第三部分 第七章 系统总线-【教学与检测】中职专业课 计算机专业综合（下）

教学与检测·计算机应用专业综合·下 第七章 系统总线 金学习日标 内容 了解 理解 掌握 总线的概念 总线的分类 系统总线的组成 总线的结构 总线的接口 知识梳理 1.总线的概念 总线是连接计算机中CPU、内存、辅存、各种输入输出设备等部件的一组标准信号连线 及其相关的控制电路，它为计算机各模块之间进行信息传输提供公共通道，提高了系统的可靠 性，便于系统的扩充。总线的主要特征是分时共享。 2.总线的分类 (1)按照连接部件分类 ①内部总线，是指同一部件内部各器件之间的连接总线。它具有结构简单，传输距离很 短，传输速率很高的特点。如CPU内部各寄存器之间的连线。 ②系统总线，同一台计算机系统中各部件之间的连接总线。它具有传输距离较短，传输速 率较高的特点。如连接CPU、主存、I'O接口等部件的总线。一般情况下我们称的总线是指 系统总线。系统总线包括数据总线、地址总线、控制总线三类。 ③外部总线，又称为通信总线，主要指多台计算机系统之间的连接总线或计算机与外设之 间的连线。它具有传输距离较远、传输速率较低的特点。 (2)按传送方向分类 总线分为单向总线和双向总线。单向总线的信息传送方向是单一的，如地址总线：双向总 线的信息传送方向是两个方向，如数据总线。 (3)按照数据传送格式分类 总线可分为串行总线和并行总线。串行总线是用一根数据线按从低到高的顺序逐位传 送，一般外部总线多属此类；而并行总线是多根数据线同时传送一个字或一个字节的数据位， 计算机的系统总线多以并行方式传送。 (4)按时序控制方式分类 ①同步总线。同步总线设置有统一的时钟信号，进行数据传送时，收发双方严格遵循这个 时钟信号。应用于各部件间工作速度差异较小的场合，控制较简单，但时间利用率低 ②异步总线。异步总线在传送时，没有统一的时序信号，采用应答方式工作。适用于工作 速度差异较大的场合，时间利用率很高，但控制复杂。 第七章 系统总线 ③准同步总线。准同步总线采用同步异步相结合的方式，既有同步总线控制简单的优点， 又具有异步总线时间利用率高的优点。 3.系统总线 系统总线由数据总线、地址总线、控制总线组成。 (1)数据总线DB(Data Bus) 数据总线是外部设备和总线主控设备之间进行数据传送的数据通道，数据总线是双向并 行传送的。数据总线的重要指标是宽度，表示总线传输数据的能力，即一次访问存储器或外设 能传送的数据位数，一般与字长相等。 (2)地址总线AB(Address Bus) 地址总线是外部设备与主控设备之间传送地址信息的通道，地址信息由CPU发出，是单 向并行传送的。通常用A。~A表示，地址总线的宽度，表明了该总线的寻址范围。在微机 中，能够直接寻址的地址单元数M与地址总线包含的地址线条数N成指数关系即M=2。 如某计算机有16条地址总线，则该总线构成的计算机系统所具有的寻址空间大小为2“ 64KB 有些计算机将I/O端口地址与内存地址统一编址，从中划出一部分作为1，O端口地址， 这些外设的I/)端口地址也由地址总线传送。 (3)控制总线CB(Control Bus) 控制总线是专供各种控制信号和状态信息使用的传递通道，总线操作各项功能都是由控 制总线完成的。它主要用于传送各类控制状态信号，控制总线信号是总线信号中种类最多、 变化最大、功能最强的信号，也是最能体现总线特色的信号。 4.总线结构 按照连接方式的不同，计算机系统中采用的总线结构有单总线结构、双总线结构和多总线 结构。 (1)单总线结构 在许多微小型计算机中，用一条系统总线将各个部件连接起来。其结构简单，控制也较简 单，系统易于扩展。但由于在同一时刻总线只能传送一个信息，则多个部件之间传输信息必须 等待，降低了系统工作效率。 (2)双总线结构 在单总线的基础上，于CPU和主存之间专门架设了一组高速的存储总线。存储总线加 大了CPU与主存之间的信息传送的吞吐量，减轻了系统总线的负担：而主存和外设之间通过 系统总线传送信息，不必经过CPU就提高了CPU的效率，适用于中、大型计算机系统 (3)多总线结构 在双总线结构的基础上增加了DMA总线。在这种总线结构中，DMA总线是主存与高速 外设直接传送信息的通路。它减轻了CPU对数据的I/O控制，使整个系统的效率得到很大 的提高。存储总线位于CPU与主存之间。DMA总线位于主存与辅存之间。I/O总线位于 CPU与外设接口之间。 在多总线结构中，根据总线连接对象不同，可分为系统总线、存储总线、I/O总线，DMA总 线、扩展总线和高速总线。 5.总线结构对计算机系统性能的影响 总线结构对计算机最大存储容量、指令系统、吞吐量等性能都有一定的影响 教学与检测·计算机应用专业综合·下 Z 6.总线结构类型 常用的微型机系统总线可分为ISA、EISA、PCI、AGP接