计算机组成原理总线分类

计算机组成原理题型：一、填空题（每空2分，共20分）1.为了能实现按地址访问的方式，主存中必须配置两个寄存器MAR和MDR。

其中MAR是存储器地址寄存器寄存器用来存放欲访问的存储单元的地址，MDR是存储器数据寄存器。

2.计算机的更新换代，主要集中体现在组成计算机的基本电路的电子元件上。

3.总线按连接部件的不同，可以分为片内总线、系统总线和通信总线。

其中，系统总线是指CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。

4.系统总线按传输信息的不同，可以分为：数据总线、控制总线、地址总线三类。

5.总线通信控制有四种方式，分别为：同步通信、异步通信、半同步通信、分离式通信。

6.完成一次总线操作的时间称为总线周期，可分为申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段四个阶段。

7.异步通信的应答方式可分为不互锁、半互锁和全互锁三种类型8.在存储系统层次结构中，缓存－主存层次主要解决的问题是CPU和主存速度不匹配的问题。

主存－辅存层次主要解决的问题是存储系统的容量问题。

9.动态RAM中，刷新是按行进行的。

刷新方式有三种方式，即：集中刷新、分散刷新和异步刷新。

10.存储容量的扩展方法中，字扩展是指增加存储器字的数量，位扩展是指增加存储字长。

11.由主存地址映射到Cache地址称为地址映射。

地址映射的方法主要有直接映射、全相联映射、组相联映射。

12.一般中断服务程序的流程分四大部分：保护现场、中断服务、恢复现场和中断返回。

13.把符号“数字化”的数称为机器数。

机器数主要有原码、反码、补码和移码。

14.已知[x]补=1.1001，则[x]原= 1.0111 。

已知[x]补=0,1111，则[x]原= 0.1111 。

15.指令寻址分为顺序寻址和跳跃寻址两种。

16.指令是由操作码和地址码两部分组成的。

1.电子计算机的算术逻辑单元、控制单元及主存储器合称为C 。

A．CPU B．ALU C．主机 D．ACC2.用以指定待执行指令所在地址的是 C 。

第3章系统总线1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？P41答：总线是连接多个部件共享的信息传输线，是各部件共享的传输介质。

总线传输的特点是：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受相同的信息。

为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。

2.总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用,是单向的，还是双向的，他们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？答：总线的分类：（1）按数据传送方式分：并行传输总线和串行传输总线；（2）按总线的使用范围分：计算机总线、测控总线、网络通信总线等；（3）按连接部件分：片内总线、系统总线和通信总线。

系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。

按系统总线传输信息不同，可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。

（1）数据总线：数据总线是用来传输个功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般为8位、16位或32位。

（2）地址总线：地址总线主要是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，是单向的，地址线的位数与存储单元的个数有关，如地址线有20根，则对应的存储单元个数为220。

（3）控制总线：控制总线是用来发出各种控制信号的传输线，其传输是单向的。

3.常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。

答：总线结构通常有单总线结构和多总线结构。

（1）单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O 设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。

这种4.为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？答：总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题；常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器定时查询、独立请求；特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；计数器定时查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。

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——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。

计算机组成原理第三章部分课后题答案（唐朔飞版）3.2 总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用，是单向的，还是双向的，它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？总线分类方式：·按数据传送方式：并行传输总线、串行传输总线·按总线使用范围：计算机（包括外设）总线、测控总线、网络通信总线·按连接部件：片内总线、系统总线、通信总线系统总线：是指CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。

系统总线分类：·数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，双向传输，位数与机器字长、存储字长有关·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贮存单元的地址或I/O设备的地址，单向传输，位数与存储单元的个数有关，地址线为n根，则存储单元个数有2的n次方·控制总线：用来发出各种控制信号，对任一条控制线而言，为单向传输，对控制总线总体而言，可认为双向传输3.4 为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种，各有何特点，哪种方式响应时间最快，哪种方式对电路故障最敏感？总线上的信息传送是由主设备启动的，若多个主设备同时要使用总线，则由总线控制器的判优、仲裁逻辑按一定的优先等级顺序确定哪个主设备使用总线。

