总线的分级结构
计算机总线的分类
计算机总线的分类计算机总线，是指连接计算机各个组件的线路，是计算机内部信息传输的主要通道。
总线的分类主要是按功能和结构进行的。
按照功能分类1. 数据总线（Data Bus）数据总线用于在各个组件之间传输数据。
它可以传输二进制数据流，也可以传输控制信号和状态信息。
数据总线的宽度通常是以字节为单位衡量的，如8-bit、16-bit、32-bit等。
数据总线的宽度决定了CPU一次读写的数据量，这也是计算机性能的一个重要指标。
2. 地址总线（Address Bus）地址总线用于指示内存或IO设备的位置。
它是用于传输内存地址或IO端口地址的方式，因此它所包含的线数取决于计算机可以寻址的内存范围。
例如，如果一个计算机可以寻址4GB的内存，那么地址总线的宽度为32位。
3. 控制总线（Control Bus）控制总线用于传输控制信号和状态信息。
它提供了CPU和外部设备之间的同步和控制功能。
例如，控制总线可以传输时钟信号、读写控制信号和复位信号等。
控制总线的宽度通常比数据总线和地址总线小很多。
按照结构分类1. 单总线结构（Single Bus）单总线结构是将数据、地址和控制信号都传输在同一根总线上。
虽然这种结构简单易用，但由于所有数据都共享同一个总线，因此在多个设备同时访问时会出现争用情况，影响计算机的效率。
2. 双总线结构（Dual Bus）双总线结构引入了两个总线，一个用于数据传输，一个用于地址传输和控制信号传输，这样可以有效避免争用问题。
双总线结构通常用于高性能服务器和工作站等场合。
3. 多总线结构（Multiple Bus）多总线结构将计算机内部的总线按照不同的功能和访问速度进行分类。
它不仅提高了计算机的效率，也更好地支持了现代计算机系统的多任务和多处理。
多总线结构通常用于大型计算机和工作站。
总的来说，计算机总线的分类方法有很多，但不管采用何种分类方法，总线的作用都是控制着信息在计算机内部的流动。
理解总线分类的相关知识，对于了解计算机系统的工作原理和性能优化是非常重要的。
各类总线的介绍
总线一．总线的概念总线是一组用于计算机之间各部件之间进行数据和命令的传送的公用信号线。
二．总线的分类（一）总线（微机通用总线）按功能和规范可分为三大类型:(1)片总线(Chip Bus, C-Bus) 又称元件级总线，是把各种不同的芯片连接在一起构成特定功能模块(如CPU模块)的信息传输通路。
(2)内总线(Internal Bus, I-Bus) 又称系统总线或板级总线，是微机系统中各插件(模块)之间的信息传输通路。
例如CPU模块和存储器模块或I/O接口模块之间的传输通路。
(3) 外总线(External Bus, E-Bus) 又称通信总线，是微机系统之间或微机系统与其他系统(仪器、仪表、控制装置等)之间信息传输的通路，如EIA RS-232C、IEEE-488等。
（现场总线CAN属于外总线）三类总线在微机系统中的地位和关系其中的系统总线，即通常意义上所说的总线，一般又含有三种不同功能的总线，即数据总线DB（Data Bus）、地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB（Control Bus）。
（二）总线按照传输数据的方式划分：可以分为串行总线和并行总线。
串行总线中，二进制数据逐位通过一根数据线发送到目的器件；并行总线的数据线通常超过2根。
常见的串行总线有SPI、I2C、USB及RS232等。
（三）总线按照时钟信号是否独立划分：可以分为同步总线和异步总线。
同步总线的时钟信号独立于数据，而异步总线的时钟信号是从数据中提取出来的。
SPI、I2C是同步串行总线，RS232采用异步串行总线。
按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
三．各类总线介绍内部总线1．I2C总线是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。
在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。
总线结构概述范文
总线结构概述范文总线结构是计算机组成中的重要概念，它用于连接计算机的各个组件，包括CPU、内存、输入输出设备等，实现它们之间的信息传递和数据交换。
总线结构决定了计算机的性能、扩展能力和可靠性。
总线结构可以分为系统总线和外设总线。
系统总线是计算机内部各个组件之间传输数据和控制信号的通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。
外设总线则是连接计算机与外部设备之间的接口，用于数据输入和输出。
在总线结构中，地址总线用于传输访问内存或外设所需的地址信息，它决定了计算机可以寻址的内存空间大小。
数据总线用于传输数据，它决定了计算机能够同时传输的数据位数。
控制总线用来控制各个设备的工作状态，包括读写控制、时序控制等，它决定了计算机的操作方式和数据传输的顺序。
总线结构可以分为单总线结构、双总线结构和多总线结构。
单总线结构是最简单的总线结构，所有的组件共享一条总线，这种结构简单、成本低，但是并发性能差。
双总线结构是在单总线结构的基础上增加了数据总线，将数据传输和控制传输分开，提高了并发性能。
