BUS Systemer

Da IBM i begyndelsen af 80'erne lancerede den personlige computer, var der ikke mange, der spekulerede på, at data skulle transporteres rundt i PC'eren med en forsvarlig hastighed. Processoren kommunikerede med de andre dele i computeren via bussen. Når der skal hentes og bringes data fra f.eks. RAM eller grafikdelen, foregår det altid via bussen. I en PC er de vigtigste dele processoren og hukommelsen, som lægger beslag på 90 % af bustrafikken. De sidste ti procent bliver brugt til styringen af harddisk, floppydisk og andre ydre enheder. Effektiviteten af en bus måles i hastigheden og fleksibiliteten.

Hastigheden svarer til de taktslag, hvormed data kan flyttes rundt på bussen.

En 8 bit bus kan flytte én byte (8 bit) for hvert taktslag, mens en 16 bit bus kan flytte 2 bytes pr taktslag. De nye 32 bit busser kan klare 4 bytes ad gangen.

Benytter man kun sin PC til tekstbehandling eller regneark, er bussens hastighed ikke afgørende. Fungerer PC'eren derimod som server i et netværk eller til store grafiske opgaver, er hastigheden til gengæld vigtig. 

De første busser.

Den første bus var en langsom 8 bit enhed, der kun var i stand til at adressere 1 Mb RAM. Hastigheden på bussen var kun 4,77 MHz. Samtidig skulle bussen bruge fem pulser til hver overførsel, fordi både adresse og data-bit skulle bruge de samme ledninger på bussen. Den første PC kunne kun overføre ca 900 kilo byte i sekundet. Et tal som selv de mindste PC'ere i dag ligger langt over

Med PC AT modellen udvidede IBM sin bus til 16 bits bredde, og adresse og data blev sendt samtidigt.. De nye 80286 processorer fik samtidigt adgang til 16 Mb adresseområde. Hastigheden fik også et løft til 6 MHz. Udvidelsen fra PC til AT blev lavet, så de to busser var fuldt kompatible. De små 8 bit kort kunne stadig bruges, men kun med 16 bit kortene udnyttes den fulde hastighed. Med AT bussen skulle der kun bruges 2 pulser til at overføre data. Dette gjorde, at AT bussen kan overføre 6 Mb i sekundet.

Kort efter lancerede IBM en extended AT med 8 MHz på både processoren og bussen, og meget hurtigere kan bussen ikke køre. Grænsen går mellem 8 og 9 MHz, for går det hurtigere, er der risiko for fejl og støj.

AT bussen er den mest udbredte bus idag. Cirka 80 procent af alle PC'er benytter denne bus, som senere er blevet officiel under navnet ISA bussen (Industry Standard Architecture).

I 1987 afskaffede IBM AT bussen med indførsel af de nye PS/2 maskiner med MCA bus (Mikro Channel Architecture) i forhold til AT bussen er MCA er stort skridt fremad. Ikke blot er MCA bussen 32 bit bred, den har også indbygget en særlig enhed med egne kontrolenheder (busmasters).

MCA udvidelseskort er selvkonfigurerende. De fortæller selv systemet, hvad de er, og hvor de fysisk sidder. Systemet svarer ved at give kortet et identitetsnummer, som det herefter bliver kaldt op på. En anden mulighed med MCA bussen er, at enheder kan sættes i venteposition, mens en anden overtager den fulde kontrol. Når de øvrige enheder er i venteposition, kan man overføre data med meget store hastigheder, faktisk op til 40 Mb i sekundet. Problemet med MCA bussen er, at stort set kun IBM markedsfører den. Det skyldes, at IBM forlanger licensbetaling for at benytte MCA, og udvidelseskortede er en del dyrere end tilsvarende AT/ISA kort.

At AT/ISA bussen stadig her en del år tilbage, kan ses af at IBM stadig tilbyder den gamle bus i PS/1 og ValuePoint maskiner.

EISA-bussen

IBM's største konkurrenter kunne naturligvis ikke ignorere IBM's satsning på MCA bussen. De svarede igen med EISA bussen (Extended Industri Standard Architecture). I modsætning til MCA bussen, der kræver helt nye korttyper, er EISA bussen fuldt kompatibel med AT bussen. Dette betyder, at man kan benytte alle sine gamle AT/ISA kort på en EISA maskine. Hastighedsgevinsten opnås dog kun ved brug af EISA kort.

EISA standarden har taget udgangspunkt i AT/ISA, men har "lånt" en masse gode ideer fra MCA. For eksempel benytter man også her intelligente busmasters. Derfor er EISA lige så stærkt og fleksibelt som IBM's system.

EISA er dog aldrig blevet den store succes. Dette skyldes ligesom ved MCA bussen, at kortene er en del dyrere end de tilsvarende AT/ISA kort. I dag benyttes bussen kun i større PC'er, der kan udnytte den større hastighed på bussen. Det gælder først og fremmest netservere og PC'er til store grafiske opgaver.

