Şin (kompüter)

Kompüter şini və ya sistem şini ((giriş/çıxış şini) ~ en. input/output bus ~ ru. шина ввода-вывода ~ tr. giriş/çıkış veri yolu) prosessorla yaddaş arasında və ya giriş-çıxış qurğularının kontrollerləri (idarə sxemləri) arasında verilənlərin və idarə siqnallarının ötürülməsini təmin edən naqillər yığımından ibarətdir. kompüterin bütün hissələri bir-biri ilə sistem şini vasitəsilə birləşmişdir. Şin kompüter arxitekturasında kompüter elementləri arasında informasiya ötürən alt sistemdir. Şinlər onlara qurğu qoşmaq üçün müvafiq slotlara malik olur. Qurğuda şinləri 3 tərkib hissəyə bölmək olar – ünvan şini, verilənlər şini və əmrlər şini.

Ünvan şini – ünvan mübadiləsi üçündür (məsələn: mərkəzi prosessor operativ yaddaşdan hər hansı məlumatı oxumaq istəyirsə onda mərkəzi prosessora uyğun ünvan göndərilir). Ünvan şininin mərtəbəsi ünvanlandırıla bilən ünvanlar fəzasının ölçüsünü müəyyən edir. Ünvan şini 32 mərtəbəlidirsə onda ünvanlandırıla bilən xanaların sayı 2^32 olar.

Verilənlər şini – 2 qurğu arasında verilənlərin ötürülməsinə xidmət edir.

Əmrlər şini – 2 qurğu arasında əlaqənin tipini müəyyən etmək üçündür (məsələn: yaz, oxu).

İndiki kompüter şinlərinin paralel və ardıcıl birləşmə, eləcədə paralel(ing. multidrop) və zəngirvari(ing. daisy chain) topologiyaları vardır.

Şinlər üzrə ötürülmənin idarə olunması siqnalın keçmə səviyəsindədə ola bilər (buferlər, reqistrlar), həm də əməliyyat sisteminin köməyi ilə də idarə oluna bilər. 2-ci halda ayrıca drayver tələb olunur.

Şinlərin təsviri

Şinlər paralel(verilənlər ayrı – ayrı kanallarla sözlərlə ötürülür) və ardıcıl (verilənlər bitlərlə ötürülür) olur.

Kompüterlərdə daxili və xarici şinlər mövcuddur. Daxili şinlər kompüterin daxili komponentlərini (operativ yaddaş, HDD, VGA və s.) ana plataya birləşdirilməsi üçün istifadə olunur. Belə şinləri lokal şinlərdə adlandırırlar, çünki lokal qurğuların qoşulması üçün istifadə olunur. Xarici şinlər isə periferiya qurğularının ana plataya birləşdirilməsi üçündür.

Şəbəkə birləşməsi olan Enthernet, adətən şin adlandırılır, ancaq burda konseptual fərq var.

Tarixi

1-ci nəsil

İlk kompüter şinləri bir qrup naqillərdən ibarət idi ki, buda xarici yaddaşı və periferiya qurğularını kompüterə birləşdirirdi. Demək olar ki, həmişə yaddaş və periferiya üçün sürətləri və ötürücü qabiliyyəti fərqli olan şinlərdən istifadə olunurdu.

DEC firmasının irəli sürdüyü fikir o idi ki, mikrokompüterlərdə yaddaş qurğusu və periferiya üçün ümumi şindən istifadə etmək. O vaxtlar bu çox ciddi addım idi, və hamı onları birmənalı qarşılamadı.

1980-ci illərdə İBM PC tipli kompüterlərdə vahid şindən istifadə olunurdu. Səbəbi o dövrün kompüterlərində olan müxtəlif qurğuların sürətinin yaxın olmasıdır . Bu şinin universal kompüter üçün yeganə çatışmaz tərəfi vardı – şinə qoşulmuş bütün avadanlıq informasiyanı yeganə sürətdə verə bilərdi. Prosessorun sürətinin artırılması yaxşı fikir olmurdu, çünki digər qurğularda sürətinin artırılmasını tələb edirdi. Buda çox vaxt çox sürətli prosessorların zəif, tam gücünə işləməməsinə səbəb olurdu. Digər problem isə onda idi ki, şin üzrə hər hansı operasiyanın yerinə yetirilməsi üçün prosessor lazım idi və prosessor digər proseslər üzərində işlədikdə şin boş qalırdı.

