第六章 总线系统-【单招零距离】计算机专业综合（上）

单招零距离·计算机专业综合·上册 第六章总线系统 学习日标 ©⑤ 1.掌握总线的概念。 2.了解微机中常见的总线结构。 知识体系 概念： 按传送方式分： 按传送的信息分： 分类按连接部件和功能分： 总 按传送方向分： 线 按时序控制方式分 与 常见总线结构： :由 决定 接 总线结构对系统性能影响 :多总线结构中，内存和1/O设备 编址 口 吞吐量：主要取决于 常见总线标准： 概念： 接口功能： 常见接口标准： 知识梳理 C⊙ 一、总线 1.总线的概念 总线是能被系统中多个部件分时共享的一组信息传输线及相关逻辑。总线的基本特征： 分时共享。分时是指某一时刻只允许一个部件将信息传送到总线上，共享是指各部件都通过 它来传递信息。 2.总线分类 (1)按数据传送方式分：并行总线和串行总线。 串行总线只有一条传输线，只能逐位传输，外部总线大都采用它。 并行总线能同时传送多个二进制位，系统总线是并行总线。 (2)按总线所传送的信息分类：数据总线、控制总线、地址总线。 数据总线用来传送数据，一般为双向总线，数据总线宽度表示总线传送数据的能力。地址 总线用于传送地址信号，其宽度确定了可访问内存空间的大小，地址总线是单向总线。控制总 线用于传送各类控制/状态信号。 ·36· 总复习方案·第一部分计算机原理 (3)按照总线的连接部件和功能分：内部总线、系统总线、外部总线（通信总线）。 内部总线：同一部件内部各器件之间的连接总线。 系统总线：同一台计算机系统中各部件之间的连接总线。 外部总线：系统与其他设备之间或系统之间的通信总线。 (4)按传送方向分：单向总线和双向总线。 (5)按时序控制方式分：同步总线和异步总线。 同步总线：有统一的时钟信号，控制简单，但时间利用率不高。 异步总线：没有统一的时序信号，采用应答方式工作。适用于各部件速度差异大的场合， 时间利用率高，但控制复杂。 3.常见总线结构 (1)单总线结构：一条系统总线将CPU、主存和外设连在一起。 (2)双总线结构：在单总线结构的基础上，又在CPU和主存间专门架设了一组高速的存 储总线。 (3)多总线结构 4.总线结构对计算机系统性能的影响 (1)最大存储容量：由地址总线宽度决定。单总线结构中，内存存储容量小于2地址总线位数， 因为外设占用部分地址。 (2)指令系统：单总线结构中，主存与外设采用统一编址，访问主存和外设用统一的指令， 而多总线结构中，主存与外设独立编址，访问主存和外设用不同的指令。 (3)吞吐量：它主要取决于主存的存取周期。 5.总线标准 (1)ISA/EISA工业标准总线/扩展工业标准总线，已淘汰。 (2)PCI是局部总线标准，PCI Express实现了传输方式从并行到串行的转换。 (3)AGP显卡接口标准，已被PCI一E取代。 二、接口及功能 1.接口概念 接口位于总线与外设之间，又称为I/O设备适配器，是指CPU和主存、外围设备之间通 过总线连接的逻辑部件。 一个适配器必须有两个接口：一是与系统总线的接口，二是与外设的接口。 2.接口的功能 (1)控制(2)缓冲(3)状态(4)转换(5)整理(6)程序中断 3.标准接口类型 (1)SCSI:小型计算机系统通用接口。 (2)IDE/EIDE:用来连接硬盘和光驱的并行接口。 (3)SATA:目前用来连接硬盘和光驱的串行接口。 (4)IEEE1394:与外部设备特别是多媒体设备连接的一种串行接口，具有热插拔的特点。 (5)USB:具有即插即用和热插拔功能的串行接口，有4种传输方式： ①等时传输方式：话简、喇叭、电话 ②中断传输方式：键盘、鼠标、操纵杆 ③控制传输方式：主机到USB设备 ④批处理方式：打印机、扫描仪、数码相机 ·37· 单招零距离·计算机专业综合·上册 典例精析 【例1】 总线是计算机各个模块间传递信息的公共通道，它的主要特征是 【答案】分时共享 【解析】总线的基本特征分时共享，分时和共享是两个不同的概念。 【例2】USB的中文含义： 【答案】通用串行总线 【解析】USB的中文含义是通用串行总线，2018高考考的是通用串行总线的英文。 【例3】系统总线中控制总线的功能是 A.提供数据信号 B.提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号 C.提供时序信号 D.提供主存、I/O接口设备的响应信号 【答案】B 【解析】控制总线传输各类控制信号和响应信号，是并行总线。 【例4】系统总线中地址总线的功能是 A.选择主存地址 B.选择进行信息传输的设备 C.选择外存地址 D.选择主存和I/O设备接口电路的地址 【答案】D 【解析】地址总线传输主存和I/O设备接口电路的地址，是单向并行总线。 【例5】在系统总线中，传输信息方向单一的是 0 A.内部总线 B地址总线 C.数据总线 D控制总线 【答案】B 【解析】数据总线是双向，地址总线是单向，控制总线有单向，也有双向的。 【例6】 在计算机中，CPU、主存储器以及所有I/O设备均通过一组总线连接，称为 总线结构。 【答案】 单 【解析】单总线结构中，CPU与主存、CPU与I/O设备、I/O设备与主存间都通过系统 总线连接。 【例7】所有主存单元与外围设备接口寄存器的地址一起构成一个连续地址空间，这种 总线结构是 A.单总线结构 B.双总线结构 C.三总线结构 D.多总线结构 【答案】A 【解析】单总线结构主存和外围设备接口寄存器的地址一起编址。