多总线结构是在双总线结构的基础上增加了多条数据总线和控制总线，可以实现更复杂的数据交换和并行处理。
总线结构的选择取决于计算机的应用需求和性能要求。
在一般的个人计算机中，通常采用双总线结构或多总线结构，以提高计算机的运行速度和并发性能。
在服务器和超级计算机等大型计算机中，通常采用更复杂的多总线结构，以满足高性能计算的需求。
总线结构的设计需要考虑以下几个方面的因素。
首先是带宽，即总线能够传输的数据量，它决定了计算机的数据传输速度。
其次是传输的延迟，即数据从发出到接收的时间间隔，它决定了计算机的反应速度。
再次是可扩展性，即总线能够连接的设备数量和种类，它决定了计算机的可拓展性和灵活性。
最后是可靠性，即总线能够正常工作的稳定性和容错性，它决定了计算机的可靠性和持久性。
总的来说，总线结构是计算机组成的重要组成部分，它实现了计算机内部各个组件的连接和数据交换，决定了计算机的性能、扩展能力和可靠性。
总线分类
总线技术按总线所在位置分类，可以把总线分为外部总线、内部总线和片内总线：一、外部总线：1、RS-232-C总线；2、RS-485总线；3、IEEE-488总线；4、SCSI总线；5、IDE总线；6、USB总线；7、Fire wire串行总线（IEEE-1394）；8、Centronics总线；二、内部总线（PC内部总线1-3）1、FSB总线；2、HT总线；HT总线是AMD 为K8平台专门设计的高速串行总线，它的发展历史可回溯到1999年，原名为“LDT总线”（Lightning Data Transport），闪电数据传输。
3、QPI总线；5、SPI总线；6、SCI总线；三、系统总线1、VESA总线；2、数据总线（DB）、控制总线（CB）、地址总线（AB）；3、IBM PC总线；4、ISA总线；5、EISA总线；6、PCI总线；PCI（peripheral component interconnect）总线是当前最流行的总线之一，它是由Intel公司推出的一种局部总线。
它定义了32位数据总线，且可扩展为64位。
7、APG总线；8、2IC（intel integrated circuit bus)管理总线该总线是有飞利浦公司于80年代为音频和视频设备开发的串行总线，主要运用于服务器。
9、MCA总线；（微通道结构总线）在计算机系统总线中，还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统总线10、STD总线；12、PC/104总线；13、Compact PCI；Compact PCI的意思是“坚实的PCI”，是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统，是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标准。
14、PCI-E总线PCI Express采用的也是目前业内流行这种点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。
总 线 概 述
通信总线
用于主机和I/O设备或者微 机系统与微机系统之间通信 的总线，又称为外部总线。
1）按总线分级 结构划分
系统总线
通常一个模块就是一块插件 板，各个插件板的插座之间采 用总线连接，以实现相互间的 信息交换和数据传输，这样的 总线叫做系统总线。
2）按总线功能或信号类型划分
地址总线 用于传输地址信息， 一般采用三态逻辑。
寻址阶段
取得总线使用权的主控模块，通过总线发出本 次打算访问的从属模块的地址及有关命令，以 启动参与本次传输的从属模块。
传输阶段
主控模块和从属模块之间进行数据传输，数据 由源模块发出经数据总线流入目的模块。
结束阶段
主控模块的有关信息均从系统总线上撤 除，让出总线。
2021年1月30日星期六
1.3 总线标准的基本内容
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2.总线的分类
CPU总线
又称为片内总线，是微机系统 中速度最快的总线，位于CPU内 部，作为运算器、控制器、寄 存器组等功能单元之间的信息 通路。
局部总线
直接连接到CPU总线的I/O总 线，因此使有高需求的外设和 处理器更密集地集成，为外设 提供了更宽更快的高速通路。
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此种方式是前两种方式的折中。 从总体上看，它是一个同步系 统，仍用系统时钟来定时，用 某一时钟脉冲的前沿或后沿判 断某一信号的状态，或控制某 一信号的产生或消失，使传输 操作与时钟同步。
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1.5 PC系列机中系统总线的发展简介
早期的PC系列机采用的系统总线叫PC总线、PC/AT总线，后来经 过标准化后称为ISA（Industrial Standard Architecture）总线。 为了赢得市场，IBM公司公布了ISA总线的全部规范和机器的硬件结构。 这确实见效，其机器迅速占领微机市场，但随之而来出现了一大批兼 容机厂家。为此IBM公司在推出第一台80386机时创立了一种和ISA总 线不兼容的MCA（Micro Channel Architecture）总线。IBM公司吸取 以前的教训，未公布其标准，企图垄断市场。
