گذرگاه آدرس یک نوع معماری اتوبوس کامپیوتری است. این یک سیستم فرعی است که داده ها را بین اجزای داخل رایانه یا بین رایانه ها منتقل می کند. این مقاله درک کاملی از گذرگاه آدرس ارائه می دهد.
تاریخچه و منشا اتوبوس آدرس
مفهوم گذرگاه آدرس با تکامل معماری کامپیوتر پدیدار شد. اولین اشاره به گذرگاه آدرس را می توان به اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960، با ظهور فناوری مدار مجتمع (IC) ردیابی کرد. این ماشین‌های اولیه از یک نسخه ساده از گذرگاه‌های آدرس استفاده می‌کردند که اغلب مستقیماً به CPU متصل می‌شدند.
در دهه 1970، با معرفی ریزپردازنده‌هایی مانند Intel 8080، اصطلاح «آدرس باس» همانطور که امروزه آن را می‌فهمیم شروع به شکل‌گیری کرد. ریزپردازنده ها از یک گذرگاه آدرس برای دسترسی مستقیم به مکان های حافظه استفاده می کنند که منجر به بهبود قابل توجهی در سرعت محاسبات و عملکرد کلی می شود.
گسترش موضوع: اتوبوس آدرس چیست؟
گذرگاه آدرس یک جزء حیاتی از معماری گذرگاه کامپیوتر است. این بخش جدایی ناپذیر از سیستم مورد استفاده برای ارتباط بین دستگاه های مختلف در یک کامپیوتر است.
گذرگاه آدرس، آدرس های حافظه را از پردازنده به اجزای دیگر مانند حافظه اصلی یا سایر دستگاه های ورودی/خروجی حمل می کند. عرض گذرگاه آدرس (یعنی تعداد سیم هایی که از آن تشکیل شده است) میزان حافظه ای را که یک سیستم می تواند آدرس دهی کند را تعیین می کند. به عنوان مثال، یک سیستم با یک گذرگاه آدرس 32 بیتی می تواند 2^32 (حدود 4 میلیارد) مکان حافظه را آدرس دهی کند.
گذرگاه آدرس یک جهته است، به این معنی که فقط اطلاعات را از پردازنده به قسمت های دیگر رایانه منتقل می کند، نه برعکس.
ساختار داخلی و عملکرد گذرگاه آدرس
گذرگاه آدرس شامل چندین خط (سیم) است که آدرس کدگذاری شده باینری محل حافظه ای را که پردازنده می خواهد به آن دسترسی داشته باشد، حمل می کند. تعداد خطوط، همچنین به عنوان "عرض اتوبوس" شناخته می شود، تعیین می کند که چند مکان منحصر به فرد حافظه قابل دسترسی است.
هنگامی که CPU نیاز به دسترسی به یک مکان حافظه خاص دارد، آدرس آن مکان را در امتداد گذرگاه آدرس ارسال می کند. سپس واحد حافظه آدرس را می خواند و داده های درخواست شده را از طریق گذرگاه داده، یکی دیگر از بخش های حیاتی معماری کامپیوتر، پس می فرستد.
ویژگی های کلیدی اتوبوس آدرس
- جریان داده های یک طرفه: گذرگاه آدرس داده ها را در یک جهت - از CPU به سایر اجزاء منتقل می کند.
- عرض: عرض گذرگاه آدرس بر حداکثر مقدار حافظه ای که CPU می تواند به آن دسترسی داشته باشد تأثیر می گذارد.
- انتقال باینری: آدرس ها به صورت سیگنال های باینری در طول گذرگاه آدرس منتقل می شوند.
انواع اتوبوس آدرس
"انواع" گذرگاه های آدرس فی نفسه وجود ندارد، اما آنها می توانند بر اساس عرض یا معماری کامپیوتر متفاوت باشند. در اینجا یک دسته بندی اساسی وجود دارد:
| عرض اتوبوس | حداکثر حافظه قابل آدرس دهی |
|---|---|
| 16 بیتی | 64 کیلوبایت |
| 32 بیتی | 4 گیگابایت |
| 64 بیتی | 18.4 اگزابایت |
آدرس استفاده از اتوبوس، مشکلات، و راه حل
استفاده اولیه از گذرگاه آدرس، فعال کردن ارتباط بین CPU و حافظه است. با این حال، ممکن است به دلیل محدودیت در عرض گذرگاه آدرس، مشکلاتی ایجاد شود.
به عنوان مثال، یک گذرگاه آدرس 32 بیتی ممکن است نتواند بیش از 4 گیگابایت حافظه را آدرس دهی کند، که می تواند عملکرد برنامه های مدرن را محدود کند. یک راه حل برای این ارتقاء به یک سیستم 64 بیتی است که می تواند فضای حافظه بسیار بزرگتری را اداره کند.
مقایسه ها و ویژگی ها
در حالی که گذرگاه آدرس و گذرگاه داده بخشی از معماری گذرگاه یکسانی هستند، اما اهداف متفاوتی دارند. گذرگاه آدرس یک طرفه است و مکان حافظه مورد نظر را حمل می کند. از طرف دیگر، گذرگاه داده می تواند دو طرفه باشد و داده های واقعی را به یا از محل حافظه حمل کند.
چشم اندازها و فناوری های آینده
در آینده، گذرگاه آدرس با پیشرفت در معماری کامپیوتر به تکامل خود ادامه خواهد داد. گرایش به موازی سازی بیشتر ممکن است منجر به معماری هایی شود که در آن از چندین گذرگاه آدرس برای افزایش عملکرد استفاده می شود.
سرورهای پروکسی و گذرگاه آدرس
یک سرور پروکسی به عنوان یک واسطه بین مشتری و سرور کار می کند. در حالی که گذرگاه آدرس مستقیماً با یک سرور پراکسی در تعامل نیست، فرآیند آدرس‌دهی و بازیابی داده‌ها که شامل گذرگاه آدرس می‌شود، در بازیابی داده‌های درخواستی مشتری نقش دارد.
