¿Por que es necesaria la jerarquía?
El computador tiene diferentes tipos de buses. Los computadores modernos tienen por lo menos 4 diferentes. Se les consideran una jerarquía porque cada bus se conecta al nivel superior a él dentro del computador integrado así todas las partes del computador.
Cuando queremos conectar un gran número de dispositivos nos encontramos con una serie de problemas fundamentales:
La diferencia de velocidad de los dispositivos afecta negativamente al rendimiento global, ya que mientras los dispositivos lentos realizan una única transferencia, otro dispositivo más rápido podría haber realizado muchas más.
Los buses pueden actuar de “cuello de botella” si la demanda de la transferencia es mayor que la capacidad del bus, los dispositivos deberán esperar mucho tiempo para poder transmitir.
Ventajas de las jerarquías de buses:
El bus local entre el procesador y la caché aísla el tráfico de E/S del procesador.
Se puede transferir información entre la memoria y la E/S sin interrumpir la actividad del procesador.
El bus de expansión reduce el tráfico en el bus del sistema.
La transferencia entre caché y memoria principal se pueden realizar de forma más eficiente.
Se pueden realizar una transferencia de memoria caché a memoria principal al mismo tiempo que el interfaz recibe datos desde un dispositivo de E/S
El procesador+caché o el coprocesador tienen la misma “prioridad” en el acceso al bus que todos los dispositivos conectados al bus de expansión de forma conjunta.
Se elimina el problema de la incompatibilidad.
Buses de tipo 0
Los buses de tipo 0 son los buses internos de las pastillas. La utilización de buses internos de gran ancho de palabra unido a la incorporación de memoria caché interna facilita que se puedan conseguir microprocesadores de grandes prestaciones.
Buses de tipo 1
El bus de tipo 1 es el bus de interconexión de componentes de una placa o circuito impreso.
Buses de tipo 2
Estos buses sirven para interconectar las distintas placas de un modulo, formando lo que se llama el panel posterior. La práctica totalidad de los computadores actuales se componen de un solo módulo, por lo que no existe bus de nivel 3 y este bus se convierte en el bus del sistema.
Buses de tipo 3
El bus de tipo 3 o bus del sistema permite interconectar diversos módulos del computador. Hoy en día hay muy pocos sistemas que contengan varios módulos. Por lo que generalmente coinciden los buses de nivel 2 y 3.
La gran diferencia entre los tipos 2 y 3 es la distancia que debe tener el bus, que puede llegar a los 10m en el tipo 3. Ello obliga a tratar este bus como una línea de transmisión. Además, es muy frecuente que el bus de tipo 3 exija unos repetidores o buffers, para pasar de un panel posterior a otro.
Buses de tipo 4
Los buses de tipo 4 lo forman los buses paralelos para conexión de periféricos. En realidad se pueden considerar cuatro situaciones, que a veces se pueden dar simultáneamente en el mismo computador:
En la primera, los controladores de los periféricos se conectan directamente al bus del sistema (bus tipo 2 ó 3).
En la segunda se dispone de un bus especial para la E/S, como es un canal 370 de IBM, como es el Unibus en el caso de la arquitectura VAX, o como son los buses PCI e EISA en un computador personal.
La tercera consiste en diseñar un bus reducido, derivado del bus del sistema, que permita la conexión en paralelo de una serie de periféricos específicos.
La cuarta consiste en emplear un bus paralelo de conexión de periféricos, de acuerdo con una norma preestablecida. La diferencia con el caso anterior es que ahora no se trata de una versión reducida del bus del sistema, sino de una configuración que puede ser muy distinta.
Buses de tipo 5
Los buses serie suelen constituir el tipo más elemental del espectro de las comunicaciones de un sistema informático. Se emplean para cubrir las mayores distancias.
El bus serie puede ser simple o doble. El simple puede permitir la transmisión en un solo sentido o en ambos sentidos de forma alternativa (semi-duplex).
El doble permite la transmisión en los dos sentidos simultáneamente (full-duplex).
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