计算机组成原理总线
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计算机组成原理总线分类
计算机组成原理中的总线可以按照不同的分类方式进行分类,以下是常见的总线分类方式:
1. 数据总线(Data Bus):用于传输数据和指令的总线。
它可以是双向或单向的,并且通常是并行的,用于传输数据和指令的二进制位。
2. 地址总线(Address Bus):用于指定访问内存或外设的存储单元的地址的总线。
地址总线通常是单向的,并且是并行传输的。
3. 控制总线(Control Bus):用于控制各个组件之间的操作和传输的总线。
控制总线通常是单向的,并且是并行传输的。
4. 系统总线(System Bus):由数据总线、地址总线和控制总线组成的总线系统,用于连接计算机的主要组件,如CPU、内存和外设等。
5. 输入/输出总线(I/O Bus):用于连接计算机与外部设备进行数据传输的总线。
常见的I/O总线包括PCI、USB、SATA等。
6. 前端总线(Front-side Bus):用于连接CPU与北桥芯片或内存控制器的总线,用于高速传输数据和指令。
7. 后端总线(Backside Bus):用于连接CPU与二级缓存或其他外部组件的总线,用于高速传输数据和指令。
这些总线的分类方式可以根据其功能、方向、传输方式等不同特点进行划分。
不同的总线在计算机系统中扮演不同的角色,共同完成数据和指令的传输和控制。
计算机组成原理总线标准
计算机组成原理中的总线标准主要有:
ISA总线:是最早的总线标准,其后又有改进版本。
EISA总线:扩展工业标准体系(Extended Industry Standard Architecture),主要用于286微机。
EISA对ISA 完全兼容。
VESA总线:视频电子标准协会(Video Electronic Standard Association),是按照局部总线标准设计的一种开放总线,只适合于486的一种过渡标准,已淘汰。
PCI总线:外围设备互联(Peripheral Component Interconnection),PCI局部总线是高性能的32位或64位总线,它是专门为高集成度的外围部件、扩充插板和处理器/存储器系统而设计的互连机制。
AGP总线:是一种新型的视频接口的技术标准,专用于连接主存和图形存储器。
USB总线:即生活中最常见的USB接口,其发展主要经历:USB1.1——支持低速率的1.5Mbps和全速率的12Mbps;USB2.0——支持高速率(High Speed)的480Mbps USB3.0——支持超高速率(SuperSpeed)的5Gbps。
PCIe总线:相较于以前的总线标准,吞吐量更大,还有不同的接口模式。
第9 章系统总线基本知识点:总线的基本概念;总线的分类;总线的组成及性能指标;总线的结构;总线的裁决(仲裁)方式,包括三种集中裁决方式;总线通信控制,包括同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信。
重点:总线的组成及性能指标;总线的裁决方式;总线通信控制。
难点:总线的裁决方式;总线通信控制。
知识点1:总线概述要点归纳1. 总线的基本概念计算机系统的5 大部件之间的互连方式有两种,一种是各部件之间使用单独的连线,称为分散连接;另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,称为总线连接,总线是一组能为多个部件传送信息的线路,总线具有以下特点。
☆信息传输:总线实际上是由许多传输线或通路组成的,每条线可一位一位地传输二进制代码,一串二进制代码可在一段时间内逐一传输完成。
若干条传输线可以同时传输若干位二进制代码。
☆共享:总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。
☆分时:在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。
机器总线由总线控制器管理,总线控制器的主要功能有总线系统的资源管理、总线系统的定时及总线的仲裁和连接。
2. 总线的分类总线按连接部件划分如下。
☆片内总线。
指芯片内部的总线,如在CPU 芯片内部,寄存器与寄存器之间、寄存器与逻辑部件之间互连的总线。
☆系统总线。
指CPU、主存、I/O 设备各大部件之间的信息传输线。
按系统总线传输信息的不同,又分为数据总线、地址总线和控制总线三大类。
☆数据总线:用于传输各部件之间的数据信息,它是双向传输总线,其位数称为数据总线宽度,与机器字长、存储字长有关,一般为8 位、16 位或32 位。
☆地址总线:用于指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址,也就是说地址总线上的代码用来指明CPU 欲访问的存储单元或I/O 端口的地址,由CPU 输出,单向传输。
地址总线的位数与存储单元的个数有关,如地址线为20 根,则对应的存储单元个数为220个。
