第一单元 第二节 1.2.6-总线的组成与类型（课件）-《中职计算机高级教程》（浙江大学出版社）同步精品课堂

1.2.6-总线的组成与类型 中职计算机高级教程 同步精品课堂 浙江大学出版社 任务一 总线概述 任务二 总线的分类 任务三 常用的微机系统总线 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 1、理解总线的作用 2、掌握总线的分类 3、了解常用的微机系统总线 教学重难点 二 教学重点： 总线的作用 教学难点： 总线的分类 导入新课 三 思考：当我们需要给计算机增加一个外部设备（如增加一个打印机）时，我们通常需要做什么？是否需要专门设计一个线路来连接该设备？ 将打印机通过USB接口连接到计算机中，再安装相应的驱动。 “总线”来实现 不需要设计额外的线路。 任务一 总线概述 新知讲授 四 1、总线的概念及作用： 总线的英文名是“Bus”，类比现实中的公共汽车（Bus）——多个设备共享同一组传输线路，实现高效数据互通。是计算机各部件（如CPU、内存、外设等）之间传输数据的公共通道，如同“高速公路”，实现高效、统一的数据交换与控制信号传递。核心作用为简化结构、减少连线、提高协同效率。 新知讲授 四 如果没有总线，会发生什么？（就像城市没有公共交通） ①.复杂混乱的连线 ：每个硬件部件都需要独立线路直接连接，导致设备间布线数量爆炸式增长（如N个设备需要约N²条专用线路），物理结构难以实现。 ②.协同效率低下 ：部件间缺乏统一的通信标准，系统整体性能大幅下降。 ③. 扩展性丧失 ：新增硬件（如硬盘、显卡、打印机）必须重新设计连接方式，无法即插即用，升级和维护成本极高。 ④. 成本与功耗激增 ：海量专用线路会占用更多空间，增加材料成本 新知讲授 四 2、总线的性能参数 根据总线的概念及作用的描述，你认为在总线体现在硬件上是哪个部件? 计算机主板 所用的芯片组 工作的稳定性和速度 提供插槽的种类和数量 主要性能指标 任务二 总线的分类 新知讲授 四 1、按功能分类： 控制部件 寄存器组 ALU 内部总线 系统总线 存储器 I/O接口 存储器 I/O接口 外部总线 设备1 设备2 设备3 Modem ①内部总线： CPU内部连接各寄存器及运算部件 ②系统总线： 连接 CPU 和计算机内部其他高速功能部件 ③外部总线： 微机系统之间或微机系统与其他系统之间信息传递的通路 新知讲授 四 2、按传送的数据格式分类： ①串行总线：单线路顺序传输，数据位依次通过单一导线传输。 ②并行总线：多线路同步传输，同时使用多条导线传输数据的每一位。 串行总线 并行总线 新知讲授 四 串行 并行 速度 单通道允许极高频率（GHz级），可通过多通道叠加实现更高带宽。 理论吞吐量高，但受限于时钟同步问题，且导线长度不一致会导致数据位到达时间不同，需额外纠错（<500MHz）。 物理复杂度 布线简单，抗干扰强，支持长距离传输（如USB3.0可达到5米） 线缆粗大，需要大量引脚和导线，且相邻导线存在电磁串扰，限制传输距离（通常小于1米）。 应用场景 现代主流，如PCI-E显卡、USB、以太网等 旧式硬盘（IDE）、并口打印机（LPT） 串行总线以“少而精”的布线实现更高速度和扩展性，成为现代计算机的主流选择； 并行总线因物理限制逐渐退出历史舞台。 VS 新知讲授 四 3、按时序控制方式分类： ①同步总线：数据收发双方按统一的时间节拍发送和接收总线上的数据。 同步总线像“交响乐团”——所有人跟着指挥（时钟）演奏，快慢一致。 异步总线没有统一的时钟，所以设备之间要靠“信号对话”来协调传输，比如： “你准备好了吗？”→“我好了！” “数据发你了！”→“收到！” 新知讲授 四 3、按时序控制方式分类： ②异步总线：采用应答方式传送数据。 异步总线像“上课举手发言”——每个人举手要发言，等教师叫到后再继续。 核心原理 一问一答：异步总线没有统一的时钟，所以设备之间要靠“信号对话”来协调传输 发送端 接收端 你准备好了吗？ 我好了！ 数据发你了！ 收到！ 异步总线仍用于低速、灵活性优先的场景，比如老式硬盘速度慢，CPU可以等它回应后再发下一条指令。 新知讲授 四 3、按时序控制方式分类： ①同步总线：数据收发双方按统一的时间节拍发送和接收总线上的数据。②异步总线：采用应答方式传送数据。 同步设计更易实现高频操作，现代计算机多用同步总线； 异步总线仍用于低速、灵活性优先的场景，比如老式硬盘速度慢，CPU可以等它回应后再发下一条指令。 