Bu problemin həlli 2-ci nəsil şinlərlə öz həllini tapdı.

2-ci nəsil

2-ci nəsil NuBus kompüter şinləri bir çox problemi həll edirdi. Bu şinlər kompüteri 2 hissəyə bölürdü mərkəzi prosessor və yaddaş qurğusu bir, digər qurğuları isə 2-ci hissəyə. Hissələr arasında şin kontrolleri(bus controller) istifadə olunurdu. Bu həll prosessorun sürətini artirmağa kömək oldu. Eləcədə şini artıq prosessor idarə etmirdi. Kontrollerin köməyi ilə qurğular bir-biri ilə prosessorun müdaxiləsi olmadan əlaqə qura bilərdilər. Şinin sürət problemi də onun mərtəbəliyinin 8 bitlikdən 16–32 bitliyə qaldırmaqnan düzəldi. Eləcədə yeni qurğuların qoşulması üçün artıq proqram təminatıda ortaya gədi (Plug-n-play).

Ancaq yeni şinlər əvvəlki nəsil kimi, qurğulardan eyni sürət tələb edirdi. Prosessor və yaddaş izolyasiya olunduğu üçün daha sürətli inkişaf edirdi ki, buda onların sürətini periferiya hissəsinin sürətindən daha çox olmağına gətirib çixartdı. Məsəl üçün video-kartların daha sürətli inkişafına görə hətta yeni PCİ şininin də buna buraxma sürəti bəs etmirdi. Kompüterlərdə artıq Accelerated Graphics Port (AGP) yarandı ki buda yalnız video-kartlar üçün istifadə olunurdu.

2004-cü ildə AGP-nın da sürəti lazımi qədər olmadığından AGP PCİ Express(3-cü nəsil) şinləri ilə əvəz olundu.

Çoxalan sayda xarici qurğular artıq öz şinlərini tələb edirdilər buna görədə 1990-cı illərdən tədbirlər görülmüşdür. Kompüterlərdə bir çox giriş slotları vardı. Ancaq bu problemi də həll edən və slotları boş qoyan SCSİ və İDE şinləri oldu. İndiki dövrün tipik hesablayıcı maşınları 5 növ şin dəstəkləyir.

Şinləri 2 yerə bölürlər daxili (local bus) və xarici (external bus). Birincilər daxili qurğuların qoşulması üçündür (video-adapterlər, səs kartları, HDD), digərləri isə xarici qurğular üçün (printer, skaner, Mouse,…). İDE şini xarici şin kimi nəzərdə tutulsa da yalnız kompüterin daxilinə işlənir.

3-cü nəsil

3-cü nəsil şinlər(PCİ Express) həm sürətli (VGA, MP üçün) həm də zəif sürətli(periferiya üçün) qurğularla eyni zamanda işləməyə imkan yaradır.

Yeni PCİ şinləri fiziki qoşulma tərəfdən də artıq çox mükəmməlləşdirilmişlər, artıq onlar həm daxili həm də xarici şin kimi istifadə oluna bilər (Məsəl üçün: kompüterlərin birləşməsində). Ancaq buda öz problemlərini yaradır və elə proqram təminatı ilə də öz həllini tapır. Ümumilikdə 3-cü nəsil şinlər daha çox kompüter şəbəkələrinə oxaşayırlar. Artıq 1 şindən bir-neçə qurğu eynizamanda istifadə edə bilər.

İndiki inteqral sxemlər əvvəlkilər üzərində qurulur. Şinlər var ki (Wilshbone) inteqral sxem hissələrinin daha tez inteqrasiyasına komək edir.