计算机组成原理总线系统
计算机组成原理：总线系统单元测试与答案
1、通常单处理器系统的总线分为（）。
A.系统总线，内存总线和IO总线B.ISA总线，VESA总线和PCI总线C.片内总线，系统总线和通信总线D.数据总线，地址总线和控制总线正确答案：C2、挂载在总线上的多个部件（）。
A.只能分时向总线发出数据，但可同时从总线接收数据B.可同时向总线发出数据，但只能分时从总线接收数据C.只能分时向总线发出数据，并只能分时从总线接收数据D.可同时向总线发出数据，并同时从总线接收数据正确答案：C3、系统总线中的数据线、地址线和控制线是根据（）来划分。
A.总线所在的位置B.总线传输的内容C.总线传输的时间D.总线传输的方向正确答案：B4、系统总线是用来连接（）。
A.寄存器和运算器部件B.运算器和控制器部件C.接口和外部设备D.CPU和外部设备正确答案：D5、在系统总线中，地址总线的位数与（）有关。
A.存储器带宽B.存储单元个数C.存储字长D.机器字长正确答案：B6、在计数器定时查询方式下，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则（）。
A.设备号小的优先级高B.每个设备使用总线的机会相等C.设备号大的优先级高D.无法确定设备的优先级正确答案：B7、在链式查询方式下，若有N个设备，则（）。
A.有N条总线请求线B.无法确定有几条总线请求线C.只有一条总线请求线D.有N条总线请求线和N条总线响应线正确答案：C8、在三种集中式总线控制中，（）方式响应速度最快，（）方式对电路故障最敏感。
A.独立请求，链式查询B.计数器定时查询，独立请求C.计数器定时查询，链式查询D.链式查询，独立请求正确答案：A9、总线的异步通信方式（）。
A.既采用时钟信号，又采用握手信号B.不采用时钟信号，只采用握手信号C.以上都不对D.既不采用时钟信号，又不采用握手信号正确答案：B10、总线（）通信方式能够适用于速度差异较大的部件之间的通信。
A.半同步B.非互锁C.同步D.全互锁正确答案：C。
第六章 总线系统
数据线 地址线
BG0 BR0
设备接口0 排队器
设备接口1
25
§ 6.4 总线的时序
◆ 总线的定时
同步定时： 总线操作的各个过程由共用的总线时钟信号控制 适合速度相当的器件互连总线，否则需要准备好信号让快 速器件等待慢速器件 微处理器控制的总线时序采用同步时序 异步定时： 总线操作需要握手联络（应答）信号控制 数据传输的开始伴随有启动（选通或读写）信号 数据传输的结束有一个确认信号，进行应答 不需要统一的公共时钟信号，总线周期的长度可变。允许 快速和慢速的功能模块都能连接到同一总线上。
BS -总线忙 这种方式增加了设备地址线， BR-总线请求 数据线 但可以通过改变计数器的初值 来灵活地改变优先次序。 地址线
1 0
计数器
总 线 控 制 部 件
设备地址
BS BR
设备接口0
计算机组成原理
设备接口1
叶晓霞
…
设备接口n
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③独立请求方式
总 线 控 制 部 件
BG-总线同意 BR-总线请求 优点：响应时间快， 对优先次序的控制灵活 BGn 缺点：线数多。 BRn BG1 当代总线标准普遍 BR1 采用独立请求方式
总线是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能 部件之间进行数据传送的公共通路。 其中系统总线构成包括：数据总线、地址
总线和控制总线。数据总线用来传送数据， 是双向的；地址总线用来传送主存与外设 一、总线的分类 的地址信息，是单向的；控制总线用来指 明数据传送的方向（存储器读／写、外设 单处理器系统中可分为内部总线、系统总线和 I/0总线。 读／写）、中断控制和定时控制等，控制 总线中的每一根是单向的。
计算机组成原理
叶晓霞
计算机组成原理习题 第六章总线系统
第六章总线系统一、填空题：1.PCI总线采用A.______仲裁方式，每一个PCI设备都有独立的总线请求和总线授权两条信号线与B.______相连。
2.SCSI是处于A.______和B.______之间的并行I/O接口，可允许连接C.______台不同类型的高速外围设备。
3.总线有A 特性、B 特性、C 特性、D 特性，因此必须E 。
