الحافلة (الحوسبة)

📅 آخر تحديث: ١٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

أربعة فتحات لبطاقات ناقل PCI Express (من الأعلى إلى الثاني من الأسفل: ×4، ×16، ×1 و ×16)، مقارنة بفتحة بطاقة ناقل PCI التقليدية 32 بت (في الأسفل تمامًا).

في هندسة الحاسوب ، تُعرف الحافلة (التي كانت تُسمى تاريخيًا أيضًا طريق البيانات السريع [ 1 ] أو ناقل البيانات ) بأنها نظام اتصالات ينقل البيانات بين مكونات داخل الحاسوب أو بين أجهزة الحاسوب. [ 2 ] وهي تشمل كلاً من المكونات المادية (مثل الأسلاك والألياف الضوئية وفتحات الحافلات ) والبرمجيات ، بما في ذلك بروتوكولات الاتصال . [ 3 ] في جوهرها، الحافلة عبارة عن مسار مادي مشترك، يتكون عادةً من أسلاك أو مسارات على لوحة دوائر، يسمح لأجهزة متعددة بالتواصل. على عكس الشبكات التي توجه الحزم المُعنونة عبر المحولات ، تستخدم الحافلات بروتوكولات تحكيم لإدارة الجهاز الذي يمكنه إرسال البيانات عبر المسار المشترك.

تُصنّف ناقلات البيانات بناءً على وظيفتها، مثل ناقلات النظام (المعروفة أيضًا بالناقلات الداخلية أو ناقلات البيانات الداخلية أو ناقلات الذاكرة) التي تربط وحدة المعالجة المركزية بالذاكرة . أما ناقلات التوسعة ، والتي تُسمى أيضًا ناقلات الأجهزة الطرفية ، فتُوسّع النظام لتوصيل أجهزة إضافية، بما في ذلك الأجهزة الطرفية . ومن أمثلة ناقلات البيانات شائعة الاستخدام ناقل PCI Express (PCIe) للاتصالات الداخلية عالية السرعة، وناقل USB ( الناقل التسلسلي العالمي ) لتوصيل الأجهزة الخارجية.

تستخدم الحافلات الحديثة كلاً من الاتصال المتوازي والتسلسلي ، وتوظف أساليب تشفير متقدمة لزيادة السرعة والكفاءة إلى أقصى حد. كما تعمل ميزات مثل الوصول المباشر إلى الذاكرة (DMA) على تحسين الأداء بشكل أكبر من خلال السماح بنقل البيانات مباشرة بين الأجهزة والذاكرة دون الحاجة إلى تدخل وحدة المعالجة المركزية.

ناقل العناوين

ناقل العناوين هو ناقل يُستخدم لتحديد عنوان فعلي . عندما يحتاج معالج أو جهاز مزود بتقنية الوصول المباشر إلى الذاكرة (DMA) إلى قراءة أو كتابة موقع في الذاكرة، فإنه يُحدد هذا الموقع على ناقل العناوين (وتُرسل القيمة المراد قراءتها أو كتابتها على ناقل البيانات). [ 4 ] يحدد عرض ناقل العناوين مقدار الذاكرة التي يمكن للنظام نقلها في وقت واحد. [ 5 ] على سبيل المثال، يمكن لنظام مزود بناقل عناوين 32 بت عنونة 2^ 32 (4,294,967,296) موقعًا في الذاكرة. [ 6 ] إذا كان كل موقع في الذاكرة يحتوي على بايت واحد، فإن مساحة الذاكرة القابلة للعنونة تبلغ حوالي4 غيغابايت  .

تعدد إرسال العناوين

استخدمت المعالجات القديمة سلكًا لكل بت من عرض العنوان. على سبيل المثال، كان ناقل العناوين ذو 16 بت يتكون من 16 سلكًا فعليًا. ومع ازدياد عرض وطول النواقل، أصبحت هذه الطريقة مكلفة من حيث عدد دبابيس الشريحة ومسارات اللوحة. بدءًا من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية Mostek 4096 ، أصبح تعدد إرسال العناوين باستخدام مُضاعِفات الإرسال شائعًا. [ 7 ] في نظام العناوين متعدد الإرسال، يُرسل العنوان على جزأين متساويين في دورات ناقل متناوبة. هذا يُقلل عدد إشارات ناقل العناوين المطلوبة للاتصال بالذاكرة إلى النصف. على سبيل المثال، يمكن تنفيذ ناقل عناوين ذي 32 بت باستخدام 16 خطًا وإرسال النصف الأول من عنوان الذاكرة، متبوعًا مباشرةً بالنصف الثاني.