集中式总线判优控制的三种方式·链式查询1、只需很少的几根线就能按一定优先次序实现总线控制2、很容易扩充设备3、对电路故障很敏感，且优先级别低的设备可能很难获得请求·计数器定时查询1、计数可以从0开始，此时一旦设备的优先次序被固定，设备的优先级就按0，1，2，…，n的顺序降序排列，且固定不变2、计数也可以从上一次计数的终止点开始，即是一中循环方法，此时设备使用总线的优先级相等3、计数器的初始值还可以有程序设置，故优先次序可任意改变·独立请求方式1、响应速度快2、优先次序灵活（通过程序改变）3、控制线数量多，总线控制更复杂3.5 解释概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期、总线的通信控制。

计算机组成原理总线分类在计算机组成原理中，总线是计算机内部各个组件之间传输数据和信号的通道。

它扮演着连接中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等各个部件的桥梁作用。

根据传输数据的不同方式和方向，总线可以分为三种分类：数据总线、地址总线和控制总线。

一、数据总线数据总线用于传输数据和指令。

它是一个双向的、并行的传输线路，用于在CPU和内存之间传输数据。

数据总线的宽度决定了计算机能够同时传输的位数，也就是数据的宽度。

例如，32位的数据总线可以同时传输32位的数据，而64位的数据总线则可以同时传输64位的数据。

数据总线的宽度决定了计算机的数据传输速度和处理能力。

二、地址总线地址总线用于传输内存或者外设的地址信息。

它是一个单向的传输线路，将地址信息从CPU传输到内存或者外设。

地址总线的宽度决定了计算机能够寻址的内存空间大小。

例如，16位的地址总线可以寻址的内存空间大小为64KB，而32位的地址总线可以寻址的内存空间大小为4GB。

地址总线的宽度决定了计算机的寻址能力。

三、控制总线控制总线用于传输控制信号，控制计算机各个部件的工作状态和同步操作。

它是一个双向的传输线路，用于在CPU和其他部件之间传输控制信息。

控制总线包括了多个控制信号，如读写信号、时钟信号、中断信号等。

通过控制总线，CPU可以控制内存和输入输出设备的读写操作，以及其他各个部件的工作状态。

总线的分类不仅可以根据传输的数据类型来划分，还可以根据其连接方式来划分。

根据连接方式的不同，总线可以分为三种分类：并行总线、串行总线和混合总线。

一、并行总线并行总线是指数据在传输过程中同时通过多根传输线路进行传输。

在并行总线中，每根传输线对应一个位，数据可以同时通过多根传输线路同时传输，传输速度较快。

并行总线主要应用于内部总线，如CPU内部的总线。

但是，并行总线的缺点是需要较多的传输线路，成本较高。

二、串行总线串行总线是指数据在传输过程中依次通过一根传输线路进行传输。

第六章系统总第一节总线的基本概念一、总线的分类1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。

2．系统总线：连接计算机系统中各个功能模块或设备的总线，作为计算机硬件系统的主干。

3.内部总线：连接CPU内部各部件的总线。

4．总线的分类：①按传送格式分为：串行总线、并行总线；②按时序控制方式分为：同步总线、异步总线；③按功能分为：系统总线、CPU内部总线、各种局部总线。

④按数据传输方向分为：单工总线和双工总线，双工总线又分为半双工总线和全双工总线。

历年真题1.总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。

（2001 年）2.下列说法中正确的是（）。

（2003年）A.半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息B.半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息C.半双工总线可以在两个方向上轮流传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息D.半双工总线可以在两个方向上同时传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息【分析】根据总线上信号的传递方向，总线可分为单向传输（单工）总线和双向传输（双工）总线，而双工总线又可分为半双工总线和全双工总线。