系统总线的分类
系统总线的分类系统总线是计算机内部各个硬件组件之间进行数据传输和通信的重要手段。
根据不同的标准和功能，系统总线可以分为以下几类：一、ISA总线ISA总线（Industry Standard Architecture）是一种较早的系统总线标准，它最早出现在IBM PC/AT机型上。
ISA总线采用了16位的数据路径，传输速率相对较低，仅为4.77 MHz。
ISA总线主要用于连接低速外设，如串口卡、并口卡等，随着计算机技术的发展，ISA总线已经逐渐被更为先进的总线所替代。
二、PCI总线PCI总线（Peripheral Component Interconnect）是一种较为常见的系统总线标准，它是由英特尔公司于1993年推出的。
PCI总线采用32位或64位的数据路径，传输速率较高，最高可达133 MHz。
PCI总线主要用于连接高速外设，如显卡、声卡、网卡等。
由于PCI总线具有良好的兼容性和扩展性，因此在现代计算机中被广泛应用。
三、AGP总线AGP总线（Accelerated Graphics Port）是一种专门用于图形显示的系统总线标准，它是由英特尔公司于1996年推出的。
AGP总线采用32位的数据路径，传输速率较高，最高可达266 MHz。
AGP总线的主要特点是为图形处理器提供了独立的高速通道，使得图形显示的性能得到了显著提升。
四、PCI-X总线PCI-X总线（Peripheral Component Interconnect eXtended）是一种对PCI总线进行扩展的系统总线标准，它是由PCI-SIG组织于1998年推出的。
PCI-X总线采用64位或32位的数据路径，传输速率较高，最高可达1333 MHz。
PCI-X总线主要用于连接高速外设和扩展卡，如RAID卡、高性能网卡等。
由于PCI-X总线具有较大的带宽和较高的传输速率，因此在服务器等高性能计算机中得到广泛应用。
五、PCI Express总线PCI Express总线（Peripheral Component Interconnect Express）是一种较新的系统总线标准，它是由PCI-SIG组织于2004年推出的。
总线结构概述
总线结构概述PC的组成部件都是通过数据总、地址总线和控制总线这三组，总线连接在一起并完成和实现它们之间的通讯与数据传送的，因此总线的概念是理解PC和主板的组成结构、工作原理及部件之间相互关系统的基础。
一、概述1.地址总线AB（Address Bus）是用来传送地址信息的信号线，其特点是：(1).地址信号一般都由CPU发出，当采用MDA(Direct Memory Access，即直接内存访问)方式访问内存和I/O设备时，地址信号也可以由DMA控制器发生，并被送往各个有关的内存单元或I/O接口，实现CPU对内存或I/O设备的寻址（在PC中，内存和I/O设备的寻址都是采用统一编址方式进行的），即采用单向传输，动态控制（在计算机中，由于采用二进制工作方式，一般只有两种状态，即“1”和“0”，但是当计算机各总线上，显示“0”状态时，在电气上的效果相当于总线脱离。
(2).CPU能够直接寻找内存地址的范围是由地址线的数目（由于一条地址总线一次传送一位二进制数的地址，故也叫地址总线的位数）决定的，即PC系统中所能安装内存容量上限由CPU的地址总线的数目决定。
CPU能够直接寻址的内存范围上限为2CPU的地址总线数目2.数据总线DB（Data、Bus）用来传送数据信息的信号线，这些数据信息可以是原始数据或程序。
数据总线来往于CPU、内存和I/O设备之间，其特点是：(1).双向传输，三态控制：即可以由CPU送往内存或I/O设备，也可以由内存或I/O设备送往CPU。
(2).数据总线的数目称为数据宽度（由于一条数据线一次可传送一位二进制数，故也称位数），数据总线宽度决定了CPU一次传输的数据量，它决定了CPU的类型与档次。
3、控制总线CB（Control Bus）是用来传送控制信息的信号线，这些控制信息包括CPU对内存和I/O 接口的读写信号，I/O接口对CPU提出的中断请求或DMA请求信号，CPU对这些I/O接口回答与响应信号，I/O接口的各种工作状态信号以及其他各种功能控制信号。
总线的分类方法
总线的分类方法总线是计算机系统中重要的组成部分，它用于连接各个硬件设备和组件，实现数据和信号的传输。
根据不同的分类方法，总线可以分为以下几种类型：1. 根据传输数据的方向根据数据的传输方向，总线可以分为单向总线和双向总线。
单向总线只能在一个方向上进行数据传输，而双向总线可以在两个方向上进行数据传输。
双向总线可以更有效地利用传输带宽，但也增加了系统设计和管理的复杂性。
2. 根据传输数据的类型根据传输的数据类型，总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输存储器或外设的地址信息，控制总线用于传输控制命令和状态信息。
3. 根据传输速度根据传输速度的不同，总线可以分为系统总线和扩展总线。
系统总线用于连接CPU、内存和其他核心组件，传输速度较快。
而扩展总线用于连接外部设备，传输速度较慢。
