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計算機組成原理三:匯流排

第三章:匯流排
    1)匯流排概念: 計算機硬體系統有2種互聯方式,一種是各部件之間單獨連線,稱為分散連線;另一種是將各部件連到一組公關資訊
傳輸線上,稱為匯流排連線.匯流排是一組線路,將計算機的各個硬體連線在一起,讓它們可以通過這條公共線路進行資料的傳輸.
    2)匯流排傳送資訊的唯一性,當多個部件通過匯流排相連為了保證資料的唯一一致性,某一個時刻,只執行有一個部件向匯流排傳送資料,
而多個部件可以同時從總線上接受資訊.
    3)匯流排的設計理念:用來替代原來的基於運算器為主的分散式連線,通過匯流排將多個部件連線在一起,實現了儲存器為主的計算機
並且方便了硬體的擴充套件.
    4)常用的3種匯流排結構:
       4.1):以CPU為中心的雙匯流排結構:倆條匯流排,一條連線CPU與記憶體稱為儲存匯流排,一條連線CPU與IO裝置稱為IO匯流排,這種方式當主存
與IO裝置通訊時,需要經過CPU這樣會影響CPU的效率
       4.2):單匯流排:將CPU,主存,IO裝置都掛到一組總線上,這樣理論上主存與IO通訊時不影響CPU,但是隻有一組匯流排會影響整體的
計算機效能.
       4.3):以儲存器為中心的雙匯流排結構:在單匯流排的基礎上在加一條匯流排連線CPU與主存,稱為儲存匯流排.這組匯流排速度快,並且只
提供記憶體與CPU之間的資料傳輸,這樣有提高了傳輸效率,有減輕了CPU的負擔.現在計算機都採用這種結構.
    5)匯流排的分類:
    按照連線部件不同.有三類匯流排
       5.1):內部匯流排:指晶片內部的匯流排,如CPU晶片內部,暫存器之間,alu(算術邏輯單元)與控制單元等.
       5.2):系統匯流排:系統匯流排是CPU,記憶體,IO裝置等各大硬體裝置之間的線路.按照系統匯流排傳輸的資訊不同,可分為三類
          5.2.1):資料匯流排:系統匯流排內用來傳輸各部件之間的資料資訊.是雙向的,它傳送的位數與當前機器的字長有關.
          5.2.2):地址匯流排:系統匯流排內用來指出資料匯流排上要傳輸的資料在主存單或IO裝置的地址,如果想從記憶體中讀出一個數據,
CPU要先將這個資料在記憶體中的地址送的地址線上,通過地址線找到資料在放到資料線上在傳送.
          5.2.3):控制匯流排:主要用來接收CPU,記憶體,IO裝置發出的各種控制指令,並進行傳輸,主要作用就是保持各個部件按照順序
使用匯流排.
       5.3):通訊線路:主要用於計算機系統之間或計算機系統與其他系統之間的通訊.
     6)匯流排控制:
       6.1)匯流排的主從裝置:總線上連線的各類裝置,按照其對匯流排有無控制功能可以分為主裝置和從裝置,主裝置對匯流排由控制權,而從裝置只能響應從主裝置
發來的匯流排命令,對匯流排沒有控制權.所以總線上資料的傳送是由主裝置啟動的.
       6.2)匯流排的判優控制:如果多個主裝置要同時使用一組匯流排時,由匯流排控制器進行優先順序判斷,判斷哪個主裝置可以使用匯流排.