آیا از گذرگاه یا باس (BUS) در کامپیوتر چیزی می‌دانید؟

انتقال داده‌ها یا اطلاعات مختلف در کامپیوتر بخشی از سیستم کلی پردازش در هر کامپیوتر است. انتقال داده‌ها و اطلاعات به روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد. برای این کار معمولا اجزای مختلف کامپیوتر با هماهنگی یکدیگر عملیات انتقال را انجام می‌دهند. با این حال یکی از اجزا بسیار مهم، گذرگاه یا باس (BUS) است. باس، نقش مهمی در انتقال اطلاعات دارد.

گذرگاه یا باس چه نقشی در کامپیوتر دارد؟

اگر صاحب کامپیوتر هستید و یا در رشته کامپیوتر تحصیل می‌کنید احتمالا نام باس کامپیوتر را زیاد شنیده‌اید. البته اگر کامپیوتر ندارید و یا می‌خواهید در رشته کامپیوتر تحصیل کنید می‌توانید از خرید کامپیوتر به صورت اقساطی استفاده کنید و با مفاهیم مرتبط با آن از جمله باس یا گذرگاه آشنا شوید. از خرید قسطی می‌توانید برای خرید سایر کالا‌ها همچون خرید تلویزیون ایکس ویژن به صورت قسطی و... نیز استفاده کنید.

مهم‌ترین نقش گذرگاه یا باس (BUS) در کامپیوتر انتقال داده‌ها از CPU، حافظه و سایر اجزا به مادربورد است. باس به زبان انگلیسی به معنای اتوبوس است. در واقع دلیل استفاده از این نام به دلیل کارکرد باس است. باس نیز به مانند اتوبوس که قابلیت جابجایی افراد را از یک مقصد به مقصد دیگر دارد، کار انتقال داده‌ها را انجام می‌دهد. یعنی باس نیز داده‌ها را از یک مکان یا دستگاه به مکان یا دستگاه دیگر منتقل می‌کند.

علاوه بر این باس کامپیوتر نیز به مانند اتوبوس تابع زمان‌بندی است. یعنی همانطور که یک اتوبوس مسافران را در یک زمان معین سوار می‌کند و در زمانی معین نیز پیاده می‌کند، باس کامپیوتری نیز برنامه زمانبندی دقیق دارد. یعنی داده‌ها را در یک بازه زمانی دریافت و آن‌ها را رها می‌کند. به عنوان مثال، اگر یک باس در فرکانس ۲۰۰ مگاهرتز کار کند، قادر به تکمیل و انتقال ۲۰۰ میلیون داده در هر ثانیه خواهد بود. (به این سرعت، عرض باس می‌گویند).

سرعت باس

یکی از اصطلاحات مرتبط با باس مربوط به سرعت باس است. سرعت باس به این معنی است که باس می‌تواند چند بیت یا بایت (۱ بایت = ۸ بیت) را در یک واحد زمان (معمولاً ثانیه) ارسال کند. سرعت باس با فرکانس آن تعریف می‌شود و در هرتز بیان می‌شود. فرکانس به معنای تعداد بسته‌های داده ارسال یا دریافت شده در هر ثانیه است. هر بار که داده ارسال یا دریافت می‌شود چرخه نامیده می‌شود.

انواع گذرگاه یا باس

گذرگاه‌ها انواع مختلفی دارند. برخی از آن‌ها عبارتند از:

باس داخلی یا INTERNAL BUS

گذرگاه داخلی معمولا با نام‌های گذرگاه داده داخلی، گذرگاه سیستم، گذرگاه جلویی، گذرگاه محلی و گذرگاه حافظه، نیز شناخته می‌شود. این نوع گذرگاه مسئول انتقال اجزای داخلی کامپیوتر مانند CPU و حافظه به مادربرد است. گذرگاه‌های داده داخلی معمولا برای اتصال به دستگاه‌های محلی نیز کاربرد دارند.

باس خارجی یا External Bus

گذرگاه خارجی نوعی از گذرگاه داده است که برعکس گذرگاه داخلی برای دستگاه‌ها و اجزای خارجی کاربرد دارند. یعنی اجزای خارجی را به رایانه متصل می‌کنند. استفاده از این گذرگاه تنها در خارج از سیستم کاربرد دارد.