扩展总线常常通过接口卡进行扩展，如PCI和USB接口。
4. 根据传输距离根据传输距离的不同，总线可以分为近距离总线和远距离总线。
近距离总线用于连接计算机内部的各个组件，传输距离较短，传输速度较快。
而远距离总线用于连接远处的设备，传输距离较长，传输速度较慢。
远距离总线常常使用光纤作为传输介质，如光纤通信中的光纤总线。
5. 根据拓扑结构根据总线的拓扑结构，总线可以分为线性总线、并行总线和星型总线。
线性总线是最简单的总线结构，所有的设备都连接在一条线上。
并行总线可以同时传输多个数据位，传输速度较快。
星型总线以中央控制器为中心，连接多个设备，具有较好的可扩展性和稳定性。
总线作为计算机系统中的重要组成部分，不同类型的总线在不同的应用场景下有着不同的优势和限制。
在计算机系统的设计和应用中，选择合适的总线类型是十分重要的。
不同的总线类型可以根据实际需求进行组合和应用，以满足系统的性能要求和扩展需求。
同时，随着技术的发展和创新，新的总线类型不断涌现，为计算机系统的设计和发展带来了新的机遇和挑战。
五种总线介绍1
五种总线介绍总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。
在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。
以下为大家介绍五种总线。
Dupline总线：Dupline是一种现场及安装总线，为建筑自动化、配水、能源管理、铁路系统及其它领域提供独一无二的解决方案。
该系统能通过普通双芯线缆传输数字和模拟信号达数公里距离。
系统采用模块化设计，操作原理简单，即使是新手也能很快在现有或新的应用领域熟练使用该系统。
解决方案设计将各种Dupline模块产品结合起来，包括数模I/O模块、可编程逻辑控制器(PLC)和个人计算机接口、人机界面和调制解调器。
安装的所有模块连接到同一条双芯线缆，以在模块间以及中央控制器和模块间实现数据交换。
Dupline总线的应用：Dupline通常用作远程I/O系统，在现场装置（如传感器、接触器、阀门和按钮等）和中央监测控制器（PLC、个人计算机或Dupline控制器）之间建立连接。
但是当信号通过点对点的方式传输，不需要控制器或其它智能装置时，Dupline还可用作简单的接线替代系统。
（Dupline信号不仅可以通过铜线传输，也可通过光缆、无线电调制调解器、租赁电话线或GSM调制调解器传输。
自1986年以来，Dupline已在全球安装了超过10万个系统，为其出色的性能提供了强有力的佐证。
）Dupline总线的优点和特性：传输距离达10公里，不需要中继器，操作简便，高度抗噪，自由拓扑，灵活，无特殊线缆要求，可利用原有线缆，有总线供电设备，与PLC和个人计算机接口灵活连接，通过GSM调制调节器、无线电调制调解器或光缆传输性能经10万个已安装系统证明，低本高效。
总结归纳总线的分类
总结归纳总线的分类在计算机科学领域中，总线（bus）是一种连接计算机内部各个功能模块的物理通道。
它作为数据传输和通信的基础，起到连接、传递和协调各个硬件组件的作用。
总线的分类主要基于传输方式、功能以及连接的设备类型。
本文将从这三个方面来总结归纳总线的分类。
一、根据传输方式的分类1. 并行总线并行总线是指通过多条数据线同时传输数据的总线。
它能够同时传输多个比特位，速度较快，但受到线缆长度限制，容易产生干扰和噪音。
并行总线适用于近距离通信，常见的应用有IDE总线和PCI总线。
2. 串行总线串行总线是指通过单条数据线依次传输数据的总线。
它通过逐位传输数据，并通过一系列协议进行控制。
串行总线传输速度相对较慢，但可以使用较长的线缆，并能够更好地抵抗干扰。
常见的串行总线有USB总线和SATA总线。
二、根据功能的分类1. 数据总线数据总线用于传输数据信息。
它是计算机内部各个部件之间传递数据的通道，负责传送指令、地址和数据等信息。
数据总线的宽度决定了一次可以传输的比特数目，宽度越大，数据传输速度越快。
2. 地址总线地址总线用于传输访问存储器或者其他设备时的地址信息。
它的宽度决定了可寻址的内存空间大小，地址总线宽度为n位，则可寻址的内存空间大小为2^n字节。
3. 控制总线控制总线用于传输控制信号和命令，控制各个部件的工作状态和数据传输过程。
控制总线包括读写控制、中断请求、设备选择等信号。
三、根据连接的设备类型的分类1. 内部总线内部总线用于连接计算机内部各个组件，如处理器、内存和硬盘等。
它通过内部总线进行数据和控制信号的交互，保证各个组件的正常工作。
2. 外部总线外部总线用于连接计算机与外部设备的数据传输。
它允许计算机和外部设备进行数据交换和通信，如显示器、鼠标、键盘和打印机等。
综上所述，根据传输方式、功能以及连接的设备类型，总线可以分为并行总线和串行总线、数据总线、地址总线和控制总线、内部总线和外部总线等不同类型。
各类总线的介绍
各类总线的介绍一、什么是总线计算机系统中的各种设备需要相互通信和协调工作，而总线作为系统中设备之间传递信息的通道，起到了至关重要的作用。
总线可以看作是各个设备之间传输数据的公共通路。
总线可以分为多种类型，包括地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于指定设备的地址，数据总线用于传输数据，控制总线用于传输控制信号。
