单周期数据传输方式Burst总线周期
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时序和信号规范 一组导线
电气信号规范
接口的物理/机械特性
8
计算机总线概述
在任何时刻，只可以有一个部件向总线上发送信 息，但却可以有一个或多个部件同时接收信息。 控制向总线发送信息通常用带有高阻态输出的选 通门实现。
总线
高
低
高
A
B
C
P268
9
计算机总线概述
承担不同功能的三种总线
数据总线：传输数据信息，频率与宽度正比于吞吐量 地址总线：传输地址信息，宽度决定了内存寻址空间 控制总线：给出总线周期类型、I/O操作完成时刻、DMA周期、中
地址 寻址
无效
数据1
数据2 数据3 ... 信息传送
总线占用期间
数据n
猝发数据传输方式
12
计算机总线的结构
单总线结构：早期的计算机，如美国 DEC 公司 PDP-11 机只使用一组总线，所有的部件和设备 都接在这唯一的总线上，包括数据总线，地址总 线，控制总线，其优点是结构简单，成本低廉， 缺点是运行效率低。
15
计算机总线的结构
处理机总线
CHale Waihona Puke BaiduU
33MHz 4B~8B
主存
双
扩展总线
总
控制线路
线
ISA / EISA
8.33MHz 结 构
1,2,4B
I/O设备1 I/O设备2 . . .
16
计算机总线的结构
三
处理机总线 CPU 66MHz 4B~8B
断等有关的控制信号等
地址总线 AB
CPU
输
存
I/O
入
储 器
接 口
设 备
输
I/O
出
接
设
口
备
数据总线 DB 控制总线 CB
10
计算机总线概述
总线周期以及相关概念
总线周期：通过总线完成一次内存读写操作或者完成 一次I/O设备读写操作所需的时间，一般由地址时间和 数据时间两个时间段组成
地址时间：CPU向内存或IO设备送出地址信息到地址总线 数据时间：CPU完成数据读写
VESA（Video Electronics Standard Association）总线：32位局部 总线，连接显卡、网卡等，最高工作频率33MHz。没有严格标准， 各厂家产品兼容性差，针对80486。
PCI（ Peripheral Component Interface）总线：外围部件互连总 线（局部总线），V1.0支持33MHz工作频率，32位地址和数据线 互用；V2.1支持66MHz工作主频，64位地址和数据线互用。
第11章
输入输出系统
本章主要内容
计算机输入输出系统概述 计算机总线的功能与组成 计算机输入输出接口概述 常用的输入输出方式概述
P266
2
计算机输入输出系统概述
输入输出系统的作用
连通计算机的各个功能部件和设备，并在它们之间实 现数据交换
输入输出系统的组成
硬件部分主要由计算机总线和输入输出接口两部分组 成，软件方面需要操作系统的支持
计算机总线的结构
几种常用的标准总线
ISA（Industrial Standard Architecture）总线：工业标准结构总线， 8位（后来16位）数据线，20位（后来24位）地址线，工作频率 8.33MHz。
EISA（Extended Industrial Standard Architecture ）总线：扩展 工业标准结构总线，16或32位数据线，32位地址线，工作频率 8.33MHz，支持Burst方式传输数据。
11
计算机总线概述
正常总线周期：每次数据传输都由一次地址时间和一次数据时间组成。（单 周期数据传输方式）
Burst总线周期：数据传输由一次地址时间和多次数据时间组成，即给出一 次地址信息，连续传送多个数据。（猝发数据传输方式）
地址线
地址
数据线
寻址
数据 信息传送 总线占用期间
单周期数据传输方式
