CPU (Central Processing Unit) är kopplad till primärlagring (huvudminne som RAM) och andra enheter i ett datorsystem genom ett komplext system med bussar och styrenheter. Här är en uppdelning:
1. Systembuss: Detta är den primära kommunikationsvägen. Det är inte en enda tråd, utan snarare en samling parallella ledningar grupperade i flera typer av bussar:
* Adressbuss: Bär minnesadressen som CPU vill komma åt. Det är enkelriktat (CPU till minne).
* Databuss: Bär de data som läses från eller skrivs till minnet. Det är dubbelriktat (CPU till minne och minne till CPU).
* Kontrollbuss: Bär kontrollsignaler som koordinerar aktiviteterna för alla komponenter. Detta inkluderar signaler som läsning/skrivning, minnesförfrågan, avbrottsförfrågningar etc. Det är dubbelriktat.
2. Minneskontroller: Detta sitter mellan CPU och RAM. Den hanterar åtkomsten till RAM och översätter CPU:s minnesförfrågningar till signaler som RAM förstår. Det hanterar också saker som caching och minnestid.
3. Input/Output (I/O) Controllers: För andra enheter än primärlagring (som hårddiskar, grafikkort, nätverksadaptrar etc.), hanterar specialstyrenheter kommunikationen. Dessa styrenheter fungerar som mellanhänder och översätter CPU:s kommandon till signaler som den specifika enheten förstår och vice versa. De har ofta sina egna dedikerade bussar (t.ex. PCI Express) som sedan ansluter till systembussen.
4. Avbrott: Enheter kan signalera CPU när de kräver uppmärksamhet (t.ex. en tangentbordspress, ett nätverkspaket som anländer). Detta händer genom avbrottslinjer på kontrollbussen. CPU svarar genom att pausa sin nuvarande uppgift och betjäna avbrottsbegäran.
5. Direct Memory Access (DMA): För höghastighetsdataöverföringar (som att överföra en stor fil från en hårddisk till RAM), tillåter DMA-styrenheter enheter att komma åt minnet direkt, utan att involvera CPU i varje enskild dataöverföring. Detta frigör CPU för andra uppgifter.
Sammanfattningsvis:
CPU använder systembussen (adress, data och kontrollbussar) för att kommunicera med primär lagring (RAM). En minneskontroll hjälper till att hantera denna kommunikation. Kommunikation med andra enheter hanteras via I/O -styrenheter och deras respektive bussar, som ofta ansluter till systembussen. Avbrott och DMA möjliggör effektiv hantering av enhetsförfrågningar respektive stora dataöverföringar. Hela systemet fungerar på ett samordnat sätt, orkestrerat av kontrollsignalerna på kontrollbussen.