Local Bus.

Et af tidens varme navne er Local Bus. Den er en arkitektur, hvor man lader processoren tale direkte med andre enheder udenom den traditionelle systembus. Det vil sige, at Local bus og AT/ISA optræder side om side i samme PC. Local bus er mest relevant i forbindelse med opgaver, hvor der skal sendes store mængder data rundt i PC'en. For eksempel til grafikkortet og harddisk-controlleren.

Local bussen findes i to versioner. Den ene hedder VL-bussen og er udviklet af VESA-gruppen. VL-bussen består egentlig kun at et stik, der monteres oven på processorens databus. Det gør systemet meget billigt at fremstille. VL-bussen kan arbejde med processorer op til 50 MHz og kan håndtere to udvidelseskort.

 PCI

Den anden Local bus version er PCI (Peripheral Component Interconnect). Den er ikke kompatibel med VL-bussen, men har den styrke, at hidtidige konkurrenter, først og fremmest IBM, Compaq, NCR og Digital, er gået i samarbejde.

Det er Intel, der har taget initiativet til PCI. Ligesom VL kan PCI arbejde med intelligente busmasters, men PCI kan klare 8 udvidelseskort på samme tid. Intel gør meget ud af at fortælle at PCI vil kunne arbejde problemfrit med næste generation af lynhurtige 64 bits processorer som Intels egen Pentium eller Digitals Alpha. Disse nye processorer får en clockfrekvens fra 66 til 300 MHz. En så høj hastighed kan kun PCI bussen klare. PCI er langt mere avanceret i sin opbygning end VL og derfor dyrere at fremstille. Det vil i første omgang kun være dyrere PC'er og små workstations, som vil blive udstyret med den nye PCI bus.

Nedenstående skema viser, hvordan den hastighed, som data overføres med på bussen, er afhængig af bussens databredde (hvor mange bit den flytter ad gangen) og adresseområde. Maksimumshastigheden for MCA- og PCI bussen opnåes kun ved 64 bit. Ved 32 bit vil de kunne arbejde med henholdsvis 20-40 Mb og 132 Mb i sekundet.

CD-ROM
Worm, Mo, videodisk og CD-Rom er de mest almindelige optiske diske, alle med laseren som fællsenævner.

Worm
Worm (Write Once Read Many) var den første optiske datalagringsteknologi, der vandt indpas på EDB-markedet. WORM betyder, at man kan skrive én gang på disken og læse mange gange. Datainformationerne brændes ind i diskmediet med en kraftig laserstråle. Der kan gemmes 600-6000 MB data på hver side af et WORM-medie. Diameteren på diskmediet varierer fra 8 til 32 cm. Produktets største svaghed er manglende standard for medie og drev. Diskmediet kan kun skrives én gang og dermed ikke slettes igen. Teknikken er ikke velegnet til massekopiering. Søgetid og dataoverførselshastighed er relativ langsom.

MO
MO (Magneto Optical) har overvundet mange af WORM-teknologiens svagheder, MO brænder også sine informationer i disken med en laser, men kan deruden magnetisk slette informationerne på disken igen. MO-teknologiens ydeevne nærmer sig den, der kendes fra almindelige harddiske. MO kan også bruges til dataudveksling mellem geografisk adskilte systemer, det vil sige som udskiftelige diskmedie. Lagerkapacitet er typisk mellem 128-600 MB pr diskside. Diameteren på diskmediet er enten 3½'' eller 5¼''. Ulempen ved MO-systemet er manglende markedsstandard og prisen. 

Videodisk
Videodisk har aldrig vundet ret stor udbredelse på det europæiske marked. Produktet er udviklet som en konkurrent til videomaskinen. Videodisken er et 30 cm laserdiskmedie, med 54.000 analogt (FM-format) lagrede enkeltbilleder samt analog lyd, som kun kan afspille, ikke optage. Med 25 billeder i sekundet giver det ca 30 minutters spilletid pr. diskside. Billedkvaliteten er uovertruffen, bedre end super.-VHS, og der kan laves knivskarpe stilbilleder. Der eksisterer to billedformater kaldet CAV og CLV.

CAV giver 54.000 enkeltbilleder i topkvalitet eller ca 30 minutter levende video. CLV er kun til levende video, og billedkvaliteten er lidt dårligere end CAV, til gengæld er spilletiden ca 60 minutter pr side. I computer-sammenhæng er CAV formatet interessant, idet man via en standard seriel- eller parallel-port kan styre videodisk-afspilleren til at vise udvalgte enkeltbilleder eller videosekvenser. Selve diskmediet produceres på samme måde som CD og er derfor i store oplag meget billigt. 