عادةً، يتم استخدام دبوسين إضافيين في ناقل التحكم - نبضة عنوان الصف (RAS) ونبضة عنوان العمود (CAS) - لإخبار ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) ما إذا كان ناقل العنوان يرسل حاليًا النصف الأول من عنوان الذاكرة أو النصف الثاني.  

تطبيق

يتطلب الوصول إلى بايت واحد في كثير من الأحيان قراءة أو كتابة عرض ناقل البيانات بالكامل ( كلمة ) دفعة واحدة. في هذه الحالات، قد لا يتم حتى تنفيذ البتات الأقل أهمية في ناقل العناوين، بل تقع مسؤولية عزل البايت المطلوب من الكلمة الكاملة المرسلة على عاتق الجهاز المتحكم. هذا هو الحال، على سبيل المثال، مع ناقل VESA المحلي ، الذي يفتقر إلى البتتين الأقل أهمية، مما يحد من استخدام هذا الناقل لنقل البيانات المتوافقة ذات 32 بت.

تاريخياً، كانت هناك أيضاً بعض الأمثلة على أجهزة الكمبيوتر التي كانت قادرة فقط على معالجة الكلمات - آلات الكلمات . 

حافلة الذاكرة

ناقل الذاكرة هو الناقل الذي يربط الذاكرة الرئيسية بوحدة تحكم الذاكرة في أنظمة الحاسوب. في الأصل، كانت تُستخدم نواقل عامة الأغراض مثل VMEbus و S-100 bus ، ولكن لتقليل زمن الاستجابة ، صُممت نواقل الذاكرة الحديثة للاتصال مباشرةً برقائق DRAM، ولذلك تُحددها هيئات معايير الرقائق مثل JEDEC . ومن الأمثلة على ذلك الأجيال المختلفة من SDRAM ، ونواقل الاتصال التسلسلي من نقطة إلى نقطة مثل SLDRAM و RDRAM .

تفاصيل التنفيذ

يمكن أن تكون الحافلات متوازية ، حيث تنقل كلمات البيانات بشكل متوازٍ عبر أسلاك متعددة، أو تسلسلية ، حيث تنقل البيانات بشكل تسلسلي بتّي. عادةً ما يعني إضافة وصلات طاقة وتحكم إضافية، ومحركات تفاضلية ، ووصلات بيانات في كل اتجاه، أن معظم الحافلات التسلسلية تحتوي على موصلات أكثر من الحد الأدنى المستخدم في 1-Wire و UNI/O ، وهو موصل واحد . مع ازدياد معدلات نقل البيانات، تصبح مشاكل انحراف التوقيت ، واستهلاك الطاقة، والتداخل الكهرومغناطيسي، والتشويش المتبادل عبر الحافلات المتوازية أكثر صعوبة في التغلب عليها. أحد الحلول الجزئية لهذه المشكلة هو مضاعفة ضخ الناقل. في كثير من الأحيان، يمكن تشغيل الناقل التسلسلي بمعدلات نقل بيانات إجمالية أعلى من الناقل المتوازي، على الرغم من احتوائه على عدد أقل من الوصلات الكهربائية، لأن الناقل التسلسلي بطبيعته لا يعاني من انحراف التوقيت أو التشويش المتبادل. تُعد USB و FireWire و Serial ATA أمثلة على ذلك. لا تعمل وصلات النقاط المتعددة بشكل جيد مع الحافلات التسلسلية السريعة، لذلك تستخدم معظم الحافلات التسلسلية الحديثة تصميمات التوصيل المتسلسل أو الموزع.