其中单工总线只能向一个方向传递信号，半双工总线可以在两个方向上轮流传递信号，全双工总线可以在两个方向上同时传递信号。

【答案】C二、总线的信息传输方式1.串行传输：是指数据的传输在一条线路上按位进行。

（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）。

在串行传输时，被传输的数据在发送设备中进行并行到串行的变换，在接收设备中进行串行到并行的变换。

2.并行传输：每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。

3.复合传输：又称总线复用的传输方式，它使不同的信号在同一条信号线上传输，不同的信号在不同的时间片中轮流地身总线的同一条信号线上发出。

计算机组成原理CPU【内部】链接各及运算部件之间的总线称为【】CPU 同计算机系统的其他【⾼速】功能部件，如存储器.通道等互相连接的总线称之为【】【中/低速 I/O设备】之间相互连接的总线称为【I/O总线】总线特性：物理特性总线根数，总线插头插座形状，引脚排列⽅式等功能特性每根线的功能，地址总线，数据总线，控制总线电⽓特性每根线的传递⽅向 IN/OUT 电平范围⾼低电平有效特性信号有效的时序关系衡量总线性能的重要指标是设总线 f , 总线数据宽度 D (B)则 Dr=D*f例：某总线在⼀个总线周期并⾏传送4个的数据，假设总线周期等于⼀个总线，总线为33MHz ， Dr=D*f=4B*33*10^6/s=132MB/s如果⼀个总线周期中并⾏传送64位(b)=8B数据，总线升为66MHz ，则是Dr=D*f=8B*66*10^6/s=528MB/s适配器通常简称为接⼝适配器可以实现⾼速CPU 和【低速外设（I/O设备）】之间⼯作速度上的匹配和同步，并完成计算机和外设之间的所有数据传送和控制⼀、总线结构基本类型：①单总线结构容易扩展成多个CPU 系统②多总线结构体现了⾼速.中速.低速设备连接到不同总线上同时⼯作，提⾼总线⼩笼包和，⽽且处理器结构的变化不影响⾼速总线CPU总线（CPU.cache），系统总线(主存)和⾼速总线 (LAN,视频接⼝.图形借⼝。

接⼝,⼤容量I/O设备)通过桥彼此相连（桥：具有缓冲.转换.控制的逻辑电路）通过扩充⾼速总线与扩充总线(串⾏⽅式⼯作的I/O设备.Modem借⼝FAX接⼝) 相连⼆、按总线功能分类①地址线单向传送主存和设备地址②数据线双向传送数据③控制线每根先来讲单向(所有的线，⽅向可不唯⼀，如CPU发向接⼝或接⼝发向CPU)⽤来指明数据的传送⽅向，中断控制，定时控制等当代总线内部数据传送总线（地址数据控制线）仲裁总线（总线请求线，总线授权线）终端和同步总线（(处理优先级的中断操作)中断请求线，中断认可线）公⽤线（线，电源线，地线，系统复位线，加电或断电的时序信号线等）Pentium 三层次多总线结构CPU总线 64位数据线 32位地址线的同步总线，总线时钟频率为66.6(60)MHz北桥PCI总线连接⾼速I/O设备模块（显⽰器适配器，⽹络接⼝控制器，硬盘控制器等）32/64 位同步总线，总时钟频率为33.3MHz，总线宽带132MB/s 采⽤集中式仲裁⽅式南桥ISA总线连接低速I/O设备（键盘。

1、计算机的硬件包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分。

2、总线一般可分为三类，它们分别是地址总线、数据总线和控制总线。

3、将二进制数01100100转换成十进制数是 100 ，转换成八进制数是 144 ，转换成十六进制数是 64H 。

4、在一个8位的机器系统中，补码表示数的范围从 -128 到 +127 。

5、CPU能直接访问主存和 Cache ，但不能访问外存和 I/O设备。

6、Cache的映射方式有直接映像、全相联映像和组相联映像三种。

其中组相联映像方式，适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺点，比较理想。

7、磁盘的寻址信息格式由驱动器号、盘面号、磁道号、扇区号四部分组成。

8、目前的CPU包括运算器，控制器和CACHE（一级）。

9、在程序执行过程中，控制器控制计算机的运行总是处于取指令、分析指令和执行指令的循环之中。

10、微程序入口地址是译码器根据指令的操作码产生的。

11、微程序控制器的核心部件是控制存储器，它一般用只读存储器构成。

16、计算机中各功能部件是通过总线连接的，它是各部件间进行信息传输的公共通路。

和共享。

21、一个定点数由符号位和数值域两部分组成。

根据小数点位置不同，定点数据有23、码距的定义是编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异。

24、8421码用二进制求和时，当和超过 9 时，需要做加6调整修正。

25、有二进制数D4D3D2D1，奇偶校验值用P表示，则奇校验为 P=D4+D3+D2+D1，偶校验为P=D4+D3+D2+D1，奇偶校验只能检测奇数个错，无法检测偶数个错。

26、在浮点加减法运算中，当运算结果的尾数的绝对值大于1时，需要对结果进行向右规28、一个完整的磁盘存储器由三部分组成，其中磁盘驱动器又称磁盘机或磁盘子系统，是独立于主机的一个完整的设备，磁盘控制器是磁盘机与主机的接口部件，磁记录介质用于保存信息。

29、CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器为指令寄存器IR，保存下一条指令地址的寄存器为程序计数器PC。