[笔记]组成原理_总线
总线的概述及特征
总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路，分时和共享是总线的两个特点。
分时：同一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息。
共享：总线上可以挂接多个部件，各个部件之间互相交换的信息都可通过这组线路分时共享，多个部件可同时从总线上接收相同的信息。
总线设备（两种）
按其对总线有无控制功能分类：
主设备：指获得总线控制权的设备。
从设备：指被主设备访问的设备，它只能响应从主设备发来的各种总线命令。
总线特性
机械特性、电气特性、功能特性、时间特性（主要是信号和时序的关系）
计算机系统中的四类总线
按照功能划分的四类总线：
1.片内总线
片内总线是芯片内部的总线，它是CPU芯片内部寄存器与寄存器之间，寄存器与ALU之间的公共连接线。
2.系统总线
系统总线是计算机系统内各功能部件（CPU、主存、I/O接口）之间相互连接的总线。
按系统总线传输信息内容的不同，又可分为三类：数据总线、地址总线和控制总线。
- 数据总线用来传输各功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关。
- 地址总线用来指出数据总线上的源数据或目的数据所在的主存单元或I/O端口的地址，它是单向传输总线，地址总线的位数与主存地址空间的大小有关。
- 控制总线传输的是控制信息，包括CPU送出的控制命令和主存或外设返回CPU的反馈信号。（可见这货应该也是双向的）
3.I/O总线
主要用于连接中低速的I/O设备，通过I/O接口与系统总线相连接，目的是将低速设备与高速总线分离，以提升总线的系统性能。常见的有USB、PCI总线。
4.通信总线
在计算机与其他系统（如远程通信设备、测试设备）之间传送信息的总线。通信总线也称外部总线。
按照时序控制方式也可以将总线划分为同步总线和异步总线，还可按数据传输格式将总线划分为并行总线和串行总线。
同步总线：系统采用一个统一的时钟信号来协调发送和接收双方的传送定时关系。
异步总线：没有统一的时钟，也没有固定的时间间隔，完全依靠传送双方相互制约的握手信号来实现定时控制。
并行总线：多个数据同时传输。
串行总线：串行总线的数据传输是在一条线路上按位进行。线路成本低,传送速度慢。
系统总线的结构
（这一块似乎稍微有点抽象，还是看书再过一下吧。）
1.单总线结构
单总线结构就是把瓶瓶罐罐都挂在一组总线上（CPU、主存、IO设备），允许IO设备之间、IO设备与主存之间、CPU与主存或与外设之间直接交换信息。
单总线并不是指只有一根信号线，系统总线按传输信息的不同可细分为地址总线，数据总线和控制总线。
优点：结构简单，成本低，易于接入新设备。
2.双总线结构
有两条总线，一条是主存总线，一条是I/O总线。
优点：将低速I/O设备从单总线上分离出来，实现了存储器总线和I/O总线分离。
缺点：需要增加通道等硬件设备。
3.三总线结构
在计算机系统各部件之间，采用三条各自独立的总线来构成信息通路。这三条总线分别为主存总线，I/O总线和直接内存访问DMA总线。
主存总线用于在CPU和内存之间传送地址数据等控制信息，IO总线用于在CPU和各类外设之间通信，DMA总线用于在内存和高速外设之间直接传送数据。
优点：提高了IO设备的性能，使其更快的响应命令，提高系统吞吐量。
缺点：系统工作效率较低。
常见的总线标准
ISA、EISA、VESA、PCI、AGP、PCI－E、RS－232C、USB、PCMCIA、IDE、SCSI、SATA。
PCI：外部设备互连，是高性能的32位或64位总线，是一个与处理器时钟频率无关的高速外围总线，属于局部总线。
USB：通用串行总线，（串行的不是并行的），是一种连接外部设备的IO总线，属于设备总线，即插即用可热插拔。
总线的性能指标
（太™适合出计算题辣）
总线传输周期：指一次总线操作所需的时间，包括申请阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段。总线传输周期通常由若干总线时钟周期构成。（啥叫总线时钟周期？）
总线时钟周期：即机器多时钟周期，计算机有一个统一的时钟，以控制整个计算机的各个部件，总线也受此时钟控制。
总线工作频率：一般实际上指1秒内传送几次数据。
总线宽度：又称总线位宽，指总线上同时能够传输的数据位数，通常指数据总线的根数。
总线带宽：可以理解为总线的最大数据传输率，单位可用字节/秒（B/s表示）。
（总线带宽和总线宽度需加以区分）
总线复用：一种信号线在不同的时间传输不同的信息，因而可以使用较少的信号线，从而节省时间和成本。
总线带宽（B/S）=（总线宽度（16位）/8bit）× 总线频率（MHz）
总线事务和定时
总线定时是指总线在双方交换数据的过程中，需要时间上配合关系的控制。这种控制称为总线定时。其实质是一种协议或规则，主要有同步和异步两种基本定时方式。
从请求总线到完成总线使用的操作序列称为总线事务，它是在一个总线周期中发生的一系列活动。典型的总线事务包括请求操作、仲裁操作、地址传输、数据传输和总线释放。
在总线事务的传输阶段，主从设备之间一般只能传输一个字长的数据。
突发（猝发）传送方式，能够进行连续成组数据的传送，其寻址阶段发送的是连续数据单元的首地址。在传输阶段传送多个连续单元的数据，每个时钟周期可以传送一个字长的信息，但是不释放总线，直到一组数据全部传送完毕后，再释放总线。
同步定时方式
优点：传送速度快，具有较高的传输速率，总线控制逻辑简单。
缺点：主从设备属于强制性同步，不能及时进行数据通信的有效性检验，可靠性较差。
同步通信适用于总线长度较短及总线所接部件的存取时间比较接近的系统。
异步定时方式
优点：总线周期长度可变，能保证两个工作速度相差很大的部件或设备之间可靠的进行数据交换，自动适应时间的配合。
缺点：比同步控制方式稍复杂一些，速度比同步定时方式慢。
根据请求和回答信号的撤销是否互锁，异步定时又分为不互锁方式、半互锁方式、全互锁方式三种。
补充
啥叫局部总线？
局部总线是在ISA总线和CPU总线之间增加的一级总线或管理层。这样可将一些高速外设．如图形卡、硬盘控制器等从ISA总线上卸下而通过局部总线直接挂接到CPU总线上，使之与高速能CPU总线相匹配。像VESA、PCI、AGP这些都是局部总线。
采用局部总线技术的作用是，节省系统的总带宽。
间址寻址第一次访问内存所得到的信息，经系统总线的（）传输到CPU？
数据总线（别选成地址总线了），间址寻址首次访问内存所得到的信息是操作数的有效地址。该地址作为数据通过数据总线传送至CPU。地址总线是用于CPU选择主存单元地址和IO端口地址的单向总线，不能回传。