多总线结构主存和外 围设备接口寄存器的地址独立编址。 【例8】USB通用串行总线的特点是连接简单，传输速度快，支持热插拔。USB3.0有 条引线与USB设备相连。 【答案】9 【解析】USB2.0是4针的，USB3.0是9针的。 【例9】PCI一E只能用来连接显示卡。 【答案】X 【解析】PCI一E可以用来连接显卡，也能连接网卡、声卡等板卡。 ·38· 总复习方案·第一部分计算机原理 巩固练习 一、选择题 1.计算机使用总线结构的优点是便于实现技术化，同时 A.减少信息传输量 B.提高信息传输速度 C.减少信息传输线的条数 D.减少传输线占用时间 2.一块SCSI适配器可接 台SCSI设备. A.6 B.7 C.8 D.9 3.在计算机主存与CPU之间增设的一组总线是 A.存储总线 B.I/O总线 C.DMA总线 D.扩展总线 4.计算机中用于确定可访问内存空间大小的总线为 A.数据总线 B地址总线 C控制总线 D.电源线 二、填空题 1.按照数据传送方式可将总线分为 和并行总线。 2.同一台计算机系统内的各功能部件相互连接的总线称 3.PCI的全称是 4.接口是处于总线和 之间的一组逻辑。 5.USB的主要特征有即插即用和 6.通过存储总线和I/O总线，CPU与 分时使用内存，从而实现CPU和外设并 行工作。 试 拓展练习 ⊙ 一、选择题 1.计算机系统的输入输出接口是 之间的交接界面。 A.CPU与存储器 B.总线与外围设备 C.存储器与外围设备 D.CPU与系统总线 2.在中断接口电路中，向量地址可通过 送至CPU。 A.地址线 B数据线 C.控制线 D.状态线 3.在 总线结构中，外设与主存统一编址，使用相同的指令系统。 A.单 B.双 C.三 D.多 4哪一种总线信号中种类最多、变化最大、功能最强 A.数据总线 B地址总线 C.控制总线 D.异步总线 二、判断题 1.并行接口是指系统总线到接口间采用并行传送。 2.计算机中，通常把从一个功能部件向另一个功能部件传送数据所经过的功能部件、总线 等成为数据通道。 ( 3.单总线结构的计算机地址总线为32位，其最大主存容量可以达到32GB。 () 三、填空题 1.某一时刻只允许一个部件将信息传送到总线上，这是总线的 特征。 2.在单总线结构中，内存和 采用统一编址方式。 3.在 总线结构中，访问主存和访问I/O操作各有不同的指令。 4.数据总线采用 方式传输信息，而地址总线采用单向方式传输信息。 5.按时序控制方式不同，其时间利用率高但相应控制复杂的方式称 6.USB采用串行方式传输数据，IEEE1394采用 方式传输数据」 7.32位的PCI总线，工作频率为33MHZ,该总线的传输速率为 MB/s。 ·39·单招零距离·计算机专业综合·上册 断、DE/EIDE、Ulta DMA33/66、IEEE1394、SCSI、USB、 第五章存储系统 DVI 【知识体系】 【巩固练习】 易失性、非易失性；内存、外存、CACHE;CACHE、 一、选择题 内存、外存；存取时间、存储容量、存储周期、可靠性、 1.C2.B3.A4.B 性价比，单译码方式、双译码方式；位扩展、字扩展，字 二、填空题 位扩展；程序访问局部性原理；速度和成本之间的；直 1.串行总线2.系统总线 接映射、全相联映射、组相联映射：FIFO、LRU:逻辑 3.外围组件（部件）互连 地址与实际地址的转换；容量与价格之间的；段式管 4.外设5.热插拔6.通道 理、页式管理、段页式管理；硬件、操作系统。 【拓展练习】 【巩固练习】 一、选择题 一、选择题 1.B2.B3.A4.C 1.C2.B3.B4.D5.C6.B 二、判断题 二、判断题 1.×2./3.× 1.×2./3./4./5.× 三、填空题 三、填空题 1.分时2.外设3.多4.双向 1.局部性2.323.16 5.异步控制方式6.串行7.132 【拓展练习】 第七章输入输出系统 一、选择题 1.D2.D3.A4.B5.D6.C 【知识体系】 二、判断题 状态信息、控制信息、无条件传送、条件传送、软件、 1.×2.×3./4.× 低、略、略、随机性、程序切换性、中断硬件系统、中断软 三、填空题 件系统、软件中断、硬件中断、可屏蔽中断、不可屏蔽中 1.位数2.读出不变，写入更新3.LRU 断、向量中断、非向量中断、外设、条件和内容：略、中断 4.动态随机存储器5.16 处理、中断服务程序、中断返回、按排在中断服务程序 末尾的中断返回指令、略、略、略、CPU、DMA控制器、 第六章总线系统 存储器、响应随机请求、简单数据、DMA 【知识体系】 【巩固练习】 总线是能被系统中多个部件分时共享的一组信息传 一、选择题 输线及相关逻辑、并行总线、串行总线、数据总线、控制 1.A2.A3.B4.B5.D 总线、地址总线、内部总线、外部总线、系统总线、通信 二、判断题 总线、单向总线、双向总线、同步总线、异步总线、单总 1.×2.×3.×4.× 线结构、双总线结构、多总线结构、最大存储容量、字 三、填空题 长、指令系统、独立、主存的存取周期、ISA/EISA、PCI、 1.保护现场2.DMA控制器3.控制权的转移 AGP、PCI一E、指CPU和主存、外设间通过总线进行连 4.直接存储器存取5.向量中断6.中断处理 接的逻辑部件、控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中 7.一条指令执行完毕8.优先权9.中断屏蔽 ·118·