任务三 常用的微机系统总线 新知讲授 四 1、系统总线发展趋势： 标准系统总线 标准局部总线 标准局部总线的问题： 传统PC中，显卡通过系统总线（如FSB）访问内存时，需经过北桥中转，形成瓶颈，导致数据卡顿。 标准局部总线的解决方案： 如PCI-E显卡通过局部总线直连CPU或北桥，独占高速通道。数据在显卡和CPU之间实现直达，数据通畅。 新知讲授 四 2、几种常见的系统总线： （1）ISA总线：简称工业标准结构总线，是IBM公司于1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线，是最早的通用型总线。ISA数据总线宽16位，后发展到EISA数据总线位宽32位。随着PCI总线的出现与发展，ISA总线逐步被PCI总线所替代。 新知讲授 四 2、几种常见的系统总线： （2）PCI总线：即外围设备互连总线，是当前流行的总线之一，它是由Intel公司推出的一种标准局部总线。PCI采用32位高性能总线结构，可扩展到64位，与ISA总线兼容。 新知讲授 四 2、几种常见的系统总线： （3）AGP总线：即加速图像接口，是Intel公司推出的一种3D标准图像接口，它能够在图形与内存之间提供一条直接访问途径，并能提供最高2.1Gbps的总线带宽。但随着 PCI-E 总线的出现，使用 AGP总线的产品逐渐被淘汰出市场。 新知讲授 四 2、几种常见的系统总线： （4）PCI-E总线：由Intel提出，是目前最新的总线和接口标准，将全面取代 PCI 总线和 AGP 总线，实现现有电脑系统内部总线标准的统一。 数据传输速率高，远超PCI总线的传输速率 点对点串行连接，每个设备之间并发的数据传输互不影响 支持热插拔以及热交换 师生互动 五 1、总线的作用是什么？ 2、总线按功能，分为哪些类型？ 3、并行总线有哪些缺点？ 答案： 1、提供数据传输的通路。 2、内部总线、系统总线、外部总线 3、线缆粗大，布线复杂，数据传输易受干扰 随堂练习 六 1 、关于总线的定义，下列说法正确的是( ) A.总线是主板上提供的一些插槽 B.总线是用于连接计算机中各部件的一些接口 C.总线是用于连接计算机中各部件的一组公共信号线 D.总线是主板上的一些芯片组 答案：C 解析：总线是主板，不是主板上的接口 随堂练习 六 2 、CPU内部连接各寄存器及运算部件的总线是( ) A.内部总线 B.系统总线 C.外部总线 D.CPU总线 答案：A 解析：内部总线：CPU内部连接各寄存器及运算部件的总线。 随堂练习 六 3 、下列不属于微机采用的数据总线类型的是( )。 A.16位 B.24位 C.32位 D.64位 答案：B 解析：数据总线的宽度等于计算机的字长。目前，微型计算机采用的数据总线有16位、32位.64位等几种类型。 随堂练习 六 4 、以下关于系统总线的叙述正确的是( ) A.数据总线是单向的，控制总线每一根是单向的 B.数据总线是双向的，地址总线是单向的 C.控制总线和地址总线都是双向的 D.地址总线是双向的，控制总线每一根是单向的 答案：B 解析：数据总线用来传送数据，是双向的 地址总线用来传送主存与外设的地址信息，是单向的。 控制总线中的每一根都是单向的。 随堂练习 六 5 、按传送的数据格式分类，总线可分为( )。 A.同步与异步 B.串行与并行 C.内部与外部 D.系统与外部 答案：B 解析：按传送的数据格式分，总线可分为串行总线和并行总线。 随堂练习 六 6 、(是非选择题)同步总线的数据传送方式是数据收发双方按统一的时间节拍发送和接收总线上的数据。 A.正确 B.错误 答案：A 解析：同步总线：数据收发双方按统一的时间节拍发送和接收总线上的数据。 随堂练习 六 7、(是非选择题)PCI总线是目前最新的总线和接口标准。 A.正确 B.错误 答案：B 解析：PCI-E是一种通用的总线规格，它由 Intel提出，是目前最新的总线和接口标准 随堂练习 六 8、控制总线用来指明数据传送的方向、 和 等，控制总线中的每一根都是 的。 答案：中断控制 定时控制 单向 解析：控制总线用来指明数据传送的方向、中断控制和定时控制等，控制总线中的每一根都是单向的。 随堂练习 六 9、外部总线也称 、 ，是微机系统之间或微机系统与 之间信息传递的通路。 答案：I/O总线 通信总线 其他系统 解析：外部总线也称I/O总线、通信总线，是微机系统之间或微机系统与其他系统之间信息传递的通路。 课堂小结 七 谢谢 $$