二、传输方式1.并行总线并行总线是一种将多个位同时传输的数据传送方式。
在计算机系统中，常用8位、16位或32位的并行总线。
并行总线传输速度快，但成本高，线缆数量多，受到长度限制。
2.串行总线串行总线是一种一次只传输一个位或几个位的数据传输方式。
串行总线节省成本，线缆数量少，但传输速度相对较慢。
三、各类总线介绍1.ISA总线ISA（Industry Standard Architecture）总线是IBM PC兼容机最早采用的总线标准。
它是一种16位的并行总线，传输速度较慢，被后来的新技术所淘汰。
2.PCI总线3.AGP总线AGP（Accelerated Graphics Port）总线是一种在PCI总线基础上发展的专用图形总线，用于高性能图形显示卡的连接。
AGP总线有单倍速和4倍速两种速度，是图形应用的首选接口。
B总线USB（Universal Serial Bus）总线是一种用于连接外部设备的通用串行总线，由Intel公司于1994年推出。
USB总线具有热插拔、即插即用等特点，并且可以通过集线器扩展多个设备。
5. FireWire总线6.SATA总线SATA（Serial ATA）总线是一种用于连接存储设备的串行总线，取代了旧的并行ATA总线。
SATA总线具有高速传输、更小的接口和更长的数据线长度等优势，被广泛用于硬盘和光驱等设备中。
7. PCI Express总线PCI Express总线是一种高速串行总线，用于替代PCI总线。
它具有更高的传输速度和更强的可扩展性，被广泛应用于现代计算机的主板上。
总线标准与层次结构
总线标准与层次结构与去向。
地址总线的位数决定了存储空间的大小。
系统总线：数据总线（What）提供模块间传输数据的路径，数据总线的位数决定微处理器结构的复杂度及总体性能。
控制总线（When）：提供系统操作所必需的控制信号，对操作过程进行控制与定时。
扩充总线：亦称设备总线，用于系统I/O扩充。
与系统总线工作频率不同，经接口电路对系统总统信号缓冲、变换、隔离，进行不同层次的操作（ISA、EISA、MCA)局部总线：扩充总线不能满足高性能设备（图形、视频、网络）接口的要求，在系统总线与扩充总线之间插入一层总线。
由于它经桥接器与系统总线直接相连，因此称之为局部总线（PCI）。
总线层次结构 总线操作 总线一个操作过程是完成两个模块之间传送信息，启动操作过程的是主模块，另外一个是从模块。
某一时刻总线上只能有一个主模块占用总线。
总线的操作步骤：主模块申请总线控制权，总线控制器进行裁决。
总线的操作步骤：主模块得到总线控制权后寻址从模块，从模块确认后进行数据传送。
数据传送的错误检查。
总线定时协议：定时协议可保证数据传输的双方操作同步，传输正确。
定时协议有三种类型： 同步总线定时：总线上的所有模块共用同一时钟脉冲进行操作过程的控制。
各模块的所有动作的产生均在时钟周期的开始，多数动作在一个时钟周期中完成。
异步总线定时：操作的发生由源或目的模块的特定信号来确定。
总线上一个事件发生取决前一事件的发生，双方相互提供联络信号。
总线定时协议半同步总线定时：总线上各操作的时间间隔可以不同，但必须是时钟周期的整数倍，信号的出现,采样与结束仍以公共时钟为基准。
ISA总线采用此定时方法。
数据传输类型：分单周方式和突发(burst)方式。
单周期方式：一个总线周期只传送一个数据。
数据传输类型：突发方式：取得主线控制权后进行多个数据的传输。
寻址时给出目的地首地址，访问第一个数据，数据2、3到数据n的地址在首地址基础上按一定规则自动寻址（如自动加1）。
总线结构
行并－－串变换，这称为拆卸；而在接收部件又需要
进行串－－并变换，这称为装配。
串行传送的主要优点是只需要一条传输线，这一
点对长距离传输显得特别重要，不管传送的数据量有
多少，只需要一条传输线，成本比较低廉。
2.并行传送
总线系统
用并行方式传送二进制信息时，对每个数据位都 需要单独一条传输线。信息有多少二进制位组成，就 需要多少条传输线，从而使得二进制数“0”或“1”在 不同的线上同时进行传送。
6.2 总线接口
6.2.1 信息的传送方式 6.2.2 接口的基本概念
总线系统
6.2.1 信息的传送方式
总线系统
数字计算机使用二进制数，它们或用电位 的高、低来表示，或用脉冲的有、无来表示。
计算机系统中，传输信息采用三种方式： 串行传送、并行传送和分时传送。但是出于速 度和效率上的考虑，系统总线上传送的信息必
换 一定的是并行方式；
二是和外设的接口，适配器和外设的数据交换可 能是并行方式，也可能是串行方式。根据外围设备供 求串行数据或并行数据的方式不同，适配器分为串行 数据接口和并行数据接口两大类。
总线系统
6.3 总线的仲裁、定时和数据传送模式
6.3.1 总线的仲裁 6.3.2 总线的定时 6.3.3 总线的数据传送模式
总线系统
CPU总线、PCI总线、ISA总线通过两个“桥”芯 片连成整体。桥芯片在此起到了 信号速度缓冲、电平 转换和控制协议的转换作用。通过桥将两类不同的总 线“粘合”在一起的技术特别适合于系统的升级换代。 Pentium个人机总线系统中，有一个核心逻辑芯片组， 简称PCI芯片组，芯片。这个芯片组叫Intel430 系列、440系列，它们在系统中起着至关重要的作用。