地址线 数据线
在众多不同的CPU和各种不同的外围设备之间设置功能 电路，解决二者之间的连接、沟通、匹配、缓冲等， 这个功能电路就是设备接口卡（输入输出接口）
支持多个I/O设备并发执行输入输出操作，降低输入输 出操作对CPU干预的需求，采用多种不同的输入输出方 式，例如中断方式、DMA方式等
P267
4
计算机原理及系统结构
周期类型：一般分为内存读周期、内存写周期、 I/O读 周期、 I/O写周期四种类型
总线的等待状态：由于被读写的部件或设备速度慢， 一次数据时间内不能完成读写操作，就要增加一个或 多个数据时间继续完成读写操作，在这增加的数据时 间里，称总线处于等待状态。它影响系统的运行效率， 降低系统的性能。
系统复杂多变的原因
太多的CPU系列和型号：运行速度、处理功能、接口逻 辑各不相同；更多的外围设备：运行原理、提供的功 能、读写速度、接口逻辑千差万别
不同的用户、不同的应用场合提出众多不同的使用要 求，无法使用一种方式、一套方法全面解决问题
P266
3
计算机输入输出系统概述
解决问题的途径
建立公用的交换信息的通路，提供各部件协调使用通 路的规则，这个通路就是计算机总线
第四十四讲
主讲教师：赵宏伟
学时：64
第11章
输入输出系统
本章主要内容
计算机输入输出系统概述 计算机总线的功能与组成 计算机输入输出接口概述 常用的输入输出方式概述
7
计算机总线概述
总线是计算机各个部件之间传输信息的公共通路， 包括传输数据信号的逻辑电路、管理信息传输协 议的逻辑线路和物理连线。
事务协议
三总线：是指在计算机中配置3组总线，即在处理机总线上通过一 块被称为PCI桥的控制线路，提供出一组高性能的局部总线，称为 PCI总线，而把原来的ISA总线和EISA总线从处理机总线上断开， 并通过IO控制线路连接到这里的PCI总线上。把一些慢速的输入/ 输出设备接到EISA（ISA）总线上。
14
总线
CPU
主存
输入 设备
输出 设备
P269
13
计算机总线的结构
总线性能（数据输入/输出的吞吐量）对计算机系统总体 性能有重大的影响，提高总线性能，一是尽量提高CPU总 线本身的速度，二是从总线结构多提供几组总线（铁路可 以修复线，公路可以有多条，计算机当然也可以提供几组 总线）。
多总线结构
双总线：是指是指在计算机中配置两组总线，即在处理机总线上 通过一块扩展总线的控制线路，提供出另外一组总线，称为输入/ 输出总线，比较常用的有工业标准总线（ISA）和扩展的工业标准 总线（EISA），主要用于连接一般的输入/输出设备。
电气信号规范
接口的物理/机械特性
8
计算机总线概述
在任何时刻，只可以有一个部件向总线上发送信 息，但却可以有一个或多个部件同时接收信息。 控制向总线发送信息通常用带有高阻态输出的选 通门实现。
总线
高
低
高
A
B
C
P268
9
计算机总线概述
承担不同功能的三种总线
数据总线：传输数据信息，频率与宽度正比于吞吐量 地址总线：传输地址信息，宽度决定了内存寻址空间 控制总线：给出总线周期类型、I/O操作完成时刻、DMA周期、中
地址 寻址
无效
数据1
数据2 数据3 ... 信息传送
总线占用期间
数据n
猝发数据传输方式
12
计算机总线的结构
单总线结构：早期的计算机，如美国 DEC 公司 PDP-11 机只使用一组总线，所有的部件和设备 都接在这唯一的总线上，包括数据总线，地址总 线，控制总线，其优点是结构简单，成本低廉， 缺点是运行效率低。
15
计算机总线的结构
处理机总线
CHale Waihona Puke BaiduU
33MHz 4B~8B
主存
双
扩展总线
总
控制线路
线
ISA / EISA
8.33MHz 结 构
1,2,4B
I/O设备1 I/O设备2 . . .