سمح قانون مور بالانتقال من الحافلات المتوازية إلى الحافلات التسلسلية ، مما أتاح دمج وحدات التسلسل/فك التسلسل في الدوائر المتكاملة المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر. [ 8 ]

لا تُعتبر اتصالات الشبكة ، مثل الإيثرنت، ناقلات بيانات بشكل عام، على الرغم من أن الفرق نظري في معظمه وليس عمليًا. من السمات الشائعة لوصف ناقل البيانات هو تزويده الطاقة للأجهزة المتصلة به. وهذا يُبرز أصول بنية ناقل البيانات ، التي تعتمد على نظام التوصيل المتوازي، لتوفير الطاقة المُحوّلة أو الموزعة. ويستثني هذا، من حيث كونه ناقل بيانات، أنظمة مثل RS-232 التسلسلي، و Centronics المتوازية ، وواجهات IEEE 1284، والإيثرنت، لأن هذه الأجهزة تحتاج أيضًا إلى مصادر طاقة منفصلة. قد تستخدم أجهزة ناقل البيانات التسلسلي العالمي (USB ) الطاقة المُزوّدة من ناقل البيانات، ولكنها غالبًا ما تستخدم مصدر طاقة منفصل. ويتضح هذا التمييز في نظام الهاتف المزود بمودم ، حيث لا يُعتبر اتصال RJ11 ونظام الإشارات المُعدّلة المرتبط به ناقل بيانات، وهو مماثل لاتصال الإيثرنت . لا يُعتبر نظام توصيل خط الهاتف ناقل بيانات فيما يتعلق بالإشارات، ولكن يستخدم المكتب المركزي ناقلات بيانات مزودة بمفاتيح توصيل متقاطعة للوصلات بين الهواتف.

مع ذلك، فإن هذا التمييز -أي أن الطاقة تُوفَّر عبر ناقل البيانات -ليس هو الحال في العديد من أنظمة الطيران ، حيث تُعرف وصلات البيانات مثل ARINC 429 و ARINC 629 و MIL-STD-1553B (STANAG 3838) وEFABus ( STANAG 3910 ) عادةً باسم نواقل البيانات أو، في بعض الأحيان، نواقل البيانات . وتتميز نواقل بيانات الطيران هذه عادةً بوجود عدة وحدات قابلة للاستبدال (LRI/LRUs) متصلة بوسيط مشترك . قد تكون هذه الأنظمة، كما هو الحال مع معيار ARINC 429، أحادية الاتجاه ، أي أن يكون لها مصدر واحد LRI/LRU، أو، كما هو الحال مع معايير ARINC 629 وMIL-STD-1553B وSTANAG 3910، ثنائية الاتجاه ، مما يسمح لجميع وحدات LRI/LRU المتصلة بالعمل، في أوقات مختلفة ( نصف ثنائي الاتجاه )، كمرسلات ومستقبلات للبيانات. [ 9 ]

يُقاس تردد أو سرعة ناقل البيانات بالهرتز، مثل الميغاهرتز، ويحدد عدد دورات الساعة في الثانية الواحدة؛ إذ يمكن أن تتم عملية نقل بيانات واحدة أو أكثر في كل دورة ساعة. يُعرف نقل البيانات الأحادي (SDR) بنقل البيانات الأحادي ، بينما يُعرف نقل البيانات المزدوج (DDR) بنقل البيانات الثنائي ، مع العلم أن استخدام إشارات أخرى غير SDR غير شائع خارج ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). ومن الأمثلة على ذلك PCIe، الذي يستخدم SDR. [ 10 ] قد تحتوي كل عملية نقل بيانات على عدة بتات. يُعرف هذا بعرض ناقل البيانات، وهو عدد البتات التي يمكن للناقل نقلها في كل دورة ساعة، ويمكن أن يكون مرادفًا لعدد الموصلات الكهربائية الفعلية للناقل إذا كان كل موصل ينقل بتًا واحدًا في كل مرة. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] يمكن الحصول على معدل نقل البيانات بالبتات في الثانية بضرب عدد البتات في دورة الساعة في التردد في عدد عمليات النقل في دورة الساعة. [ 14 ] [ 15 ] بدلاً من ذلك، يمكن لناقل مثل PCIe استخدام التضمين أو التشفير مثل PAM4 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] الذي يجمع 2 بت في رموز يتم نقلها بدلاً من البتات نفسها، مما يسمح بزيادة سرعة نقل البيانات دون زيادة تردد الناقل. قد تكون سرعة/معدل نقل البيانات الفعلي أقل بسبب استخدام التشفير الذي يسمح أيضًا بتصحيح الأخطاء، مثل تشفير 128/130b (b اختصارًا لـ bit). [ 19 ] [ 20 ] [ 10 ] تُعرف سرعة نقل البيانات أيضًا باسم عرض النطاق الترددي. [ 21 ] [ 22 ]