4.微型计算机的标准总线从16位的A 总线发展到32位的B 总线和C 总线，又进一步发展到64位的D 总线。
二、选择题：1.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现技术化，同时______。
A. 减少信息传输量B. 提高信息传输速度C. 减少了信息传输线的条数D. 减少了存储器占用时间2.描述PCI总线基本概念中正确的句子是______。
A.PCI总线的基本传输机制是猝发式传送B.PCI总线是一个与处理器有关的高速外围总线C.PCI设备一定是主设备D.系统中允许只有一条PCI总线3.描述PCI总线中基本概念表述不正确的是______。
A.PCI设备不一定是主设备B.PCI总线是一个与处理器有关的高速外围总线C.PCI总线的基本传输机制是猝发式传送D.系统中允许有多条PCI总线4.并行I/O标准接口SCSI中，一块适配器可以连接______台具有SCSI接口的设备。
A. 6B. 7C. 8D. 95.下面对计算机总线的描述中，确切完备的概念是______。
A.地址信息、数据信息不能同时出现B.地址信息与控制信息不能同时出现C.数据信息与控制信息不能同时出现D.两种信息源的代码不能在总线中同时传送6.SCSI接口以菊花链形式最多可连接______台设备。
A．7台 B．8台 C．6台 D．10台7.微型机系统中外设通过适配器与主板的系统总线相连接，其功能是___。
A. 数据缓冲和数据格式转换B.监测外设的状态C.控制外设的操作D. 前三种功能的综合作用8.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时___。
计算机组成原理第7章系统总线课件
7.1.1 总线的基本概念
总线宽度:指一次并行传输的信息位数。 总线频率:指总线工作时每秒内能传输数据的次数。 传输率:指每秒能够传输的字节数，用MB/s表示。
传输率和总线宽度、总线频率之间的关系是： 传输率=总线宽度／8×总线频率
7.1 总线概述
7.1.2 总线的工作原理
总线是以分时的方法来为多个部件服务的，但是在任意时刻只 为某两个部件或设备所占用。当总线上的一个部件要与另一个部件 进行通信时，首先应该发出总线请求信号。在某一时刻，可能会有 多个部件同时要求使用总线，总线控制机构根据一定的判决原则， 决定首先由哪个部件使用总线。只有获得了总线控制权的部件，才 能开始传送数据。此时发送信息的总线主部件分时的将信息发往总 线，再由总线将这些信息同时发往各个接收信息的总线从部件。究 竟哪个部件接收信息，是由获得总线控制权的总线主部件给出的地 址信息经过译码之后产生的控制信号来决定。
7.1.3 总线的结构
7.1.4 总线的分类
指令系 统
吞吐量
最大存储 容量
分类
7.2 总线的控制与通信
7.2.1 总线的控制
总线在任意时刻只被某两个部件或设备所占用。当总线 上的一个部件要与另一个部件进行通信时，首先应该发出总 线请求信号。在某一时刻，可能会有多个部件同时要求使用 总线，总线控制机构根据一定的判决原则，决定首先由哪个 部件使用总线。只有获得了总线控制权的部件，才能开始传 送数据。获得总线控制权的部件被称为主部件，主部件一旦 获得总线控制权后，就立即开始向另一个部件进行一次信息 传送。负责接收信息的部件被称为从部件。
计数器的初始值还可以由程序来设置，这就可以方便地改变优先 次序，增加系统的灵活性。
7.2 总线的控制与通信
计算机组成原理章节题库-总线系统(圣才出品)
第6章总线系统一、单项选择题1．数据总线、地址总线、控制总线是根据总线（）来划分的。
A．传送内容的不同B．所处位置的不同C．连接部件的不同D．所使用标准的不同【答案】A【解析】根据总线上传输内容的不同，可将总线分为数据总线、地址总线和控制总线。
2．在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为总线，就其所传送的信息的性质而言，下列（）不是在公共通路上传送的信息。
A．数据信息B．地址信息C．系统信息D．控制信息【答案】C【解析】总线包括数据线、地址线和控制线，传送的信息分别为数据信息、地址信息和控制信息。
3．假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4字节信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是（）。
