Bussysteme und Schnittstellen

Schließlich gibt es noch die Schnittstellenbausteine, die das Bindeglied zwischen Zentraleinheit und Peripherie bilden (der Begriff „Schnittstelle” wird hier – im Gegensatz zu Kapitel 1.1 – im Sinne eines Verbindungspunktes von technischen Komponenten verwendet); ihre Aufgabe ist einerseits die Erzeugung jener Signale, die ge-eignet sind, ein bestimmtes Peripheriegerät (z.B. einen Bildschirm oder eine Fest¬platte) anzusteuern, andererseits die Interpretation der von diesen Geräten kommenden Signale und das Bereitstellen der korrespondierenden Eingaben für die CPU. Diese Komponenten sind durch ein System von (elektrischen) Verbindungswegen, dem Bus, miteinander verbunden. Je nach Funktion lassen sich die Leitungen des Buses in drei Katego-rien gliedern:

• Die Daten und Befehle selbst werden zwischen dem Prozessor und dem Arbeitsspei-cher bzw. den Schnittstellenbausteinen auf dem Datenbus übertragen. Die „Breite” (d.h. die Anzahl der Leitungen) des Datenbuses bestimmt, welche Datenmenge auf einmal zwischen dem Prozessor und dem Speicher übertragen werden kann, und ist damit ein Faktor, der die Rechengeschwindigkeit (s.u.) festlegt.

• Anm.: Da der Prozessor unter Umständen intern über einen unterschiedlich großen Datenbus verfügt, kann die Datenmenge, die der Prozessor auf einmal bearbeiten kann, (ein Wort, s. Abschnitt 1.2.1) auch größer oder kleiner sein.

• Es muss aber auch festgelegt werden, welche Speicherzelle bzw. welcher Schnittstel-lenbaustein der „Ansprechpartner” des Prozessors ist. Diese Information überträgt der Adressbus. Die Breite des Adressbuses legt fest, wie viel Arbeitsspeicher ein Prozes-sor maximal ansprechen werden kann.

• Im Steuerbus schließlich sind alle jene Signale zusammengefasst, die für verschie¬dene andere Zwecke vorgesehen sind (z.B. ob der Datentransfer vom oder zum Prozessor erfolgt, oder ob sich ein Peripheriegerät in einem Zustand befindet, auf den der Prozessor rasch reagieren muss).

• Eine besondere Rolle spielt das Taktsignal. Die Geschwindigkeit, die dieser „Dirigent” vorgibt, bestimmt das Arbeitstempo der Zentraleinheit. Zusammen mit dem Prozessortyp (der die verfügbaren Befehle der Maschinensprache, die Dauer je¬des dieser Befehle in Taktzyklen, allfällige Prozessor-interne Optimierungen bei der Abarbeitung von Befehlen, aber auch die Breite des Datenbuses und die Größe eines Wortes definiert) ist damit die Rechenleistung eines Computers festgelegt. Die Ge¬samtleistung eines Computersystems hängt aber auch noch von der Leistungsfähigkeit der Periphe-rie, insbesondere der Speichermedien, sowie vom Aufgabenmix ab, der mit diesem Computersystem bewältigt werden soll, und der all diese Komponenten unterschied-lich stark beanspruchen kann.

Die Leitungen des Buses werden auch in Form von standardisierten Steckplätzen zur Verfügung gestellt, sodass das Computersystem mit entsprechenden Karten um unter¬schiedliche Komponenten (für Externspeicher, Bildschirme, lokale Netzwerke, ...) erweitert werden kann. Gängige Formen von Steckplätzen sind ISA („Industry Standard Architecture”, in den ersten PCs), AT-Bus (Nachfolger des ISA) und PCI („Peripheral Component Interconnect”) für PC's und Ma¬cintosh-Systeme. In portablen Systemen wird hierfür auch der sog. PCMCIA-Bus eingesetzt.