تعدد إرسال الحافلات

أبسط أنواع ناقلات النظام تحتوي على خطوط إدخال بيانات منفصلة تمامًا، وخطوط إخراج بيانات منفصلة، ​​وخطوط عناوين منفصلة. ولتقليل التكلفة، تحتوي معظم الحواسيب الصغيرة على ناقل بيانات ثنائي الاتجاه، يعيد استخدام نفس الأسلاك للإدخال والإخراج في أوقات مختلفة. [ 23 ]

تستخدم بعض المعالجات سلكًا مخصصًا لكل بت من ناقل العناوين، وناقل البيانات، وناقل التحكم. على سبيل المثال، يتكون ناقل STE ذو 64 طرفًا من 8 أسلاك فعلية مخصصة لناقل البيانات ذي 8 بت، و20 سلكًا فعليًا مخصصة لناقل العناوين ذي 20 بت، و21 سلكًا فعليًا مخصصة لناقل التحكم، و15 سلكًا فعليًا مخصصة لناقلات الطاقة المختلفة.

تتطلب تقنية تعدد الإرسال عبر ناقل البيانات عددًا أقل من الأسلاك، مما يقلل التكاليف في العديد من المعالجات الدقيقة ورقائق ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) القديمة. وقد ذُكرت سابقًا إحدى طرق تعدد الإرسال الشائعة، وهي تعدد إرسال العناوين . وهناك طريقة أخرى لإعادة استخدام دبابيس ناقل العناوين كدبابيس ناقل البيانات، [ 23 ] وهو أسلوب مُستخدم في PCI التقليدي ومعالج 8086. ويمكن اعتبار ناقلات البيانات التسلسلية المختلفة الحد الأقصى لتعدد الإرسال، حيث تُرسل كل بتة من بتات العنوان وكل بتة من بتات البيانات، واحدة تلو الأخرى، عبر دبوس واحد (أو زوج تفاضلي واحد).

تاريخ

بمرور الوقت، عملت عدة مجموعات من الأشخاص على معايير ناقل الكمبيوتر المختلفة، بما في ذلك لجنة معايير بنية ناقل IEEE (BASC)، ومجموعة دراسة IEEE Superbus، ومبادرة المعالجات الدقيقة المفتوحة (OMI)، ومبادرة الأنظمة الدقيقة المفتوحة (OMI)، ومجموعة التسعة التي طورت EISA ، وما إلى ذلك.

الجيل الأول

كانت ناقلات البيانات في الحواسيب القديمة عبارة عن حزم من الأسلاك تربط ذاكرة الحاسوب وملحقاته. وقد أُطلق عليها اسم " جذع الأرقام" في حاسوب CSIRAC الأسترالي القديم ، [ 24 ] وقد سُميت بهذا الاسم نسبةً إلى ناقلات الطاقة الكهربائية أو قضبان التوصيل . في أغلب الأحيان، كانت هناك ناقلة واحدة للذاكرة، وناقلة أو أكثر منفصلة للملحقات. وكان يتم الوصول إلى هذه الناقلات بتعليمات منفصلة، ​​ذات توقيتات وبروتوكولات مختلفة تمامًا.

كان استخدام المقاطعات من أوائل التعقيدات . كانت برامج الحاسوب المبكرة تُجري عمليات الإدخال والإخراج بالانتظار في حلقة حتى يصبح الجهاز الطرفي جاهزًا. كان هذا مضيعة للوقت بالنسبة للبرامج التي لديها مهام أخرى. كذلك، إذا حاول البرنامج تنفيذ تلك المهام الأخرى، فقد يستغرق وقتًا طويلاً للتحقق مرة أخرى، مما يؤدي إلى فقدان البيانات. لذلك، قام المهندسون بتصميم أجهزة طرفية لمقاطعة وحدة المعالجة المركزية . كان لا بد من تحديد أولويات المقاطعات لأن وحدة المعالجة المركزية لا تستطيع تنفيذ التعليمات البرمجية إلا لجهاز طرفي واحد في كل مرة، وبعض الأجهزة أكثر حساسية للوقت من غيرها.