A．10MB／sB．20MB／sC．40MB／sD．80MB／s【答案】B【解析】总线时钟频率为10MHz，一个总线周期占用2个时钟周期，故1s内共有5M 个总线周期；每个周期并行传输4字节信息，故总线带宽为5M／s×4B＝20MB／s。
4．关于挂接在总线上的多个部件，下列说法正确的是（）。
A．只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据B．只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C．可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D．可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据【答案】B【解析】为了使总线上的数据不发生“碰撞”，挂接在总线上的多个设备任意时刻只能有一个设备可以向总线传送数据，而从总线上接收数据的设备可有多个，因为接收数据的设备不会对总线产生“干扰”。
5．系统级的总线是用来连接（）。
A．CPU内部的运算器和寄存器B．主机系统板上的所有部件C．主机系统板上的各个芯片D．系统中的各个功能模块或设备【答案】D【解析】按总线的连线类型不同，总线可分为：内部总线、局部总线、系统总线。
内部总线用来连接CPU内部运算器、控制器、寄存器等的数据通路。
计算机组成原理第6版(白中英)第6章总线系统
2. 系统总线的标准化
PC中，系统总线布设在主板上。
为什么主板能支持很多厂家的显卡……？ 原因是，系统总线是按标准制作的。
总线标准规定总线的物理特性、功能特性、电气特性 和时间特性。
微机中的标准总线：ISA总线 (16位，8MB/s)、 EISA (32 位 ， 33.3MB/s) 总 线 、 VESA 总 线 (32 位 ， 132MB/s) 、 PCI总线(64位，100MB/s) PCI-Express 1.0总线(250MB/s) 。
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6.1.5 总线结构实例
南北桥芯片将CPU总线、PCI总 线、ISA总线连成整体。桥芯片 起到了信号速度缓冲、电平转换、
控制协议的转换作用。
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CPU总线
• 也称CPU-存储器总线，它是一个64位数据线和32
位地址线的同步总线。
PCI总线
• 用于连接高速的I/O设备模块，如图形显示卡适配
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总线的主要参数
1.总线的带宽 （MB/s）
• 一定时间内总线上可传送的数据量
2.总线的位宽
• 总线能同时传送的数据位数。
即我们常说的32位、64位等总线宽度的概念。
3.总线的工作时钟频率 （MHz）
• 总线的时钟频率
f
1 T
1 时钟周期
8
总线带宽
总线传输数据的速度。单位：MB/s
[例6.1]：(1)某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假 设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz，则 总线带宽是多少? (2)如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线 时钟频率升为66MHz，则总线带宽是多少?
4
1. 总线的特性(续) 电气特性
计算机组成原理(第4版)课件第7章 总线(第4版)
7.4 总线标准
总线的标准制定通常有两种途径，一 种是由具有权威性的国际标准化组织制定 并推荐使用的，称为正式标准；另一种是 由某个或某几个在业界具有影响力的设备 制造商提出，而又被业内其他厂家认可并 广泛使用的标准，即所谓事实标准，这些 标准可能需要经过一段时间的使用，被厂 商提供给有关组织讨论之后才能成为正式 标准。
8
2.总线事务
通常把在总线上一对设备之间的一次信
息交换过程称为一个“总线事务”，把发出
总线事务请求的部件称为主设备，与主设备
进行信息交换的对象称为从设备。例如CPU
要求读取存储器中某单元的数据，则CPU是
主设备，而存储器是从设备。总线事务类型
