系统总线分为哪三类(计算机组成原理--总线系统)
总线是多个系统功能部件进行数据传送的公共通路。
按位置分类:一个单处理器系统中的总线大致分为三类:
(1) 内部总线:CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线
(2) 系统总线:CPU同计算机系统的其他高速功能部件,如存储器、通道等互相连接的总线。
(3) I/O总线:中、低速I/O设备之间互相连接的总线。

总线的特性
物理特性:指总线的物理连接方式,包括总线的根数,总线的插头、插座的形状,引脚线的排列方式等。功能特性:描述总线中每一根线的功能。
电气特性:定义每一根线上信号的传递方向及有效电平范围。送入CPU的信号叫输入信号(IN),从CPU发出的信号叫输出信号(OUT)。
时间特性:定义了每根线在什么时间有效。规定了总线上各信号有效的时序关系,CPU才能正确无误地使用。
总线评价指标
总线带宽(BW):总线的带宽指的是单位时间内总线上可传送的数据量。单位是字节/秒(B/s)或兆字节/秒(MB/s)。总线带宽是总线本身所能达到的最高传输速率。 与总线带宽密切相关的两个概念是总线宽度和总线的工作频率。
总线宽度(W)总线的宽度指的是总线能同时传送的数据位数,(通常题目中会有“一个总线周期中并行传输XX个字节的数据” 这类话)
**总线工作频率(f)**总线的工作频率即总线的时钟频率,以MHz为单位。它是指用于协调总线上的各种操作的时钟信号的频率。工作频率越高则总线工作速度越快。
总线带宽的计算公式如下:
BW =(W/8)× f/每个存取周期的时钟数
解释:
(W/8):如果W用位来表示,除8得到字节数。
每个存取周期的时钟数:题目没写的话就为1.

总线的连接方式
单总线结构 使用一条系统总线来连接CPU、主存和I/O设备,叫做单总线结构

多总线结构



总线的内部结构

总线结构实例CPU总线: 也称CPU——存储器总线。此总线可连接主存。PCI总线: 用于连接高速的I/O设备模块。ISA总线: pentium机使用该总线与低速I/O设备连接。
总线接口
信息的传送方式
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须采用并行传送方式。
串行传送
只有一条传输线,有利于长途传送数据。 在串行传送时,被传送的数据需要在发送部件进行并--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。 为了区分一段时间内到底传了几个0或1,用到位时间。串行传输时低位在前,高位在后。
例题:采用串行接口进行七位ASCII码传送,带有1位奇偶校验位,1位起始位和1位停止位,当波特率为9600波特时, 字符传送速率为____。 A.960 B.873 C.1371 D.480
答:波特率:每1秒传送9600个bit
由题意:10个bit位=1个字符所以每秒钟传送960个字符 选A

并行传送
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。
分时传送
总线接口的基本概念
接口即I/O设备适配器,具体指CPU和主存、外围设备之间通过总线进行连接的逻辑部件。
I/O设备适配器=I/O接口=适配器=I/O功能模块
一个适配器的两个接口:一个同系统总线相连,采用并行方式,另外一个同设备相连,可能采用并行方式或是串行方式。
总线的仲裁
为了解决多个主设备同时竞争总线控制权,必须具有总线仲裁部件
按照总线仲裁电路的位置不同,仲裁方式分为集中式仲裁和分布式仲裁两类。
对于单处理器系统总线而言,总线仲裁器=总线控制器,是CPU的一部分
集中式仲裁
1.链式查询方式:
(1).菊花链查询方式:
授权信号线(BG)从总线仲裁器出发,每经过一个设备,检查其是否有总线请求,有的话就该I/O接口有总线控制权,且不往下查询,没有就往下查询。所以,离总线仲裁器最近的,有最高优先权。
链式查询是通过接口的优先级排队电路实现的。
缺点:1.对电路故障敏感。2.优先级低的可能一直不能使用总线。
2.计数器定时查询方式
计数器初值也可用程序来设置,这可以方便地改变优先次序,但这种灵活性是以增加线数为代价的。
3,独立请求方式优点:总线请求响应的速度快,用不着一个设备接一个设备地查询。其次,对优先次序的控制相当灵活;缺点:扩充性较差;
分布式仲裁
分布式仲裁不需要中央仲裁器,每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。
当它们有总线请求时,把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上,每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较。如果仲裁总线上的号大,则它的总线请求不予响应,并撤消它的仲裁号。最后,获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上。显然,分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础。
优点:线路可靠性高(个别仲裁故障不会影响整个系统)
缺点:设计复杂
总线的定时
总线的一次信息传送过程,大致可分为如下五个阶段:请求总线,总线仲裁,寻址(目的地址),信息传送,状态返回(或错误报告)。 定时:事件出现在总线上的时序关系。
数据传送过程中采用的两种定时方式:
1. 同步定时

2.异步定时
