Magistrala

Magistrala komputerowa to fizyczne połączenie, które łączy komponenty komputera na płycie głównej. Każda magistrala składa się z obwodu znajdującego się między co najmniej dwoma układami scalonymi, kartami rozszerzeń i gniazdami albo portami, wykorzystującego szereg małych przewodów. Obwody te umożliwiają wymianę danych między komponentami, a także dostarczają im zasilanie z płyty głównej.

W dowolnym momencie każdy przewód magistrali może przewodzić napięcie albo nie, wskazując jeden z dwóch stanów — włączony (1) lub wyłączony (0) — jako pojedynczy bit danych. Liczba przewodów w magistrali określa ilość danych, które może ona przesłać w jednym cyklu zegara. Właściwość tę nazywa się szerokością magistrali i mierzy w bitach. Na przykład magistrala z 64 przewodami może przesłać jednocześnie 64 bity, więc jest magistralą 64-bitową. Magistrale mają również szybkość, mierzoną w megahercach, która wskazuje, ile razy na sekundę przesyłają dane.

Główna magistrala łącząca komputerowy CPU z pozostałymi komponentami płyty głównej jest nazywana „magistralą systemową”. Magistrala systemowa obejmuje trzy oddzielne magistrale obsługujące różne zadania:

• Magistrala adresowa przenosi informacje o fizycznym adresie lokalizacji pamięci, z której odczytywane są dane lub do której są zapisywane. Całkowita liczba adresowalnych lokalizacji pamięci zależy od szerokości magistrali adresowej — magistrala 16-bitowa może adresować 65 536 lokalizacji pamięci (64 kilobajty), a magistrala 32-bitowa może adresować 4 294 967 296 lokalizacji (4 gigabajty).
• Magistrala danych przenosi właściwe dane do systemowej pamięci RAM i z niej. Szersza magistrala danych może przesyłać więcej informacji w jednym cyklu zegara.
• Magistrala sterująca przenosi polecenia między CPU a pozostałymi komponentami komputera. Przenosi również raporty o stanie z urządzeń do CPU.

Oprócz magistrali systemowej komputery zawierają inne magistrale, które łączą komponenty i urządzenia peryferyjne z odpowiednimi układami sterującymi. Magistrale wewnętrzne, nazywane również magistralami lokalnymi, łączą komponenty znajdujące się wewnątrz komputera, a magistrale zewnętrzne łączą porty używane do podłączania urządzeń peryferyjnych. Na przykład wewnętrzna magistrala pamięci komputera łączy gniazda pamięci RAM z kontrolerem pamięci, a zewnętrzna magistrala USB łączy porty USB z kontrolerem wejścia/wyjścia.