微型计算机系统的总线结构
机内的CPU、存贮器及I/O接口电路。 通信总线：用于各微型计算机系统之间或微型
计机系统与其它系统之间的通信。 通常所说的总线是指系统总线。
2
主机箱
主板(CPU、芯片组、 BIOS、RAM 等)
总线插槽 显示卡
硬盘 光驱
数据从CPU送往存贮器或I/O接口电路称为 CPU写数或存数。
读（取）写（存）数据的过程又统称为访问。 存贮器分为内存与外存。CPU不直接与外存打 交道。
8
二、操作方式
CPU把一条指令分解成若干个步骤完成。
取指 控制器发出指令地址及控制信号，将需要执行的
那条指令从存储器取出送到控制器，这一过程称为
地址总线一般是单向的。
6
数据总线 用来传送数据。数据总线的宽度决定 了一次最多可传送的数据位数。数据总线是双向的。 控制总线 用于传送控制信号和状态信号，使各部 件能协调动作。
7
1.3.2 系统运行过程的名词概念 一、 读/写数
数据从存贮器或 I/O接口电路送往CPU称为 CPU读数或取数。读是非破坏性的。
CPU通过对I/O端口进行读/写操作，实现对 外设的控制。
I/O接口结构示意图
AB
地址
C
译码
I/O端口1
外
P
DB
数据 缓冲
I/O端口2
U
CB
控制
电路
I/O端口3
设
13
同一时刻有若干条指令由不同的部件同时处理， 完成不同的操作，这种操作方式称为流水方式。分步越细， 流水深度越深，CPU的性能越高，甚至，有多条流水线。
CPU 取指 1 执行 1 取指 2 执行 2 取指 3 执行 3 取指 4 执行 4
总线的分级结构共25页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
总线的分级结构
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
45、自己的饭量自己知道。——苏联
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关于计算机总线的说明
关于计算机总线的说明
计算机总线是计算机系统中的一种数据传输线路，连接了计算机中的各个组件，包括处理器、内存、输入输出设备等，用于传输数据、地址和控制信号。
计算机总线可以分为三种类型：数据总线、地址总线和控制总线。
1. 数据总线：用于在各个组件之间传输数据。
数据总线的宽度决定了一次能够传输的数据位数，通常以位(bit)为单位进行描述。
常见的数据总线宽度有8位、16位、32位、64位等。
2. 地址总线：用于指定数据传输操作中的内存地址或者设备地址。
地址总线的宽度决定了系统可以寻址的内存或设备的数量，通常以位(bit)为单位进行描述。
例如，32位地址总线可以寻址的内存或设备数量为2^32个。
3. 控制总线：用于控制各个组件的操作和协调数据的传输。
控制总线包括多个单独的信号线，如读信号、写信号、中断信号等，用于控制各个组件的读写操作、中断处理等。
总线的特点包括带宽、时钟频率和传输方式等。
带宽是指总线一次能够传输的数据的位数，决定了数据传输的速度；时钟频率是指总线传输数据的速率，通常以赫兹(Hz)为单位进行描述；传输方式可以是并行传输或者串行传输，决定了数据的传输方式和效率。
总线的设计可以根据不同的应用需求进行优化，例如增加总线
宽度以提高数据传输速度，增加地址总线宽度以支持更多的内存或设备等。
总线的性能和稳定性对计算机的性能和可靠性有重要影响，因此总线设计需要考虑数据完整性、传输速度、成本和功耗等方面的问题。
总线的线与机制名词解释
总线的线与机制名词解释总线（Bus）是计算机系统中用于连接各个部件和设备的信息传输通道，它可以传输并行或串行的数据和控制信号。
在计算机中，总线扮演着连接和协调各个硬件组件的重要角色，它充当了数据在计算机内部传输的"高速公路"。
本文将逐步解释总线的线与机制，帮助读者更好地理解这一关键概念。
1. 总线的线总线的线是指构成总线的物理连接线路。
根据传输方式，总线的线可以分为并行线和串行线。
并行线是指同时传输多位数据的线路，每一根线对应一个数据位。
常见的并行总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输内存或设备的地址信息，控制总线用于传输控制信号。
与并行线相对应的是串行线，串行线是指逐位传输数据的线路。
串行传输通过逐位地传输数据，可以有效地减少连接线的数量和长度。
串行传输常用于高速通信和远距离传输。
例如，现代计算机中的USB、HDMI和以太网接口等都采用了串行传输技术。
2. 总线的机制总线的机制指的是总线在信息传输过程中所采用的工作方式和协议。
常见的总线机制包括同步总线和异步总线。
同步总线是指在信息传输过程中，数据的发送和接收方按照相同的时钟信号进行同步。
发送方在时钟的边沿将数据发送到总线上，接收方在时钟的边沿将数据从总线上读取。
同步总线的优点是稳定可靠，但需要使用专门的时钟信号来同步各个设备。
异步总线则是指数据的发送和接收方没有明确的时钟信号进行同步。
发送方在数据准备好后直接发送到总线上，接收方在检测到信号时才进行数据读取。
异步总线的优点是简单灵活，但由于没有时钟同步，可能会产生数据丢失或错误。