أدخلت الأنظمة المتطورة مفهوم وحدات التحكم بالقنوات ، وهي عبارة عن حواسيب صغيرة مخصصة لمعالجة مدخلات ومخرجات ناقل بيانات محدد. قدمت شركة IBM هذه الوحدات في جهاز IBM 709 عام 1958، وأصبحت سمة شائعة في منصاتها. كما طبقت شركات أخرى متخصصة في الحواسيب عالية الأداء، مثل شركة Control Data Corporation، تصاميم مماثلة. عمومًا، كانت وحدات التحكم بالقنوات تبذل قصارى جهدها لتشغيل جميع عمليات ناقل البيانات داخليًا، ونقل البيانات عندما يكون المعالج مشغولًا في مكان آخر إن أمكن، واستخدام المقاطعات فقط عند الضرورة. وقد أدى ذلك إلى تقليل حمل المعالج بشكل كبير وتحسين أداء النظام بشكل عام.

ناقل نظام واحد

لتحقيق نمطية التصميم، يمكن دمج ناقلات الذاكرة والإدخال/الإخراج في ناقل نظام موحد . [ 25 ] في هذه الحالة، يمكن استخدام نظام ميكانيكي وكهربائي واحد لربط العديد من مكونات النظام، أو في بعض الحالات، جميعها.

لاحقًا، بدأت برامج الحاسوب بمشاركة الذاكرة المشتركة بين عدة وحدات معالجة مركزية. وكان لا بد من تحديد أولويات الوصول إلى ناقل الذاكرة هذا. وكانت الطريقة البسيطة لتحديد أولويات المقاطعات أو الوصول إلى الناقل هي استخدام التوصيل التسلسلي . في هذه الحالة، تتدفق الإشارات عبر الناقل بشكل طبيعي بترتيب فيزيائي أو منطقي، مما يلغي الحاجة إلى جدولة معقدة.

أجهزة صغيرة وميكرو

قامت شركة ديجيتال إكويبمنت (DEC) بتخفيض تكلفة الحواسيب الصغيرة المنتجة بكميات كبيرة ، وربطت الأجهزة الطرفية بناقل الذاكرة، بحيث بدت أجهزة الإدخال والإخراج وكأنها مواقع ذاكرة. وقد تم تطبيق ذلك في ناقل Unibus الخاص بجهاز PDP-11 حوالي عام 1969. [ 26 ]

كانت أنظمة ناقل البيانات في الحواسيب الصغيرة المبكرة عبارة عن لوحة خلفية سلبية متصلة مباشرة أو عبر مضخمات عازلة بدبابيس وحدة المعالجة المركزية. وكانت الذاكرة والأجهزة الأخرى تُضاف إلى الناقل باستخدام دبابيس العناوين والبيانات نفسها التي تستخدمها وحدة المعالجة المركزية، متصلة بالتوازي. وكانت وحدة المعالجة المركزية تتحكم في الاتصال، حيث تقرأ وتكتب البيانات من الأجهزة كما لو كانت كتل ذاكرة، باستخدام التعليمات نفسها، وكل ذلك بتوقيت ساعة مركزية تتحكم في سرعة وحدة المعالجة المركزية. ومع ذلك، كانت الأجهزة تقاطع وحدة المعالجة المركزية عن طريق إرسال إشارات على دبابيس منفصلة في وحدة المعالجة المركزية.

على سبيل المثال، يقوم متحكم محرك الأقراص بإرسال إشارة إلى وحدة المعالجة المركزية تفيد بأن البيانات الجديدة جاهزة للقراءة، وعندها تقوم وحدة المعالجة المركزية بنقل البيانات عن طريق قراءة موقع الذاكرة المقابل لمحرك الأقراص. وقد بُنيت جميع الحواسيب الصغيرة المبكرة تقريبًا بهذه الطريقة، بدءًا من ناقل S-100 في نظام حاسوب Altair 8800 .

في بعض الحالات، وخاصة في جهاز IBM PC ، على الرغم من إمكانية استخدام بنية مادية مماثلة، إلا أن التعليمات الخاصة بالوصول إلى الأجهزة الطرفية ( inو out) والذاكرة ( movوغيرها) لم يتم توحيدها على الإطلاق، ولا تزال تولد إشارات وحدة المعالجة المركزية المتميزة، والتي يمكن استخدامها لتنفيذ ناقل إدخال/إخراج منفصل.

كانت أنظمة الحافلات البسيطة هذه تعاني من عيب خطير عند استخدامها في أجهزة الكمبيوتر العامة. إذ كان على جميع الأجهزة المتصلة بالحافلة أن تتواصل بنفس السرعة، لأنها تشترك في ساعة واحدة.