دیتابیس یا Data bus

گذرگاه داده یا دیتابیس سیستمی در کامپیوتر یا دستگاه است که همانطور که از نام آن مشخص است داده‌ها یا دیتا‌ها را منتقل می‌کند. این سیستم که متشکل از مجموعه‌ای از سیم‌ها است، انتقال داده‌ها را در چارچوب نرم‌افزاری امکان‌پذیر می‌کند. دیتابیس نقش مهمی در کارکرد یکپارچه برنامه‌ها و دستگاه‌ها دارد.

آدرس باس یا Address bus

Address bus عملیات انتقال یک آدرس یک طرفه از CPU به RAM را بر عهده دارد. هدف Address bus شناسایی آدرس مکانی است که معمولا در حافظه پنهان یا حافظه اصلی قرار دارد. (آدرسی که قرار است از آن خوانده شود یا در آن نوشته شود.) عملکرد آدرس باس به این شکل است که هر مکانی در حافظه، یک آدرس مجزا دارد که Address bus می‌تواند آن را شناسایی کند.

سیستم باس یا system bus

گذرگاه سیستم را به مثابه معماری رایانه می‌دانند که طی آن داده‌ها در سراسر رایانه و بین دستگاه‌ها ارسال شده و سپس به اشتراک گذارده می‌شود. معمولا از عملیات سیستم باس به عنوان روش اصلی پردازش اطلاعات رایانه نیز نام برده می‌شود؛ زیرا در عملیات سیستم باس، پردازنده اصلی به سایر اجزای سخت‌افزاری داخلی رایانه متصل می‌شود. یک گذرگاه سیستم یا سیستم باس با به اشتراک‌گذاری داده‌ها و سایر اطلاعات بین جنبه‌های مختلف سخت افزار کامپیوتر کار می‌کند.

باس‌هایی که به آن‌ها اشاره شد باس‌هایی هستند که همچنان به اشکال مختلف استفاده می‌شوند. اما علاوه بر باس‌هایی که به آن‌ها اشاره کردیم انواع دیگری از باس‌های جدید نیز وجود دارند که استفاده از آن‌ها رواج بیشتری دارد. برخی از این باس‌ها عبارتند از: eSATA و SATA، PCIe، Thunderbolt و usb

رویکرد‌های مختلف برای پیاده‌سازی باس‌ها

دو رویکرد مختلف برای پیاده سازی باس عبارتند از:

همزمان: در این رویکرد از یک پروتکل ثابت برای ارتباط و به اشتراک گذاری داده‌های مرتبط با زمان استفاده می‌شود.

ناهمزمان: در رویکرد ناهمزمان اتصال دستگاه‌ها بدون تبغیت از زمان مشخص صورت می‌گیرد.

سخن نهایی

در سخن نهایی و خلاصه پیرامون عملکرد باس‌ها می‌توان گفت نقش باس‌ها در انتقال داده‌ها بسیار مفید و حیاتی است. به طور کلی باس‌ها، ماژول‌های مختلف را در داخل CPU و به حافظه و سایر لوازم جانبی ورودی- خروجی متصل می‌کنند. علاوه بر این باس‌ها قابلیت اتصال دو جز مختلف را به طور همزمان دارند. باس‌ها همچنین با توجه به نوع آن اعم از داخلی، خارجی یا دیتابیس و... می‌توانند داده‌ها، آدرس‌ها و... را نیز حمل کنند. آن‌ها می‌توانند سیستم‌های ارتباطی داخلی یک کامپیوتر و سیستم‌های ارتباط بین کامپیوتری را پوشش دهند. اصطلاح باس علاوه بر تعریف نرم‌افزاری آن، به سخت افزار مورد نیاز برای برقراری ارتباط نیز اشاره دارد. در بعد نرم‌افزاری نیز باس‌ها، نرم افزار و پروتکل‌های مورد استفاده برای برقراری ارتباط از طریق اتصالات سخت افزاری را پوشش می‌دهند.