计算机组成原理：第六章_系统总线.pptx

第六章 总线系统 总线是计算机系统中多个组件之间进行信息交换的关键部分，它是一种共享的传输介质，使得不同部件能够通过一组公共的线路进行通信。总线的使用大大简化了计算机内部的硬件连接，提高了数据传输的效率。 1. **总线的概念和结构形态** - 总线分为串行总线和并行总线，其中并行总线在同一时刻可以传输多位数据，而串行总线则逐位传输。 - 计算机系统中的总线结构可以是面向CPU的双总线结构，单总线结构，以存储器为中心的双总线结构，以及三总线结构等。不同结构适应不同的系统需求和设计优化。 2. **总线接口** - 总线接口是每个连接到总线的部件与总线之间的一个逻辑接口，负责转换和控制部件与总线之间的数据传输。 3. **总线的仲裁、定时和数据传送模式** - 总线仲裁决定了哪个部件可以占用总线进行通信，通常基于优先级或轮询方式。 - 定时规定了数据在总线上传输的节奏，包括同步和异步两种方式。 - 数据传送模式有单向和双向之分，例如，数据总线通常是双向的，而地址总线一般是单向的。 4. **ISA总线和PCI总线** - ISA（Industry Standard Architecture）总线是早期个人电脑的标准扩展总线，支持低速外设，速度相对较慢。 - PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是高性能的局部总线，用于连接高速设备，如显卡、网卡等，提供了更高的数据传输速率。 5. **总线的性能指标** - 总线宽度：指数据总线的位数，影响数据传输速率。 - 总线带宽：衡量总线在单位时间内能传输多少数据，是评估总线性能的重要参数。 - 时钟同步/异步：同步总线所有操作基于同一时钟，而异步总线允许组件有不同的时钟速度。 - 总线复用：一条信号线在不同时间用于传输不同类型的信号，如地址和数据复用。 6. **总线带宽的计算** - 总线带宽=传输的数据量/需要的时间，单位通常是MB/s或bps。 - 提高总线带宽可以通过增加数据线宽度或提高总线时钟频率来实现。 理解总线的工作原理、结构和性能指标对于理解计算机系统内部的运作至关重要。总线标准（如ISA和PCI）的发展反映了计算机技术的进步，它们的出现使得计算机能够连接更多功能强大的外设，提升了系统性能。随着技术的不断发展，新的总线标准如PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）进一步提升了数据传输速率，满足了现代计算机系统的需求。