يصبح رفع سرعة وحدة المعالجة المركزية أكثر صعوبة لأن سرعة جميع الأجهزة يجب أن ترتفع معها. عندما لا يكون من العملي أو الاقتصادي أن تكون جميع الأجهزة بنفس سرعة وحدة المعالجة المركزية، يجب على وحدة المعالجة المركزية إما الدخول في حالة انتظار ، أو العمل بتردد ساعة أبطأ مؤقتًا، [ 27 ] للتواصل مع الأجهزة الأخرى في الحاسوب. مع أن هذا مقبول في الأنظمة المدمجة ، إلا أن هذه المشكلة لم تُحتمل طويلًا في الحواسيب العامة القابلة للتوسيع من قِبل المستخدم.

كما يصعب تهيئة أنظمة ناقل البيانات هذه عند تركيبها من معدات شائعة الاستخدام. عادةً، تتطلب كل بطاقة توسعة إضافية العديد من الوصلات لضبط عناوين الذاكرة وعناوين الإدخال/الإخراج وأولويات المقاطعات وأرقامها.

الجيل الثاني

عالجت أنظمة ناقل الجيل الثاني، مثل NuBus ، بعض هذه المشكلات. فقد فصلت هذه الأنظمة عادةً الحاسوب إلى مساحتي عناوين ، إحداهما للمعالج والذاكرة، والأخرى للأجهزة الطرفية المختلفة. وكان متحكم الناقل يستقبل البيانات من جانب المعالج لنقلها إلى جانب الأجهزة الطرفية، مما خفف عبء بروتوكول الاتصال عن المعالج نفسه. وقد سمح هذا للمعالج والذاكرة بالتطور بشكل منفصل عن ناقل الأجهزة الطرفية. وأصبحت الأجهزة على الناقل قادرة على التواصل فيما بينها دون تدخل المعالج. أدى ذلك إلى تحسين الأداء بشكل ملحوظ، ولكنه تطلب أيضًا أن تكون البطاقات أكثر تعقيدًا. كما عالجت هذه النواقل في كثير من الأحيان مشكلات السرعة من خلال زيادة حجم مسار البيانات، حيث انتقلت من نواقل متوازية 8 بت في الجيل الأول إلى 16 أو 32 بت في الجيل الثاني، بالإضافة إلى إضافة إعداد برمجي (تم توحيده لاحقًا باسم Plug-n-play ) ليحل محل وصلات التوصيل.

مع ذلك، تشترك هذه الأنظمة الأحدث مع الأنظمة السابقة في خاصية واحدة، وهي أن جميع مكونات ناقل البيانات يجب أن تتواصل بنفس السرعة. ورغم أن وحدة المعالجة المركزية أصبحت معزولة وقادرة على زيادة سرعتها، إلا أن سرعة وحدات المعالجة المركزية والذاكرة استمرت في الازدياد بوتيرة أسرع بكثير من سرعة نواقل البيانات المتصلة بها. ونتيجة لذلك، أصبحت سرعات ناقل البيانات أبطأ بكثير مما يحتاجه النظام الحديث، مما أدى إلى نقص حاد في البيانات. ومن الأمثلة الشائعة على هذه المشكلة، تفوق سرعة بطاقات الفيديو بسرعة حتى على أنظمة ناقل البيانات الأحدث مثل PCI ، وبدأت أجهزة الكمبيوتر في تضمين AGP لتشغيل بطاقة الفيديو فقط. وبحلول عام 2004، تجاوزت بطاقات الفيديو المتطورة والأجهزة الطرفية الأخرى قدرة AGP مرة أخرى، وتم استبدالها بناقل PCI Express الجديد .

بدأ عدد متزايد من الأجهزة الخارجية باستخدام أنظمة ناقل خاصة بها. عند ظهور محركات الأقراص لأول مرة، كانت تُضاف إلى الجهاز عبر بطاقة تُوصل بالناقل، ولهذا السبب تحتوي أجهزة الكمبيوتر على العديد من المنافذ على الناقل. ولكن خلال ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، ظهرت أنظمة جديدة مثل SCSI و IDE لتلبية هذه الحاجة، مما جعل معظم المنافذ في الأنظمة الحديثة فارغة. اليوم، من المرجح أن يحتوي الجهاز النموذجي على حوالي خمسة نواقل مختلفة، تدعم أجهزة متنوعة.