通常根据它的操作性质来定义，典型的总线
事务类型有“存储器读”、“存储器写”、
34
7.4.1 系统总线标准
通常，微机的系统总线都做成多个插 槽的形式，各插槽引脚通过总线连在一起。 总线接口引脚的定义、传输速率的设定、 驱动能力的限制、信号电平的规定、时序 的安排以及信息格式的约定等，都有统一 的标准。
35
7.4.1 系统总线标准（续）
1.PC/XT总线
PC/XT总线是早期PC/XT微机所配备 的系统总线，是9位总线标准。
5
7.1 总线概述
总线是一组能为多个部件分时共享的 公共信息传送线路。共享是指总线上可以 挂接多个部件，各个部件之间相互交换的 信息都可以通过这组公共线路传送；分时 是指同一时刻总线上只能传送一个部件发 送的信息。
6
7.1 .1 总线的基本概念
总线采用分时共享技术，当总线空闲 （所有部件都以高阻状态连接在总线上） 时，如果有一个部件要与目的部件通信， 则发起通信的部件驱动总线，发出地址和 数据。其他以高阻状态连接在总线上的部 件如果收到与自己相符的地址信息后，即 接收总线上的数据。发送部件完成通信后， 将总线让出（输出变为高阻态）。
计算机组成原理总线分类
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。
总线系统
• CPU可通过专用总线与存储器交换信息，减轻了系统总线的负担； • 高速外设与主存之间仍可通过系统总线实现DMA操作；
• CPU通过系统总线与中低速外部设备交换信息。 优缺点：
双总线结构保持了单总线系统简单、易于扩充的优点，又提高了信息 传送的吞吐量。但这是以增加硬件为代价的。
计算机组成原理
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3.三总线结构 它是在双总线系统的基础上增加I/O总线形成的。 在DMA方式中，外设与存储器间直接交换数据而不经过CPU，从而减轻了 CPU对数据输入输出的控制，而“通道”方式进一步提高了CPU的效率。通道 实际上是一台具有特殊功能的处理器，又称为IOP(I/O处理器),它分担了一 部分CPU的功能，以实现对外设的统一管理及外设与主存之间的数据传送。 显然，由于增加了IOP，使整个系统的效率大大提高。然而这是以增加更多 的硬件代价换来的。
总线有多种分类方法
按相对于CPU与其他芯片的位置可分为: 片内总线和片外总线。 按总线传送信息的类别，可把总线分为: 地址总线、数据总线和控制总线。 按照总线传送信息的方向，可把总线分为: 单向总线和双向总线。 按总线的层次结构可分为: CPU总线、存储总线、系统总线和外部总线。 计算机组成原理
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1.总线的特性
计算机组成原理
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4.总线的性能指标
总线宽度----数据总线的根数。16位总线，指其数据总线为16根。 寻址能力---- 取决于地址总线的根数。PCI总线的地址总线为32位，寻址 能力达4GB。 传输率----也称为总线带宽，通常指总线所能达到的最高数据传输率，单位 是Bps（每秒传送字节数） 计算公式：Dr=D×f /N D——数据宽度； f——总线时钟频率； N——完成一次数据传送所需的时钟周期数。 PCI总线1.0版的总线带宽132MBps 是否支持突发传送 总线上数据传送方式： 正常传送——每个传送周期先传送数据的地址，再传送数据。 突发传送——支持成块连续数据的传送，只需给出数据块的首地 址，后续数据地址自动生成。 PCI总线支持突发传送，ISA不支持。
计算机组成原理-系统总线
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
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
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。
计算机组成原理总线分类
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。
计算机组成原理系统总线
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-第3章 总线(4节课)
