию и пр.). Обратное преобразование информации из «человеческого» вида в компьютерный вид также выполняют контроллеры устройств ввода-вывода.

В итоге получается следующая картина. Мы вводим информацию в компьютер, используя для этого различные устройства от клавиатуры и мыши до винчестеров, сканеров, устройств чтения информации из Интернета и др. Контроллеры устройств ввода-вывода преобразуют эту информацию в понятный для ПК вид и передают эту информацию в оперативную память.

Оттуда она попадает в процессор, процессор эту информацию обрабатывает и записывает результаты снова в оперативную память. Из оперативной памяти данные вновь попадают в контроллеры устройств ввода-вывода, которые вновь преобразуют ее в удобочитаемый вид, которую мы можем прочитать, используя подключенные к ПК устройства вывода информации (мониторы, принтеры и др.).
Вот так и работает ПК! Но это еще не все…

P.S. Рекомендую также прочитать:

Как работает ПК: часть 1. Обработка информации

Как работает ПК: часть 3. Программное обеспечение персонального компьютера

Как работает компьютер: часть 4. Включение и выключение компьютера

Как работает ПК: заключение. Компьютерный интеллект

Перечень возможных портов на ПК