الجيل الثالث

بدأت ناقلات الجيل الثالث بالظهور في السوق منذ عام 2001 تقريبًا، ومنها HyperTransport و InfiniBand . وتتميز هذه الناقلات بمرونة عالية في توصيلاتها المادية، مما يسمح باستخدامها كناقلات داخلية، بالإضافة إلى ربط أجهزة مختلفة ببعضها. قد يؤدي هذا إلى مشاكل معقدة عند محاولة تلبية طلبات متعددة، لذا يركز جزء كبير من العمل على هذه الأنظمة على تصميم البرمجيات، وليس على الأجهزة نفسها. بشكل عام، تبدو ناقلات الجيل الثالث أقرب إلى الشبكة منها إلى مفهوم الناقل التقليدي، حيث تتطلب بروتوكولات أكثر تعقيدًا من الأنظمة السابقة، مع السماح في الوقت نفسه لأجهزة متعددة باستخدام الناقل في آن واحد.

تم تطوير حافلات مثل Wishbone من قبل حركة الأجهزة مفتوحة المصدر في محاولة لإزالة القيود القانونية وبراءات الاختراع من تصميم الكمبيوتر.

يُعدّ Compute Express Link (CXL) معيارًا مفتوحًا للربط البيني عالي السرعة بين وحدة المعالجة المركزية والجهاز وبين وحدة المعالجة المركزية والذاكرة، وهو مصمم لتسريع أداء مراكز البيانات من الجيل التالي . [ 28 ]

أمثلة على ناقلات البيانات الداخلية للحاسوب

موازي

مسلسل

أمثلة على ناقلات الكمبيوتر الخارجية

موازي

  • واجهة HIPPI عالية الأداء للتوازي
  • IEEE-488 (المعروف أيضًا باسم GPIB، ناقل واجهة الأغراض العامة، وHPIB، ناقل أجهزة هيوليت-باكارد)
  • بطاقة الكمبيوتر الشخصي ، المعروفة سابقًا باسم PCMCIA ، كانت تُستخدم بكثرة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وغيرها من الأجهزة المحمولة، ولكنها بدأت تتلاشى مع ظهور USB ووصلات الشبكة والمودم المدمجة.

مسلسل

العديد من ناقلات البيانات الميدانية هي ناقلات بيانات تسلسلية (لا ينبغي الخلط بينها وبين قسم ناقل البيانات المتوازي في ناقل النظام أو بطاقة التوسعة )، ويستخدم العديد منها الخصائص الكهربائية لـ RS-485 ثم يحدد بروتوكوله وموصله الخاص:

تشمل الحافلات التسلسلية الأخرى ما يلي:

