计算机组成原理三:总线

第三章:总线

    1)总线概念: 计算机硬件系统有2种互联方式,一种是各部件之间单独连线,称为分散连接;另一种是将各部件连到一组公关信息

传输线上,称为总线连接.总线是一组线路,将计算机的各个硬件连接在一起,让它们可以通过这条公共线路进行数据的传输.

    2)总线发送信息的唯一性,当多个部件通过总线相连为了保证数据的唯一一致性,某一个时刻,只运行有一个部件向总线发送数据,

而多个部件可以同时从总线上接受信息.

    3)总线的设计理念:用来替代原来的基于运算器为主的分散式连接,通过总线将多个部件连接在一起,实现了存储器为主的计算机

并且方便了硬件的扩展.

    4)常用的3种总线结构:

       4.1):以CPU为中心的双总线结构:俩条总线,一条连接CPU与内存称为存储总线,一条连接CPU与IO设备称为IO总线,这种方式当主存

与IO设备通信时,需要经过CPU这样会影响CPU的效率

       4.2):单总线:将CPU,主存,IO设备都挂到一组总线上,这样理论上主存与IO通信时不影响CPU,但是只有一组总线会影响整体的

计算机性能.

       4.3):以存储器为中心的双总线结构:在单总线的基础上在加一条总线连接CPU与主存,称为存储总线.这组总线速度快,并且只

提供内存与CPU之间的数据传输,这样有提高了传输效率,有减轻了CPU的负担.现在计算机都采用这种结构.

    5)总线的分类:

    按照连接部件不同.有三类总线

       5.1):内部总线:指芯片内部的总线,如CPU芯片内部,寄存器之间,alu(算术逻辑单元)与控制单元等.

       5.2):系统总线:系统总线是CPU,内存,IO设备等各大硬件设备之间的线路.按照系统总线传输的信息不同,可分为三类

          5.2.1):数据总线:系统总线内用来传输各部件之间的数据信息.是双向的,它发送的位数与当前机器的字长有关.

          5.2.2):地址总线:系统总线内用来指出数据总线上要传输的数据在主存单或IO设备的地址,如果想从内存中读出一个数据,

CPU要先将这个数据在内存中的地址送的地址线上,通过地址线找到数据在放到数据线上在传送.

          5.2.3):控制总线:主要用来接收CPU,内存,IO设备发出的各种控制指令，并进行传输,主要作用就是保持各个部件按照顺序

使用总线.

       5.3):通信线路:主要用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间的通信.

     6)总线控制:

       6.1)总线的主从设备:总线上连接的各类设备,按照其对总线有无控制功能可以分为主设备和从设备,主设备
4000
对总线由控制权,而从设备只能响应从主设备

发来的总线命令,对总线没有控制权.所以总线上数据的传送是由主设备启动的.

       6.2)总线的判优控制:如果多个主设备要同时使用一组总线时,由总线控制器进行优先级判断,判断哪个主设备可以使用总线.