16
计算机总线的结构
三
处理机总线 CPU 66MHz 4B~8B
断等有关的控制信号等
地址总线 AB
CPU
输
存
I/O
入
储 器
接 口
设 备
输
I/O
出
接
设
口
备
数据总线 DB 控制总线 CB
10
计算机总线概述
总线周期以及相关概念
总线周期：通过总线完成一次内存读写操作或者完成 一次I/O设备读写操作所需的时间，一般由地址时间和 数据时间两个时间段组成
地址时间：CPU向内存或IO设备送出地址信息到地址总线 数据时间：CPU完成数据读写
VESA（Video Electronics Standard Association）总线：32位局部 总线，连接显卡、网卡等，最高工作频率33MHz。没有严格标准， 各厂家产品兼容性差，针对80486。
PCI（ Peripheral Component Interface）总线：外围部件互连总 线（局部总线），V1.0支持33MHz工作频率，32位地址和数据线 互用；V2.1支持66MHz工作主频，64位地址和数据线互用。
第11章
输入输出系统
本章主要内容
计算机输入输出系统概述 计算机总线的功能与组成 计算机输入输出接口概述 常用的输入输出方式概述
P266
2
计算机输入输出系统概述
输入输出系统的作用
连通计算机的各个功能部件和设备，并在它们之间实 现数据交换
输入输出系统的组成
硬件部分主要由计算机总线和输入输出接口两部分组 成，软件方面需要操作系统的支持
计算机总线的结构
几种常用的标准总线
ISA（Industrial Standard Architecture）总线：工业标准结构总线， 8位（后来16位）数据线，20位（后来24位）地址线，工作频率 8.33MHz。
EISA（Extended Industrial Standard Architecture ）总线：扩展 工业标准结构总线，16或32位数据线，32位地址线，工作频率 8.33MHz，支持Burst方式传输数据。
11
计算机总线概述
正常总线周期：每次数据传输都由一次地址时间和一次数据时间组成。（单 周期数据传输方式）
Burst总线周期：数据传输由一次地址时间和多次数据时间组成，即给出一 次地址信息，连续传送多个数据。（猝发数据传输方式）
地址线
地址
数据线
寻址
数据 信息传送 总线占用期间
单周期数据传输方式
地址线 数据线
在众多不同的CPU和各种不同的外围设备之间设置功能 电路，解决二者之间的连接、沟通、匹配、缓冲等， 这个功能电路就是设备接口卡（输入输出接口）
支持多个I/O设备并发执行输入输出操作，降低输入输 出操作对CPU干预的需求，采用多种不同的输入输出方 式，例如中断方式、DMA方式等
P267
4
计算机原理及系统结构
周期类型：一般分为内存读周期、内存写周期、 I/O读 周期、 I/O写周期四种类型
总线的等待状态：由于被读写的部件或设备速度慢， 一次数据时间内不能完成读写操作，就要增加一个或 多个数据时间继续完成读写操作，在这增加的数据时 间里，称总线处于等待状态。它影响系统的运行效率， 降低系统的性能。
系统复杂多变的原因
太多的CPU系列和型号：运行速度、处理功能、接口逻 辑各不相同；更多的外围设备：运行原理、提供的功 能、读写速度、接口逻辑千差万别
不同的用户、不同的应用场合提出众多不同的使用要 求，无法使用一种方式、一套方法全面解决问题
P266
3
计算机输入输出系统概述
解决问题的途径
建立公用的交换信息的通路，提供各部件协调使用通 路的规则，这个通路就是计算机总线
第四十四讲
主讲教师：赵宏伟
学时：64
第11章
输入输出系统
本章主要内容
计算机输入输出系统概述 计算机总线的功能与组成 计算机输入输出接口概述 常用的输入输出方式概述
7
计算机总线概述
总线是计算机各个部件之间传输信息的公共通路， 包括传输数据信号的逻辑电路、管理信息传输协 议的逻辑线路和物理连线。
事务协议
三总线：是指在计算机中配置3组总线，即在处理机总线上通过一 块被称为PCI桥的控制线路，提供出一组高性能的局部总线，称为 PCI总线，而把原来的ISA总线和EISA总线从处理机总线上断开， 并通过IO控制线路连接到这里的PCI总线上。把一些慢速的输入/ 输出设备接到EISA（ISA）总线上。
14
总线
CPU
主存
输入 设备
输出 设备
P269
13
计算机总线的结构
总线性能（数据输入/输出的吞吐量）对计算机系统总体 性能有重大的影响，提高总线性能，一是尽量提高CPU总 线本身的速度，二是从总线结构多提供几组总线（铁路可 以修复线，公路可以有多条，计算机当然也可以提供几组 总线）。
多总线结构
双总线：是指是指在计算机中配置两组总线，即在处理机总线上 通过一块扩展总线的控制线路，提供出另外一组总线，称为输入/ 输出总线，比较常用的有工业标准总线（ISA）和扩展的工业标准 总线（EISA），主要用于连接一般的输入/输出设备。