总线标准的产生
• 总线是在计算机系统模块化的发展过程中产生的，随 着计算及应用领域的不断扩大，计算机系统中各类模 块（特别是I/O设备所带来的各类接口模块），其品种 极其繁杂，往往出现一种模块要配一种总线，很难在 总线上更换、组合各类模块或设备。 • 20世纪70年代末，为了使系统设计简化，模块生产批 量化，确保其性能稳定，质量可靠，便于维护，人们 开始研究如何建立总线标准，完成系统设计和模块制 作。 • 概念：所谓总线标准，可视为系统与各模块、模块与 模块之间的一个互连的标准界面。
processor
memory
• 1970年DEC公司PDP-11 小型计算机首次采用
I/O Interface （adapter） I/O device
I/O Interface （adapter） I/O device
总线
• 定义：是连接多个部件的传输线
– 总线的关键特征是共享传输线。
• 总线的两个特点：
– 任意时刻只能有一个设备向总线发送信息
• 系统瓶颈
– 多个部件可以同时从总线接受相同的信息
• 广播式
主机 processor memory
I/O Interface （adapter） I/O device
I/O Interface （adapter） I/O device
总线分类——按位置
• 片内总线
计算机组成原理 第3章 系统总线
李曦（llxx@）
本章内容
• 3.1 总线的概念和分类
• 3.2 总线特性及性能指标
–总线特性 –性能指标 –总线标准
• 3.3 总线的结构
• 3.4 总线控制
–判优控制 –通信控制
3.1 总线的基本概念和分类
《计算机组成原理》7-总线
PC CPU
接口 主存
外部设备
7.2.1 单总线结构
使用单总线在CPU和内存之间传数据 在单总线系统中，访存指令与输入/输出指令在形式上完全相同，区别仅在于地址 的数值。这就是说，对输入/输出设备的操作，完全和内存的操作方法一样来处理。 这样，当CPU把指令的地址字段送到总线上时，如果该地址字段对应的地址是主 存地址，则主存予以响应。此时，在CPU和主存之间将发生数据传送，而数据传 送的方向由指令的操作码决定，其过程如图所示。
7.1.2 总线的分类
计算机系统中使用的总线可分成3类。 1.片内总线 片内总线是芯片内部的总线，计算机系统中各部件内部传送信息的通路。例如运 算器内部寄存器与寄存器之间、寄存器与算逻运算单元（ALU）之间的传送通路， 通常称之为内部总线。 2.系统总线 计算机系统中个部件之间传送信息的通路。例如CPU与主存储器之间，CPU与I/O 接口之间传送信息的通路，通常称之为“系统总线”，由于这些部件通常都制作 在各个插件板上，故又叫作板级总线（在一块电路板上各芯片之间的连线）和板 间总线。
7.1.1存储器分类
3.总线特性 总线特性是指机械特性（尺寸、形状）、电气特性（传输方向和有效的电平范 围）、功能特性(每根传输线的功能）和时间特性（信号和时序的关系）。 4.总线的猝发传输方式 在一个总线周期内传输存储地址连续的多个数据字的总线传输方式叫作猝发传送。 5.总线上信息传输方式 在计算机中，总线上的信息传输一般有串行、并行、并串行、分时四种方式。
小结 总线的基本概念和分类
总线基本概念 总线的分类
7.2总线结构
01
单总线结构
02
多总线结构
7.2.1 单总线结构
在许多微小型计算机中，将CPU、主存和I/O设备连接在一条单一的系统总线上， 叫作单总线结构，如图所示。
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控制总线 传送控制、状态信息； 位数不定。
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6
按连接部件分类的总线
内部总线 各芯片内部逻辑器件的连接总线；
局部总线 CPU与其他部件的连接总线； 介于CPU内部总线和系统总线之间，可高速传输数据；
一个总线周期 T =1/f=1/(33×106)
一个总线周期的传送的数据量 D =4B
总线带宽Dr = D/T = D×1/T = D×f
= 4B×33×106/s=132MB/s
(2)如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升 为66MHz，则总线带宽是多少?