计算机组成原理基础知识-总线⼆.系统总线--计算机系统五⼤部件互连的⽅式有两种: 分散连接:各部件之间使⽤单独的连线 总线连接:将各部件连到⼀组公共信息传输线上--总线:是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质 特点:分时与共享 在某⼀时刻,只允许有⼀个部件向总线发出消息,⼆多个部件可以同时从总线上接收相同的消息--总线的分类 按照连接部件不同: 1.⽚内总线:芯⽚内部的总线 2.系统总线:CPU、主存、I/O设备各⼤部件之间的信息传输线 按照系统总线传输信息的不同可分为3类: 数据总线:传输各功能部件之间的数据信息,是双向传输总线 地址总线:主要⽤来指出数据总线上的源数据或⽬的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址(地址总线上的代码是⽤来指明CPU欲访问的存储单元或I/O 端⼝的地址,由CPU输出,单向传输) 地址总线的位数欲存储单元的个数有关,如:地址线为20根,则对应的存储单元个数为2的20次⽅ 控制总线:发出各种控制信号的传输线,通常对任意控制线⽽⾔,它的传输是单向的,但对于控制总线总体来说,⼜可认为是双向的 3.通信总线: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 按传输⽅式可分为两种: 串⾏通信:数据在单条1位宽的传输线上,⼀位⼀位的按顺序分时传送(适宜于远距离的数据传输) 并⾏通信:数据在多条并⾏1位宽的传输线上,同时由源传送到⽬的地(适宜于近距离的数据传输,通常⼩于30m)--总线性能指标 总线宽度:通常指数据总线的根数 总线带宽:数据的数据传输速率,通常⽤每秒传递信息的字节数来衡量 时钟同步/异步:总线上的数据与时钟同步⼯作的总线称为同步总线,与时钟不同步⼯作的总线称为异步总线 总线复⽤:⼀条信号线上分时传送两种信号 信号线数:地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和 总线控制⽅式:包括突发⼯作、⾃动配置等 其他指标:如负载能⼒-- 总线控制 总线周期:完成⼀次总线操作的时间称为总线周期,可分为4个阶段:申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段 1.判优控制(仲裁控制) 分布式:将控制逻辑分散在与总线连接的各个部件或设备上 集中式:将控制逻辑集中在⼀处(如CPU中) 集中控制优先权仲裁⽅式有三种:链式查询、计算器定时查询、独⽴请求⽅式 2.通信控制:主要解决通信双⽅如何获知传输开始和传输结束,以及通信双⽅如何协调,如何配合,通常有四种⽅式: 1).同步通信:通信双⽅由统⼀时标控制数据传送 2).异步通信:采⽤应答⽅式 异步通信的应答⽅式分为:不互锁、半互锁和全互锁 3).半同步通信 4).分离式通信(基本思想是将⼀个传输周期(或总线周期)分解为两个⼦周期) 。
计算机组成原理——第三章系统总线3.1 总线的基本概念1. 为什么要⽤总线计算机系统五⼤部件之间的互连⽅式有两种:分散连接——各部件之间使⽤单独的连线总线连接——各部件连到⼀组公共信息传输线上早期的计算机⼤多采⽤分散连接⽅式,内部连线⼗分复杂,尤其当I/O与存储器交换信息时都需要经过运算器,使运算器停⽌运算,严重影响CPU的⼯作效率。
2. 什么是总线总线是连接各个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质3. 总线上的信息传送串⾏并⾏3.2 总线的分类1. ⽚内总线芯⽚内部的总线CPU芯⽚内部寄存器之间寄存器与算逻单元ALU之间2. 系统总线计算机各部件(CPU、主存、I/O设备)之间的信息传输线按系统总线传输信息不同分为:数据总线——传输各功能部件之间的数据信息双向与机器字长、存储字长有关数据总线宽度——数据总线的位数地址总线——⽤来指出数据总线上的源数据或⽬的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址单向(由CPU输出)与存储地址、I/O地址有关地址线位数(2n)与存储单元的个数(n)有关控制总线——⽤来发出各种控制信号的传输线出——中断请求、总线请求⼊——存储器读/写、总线允许、中断确认常见控制信号:时钟:⽤来同步各种操作复位:初始化所有部件总线请求:表⽰某部件需获得总线使⽤权总线允许:表⽰需要获得总线使⽤权的部件已获得了控制权中断请求:表⽰某部件提出中断申请中断响应:表⽰中断请求已被接收存储器写:将数据总线上的数据写⾄存储器的指定地址单元内存储器读:将指定存储单元中的数据读到数据总线上I/O读:从指定的I/O端⼝将数据读到数据总线上I/O写:将数据总线上的数据输出到指定的I/O端⼝内传输响应:表⽰数据已被接收,或已将数据送⾄数据总线上3. 通信总线⽤于计算机系统之间或计算机系统与其它系统(控制仪器、移动通信等)之间的通信通信⽅式:串⾏通信数据在单条1位宽的传输线上,⼀位⼀位地按顺序分时传送。