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Capítulo 5: Los buses

Las últimas entregas vimos algo de electrónica y ya sabemos lo que son las señales eléctricas; hoy hablaremos de los buses, las vías por donde circula la información en esa forma. Y como sabemos lo que es la electricidad, vamos a poder entender realmente lo que sucede.

Los buses son las conexiones eléctricas que existen entre los componentes de la PC, estos se pueden interpretar simplemente como un grupo de conductores (por que no, cables) en los cuales ponemos distintas señales. Estas señales son tensiones, como sabemos las tensiones pueden tomar infinitos valores (ejemplo 3 Volts, 12 Volts, etc.) pero en la computadora, utilizamos un sistema de dos estados, un sistema binario en el cual esos dos estados están dados por la presencia ó no de tensión. Sin comenzar a hablar de normas, puedo contarles que toda la electrónica lógica de la PC funciona con 5 Volts. Entonces, si en un cablecito de ese bus tenemos 5 Volts, para la computadora representa un 1 y si no tenemos tensión, representa un 0.

Ahora pensemos como se transmite esa información: imaginemos que entre la casa de Pedro y la de su vecino Pablo tiran un cable, en el extremo del cable de Pedro hay un enchufe, y en lo de Pablo hay un foco. El foco encendido ó apagado son los dos estados existentes. Por ahora la comunicación parece medio imposible, sólo podrían ponerse de acuerdo para que cuando se prenda la luz, signifique "te invito a tomar el té", ó una acción simple.

El tema es que Pedro y Pablo están realmente aburridos y Pablo es fabricante de cable, entonces piensan, "si con un cable puedo trasmitir un dato, con dos, dos, etc." y deciden tirar cuatro cables. Cada uno significa una cosa distinta.

Pero como es lógico, no podemos tirar un cable por cada cosa que necesitamos hacer, ó dato a transmitir, ya que Pablo se fundiría, entonces Pedro y Pablo decidieron hacer lo siguiente: cada minuto, se debía mirar el estado del foco, así cada cuatro minutos, podían leer los cuatro datos. Para mirar el foco y transmitir el dato se pusieron de acuerdo en mirar la hora en la televisión, para no tener problemas de errores en el tiempo.

Cuando enviamos por varios conductores información a la espera de que en el otro extremo la reciban, estamos enviando información en paralelo. Cuando la información va una detrás de otra, cada un tiempo establecido transmitimos datos en serie.

Cómo habrán visto transmitir datos en paralelo es mucho más rápido que en serie, pero en serie es mejor desde el punto de vista de la cantidad de conductores a usar.

También sabemos que una computadora no es Pedro y Pablo (gracias a dios!) y que a estos procesos no los realiza cada un minuto, sino mucho más rápido, muchísimas veces por segundo. Esta velocidad se mide en Hertz (Hz) que para hacerlo fácil decimos que su unidad son veces/segundo. Eso quiere decir, por ejemplo, que a 4 Hz, algo sucede 4 veces cada segundo, o sea cada 0,25 segundos. Ahora pensemos en la velocidad de tu PC... aunque después veremos bien como es eso, nos damos cuenta de la gran velocidad que tiene.

En la computadora por supuesto que cada cable no significa una cosa, sino que con varios bits (un cero ó un uno) formamos algo más grande que si significa algo, así las posibilidades es expanden infinitamente según la cantidad de bits que usemos. Estos datos forman números binarios de distinta cantidad de bits; por ejemplo, un número binario de cuatro bits, que va desde el 0000 hasta el 1111 en decimal sería de 0 a 15, en cambio un número de ocho bits, de 00000000 a 11111111 en decimal sería de 0 a 255. Si no recuerdan muy bien los sistemas binario y hexadecimal les recomiendo un repaso con este artículo especialmente escrito para el caso.

Ya sabemos cómo viaja la información a través de los buses, ahora veremos que tipos de buses y datos hay.

Aunque genéricamente todas las señales son datos, en verdad veremos que hay tres tipos de estos, y cada tipo viaja por buses separados que son el bus de datos, el bus de direcciones y el bus de control. Por el bus de datos circulan los datos en si, pero, de que sirve un dato si no sabemos a donde va dirigido, para eso existe el bus de direcciones que indica hacia donde va ese dato. Con el bus de control manejamos dispositivos.

Ayer Pablo en su fábrica de cable comenzó a guardar varios paquetes de alambre en una gigantesca estantería vertical. Cada estante tiene un número y puede contener sólo un paquete. Pablo agarra un paquete y piensa "alambre de cobre esmaltado de 1 milímetro" y nuevamente piensa "estante 28" y luego "debo subir por la escalera"... sube por una escalera, y pone en el estante 28 ese alambre. Agarra otro paquete "alambre de fardo", "estante 13", "subir escalera"... así se paso algún buen rato.

El microprocesador quiere guardar en el espacio de memoria 3243 el dato 10111101. Que hace: en el bus de direcciones pone 3243 (por supuesto en binario), en el bus de datos pone 10111101 y habilita una línea de control que habilita la memoria para ser escrita.

De la misma manera, si el microprocesador desea leer un dato de una memoria, pone la dirección que quiere leer, y manda una señal de control que le indica a la memoria que va a ser leída. La memoria va a poner en el bus de datos el contenido de esa dirección.

Así, (en verdad es un poco más complejo, pero esta es la base) funcionan los buses.

El bus del sistema:

Se lo llama bus del sistema o "system bus"  al bus que relaciona a los componentes de la CPU. Este bus relaciona el microprocesador y las memorias.

El bus de periféricos:

El bus de los periféricos ó "I/O bus" (input/output bus) ó bus de E/S, donde se conectan las interfases, no está directamente conectado al "system bus", sino intermedia un dispositivo que controla la interconexión. Este es el famoso chipset.

Aquí los dejo hasta la próxima entrega, donde veremos los distintos buses de periféricos, los famosos "slots" y explicaré las arquitecturas (ISA, PCI, etc.).

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