除了同步和异步总线，还有一些特殊的总线机制，例如多主总线和仲裁机制。
多主总线允许多个设备同时访问总线，但需要通过仲裁机制确定优先级来决定哪个设备可以访问总线。
仲裁机制可以根据设备的优先级或请求顺序来确定当下可以使用总线的设备。
总结：总线的线与机制是计算机系统中非常关键的概念。
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11.1.2 多总线分级结构
总线上连接的设备（模块）越多，传输延迟就越大，尤其是当总线控制频繁地由一 个设备传递到另一个设备时。当聚集的总线传输请求接近总线容量时，总线便会成 为瓶颈。通过提高总线的数据传输率可以缓解之，但视频控制器、网络接口等所需 求的数据传输率增长很快，单总线解决不了传输瓶颈。因此，在计算机体系结构中 选择使用多总线成为一种必然。
第11章 总线
本章讲解了总线的分级结构，叙述了总线的仲裁和传输方式， 概述了微型计算机系统的三代总线标准，重点分析了PCI总线； 对显示卡使用的AGP图形接口和系统常用的外部总线作了介绍， 着重描述了IDE和SCSI总线。
微型计算机体系结构不断创新，总线结构的作用和重要性日益突出。现代 微型计算机在系统结构上都采用分级总线结构，以适应不同部件的要求。 现代微机系统总线经历了三代发展： 第一代ISA总线、第二代PCI总线和第三代PCI Express总线。 从PC机PC/XT总线开始，走过了ISA总线——EISA总线——（MCA总线— —）VESA局部总线——PCI局部总线——AGP图形接口——PCI Express总 线……历程。 外部总线从并行的Centronics、IEEE488、IDE、SCSI、串行的RS-232到广泛 应用的USB、高速的IEEE1394。
11.2.2 总线仲裁
总线仲裁即总线判决，目的是避免多个主控器同时占用总线，确保任何时候总线上 最多只有一个模块发送信息。当多个主控模块同时提出总线请求时，仲裁机构以一 定的优先算法裁决由哪一个模块获得总线使用权。 按裁决机构的设置，总线仲裁可分为集中式控制和分布式控制。集中式控制将总线 控制逻辑基本上集中于一个设备，分布式控制则将总线控制逻辑分散在总线连接的 各个部件或设备中。 按裁决方式主要有定时查询、串行链接仲裁、并行仲裁和串并仲裁等。
11.1 总线体系结构
11.1.1 总线分类
1. 按信号性质分
除电源线外，总线按其所传输信号的性质可分为三类：地址总线AB、数据总线DB 和控制总线CB。 地址总线和数据总线相对较简单，功能也较为单一。系统的不同层面上它们的名称 和性能可能有所不同。 ●微处理器MPU和其它总线部件作为主控模块时其地址线都是输出的，输出给要寻 址的从模块，如存储器或I/O端口等；当总线部件作为受控的从模块时，其地址线 都是输入的，接收主模块送来的地址信号以决定要访问的从模块之具体单元。 ●数据线一般都是双向传输，在主从模块间传送、交换数据。 ●控制总线则比较复杂，即使功能相同的模块因型号不同也有显著差别，如不同型 号的MPU其地址总线和数据总线大致相似，而控制总线却差异较大。正是控制总线 的不同特性，决定了各种模块(包括MPU)的不同接口特点。 控制总线的基本功能是控制存储器及I/O读写操作，此外还包括中断与DMA控制、 总线判决、数据传输握手联络等。 中断与DMA控制线用来实现I/O操作的同步控制； 总线裁决线对多个竞争占用总线的主模块进行仲裁，以决定哪一个主模块占用总线， 防止总线冲突； 传输握手联络线用来控制总线上数据传输的开始和结束，实现数据传输的同步，保 证完整地传输数据。
2. 高性能总线结构
传统总线结构没有考虑性能越来越高的I/O数据传输。为适应快速高性能的I/O传输， 构造一条高速总线，通过桥接器和处理器总线连接。下图即这种高性能总线结构。
图中，高速缓存控制器集成到连接高速总线的桥或设备缓冲器中。高速缓冲控制 器经局部总线连接处理器，经系统总线连接主存储器。 低速设备仍由扩充总线支持，经扩充总线接口来缓冲扩充总线和高速总线之间 的通信流量。 连接到高速总线上的设备经高速缓冲/桥与CPU局部总线相连，进行高速数据传 输，它们可以是高速LAN（如100Mbps或更快的以太网）、视频和图形工作站控 制器、支持大容量高速视频传输的FireWire（即1394）和SCSI外设等。 高速总线通过高速缓存/桥缓冲后与CPU局部总线相连，既使两者紧密相连，又使 高速总线独立于处理器，允许两者在传输速度与信号线定义等方面有所不同，这 样处理器结构变化不影响高速总线，反之亦然。 PCI局部总线就是这样的一种高速总线（见8.4节）。
占用总线进行数据传输一般要有四个阶段。 ◆总线请求和仲裁(Bus request & Arbitration)阶段 需要使用总线的主模块提出申请，由总线仲裁器确定把总线分配给哪个请求 源； ◆寻址(Addressing)阶段 取得总线使用权的主模块发出将要访问的从模块(如存储器或I/O端口)地址信 息以及有关命令，启动从模块； ◆数据传送(Data Transfer)阶段 主从模块进行数据交换，数据由源模块发出，经数据总线传送到目标模块。 ◆结束(Ending)阶段 主从模块的数据、地址、状态、命令信息均从总线上撤除，让出总线，以便 其它主模块继续使用总线。 对只有一个主模块的单处理器系统，总线始终归作为主模块的处理器所占有，不 存在总线请求、裁决分配和撤除问题，所以中心操作只有寻址和数据传输两个阶 段，如前面所讲述的CPU把数据写到存储器或输出端口、CPU从存储器或输入端 口读入数据、CPU中断操作等。
