Ca veut dire quoi ?

Définitions

Les différents composants d’un ordinateur sont interconnectés par des systèmes de câblage assurant la transmission des signaux nécessaires à son fonctionnement. Comme il n’est guère envisageable de relier chaque unité à toutes les autres de l’ordinateur, on fait appel à des lignes exploitées en commun par tous les dispositifs qui y sont rattachés ; on appelle bus ces ensembles de câbles par analogie avec les transports urbains du même nom.

Un bus peut être utilisé par toutes les unités qui y sont connectées, mais jamais par plus de deux d’entre elles en même temps ; cela pose donc des problèmes d’attente et d’arbitrage de requêtes d’utilisation. Un circuit spécial, appelé contrôleur de bus, est chargé à cet effet d’organiser l’ensemble des accès et d’éviter les conflits qui pourraient survenir au sein de l’ordinateur.

Un bus est capable de véhiculer des signaux correspondant fondamentalement à trois types d’informations : adresses (qui identifient l’emplacement d’un périphérique ou d’une donnée en mémoire), données et commandes (telles que par exemple les signaux d’horloge de synchronisation).

Un bus est enfin caractérisé par le nombre et la disposition de ses lignes ainsi que par sa fréquence de fonctionnement exprimée en mégahertz (MHz) : un bus qui comporte par exemple 16 lignes parallèles est un bus 16 bits, ce qui signifie que chacune des lignes est à même de transporter 1 bit à la fois. La fréquence de fonctionnement de ce bus permet de calculer sa bande passante, c’est à dire le débit d’informations qu’il peut véhiculer dans un même laps de temps. Si notre bus 16 bits évolue à une fréquence de 8 MHz (rappel : 1 Hertz = 1 impulsion/s), on peut estimer sa bande passante théorique maximale à : 8 x 16 = 128 Mbit/s, soit 128/8 = 16 Mo/s.

Les différents types de bus présents dans un ordinateur

Le bus processeur :

Il constitue le canal de communication entre le processeur central, les puces complémentaires qui lui sont associées (habituellement appelées chipset) et la mémoire cache externe. Le rôle de ce bus est de transférer des signaux de et vers le processeur à une rapidité maximale, c’est pourquoi il est beaucoup plus véloce que les autres bus du système.

Le bus mémoire :
Il assure le transfert des données entre le processeur et la mémoire principale (RAM). Le taux de transfert des informations qui transitent par le bus mémoire est bien inférieur à celui des informations véhiculées par le bus processeur, ce qui nécessite la mise en place d’un contrôleur mémoire chargé de vérifier l’interface entre le bus processeur le plus rapide et la RAM la plus lente. Notons que l’interface du bus mémoire principal est toujours identique à celle du bus processeur : ainsi, sur un système équipé d’un processeur 64 bits (type Pentium), le bus mémoire est également de 64 bits ; ce nombre désigne la taille d’un bloc-mémoire. Si vous utilisez un processeur Pentium 64 bits, chaque bloc-mémoire ajouté à la RAM lors de toute opération doit nécessairement être de 64 bits. D’où certaines contraintes lorsque vous installez des barrettes de mémoire vive dans votre ordinateur en fonction de leurs caractéristiques : SIMM 32 bits, DIMM 64 bits, etc.).

Le bus d’adresses et le bus de commandes :
Ils sont en fait des sous-ensembles des bus processeur et bus mémoire. Ces derniers sont constitués de différentes lignes spécialisées, certaines d’entre elles chargées de véhiculer des adresses, d’autres des données ou des commandes ; les lignes d’adresses constituent le bus d’adresses, les lignes de commandes déterminent le bus de commandes (le bus processeur d’un Pentium est par exemple formé de 32 lignes d’adresses, 64 lignes de données et quelques lignes de contrôles).

Le bus d’adresses indique l’adresse mémoire ou l’adresse d’un autre bus utilisée lors d’un transfert de données au sein de l’ordinateur. La largeur du bus d’adresses conditionne également la quantité maximale de RAM que peut adresser le processeur (un bus d’adresses d’une largeur de 16 bits permet ainsi au processeur d’adresser 216 = 65536 adresses en mémoire).

Le bus de commandes véhicule tous les signaux utilisés pour synchroniser les différentes activités qui se déroulent dans les unités fonctionnelles de l’ordinateur : signaux d’horloge, signaux de lectures/écritures, signaux d’interruptions, etc.

Le bus de données (ou bus d’entrées/sorties) :
Il assure la transmission des données à traiter entre les différents éléments de l’ordinateur ; à ce titre, il est tout comme les bus d’adresses et de commandes un sous-ensemble des bus processeur et mémoire (rappelez-vous les 64 lignes de données du bus processeur du Pentium). Le bus d’E/S permet non seulement aux composants figurant sur la carte mère de communiquer des données entre eux, mais également d’ajouter des périphériques supplémentaires à l’aide de cartes d’extension ; à cet effet, le bus d’E/S est caractérisé par un certain nombre de connecteurs (ou slots).
L’extension de la capacité d’un ordinateur grâce à l’ajout de périphériques est primordiale car les systèmes de base sont incapables de satisfaire toutes les attentes des utilisateurs : des composants indispensables peuvent alors être rattachés aux connecteurs du bus d’E/S, tels que cartes graphiques, cartes sonores, cartes d’interface réseau ou encore adaptateurs SCSI.