总线带宽Dr = D×f = 8B×66×106/s = 528MB/s
29.06.2020
4
6.1.1 总线的基本概念
总线 构成计算机系统的互联机构，是系统内各功能部件之间进行 信息传送的公共通路。
总线的分类 按连接部件分 内部总线、局部总线、系统总线、通信总线 按传送的信息分 数据总线、地址总线、控制总线
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5
按传送信息分类的总线
地址总线 单向，三态总线，用于传送地址信息； 其位数决定可直接寻址的范围；
动画演示： 6-2.swf
15
三总线结构
系统总线负责连接CPU、主存、I/O通道；存储总线负责连接 CPU与主存；I/O总线负责连接各I/O适配器。 系统总线
存储总线
CPU
主存
IOP
I/O总线
特点：
设备适配器
设备适配器
设置了通道，对外设进行统一的管理，分担了CPU的工作。
提高了CPU工作效率，同时也最大限度的提高外设的工作
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12
6.1.2 总线的连接方式
适配器：又称接口
实现高速CPU与低速外设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。
单机系统中，总线结构的三种基本类型：
单总线结构
使用一条单一的系统总线来连接CPU、内存和I/O设备。
双总线结构
在CPU和主存之间专门设置了一组高速的存储总线。
电气特性
规定每一根总线上信号的传送方向及有效电平范围等内容；
时间特性
总线上各信号有效的时序关系；
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9
2、总线标准
总线的标准化
为保证总线的性能充分发挥以及兼容问题而提出的； 主要包括总线的各种特性、数据传输率、总线通信协议、
仲裁协议等一系列规定和约定。 总线标准的来源
权威组织正式公布的标准； 实际存在的工业标准； 典型的标准总线 ISA、EISA、PCI等； 按总线标准设计的接口是通用接口。
系统总线 计算机各功能部件的连接总线；
通信总线 微机系统与微机系统、其他设备之间的连接总线；
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总线的物理实现
CPU 插件板
M.M 扩展板
I/O 插件板
BUS
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8
1、总线的特性
物理特性
总线的位数，总线插头、插座的形状，引脚的排列方式等；
功能特性
确定每一根总线的名称、定义、功能与逻辑关系等，如传送 数据、地址、控制信号；
早期总线内部结构
实际是CPU芯片 引脚的延伸；
早期总线的不足
CPU是总线上惟 一的主控者。
总线结构与CPU 紧密相关，通用 性较差。
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现代总线
多采用标准总线
与结构、CPU、技术无关；
又被称为底板总线。
现代总线可分为四个部分：
数据传送总线
地址线、数据线、控制线；
仲裁总线
速度。 但硬件成本进一步增加。
动画演示： 6-3.swf
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三总线结构的又一形式
局部总线
CPU
Cache
主存
局部I/O控制器
系统总线
局域网
SCSI
扩展总线接口 Modem 串行接口
扩展总线29.06.Fra bibliotek02017
多总线结构
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6.1.3 总线的内部结构
(二) 总线仲裁 1. 集中仲裁方式 2. 分布仲裁方式
(三) 总线操作和定时 1. 同步定时方式 2. 异步定时方式
(四) 总线标准
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6.1 总线的概念和结构形态
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4
总线的基本概念 总线的连接方式 总线的内部结构 总线结构实例
第6章 总线系统
目录
6.1 总线的概念和结构形态 6.2 总线接口 6.3 总线的仲裁 6.4 总线的定时和数据传送模式 6.5 HOST总线和PCI总线 6.6 InfiniBand标准
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——理解 ——了解 ——理解 ——了解 ——了解 ——了解
2
考研大纲要求
(一) 总线概述 1. 总线的基本概念 2. 总线的分类 3. 总线的组成及性能指标
三总线结构
在各外部设备与通道之间增加一组I/O总线。
多总线结构
通过桥将多总线彼此相连。
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单总线结构
系统内的所有部件均由系统总线连接；
系统总线
CPU
主存
设备 适配器
设备 适配器
优点：
各部件之间可直接进行通信；系统易于扩充； 动画演示：
缺点：
6-1.swf
总线负载重；
若有慢速设备，则会产生较大的时间延迟。
总线请求线、总线授权线；
中断和同步总线
中断请求线、中断认可线；
公用线
时钟信号、电源等；
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6.1.4 总线结构实例
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3、总线的性能指标
总线宽度 一次总线操作中，最多可传送的数据位数。
总线周期 一次总线操作所需要的最小间隔时间。 总线周期与总线的时钟频率成反比，即T=1/f
总线带宽 单位时间内通过总线的数据位数，总线的数据传输率； 单位一般为MB/s。
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课本P185【例1】 (1)某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假 设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为 33MHz，则总线带宽是多少?
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双总线结构
系统内的所有部件均由系统总线连接；在CPU和主存之间再专 门设置了一组高速的存储总线。 系统总线
存储总线
CPU
主存
特点：
设备 适配器
设备 适配器
保持了单总线的优点（简单、易扩充）；
减轻了系统总线的工作负担，使CPU工作效率有所提高；
但增加了硬件成本。
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