第04讲——第3章 系统总线(34-35).pptVIP

《计算机组成原理》第04讲第3章 系统总线（3.4-3.5） 主讲人：李淑芝 第3章 系统总线 教学要求 复习旧课 引入新课 3.4 总线结构 3.4 总线结构 3.5 总线控制 全国硕士研究生入学考试题： 在系统总线的数据线上，不可能传输的是： A．指令 B．操作数 C．握手（应答）信号 D．中断类型号 答案：C 解析：握手（应答）信号在通信总线上传输 课堂练习题： 1. PCI总线采用A.______仲裁方式，每一个PCI设备都有独立的总线请求和总线授权两条信号线与B.______相连。 答案：A.集中式 B.中央仲裁器 2.三种集中式总线控制中，______方式对电路故障最敏感。 A.链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 答案：A 课堂练习题： 3. 为了解决多个A.______同时竞争总线B.____， 必须具有C.______部件。 答案：A.主设备 B.控制权 C.总线仲裁 4. 按照总线仲裁电路的位置不同，可分为A.____ 仲裁和B.______仲裁。 答案：A.集中式 B.分布式 充分挖掘系统总线每瞬间的潜力 主模块 申请 占用总线，使用完后 即 放弃总线 的使用权 从模块 申请 占用总线，将各种信 息送至总线上 一个总线传输周期 子周期1 子周期2 主模块 分离式通信方式 3.5.2 总线通信控制 （3）总线通信的四种方式 各模块有权申请占用总线 这种方式充分发挥了总线的有效占用，对大型计算机系统极为重要。 采用同步方式通信，不等对方回答 各模块准备数据时，不占用总线 总线被占用时，无空闲 分离式通信的特点： * * 3.1 总线的基本概念 3.2 总线的分类 3.3 总线特性及性能指标 3.4 总线结构 3.5 总线控制 本课 学习 教学目标：让学生对系统总线在计算机硬件结构中的地位和作用有所了解，掌握总线判优、仲裁、总线定时、总线数据传送模式 。 重点：判优控制和通信控制 。 难点：总线的判优控制 。 计算机五大组成部件靠总线连接起来后，看不见、摸不着的各类信息是怎么样“各行其道”的呢？ 计算机中数据、地址、控制等信息流在总线上传输时如何保证不“碰撞”、“不拥塞”（如高速公路多车道、各走各道、单向车道、双向车道等例子）呢？ （1）单总线结构 单总线（系统总线） CPU M.M I/O接口 外部 设备1 外部 设备2 I/O接口 … 外部 设备n I/O接口 … 特点：结构简单、便于扩充，所有传送都通过这组共享总线，容易形成计算机系统的瓶颈，多被小型机或微型机所采用。 双总线结构 具有特殊功能的处理器 由通道对I/O统一管理 通道 I/O接口 设备n … … I/O接口 设备0 CPU 主存 主存总线 I/O总线 （2）多总线结构 特点：将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来，形成主存总线与I/O总线分开的结构。这种结构大多用于大中型计算机系统。 主存总线 DMA总线 I/O总线 CPU 主存 设备1 设备n 高速外设 I/O接口 I/O接口 I/O接口 … … （2）多总线结构 3.4 总线结构 三总线结构 特点：主存总线用于CPU与主存之间的传输；I/O总线供CPU与各类I/O设备之间传递信息；DMA总线用于高速I/O设备与主存之间交换信息。这种三总线结构中，任一时刻只能使用一种总线。 局域网 系统总线 CPU Cache 局部总线 扩展总线接口 扩展总线 Modem 串行接口 SCSI 局部I/O控制器 主存 （2）多总线结构 3.4 总线结构 三总线结构的又一形式 主存 扩展总线接口 局域网 SCSI 多媒体 CPU 调制解调器 串行接口 FAX 系统总线 局部总线 高速总线 扩展总线 图形 Cache/桥 （2）多总线结构 3.4 总线结构 四总线结构 特点：增加了一条与计算机系统紧密相连的高速总线，对于高性能设备与CPU来说，各自的效率将获得更大的提高。 存储器 SCSI II 控制器 主存控制器 ISA EISA 8 MHz16位数据通路 标准总线控制器 33 MHz32位数据通路 系统总线 调制解调器 多媒体 高速局域网 高性能图形 CPU … 3.4 总线结构 （3）总线结构举例 传统微型机总线结构 VL-BUS局部总线结构 33 MHz的32位数据通路 系统总线 ISA EISA 多媒体 高速局域网 高性能图形 调制解调器 图文传真 8 MHz的16位数据通路 标准总线 控制器 CPU 主存控制器 存