计算机组成原理——总线系统总结
計(jì)算機(jī)組成原理——總線系統(tǒng)總結(jié)
一、總線的概念：
總線是構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)放入互聯(lián)機(jī)構(gòu)，是多個(gè)系統(tǒng)功能部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的公共通路。借助于總線連接，計(jì)算機(jī)在各個(gè)系統(tǒng)功能部件之間實(shí)現(xiàn)地址、數(shù)據(jù)和控制信息的交換，并在爭用資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作。
二、總線的分類：
- 按總線在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中層次結(jié)構(gòu)分類：
- 按傳送數(shù)據(jù)類型分類：
①雙向的
②數(shù)據(jù)總線的位數(shù)稱為總線寬度
③機(jī)器位數(shù)（位數(shù)），與機(jī)器字長、存儲器字長有關(guān)
①單向的
②用來標(biāo)識主存或I/O設(shè)備上存儲單元的位置
③地址總線的位數(shù)與存儲單元的個(gè)數(shù)有關(guān)
①發(fā)出各種控制信號
②單一控制線通常是單向的
③總體來說是雙向總線，有入（中斷請求、總線請求）有出(存儲器讀、存儲器寫，中斷確認(rèn))
④典型控制線：復(fù)位、時(shí)鐘、中斷請求、終端確認(rèn)、總線請求、總線允許、存儲器讀寫，I/O讀寫
三、總線的特性：
機(jī)器（物理）特性：
?總線的物理連接方式，包括總線條數(shù)，總線的插頭，插座的形狀，引腳線的排列方式等。
電氣特性：
?每一根線上信號的傳遞方向及有效電平范圍。
功能特性：
?描述總線中每一根線的功能。（AB、DB、CB）
時(shí)間特性：
?每根線在什么時(shí)間有效。（信號的時(shí)序關(guān)系）
四、總線的性能指標(biāo)：
五、總線標(biāo)準(zhǔn)
相同的指令系統(tǒng),相同的功能,不同廠家生產(chǎn)的各功能部件在實(shí)現(xiàn)方法上幾乎沒有相同的,但各廠家生產(chǎn)的相同功能部件卻可以互換使用,其原因在哪?就是因?yàn)樗鼈兌甲袷亓讼嗤南到y(tǒng)總線的要求,這就是系統(tǒng)總線的標(biāo)準(zhǔn)化問題.
采用標(biāo)準(zhǔn)總線的優(yōu)點(diǎn)：
六、總線的連接方式：
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于擴(kuò)展
缺點(diǎn)：帶寬低、負(fù)載重、多個(gè)部件爭用總線且不支持并發(fā)傳送操作
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單、易于擴(kuò)充
缺點(diǎn)：增加硬件為代價(jià) (通道)
七、總線的仲裁（判優(yōu)）方式：
連接到總線上的功能模塊有主動和被動兩種形態(tài)。如CPU模塊，它在不同的時(shí)間可以作為主方，也可以作為從方；二存儲器只能作為從方。主方可以啟動一個(gè)總線周期，而從方只能響應(yīng)主方的請求。每一次的總線操作，只能有一個(gè)主方占用總線控制權(quán)，但同一時(shí)間可以有一個(gè)或多個(gè)從方。
對于多個(gè)主設(shè)備提出的占用總線請求，一般采用優(yōu)先級或公平策略進(jìn)行仲裁。例如，在多個(gè)處理器系統(tǒng)中對各CPU模塊的總線請求采用公平性的原則來進(jìn)行處理；而對于I/O模塊的總線請求則采用優(yōu)先級策略。
主設(shè)備（主方、主模塊）：對總線有控制權(quán)
從設(shè)備（從方、從模塊）：響應(yīng)從主設(shè)備發(fā)來的總線命令
①鏈?zhǔn)讲樵兎绞?/strong>
離中央仲裁器最近的設(shè)備具有最高優(yōu)先權(quán)，離總線控制器越遠(yuǎn)，優(yōu)先權(quán)越低。
優(yōu)點(diǎn)：只用很少幾根線就能按一定優(yōu)先次序?qū)崿F(xiàn)總線控制，并且這種鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)很容易擴(kuò)充設(shè)備。
缺點(diǎn)：是對詢問鏈的電路故障很敏感，優(yōu)先級固定。
②計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢
優(yōu)點(diǎn)：從0開始計(jì)數(shù)，優(yōu)先級固定 ；從上次終點(diǎn)開始計(jì)數(shù)，優(yōu)先級循環(huán)，所以優(yōu)先級相等；優(yōu)先級還可以由程序設(shè)置，優(yōu)先次序可以改變
缺點(diǎn)：增加設(shè)備控制線(log2n)，控制比鏈?zhǔn)诫娐窂?fù)雜
③獨(dú)立請求方式
優(yōu)點(diǎn)：1.響應(yīng)時(shí)間快.
2.對優(yōu)先次序的控制相當(dāng)靈活。可以預(yù)先固定，也可以通過程序來改變優(yōu)先次序；還可以用屏蔽（禁止）某個(gè)請求的辦法，不響應(yīng)來自無效設(shè)備的請求。
因此當(dāng)代總線標(biāo)準(zhǔn)普遍采用獨(dú)立請求方式。
缺點(diǎn)：控制線數(shù)量多(2n)，總線控制邏輯更復(fù)雜
不需要中央仲裁器，而是多個(gè)仲裁器競爭使用總線。當(dāng)它們有總線請求時(shí)，把它們唯一的仲裁號發(fā)送到共享的仲裁總線上，每個(gè)仲裁器將仲裁總線上得到的號與自己的號進(jìn)行比較。如果仲裁總線上的號大，則它的總線請求不予響應(yīng)，并撤消它的仲裁號。最后，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上。顯然，分布式仲裁是以優(yōu)先級仲裁策略為基礎(chǔ)。
八、總線通信的四種方式：
九、總線傳輸周期的四個(gè)階段：
十、總線傳送的三種格式：
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的计算机组成原理——总线系统总结的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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