¿Por qué una placa base de computadora tiene una jerarquía de bus?

Supongo que está preguntando sobre PC MBoards (otros sistemas, como mainframes, se han diseñado de manera muy diferente a lo largo de los años).

Entonces, para responder a su pregunta, saltemos a nuestra máquina Wayback a mediados de la década de 1970. Que vemos Un grupo de aficionados se apresuraron en el proceso de inventar la PC. Ahora había varios grupos haciendo esto.

Todos necesitaban una forma de interconectar sus sistemas caseros. La solución vino con la invención de una placa de bus básica, el bus S-100. Esto permitió agregar tarjetas de memoria, CPU y controladores periféricos para crear un sistema.

Autobús Altair 8800 S-100 con tarjetas adjuntas

Este autobús también se vendió a otros fabricantes y aficionados. La ventaja del autobús era su flexibilidad. Puede construir una tarjeta especial para hacer casi cualquier cosa y agregarla a la computadora. El autobús había llegado.

Además, Apple tomó una táctica inicialmente diferente. El Apple-1 era un sistema completo. Luego, con el Apple-2, las cosas cambiaron y el sistema fue diseñado para ser flexible, al igual que el bus s-100 del Altair 8800 con ranuras para tarjetas para permitir que productos adicionales de terceros se conecten al sistema.

Dentro de un Apple-2 con un bus integrado

IBM obviamente intervino con la versión para PC de un bus integrado.

En última instancia, prevalecería el concepto de Apple de una CPU, etc. con un bus para agregar tarjetas y el bus desnudo, como el Altair 8800, quedó en el camino.

PD. Una nota aquí es que el concepto de un autobús ha sido común en el diseño eléctrico durante más de un siglo y medio. Para la electrónica y las computadoras, en los primeros sistemas Mainframe, se llamaba el plano posterior (al que se agregaron componentes para construir el sistema).

¡Aclamaciones!

Dentro de una computadora hay tableros con componentes electrónicos y mecánicos que cumplen muchas funciones diferentes. La comunicación entre estas placas y componentes a menudo requiere una ruta mecánica común para que los datos fluyan.

Un bus de computadora es la conexión mecánica que se comparte entre placas y componentes dentro de una computadora. Un bus es bidireccional porque necesita enviar y recibir datos a muchas de las tarjetas de computadora y componentes conectados al bus.

Hay límites en la cantidad de datos que puede transportar un bus. Esto depende de la longitud del bus, la velocidad de datos en el bus y la velocidad de procesamiento interno de los componentes electrónicos como la Unidad Central de Procesamiento (CPU).

Se tarda un tiempo finito en enviar o recibir datos a través de un bus. Y no puede enviar los datos más rápido de lo que los circuitos electrónicos pueden procesarlos. El envío de datos demasiado rápido o demasiado a través de un bus común puede abrumar a los componentes electrónicos y provocar un cuello de botella que ocasione demoras en el procesamiento o fallas del software.

Algunos circuitos electrónicos (como la conexión entre la CPU y la memoria) requieren velocidades de datos más rápidas. Sin embargo, otros componentes (como los teclados de entrada o las impresoras de salida) solo necesitan velocidades de datos más lentas. Las velocidades de datos más lentas ayudan a reducir la pérdida de calor y el consumo de energía.

Por lo tanto, se encuentran varios buses en las computadoras, cada uno con sus propias velocidades y un número reducido de conexiones que ayudan a reducir los cuellos de botella de datos. Esta inclusión de varios buses se conoce como jerarquía de buses.