計算機組成原理(唐朔飛)教材筆記 第三章 系統總線

1. 某一時刻只允許有一個部件向總線發送信息,但多個部件可以同時從總線上接收相同的信息;

2. 總線寬度又稱爲總線位寬,它是總線上同時能夠傳輸的數據位數,通常是指數據總線的根數;

3. 總線帶寬可理解爲總線的傳輸速率,即單位時間內總線上傳輸數據的位數,通常用每秒傳送信息的字節數來衡量,單位(MBps),注意區分總線寬度和總線帶寬;

4. 總線按連接部件不同分爲以下幾類

#片內總線
芯片內的總線

#系統總線
連接CPU,主存,I/O設備各部件之間的信息傳輸線

#通信總線
連接計算機系統之間或計算機與其他系統之間的信息傳輸線

5. 總線判優控制的三種方式對比

#鏈式查詢方式 25頁
只需很少幾根線就能按一定優先次序實現總線控制,並且很容易擴充設備,但對電路故障敏感

#計數器定時查詢方式
對電路故障敏感度不如鏈式查詢,但是增加了一條設備地址線,控制比較複雜

#獨立請求方式
響應時間快,優先次序控制靈活(通過程序改變),但控制線數量多,總線控制更復雜

6. 總線的通信控制,同步通信和異步通信,同步通信採用公共時鐘,有統一的傳輸週期,異步通信沒有公共時鐘,採用應答方式通信,分爲三種方式

#不互鎖  (如 CPU向主存寫信息)
主模塊發出請求->確認從模塊收到請求信號->撤銷請求信號
從模塊收到請求信號->發出回答信號->確認主模塊收到回答信號->撤銷回答信號

#半互鎖  (如 多機系統中CPU訪問共享存儲器)
主模塊發出請求->確認從模塊收到請求信號->收到從模塊回答信號->撤銷請求信號
從模塊收到請求信號->發出回答信號->撤銷回答信號

#全互鎖  (如 網絡通信)
主模塊發出請求->確認從模塊收到請求信號->收到從模塊回答信號->撤銷請求信號
從模塊收到請求信號->發出回答信號->確認主模塊已撤銷請求信號->撤銷回答信號

7. 將同步和異步通信相結合,稱爲半同步控制,通過插入等待週期的措施來協調通信雙方配合問題

8. 三總線結構通常是指 CPU<->主存(主存總線),主存<->高速I/O設備(DMA總線), CPU<->I/O設備(I/O總線)

9. PCI總線是通過PCI橋路與CPU總線相連,掛載PCI總線上的設備都要求數據傳輸速率高,當PCI總線驅動能力不足時可以採用多層結構;

10. 系統總線中的數據線、地址線、和控制線是根據總線傳輸的內容來劃分的;

11. 在同步通信中,一個總線週期的傳輸過程是先傳輸地址,在傳輸數據

12.總線中數據信號和地址信號分別用一組線路傳輸,這種傳輸方式稱爲並行傳輸

13. 總線複用方式可以減少總線中信號線的數量

14. 在做手術的過程中,醫生經常將手伸出,等護士將手術刀遞上,待醫生握緊後,護士才鬆手。如果把醫生和護士看作是兩個通信模塊,上述一系列動作相當於異步通信中的全互鎖方式;

15. 系統總線是連接CPU,I/O設備,主存之間的信息傳送線,按傳輸內容的不同,又可分爲地址總線、數據總線、控制總線,分別用來傳送地址、數據、控制信號響應信號和時序信號

16. Plug and Play的含義是即插即用, PCIUSB總線標準具有這種功能;

17. 一個總線的傳輸週期包括申請分配階段,尋址階段,傳輸階段,結束階段

18. 總線的通信控制主要解決通信雙方如何獲知傳輸開始和傳輸結束,以及通信雙方如何協調如何配合,通常有同步通信半同步通信異步通信分離式通信四種;

19. 總線同步通信影響總線效率的原因是必須按最慢部件來設計公共時間週期

20. 總線複用技術是指不同的信號(如地址信號和數據信號)共用同一組物理線路,分時使用;

21. 半同步通信既有統一的時鐘信號,又允許不同速度的模塊和諧工作,爲此需增設一條“等待”響應信號線;

22. 分離式通信充分利用了總線的有效佔用,總線上所有模塊都成爲模塊;

23. 總線管理主要包括判優控制和通信控制;判優控制分集中式和分佈式兩種,集中式總線判優邏輯有鏈式查詢、計數器定時查詢和獨立請求三種;通信控制有四種方式,同步通信,異步通信,半同步通信,分離式通信;

24. 穿行傳輸和並行傳輸有什麼區別;串行傳輸是指數據在一條線路上按位一次進行傳輸,線路成本低,但速度慢,適合於遠距離的數據傳輸;並行傳輸是每個數據位都有一條獨立的傳輸線,所有的數據位同時傳輸,其傳輸速度快、成本高,適合於近距離、高速傳輸的場合;

 

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