允许线BG则按优先级顺序串接各个模块，每个模块输入为BGIN，输出为BGOUT，通过 BG信号在菊花链上的传递来实现对各个模块总线请求的判决，原理如下： ① 有任一主控模块发出总线请求时，使BR=1(负逻辑)； ② 当BR=1并且BB=0(总线未被占用)时，仲裁器发出总线允许信号使BG=1，BG(连接 BGIN0)传递给模块0，若模块0没发总线请求则将BGIN0 向后传递，输出BGOUT0=1, 使 BGIN1=1，BG信号依次在后面模块中逐级传递； ③ 当某个模块有总线请求时，即三个条件(BB=0、BRi=1、BGINi从0跳变至1)同时满足， 则该模块接管、占用总线；不再将BG信号向后传递，迫使BGOUTi=0不变； ④ 接管总线的模块使总线忙有效，即BB=1，该信号送到总线仲裁器，使之不再输出总线 允许信号(使BG=0)； ⑤ 占据总线的模块用完总线后撤消总线请求BR，交回总线，同时撤消总线忙BB信号；总 线仲裁器可再对新的(包括已经挂起的)总线请求进行裁决，重新分配总线。 如上所述，菊花链仲裁在任一时刻只有一个主控模块占用总线，先请求先响应，同时请求 时优先级高的先响应。优先级高低取决于模块离仲裁器的近远，越近的优先级越高；如果 仲裁器本身也是个主控器(比如是微处理器)，则仲裁器的优先级最高。 ◆为了保证总线操作的同步，仲裁器还应有一根总线时钟线BCLK输出到各个模块。 ◆菊花链仲裁控制线少，实现简单，扩充容易(增加的主控模块只需挂到总线上即可)。 缺点是线路连好后优先级不能改变；且任一环节发生故障(如使BG传递失效)将阻止后 面模块获得总线控制权；离仲裁器远的模块容易被优先级高的模块锁定，出现“饿死 ” 现象；由于BG串行传递、逐级延时，优先级低的模块响应速度慢；系统中能容纳的
1. 传统总线结构
传统总线结构中，局部总线连接处理器和高速缓存，支持一个或多个高速局部设备（模 块）。高速缓存通过高速缓存控制器连接到局部总线和系统总线，经系统总线连到所有的 主存储器模块。 将主存储器从局部总线移到系统总线，可使主存储器及I/O端口通过系统总线的数据传 输而不影响处理器的活动。 传统总线结构还使用一个或多个扩充总线，通过扩充总线接口来缓冲系统总线和扩充总线 上的I/O控制器之间的数据传输。 与将I/O控制器直接连到系统总线的结构相比，该结构不仅将处理器——存储器的通信与 I/O通信隔开，从而使数据传输更高效，而且支持更广泛的I/O设备，适应性更广。 扩充总线上的网络连接包含局域网LAN（如10Mbps以太网）和广域网（如分组交换网）， SCSI连接可以是本地磁盘驱动器或光驱等外设，串口连接可以是支持串行传输的外设（如 扫描仪、打印机等）。
如果计数值每次都从零开始，各模块的优先级按其对应的序号固定不变，0号优 先级最高，序号越大优先级越低。如果每次都从暂停的计数值继续下去，则所有 模块都有相同的机率占用总线，各模块的优先级相等。优先级还可以程序控制， 动态改变，灵活性大。 定时查询方式可靠性高，模块的故障不会影响总线控制。缺点是扩展性较差。
2. 串行链接控制
串行链接仲裁简称串链仲裁、串行仲裁，又叫“菊花链”仲裁(robin Daisy chaining)。 该仲裁法又有二线菊花链、三线菊花链、四线菊花链之分，其中三线菊花链使用普 遍，最具代表性，如下图所示。
三线菊花链使用3根控制线：总线请求BR、总线允许BG(Bus Grant)和总线忙BB，各模块通 过OC(集电极开路)门在请求线BR和忙线BB上分别“线或”(负逻辑)，各个模块的BR(或BB) 线连在一起，当有一个为低电平时，输入到仲裁器的BR(或BB)即为低电平，这种“负或” 的关系若从正逻辑来看则为“正与”，因此也有叫“线与”的。
பைடு நூலகம்
习惯上把地址总线、数据总线、存储器及I/O读写控制线称为基本信息总线，而把中断与 DMA控制线、总线裁决线统称为仲裁总线。在总线操作期间，仲裁线和握手线保证基本 信息总线上信息的正常传送。
2. 按系统层次分
整个计算机系统包含许多模块，这些模块功能不同、性能各异，位于系统的不同层次上， 整个系统按模块化构建，采用多总线分级结构。同一类型的总线在不同的层面上连接不同 部位上的模块，其名称、作用、数量、电气特性和形态各不相同，按总线连接的对象和所 处系统的层次来分，总线有芯片级总线、系统总线、局部总线和外部总线。 ◆芯片级总线 用于模块内芯片一级的互连，是芯片与外围支撑芯片的连接总线。 按所连芯片模块的功能，又称为××局部总线(或××本地总线)。如连接CPU及其周边的 协处理器、总线控制器、总线收发器等的总线称为CPU局部总线或CPU总线，连接存储器 及其支撑芯片的总线称为存储器总线，如此等等。这里的“局部”表示局限在某个模块范 围内，芯片级总线把芯片连接成模块。 ◆系统总线 连接计算机系统内部各模块的一条主干线，是连接芯片级总线、局部总线 和外部总线的纽带。 系统总线把微机系统各插件板与主板连在一起。系统总线符合某一总线标准，具有通用 性，是计算机系统模块化结构的基础。系统总线经缓冲器驱动，负载能力较强。