Ônibus de Computador: Conceito e Funções

Introdução ao Conceito de Ônibus

A gestão de computadores requer uma grande quantidade de informações. Para que os dados transitem entre os vários componentes, são necessários "caminhos" que permitam o fluxo da maneira mais fácil possível. Esses "caminhos" são chamados de ônibus. São, na verdade, os circuitos internos da placa-mãe que permitem o envio de dados entre os componentes e que, em grande parte, definem a velocidade do computador, pois quanto mais rápido os dados são enviados, mais operações podem ser executadas por segundo.

Em computação, chama-se ônibus o conjunto de ligações físicas (cabos, placa de circuito impresso, etc.) que pode ser compartilhado por vários componentes de hardware para que se comuniquem entre si.

Às vezes, usamos a metáfora da "superestrada da informação".

Quando apenas dois componentes de hardware se comunicam através de uma linha, podemos falar de porta de hardware (porta serial ou paralela).

Características de um Ônibus

Um ônibus é caracterizado pela quantidade de informação transmitida simultaneamente. Este volume é expresso em bits e corresponde ao número de linhas físicas através das quais as informações são enviadas simultaneamente. Um cabo de fita de 32 fios permite a transmissão de 32 bits em paralelo. O termo "largura" é usado para designar o número de bits que um ônibus pode transmitir simultaneamente.

A velocidade do barramento é definida pela sua frequência (expressa em Hertz), ou seja, o número de pacotes de dados que podem ser enviados ou recebidos por segundo. Cada vez que se enviam ou recebem dados, podemos falar de ciclo.

Assim, é possível encontrar a velocidade de transferência máxima do barramento (a quantidade de dados que podem ser transportados por unidade de tempo), multiplicando a sua largura pela frequência. Portanto, um ônibus com uma largura de 16 bits e uma frequência de 133 MHz tem uma taxa de transferência de:

16 * 133 * 106 = 2128 * 106 bit/s, ou 2128 * 106 / 8 = 266 * 106 bytes/s
266 * 106 / 1024 = 259765,625 KB/s
259765,625 / 1024 = 253,677 MB/s

Como a CPU é geralmente mais rápida que o FSB (Front-Side Bus), as placas-mãe implementam um multiplicador de frequência que indica quão mais rápido (múltiplos da velocidade da placa) o processador funciona. Além disso, como os barramentos de E/S são mais lentos que a placa-mãe, é necessário um divisor que indica a velocidade operacional dos ônibus de E/S em relação à velocidade da placa-mãe.

Classificação dos Ônibus

Na verdade, cada ônibus é normalmente composto por entre 50 e 100 linhas físicas diferentes. Ele é subdividido em três subgrupos, dependendo do tipo de dados que transportam. Podemos classificar os ônibus em: barramento de dados, barramento de endereços e barramento de controle. Esses três tipos de ônibus, em conjunto, são o que se chama genericamente de barramento do sistema.

• O barramento de endereços (também conhecido como barramento de memória) transporta os endereços de memória para os quais o processador deseja acessar, para ler ou gravar dados. Este é um barramento unidirecional. Ele transmite os endereços entre a CPU e a memória. O barramento de endereços funciona em sincronia com o barramento de dados. É necessário para saber os endereços dos dados enviados para a CPU (ou recebidos dela). Para determinar a quantidade de memória diretamente acessível ou endereçável pela CPU, devemos levar em conta o número de linhas ou bits que formam o barramento de endereços. Quanto maior o número de bits, maior o intervalo de memória endereçável. Por exemplo, se o barramento de endereços é de 10 bits, ele pode acessar 2¹⁰ posições de memória, ou seja, 1.024 células.
• O barramento de dados transfere tanto as instruções que vêm do processador quanto aquelas destinadas a ele. Este é um barramento bidirecional. Ele define a troca de dados entre a CPU e as outras unidades.
• O barramento de controle (às vezes chamado de barramento de comando) transporta comandos e sinais de sincronização da unidade de controle e viaja para os diferentes hardwares. Este é um barramento bidirecional, uma vez que também transmite a resposta do hardware. O barramento de controle regula o uso e o acesso às linhas de dados e endereços. Ele transmite tanto os sinais de controle quanto as informações de tempo entre os módulos. Além disso, ele garante que não haja colisões de informações no sistema.