Для организации взаимодействия процессора и устройств ПК используются группы проводников, называемых шинами. Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера.

В персональных компьютерах используются различные шинные интерфейсы.

Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect). Стандарт подключения внешних компонентов был введен в персональных компьютерах, выполненных на базе процессоров Intel Pentium. По своей сути это интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Для связи с основной шиной компьютера используются специальные интерфейсные преобразователи - мосты PCI (PCI Bridge). В современных компьютерах функции моста PCI выполняют микросхемы микропроцессорного комплекта (чипсет).

Тактовая частота 33 Мгц для 32-х разрядной шины обеспечивает пропускную способность ~ 120-132 Мб в секунду, тактовая частота в 133 Мгц 64-х разрядной шины ~ 900 Мб в секунду. Этот тип шины используется для подключения внешних устройств.

Интерфейс FSB (Front Side Bus). Для связи процессора, чипсета и памяти, начиная с процессора Intel Pentium Pro, используется специальная шина, получившая название Front Side Bus (FSB). Эта шина работает на очень высокой частоте 100-133 МГц. В настоящее время внедряются материнские платы с частотой шины FSB более 200 МГц.

Частота шины FSB является одним из основных потребительских параметров - именно он и указывается в спецификации материнской платы. Пропускная способность шины FSB при частоте 100 МГц составляет порядка 800 Мбайт/с. и более.

Интерфейс USB (Universal Side Bus). USB (Universal Serial Bus) - универсальная последовательная магистраль. Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему). Производительность шины USB относительно невелика и составляет до 1,5 Мб/с., но для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик и т.п., этого достаточно.

Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.

Характеристики шины:

тактовая частота шины, определяет сколько циклов (тактов) передачи данных выполняется в одну секунду. Более высокая тактовая частота позволяет передавать больше данных в единицу времени.
ширина шины (разрядность) - величина, кратная 8 бит (32 бита, 64 бита и т.д.).
пропускная способность (скорость). Произведение ширины шины на ее скорость дает максимальную теоретическую полосу пропускания, или пропускную способность шины. (Максимальная пропускная способность редко достижима).

Основные сведения о теоретической пропускной способности стандартных шин для часто используемых тактовых частот приведены в Таблице 1.

Таблица 1.

Тип шины	Ширина битов	Тактовая частота, Мгц	Количество битов за такт	Пропускная способность, Мб/с
PCI	32	33,33	1	133,33
PCI (64-разрядная)	64	66,66	1	533,33
Pentium II/Celeron FSB	64	66,66	1	533,33
Pentium II/III/Celeron FSB	64	100,00	1	800,00
Pentium III FSB	64	133,33	1	1 066,66
Athlon Duron FSB	64	100,00	2	1 600,00
Athlon FSB	64	133,33	2	2 133,33
Pentium 4 FSB	64	100,00	4	3 200,00
Pentium 4 FSB	64	133,33	4	4 266,66

Условная логическая схема взаимодействия устройств с помощью шины

По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах с процессорами на базе Intel Pentium шина данных 64-разрядная, т.е. состоит из 64 линий, по которым за один такт на обработку поступают сразу 8 байт.

К ней подключается процессор для копирования данных из ячейки памяти в один из своих регистров. Она является 32-разрядной, состоит из 32 параллельных линий. На каждой линии может быть "выставлен" либо знак 0 (напряжения нет), либо 1 (при наличии напряжения). Комбинация из 32 нулей или единиц образуют 32-разрядный адрес, указывающий на ячейку ОЗУ, где хранятся данные.

Команды в процессор поступают тоже из ОЗУ, но из тех областей, где хранятся программы. Команды представлены в виде байтов данных. Самые простые из них укладываются в 1 байт. В большинстве современных ПК шина команд 32 разрядная, но бывают и 64 и даже 128-разрядные.

Обмен данными между процессором и оперативной памятью происходит с помощью адресной шины, шины данных и командной шины.