مبانی کامپیوتر

تاریخچه گذرگاه
نسل اولیه bus های کامپیوترهای اولیه دستهای از وایرها بودند که حافظه و محیطها را به هم تماس میدادند. این bus ها پس
از bus های الکتریکی یا bus bar نامگذاری شدند. همچنین معمولاً یک bus برای حافظه، و یک bus دیگر برای محیطها
موجود بود، بوسیله دستورالعملهای مجزا، با پروکتلها و زمانهای مختلف قابل دستیابی بودند. یکی از مشکلات اولیه استفاده نا
منظم آنها بود. کامپیوترهای اولیه I/O را با انتظار در یک حلقه تا آماده شدن محیط به اجرا در میآوردند. این برای برنامهها که
خود وظایف دیگری دارند از دست دادن زمان بود. همچین اگر برنامه سعی در اجرای دگر وظایف خود داشت، بررسی دوباره
توسط برنامه ممکن بود وقت زیادی را تلف نموده، در نتیجه دادهها را از دست میداد. مهندسان برای محیطهایی که CPU را
مختل می کردند ترتیب داده شدند. اختلال باید در اولویت قرار میگرفت به این خاطر که CPU می تواند کد را برای یک
محیط در یک زمان به اجرا در آورد، و تعدادی از تجهیزات وقت زیادی را نسبت به تجهیزات دیگر نیاز دارد. مدتی بعد از این،
تعدادی از کامپیوترها شروع به اشتراک حافظه ما بین CPU های مختلف نمودند. در این کامپیوترها، دستیابی به bus باید در
اولویت قرار میگرفت. را ه ساده و کلایسک برای در اولویت قرار دادن اختلالات یا دست یابی به bus با یک پردازنده مرکزی بود.
DEC اشاره میکند که داشتن دو bus که برای تولید انبوه میکرو کامپیوترها نقشه برداری محیطها درون حافظه bus وقت گیر
و گران بوده، بنابر این قطعات بنظر میرسند که مکانهایی برای حافظه باشند. سیستمهای bus میکرو کامپیوترهای اولیه ضرورتاً
یک تخته سیم کشی بصورت مستقیم یا از طریق آمپلی فایرهای محافظ به پیچهای CPU وصل شده اند. حافظه و دیگر قطعات
باید با استفاده از چنین دستورالعمل که CPU کنترل می شود، که دادهها را از قطعات خوانده و یا نوشته و در صورتی که
حافظه را مسدود نمایند، با استفاده از دستورالعملی مشبه بصورت تمام وقت بوسیله یک ساعت مرکزی سرعت CPU را کنترل
می کنند. هنوز، قطعات با استفاده از فرستادن سیگنال روی پینهای CPU مجزا گسیختگی ایجاد می کنند. به عنوان مثال یک
کنترل کننده راه انداز دیسکی می تواند به CPU که دادههای جدید آماده خواندن هستند سیگنال بفرستد، که در آن نقطه
CPU که به راه انداز دیسک متصل است، حرکت دهد. همچنین تمام میکرو » مکان حافظه « می تواند داده ها را با خواندن
کامپیوترهای اولیه که به این مدل ساخته می شوند با S-100 bus در یک ستاده شروع می شوند. در بعضی از نمونهها، خیلی
قابل توجه است مثلاً در IBMPC ، طراحی فیزیکی مشابهی بکار بسته شده، ابزارها برای دست یابی به محیط و حافظه، در کل
بطور واحد قرار نگرفتهاند، و هنوز از سیگنالهای CPU مشخصی که می تواند برای بکار بستن یک I/ O bus مورد استفاده
قرار گیرد، بهره میبرد. این سیستمهای bus ساده هنگامی که برای کامپیوترهای عمومی استفاده می شود، دارای یک نقطه
ضعف جدی است. تمام تجهیزات روی bus در صورتی که یک ساعت سیگنال مشترک داشته باشند، باید با سرعت مشابه عمل
نمایند. افزایش سرعت CPU سخت تر می شود، به این خاطر که سرعت تمام قطعات به همین شکل باید افزایش یابد. این
موضوع اغلب به یک موقعیت غیر عادی می شود که CPU های خیلی سریع بمنظور همخوانی با دیگر قطعات کامپیوتر باید کند
شود. در حالیکه تغییر شکل چنین سیستمهایی وقتی که از تجهیزات غیر مفید استفاده کرده باشند، مشکل است. عموماً هر
کارتی که اضافه می شود جهندههای زیادی نیاز دارد تا آدرس های حافظه، آدرسهای I/O ، برنامههای متقدّم گسیخته، و
شمارههای گسیخته را هماهنگ نمایند.