CD-ROM
CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), er den absolut mest udbredte optiske disk. Den bliver kun leveret med færdigtrykte data og kan altså kun læses (afspilles). Siden begyndelsen af 80'erne har dette medie været brugt til lagring af musik. CD'en kan i lighed med en vinyl-LP trykkes efter matrice-princippet. Man brænder en original disk i glad med en kraftig laser, ud fra denne støbes en serie trykæmastere (negativer), som så kan masseproducere den endelige CD. Hele denne proces kan gennemføres til en pris på under 10 kroner pr. CD incl emballage. Til forskel fra de øvrige optiske medier er CD-ROM'en et standard format. Kapaciteten er på 660 MB eller 250.000 tætskrevne A4 sider, svarende til 1,3 ton papir. Den lille 12 cm plastskive kan bruges som illustreret leksikon, familie fotoalbum, computerspil, tegnefilmanimation, videofilm, interaktivt katalog og reklame-tryksag. MPC, PhotoCD, CD-I og CD-XA vedrører alle CD-mediet. 

CD Standarder
CD-programmer, der kan afspilles på alle CD-afspillere, har dannet grobund for en meget bred vifte af CD-standarder. Det vil være umuligt at komme ind på samtlige begreber og standarder, men her er forklaret nogle af de vigtigste:

Mode 1, Mode 2, Form 1
Form 1 dækker over skriveformatet af CD'en. Mode 1 og Mode 2 giver hhv. 540 MB og 650 MB på diskmediet.

Fra starten er der gjort et stort arbejde for at sikre CD-ROM filformatet. Denne standard for filformatet blev fastlagt efter forarbejde af den såkaldte "High Sierra gruppe". Derfor omtales filformatet mest som "High Sierra"-formatet, selv om det idag har et såkaldt ISO (International Standards Organization) nummer. ISO 9660 filstrukturen tillader at både PC, Mac og Unix mm kan læse og se samme fil og biblioteksstruktur. 

MPC
MPC standarden (Multimedie PC) er defineret af Microsoft i samarbejde med en række hardware-producenter. Oprindeligt var der tale om et valgfrit operativsystem, men på grund af Windows' store udbredelse er MPC idag lig med Windows. Standarden definerer filformater for en række features som musik, lyd, billede, grafik og levende video. I den sammenhæng er der visse krav til CD ROM-drevet, idet levende video kræver en data-overførsel på mindst 150 KB pr sekund. 

Photo CD
Photo CD er et helt familiealbum lagt på CD-ROM; konceptet er fastlagt af Kodak.

Filmen afleveres hos fotohandleren, retur fås almindelige papirbilleder og en Photo CD. Næste gang, der skal fremkaldes en film, skriver man et nyt sæt billeder på CD'en (Multisession, CD Write Once). Der kan gemmes ca 100 24x36 mm fotos på en CD. Hvert billede kan læses i 5 forskellige grafikkvaliteter fra 128x192 til 2048x3072 pixels i 16 mio. farver. Et billede fylder opkring 4,5 MB i komprimeret form og 18 MB i udpakket form. Hvis man ønsker at redigere sine fotos på en computer, kan det gøres med et billedredigerings-program. Men da der arbejdes med temmeligt store datamængder, selv for en kraftig PC'er, bør en PC 386DX-40MHz med 8 MB ram, 150 MB HD og et 32.000 farvers grafikkort være et minimumskrav. 

CD-I
CD-I (Compact Disk Interactive) er en standard, sat af Philips, som dækker over et helt nyt koncept: en interaktiv Compact Disk, der kan afspille flere forskellige CD-typer, som f.eks. en almindelig musik-CD, Photo-CD, Nintendo game CD, levende video (DVI/ADPCM/MPEG), samt flere hundrede CD-I titler (atlas, spil, undervisning etc.) CD-I afspilleren tilsluttes to og stereo-anlæg. Alt betjenes af et joystick og to knapper "GO" og "NOT GO".

 CDTV
CDTV (Commondore Dynamic Total Vision) er Commondores svar på CD-I. Rent teknisk er CDTV en Amiga og et CD-drev bygget ind i en kasse, der ligner noget fra et musikanlæg. Den kan da også bruges til at afspille almindelige musik-CD'er. CDTV skal ligesom CD-I tilsluttes et tv og stereoanlæg. CDTV er ikke kompatibelt med CD-I, men kan læse Mode 1- og Mode 2 formater samt ISSO 9660. CDTV-boksen kan udvides med en diskette-station og tastatur, hvorved den bliver til en Amiga 500 med CD-drev. 

CD-ROM XA
CD ROM XA (Xtended Architecture) giver mulighed for på samme tid at afspille komprimeret lyd (ADPCM) og komprimeret video (MPEG). Eller kort og godt vise 70 minutters video i topkvalitet med stereo-lyd på en ganske almindelig CD-skive. I computer-sammenhæng kræves der både et specielt videokort (MPEG) og lydkort (ADPCM), idet der er tale om overordentligt komprimerede data.