Eine Einsicht in die Entwicklung der Bus Datenverarbeitung

Busse sind aus der heutigen Kommunikations-und Automationstechnik nicht mehr wegzudenken. Durch sie werden Datenübertragungen zwischen den Teilnehmern eines Netzwerks realisiert, sodass sich zahlreiche Vorteile, wie die Einsparung von Kosten und Maximierung der Leistungsfähigkeit, ergeben. Auch bei der Verarbeitung von Daten hat sich die Verwendung des Binary Unit Systems etabliert, da es für schnelle Vorgänge und eine insgesamt effiziente Performance sorgt. Allerdings hat jede noch so erfolgreiche Technologie auch ihre Anfangszeiten, in denen noch zahlreiche Probleme in der Umsetzung herrschten und während derer ein globaler Einsatz noch nicht ersichtlich war.

Das Binary Unit System hat drei wesentliche Generationen und zwei entscheidende Weiterentwicklungen durchgemacht, um heute als Basis für zahlreiche Vorgänge innerhalb einer Netzwerkarchitektur zu dienen.

Die Anfänge der Bus Verarbeitung

Während der ersten Zeit, in welcher die Datenverarbeitung mittels eines Binary Unit Systems einen Aufschwung erfuhr, wurden der Speicher sowie alle anderen Geräte innerhalb des Busses an den gleichen Adressen und Datenstiften angebracht, die selbst durch die CPU genutzt wurden. Dies geschah als paralleler Anschluss. Die Steuerung der Kommunikation übernahm die CPU, welche dazu befähigt war, die Daten der Geräte und Blöcke zu lesen, wobei es gleichzeitig zur Taktung durch einen zentralen Zeitgeber kam, der für die notwendige Arbeitsgeschwindigkeit der CPU sorgte. In der ersten Generation der Bus Datenverarbeitung wird der CPU durch die angeschlossenen Geräte signalisiert, wenn diese Daten senden oder empfangen wollen. Hierzu senden die Teilnehmer des Netzwerks auf den anderen Stiften der CPU ein Signal, was in der Regel durch einen Interrupt erfolgte. Der Nachteil in der ersten Ausführung dieser Technologie lag jedoch darin, dass alle Geräte im System nur mit derselben Geschwindigkeit arbeiten konnten und sich einen Taktgeber teilen mussten. Dadurch war eine Steigerung der CPU-Geschwindigkeit sehr komplex, da auch die Geschwindigkeiten aller gekoppelten Geräte zwangsläufig mit erhöht werden musste. Paradox hierzu wurde aufgrund dessen die Geschwindigkeit der CPU zunächst gedrosselt, damit eine Kommunikation zu anderen Komponenten der Netzwerktopologie möglich wurde. Da die CPU an allen Vorgängen innerhalb des Systems beteiligt war, lag der reale Datendurchsatz auf einem sehr niedrigen Level, wenn die Steuereinheit im selben Moment auch noch andere Aufgaben zu bewerkstelligen hatte. Auch bedurften die Busse der ersten Generation einer Vielzahl an Jumpern zur Bereitstellung verschiedener Betriebsparameter, sodass eine Verbesserung unumgänglich war.

Die Weiterentwicklung der busgestützten Datenverarbeitung

Die zweite Generation der Bus Verarbeitung spiegelt sich in Technologien wie „NuBus“ wider, die auf die Lösung der vorherrschenden Problemen der ersten Ausführung gestützt waren. Durch diese Weiterentwicklung wurde der Computer zunächst in zwei wesentliche Bestandteile oder Seiten eingeteilt:

  • erste Unterteilung in CPU und Speicher auf der einen Seite
  • die ans Netzwerk angeschlossenen Geräte mit einem zwischengeschalteten Buscontroller auf der anderen Seite

Durch diese Herangehensweise konnte die Geschwindigkeit der CPU erhöht werden, ohne dass hierdurch Konsequenzen für den Bus eintraten. Zudem war nun die Kommunikation der Geräte ohne vorheriges Einschalten der CPU möglich, was die Belastung bezüglich der Datenverschiebung von der CPU in die Karten und dem Controller gesenkt hat. Zwar ist hierfür eine wesentlich ausgeprägter Komplexität der installierten Geräte erforderlich, dennoch konnte dadurch die tatsächliche Leistung auf ein höheres Level gebracht werden. Auch das Problem der Geschwindigkeit wurde innerhalb der zweiten Generation thematisiert, sodass sich hier ein Datentransportweg findet, der mit den neuen 16-bit und 32-bit parallelen Bussen wesentlich umfangreicher ausfällt. Zusätzlich wurde auch eine Verbesserung in der Funktionalität der Softwareeinstellungen vorgenommen, durch welche sich nun die Zahl der Jumper nach Belieben und Bedarf verringern ließ oder dieser direkt ersetzt werden konnten.

Der heutige Stand in der Bus Datenverarbeitung

Die Einführung der dritten Generation des Binary Unit Systems ist im vollen Gange, wobei diese Technologie nun auch einen HyperTransport und InfiniBand mit einschließen soll. Diese Busse haben die Charakteristik, dass sie einen Betrieb schaffen, in welchem eine hohe Geschwindigkeit erreicht werden kann, was natürlich besonders bei der Unterstützung des Speichers und der Videokarten vorteilhaft ist. Allerdings lassen sich auch niedrigere Geschwindigkeiten realisieren, damit auch eine Kommunikation zu langsamen Geräte wie dem Laufwerk machbar sind. Darüber hinaus herrscht ein starkes Maß an Flexibilität, was sich im Besonderen auf die vorhandenen physikalischen Anschlüsse bezieht. Zudem können die Busse der dritten Generation intern oder extern fungieren. Durch die Verbindung mehrere Rechner durch einen Bus kann es jedoch zu Störungen kommen, wenn unterschiedliche Anfragen bedient werden sollen. Jedoch ist hierdurch auch das Design der Software in den Fokus der Entwicklungsarbeit gerückt. Allgemein gesagt, kennzeichnet sich die dritte Generation der Datenverarbeitung mit einem Bus vor allem dadurch, dass der eigentliche Bus nun mehr wie ein komplexes Netzwerk erscheint, bei welchem ein größerer Bedarf an Informationen zum Protokoll benötigt wird. Zudem ergibt sich die Option der gleichzeitigen Benutzung mehrerer und unterschiedlicher Geräte.