أمثلة على ناقلات البيانات الداخلية/الخارجية للحاسوب

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هولينغديل، ستيوارت هـ. (1958-09-19). الجلسة 14. معالجة البيانات . تطبيقات الحاسوب، جامعة نوتنغهام 15-19 سبتمبر 1958.
  2. ↑ كليفتون، كارل (1986-09-19). ما يجب أن يعرفه كل مهندس عن اتصالات البيانات . مطبعة سي آر سي. ص 27. ISBN  9780824775667أُرشف من الأصل بتاريخ ١٧ يناير ٢٠١٨. ناقل البيانات الداخلي للحاسوب هو نظام نقل متوازي؛ داخل الحاسوب...
  3. ↑ "تعريف الحافلة من موسوعة مجلة الكمبيوتر الشخصي" . pcmag.com. 29-05-2014. مؤرشف من الأصل في 07-02-2015 . تم الاطلاع عليه في 21-06-2014 .
  4. ↑ غوستافسون، ديفيد (أبريل 1984). ناقلات الكمبيوتر: دليل تعليمي (PDF) .
  5. ↑ "الفرق بين ناقل النظام وناقل العناوين" . GeeksForGeeks . 2025-07-23.
  6. ↑ "أنظمة التشغيل" . 2003-01-01: 169– 191. doi : 10.1016/B0-12-227410-5/00851-6 .{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  7. ↑ "قاعة مشاهير الرقائق: ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية Mostek MK4096 سعة 4 كيلوبت - IEEE Spectrum" . spectrum.ieee.org . تاريخ الاسترجاع: 13 نوفمبر 2025 .
  8. ↑ دليل المسح الضوئي للحدود . سبرينغر. 30-06-2003. رقم ISBN 978-1-4020-7496-7.
  9. ↑ لجنة توحيد أنظمة الطيران، دليل معايير الواجهة الرقمية لتطبيقات الطيران العسكرية ، ASSC/110/6/2، الإصدار 2، سبتمبر 2003
  10. 1 2 الدليل الفني لجهاز IBM z15 (8561) . منشورات IBM Redbooks. 13 يوليو 2022. ISBN 978-0-7384-5812-0.
  11. ↑ أسس تكنولوجيا الحاسوب . دار نشر سي آر سي. ٢٥ أكتوبر ٢٠٢٠. رقم الكتاب المعياري الدولي (ISBN) 978-1-000-11716-5.
  12. ↑ بييلز، آر بي (11 أغسطس 2006). أنظمة الحاسوب الشخصي، التركيب والصيانة . روتليدج. رقم ISBN 978-1-136-37442-5.
  13. ↑ "كيف تعمل اللوحات الأم" . 2005-07-20.
  14. ↑ بوكانان، بيل (25 أبريل 2000). ناقلات الحاسوب . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-1-4200-4168-2.
  15. ↑ أوكلوبدزيا، فوجين ج. (2019-07-05). دليل هندسة الحاسوب . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-1-4398-3316-2.
  16. ↑ روبنسون، دان (12 يناير 2022). "الكشف عن المواصفات النهائية لتقنية PCIe 6.0: سرعة نقل بيانات تصل إلى 64 جيجابت في الثانية... مع منتجات ستصدر في عام 2023" . www.theregister.com
  17. ↑ "مواصفات PCIe 7.0 Draft 0.5 متوفرة: سرعة 512 جيجابايت/ثانية عبر PCIe x16 على المسار الصحيح لعام 2025" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2024-04-04.
  18. ↑ "بدأت تقنية PCIe 5.0 للتو بالوصول إلى أجهزة الكمبيوتر الشخصية الجديدة، لكن الإصدار 6.0 متوفر بالفعل" . 2022-01-12.
  19. ↑ "PCIe 6.0: كل ما تحتاج لمعرفته حول المعيار القادم" . 2024-06-30.
  20. ↑ "إشارات PAM-4" .
  21. ↑ ترقية وإصلاح أجهزة الكمبيوتر الشخصية . كوينزلاند، 2003. رقم ISBN 978-0-7897-2745-9.
  22. ↑ "مواصفات PCIe 7.0 Draft 0.5 متوفرة: سرعة 512 جيجابايت/ثانية عبر PCIe x16 على المسار الصحيح لعام 2025" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2024-04-04.
  23. 1 2 دون لانكستر. "كتاب طبخ آلة الكتابة التلفزيونية" . ( آلة الكتابة التلفزيونية ). قسم "تنظيم الحافلة". ص 82.
  24. ↑ ماكان، دوغ؛ ثورن، بيتر (2000). آخر الرواد، CSIRAC: أول حاسوب في أستراليا . قسم علوم الحاسوب، جامعة ملبورن. الصفحات 8-11 ، 13، 91. ISBN  0-7340-2024-4.
  25. ↑ ليندا نول؛ جوليا لوبور (2006). أساسيات تنظيم وبنية الحاسوب ( الطبعة الثانية). جونز وبارتليت ليرنينج. الصفحات 33، 179-181 . ISBN   978-0-7637-3769-6تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 2018-01-17 .
  26. ↑ سي. جوردون بيل؛ آر. كادي؛ إتش. مكفارلاند؛ بي. ديلاجي؛ جيه. أولافلين؛ آر. نونان؛ دبليو. وولف (1970). بنية جديدة للحواسيب الصغيرة - دي إي سي بي دي بي-11 (ملف PDF) . المؤتمر المشترك الربيعي للحاسوب. الصفحات 657-675 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 27-11-2011. 
  27. ↑ براي، أندرو سي؛ ديكنز، أدريان سي؛ هولمز، مارك أ. (1983). "28. ناقل الميغاهرتز الواحد". دليل المستخدم المتقدم لحاسوب بي بي سي الصغير . كامبريدج، المملكة المتحدة: مركز كامبريدج للحاسوب الصغير. الصفحات 442-443 . ISBN  0-946827-00-1أُرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF مضغوط) بتاريخ 14 يناير 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 مارس 2008 .
  28. ↑ "حول CXL" . رابط Compute Express . تم الاسترجاع في 9 أغسطس 2019 .
  29. ↑ "متفرقات: حافلات أوبتي المحلية، بطاقات صوت أريا" . 21-07-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-02-2021 .