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计算机组成原理计算机组成原理
任课教师:宋 梅
北航北海学院软件与信息工程学院北航北海学院软件与信息工程学院
目录目录
☼☼第一章第一章 计算机系统概论计算机系统概论
☼第二章 运算方法和运算器
☼第三章 存储系统
☼☼第四章第四章 指令系统指令系统
☼第五章 中央处理器
☼第六章 总线系统
☼☼第七章第七章 外围设备外围设备
☼第八章 输入输出系统
☼第九章 操作系统支持
计算机组成原理
第6章总线系统
6.16.1 总线的概念和结构形态总线的概念和结构形态
6.2 总线接口
6.3 总线的仲裁、定时和数据传送模式
6.4 PCI总线
6.5 ISA总线和Futurebus+总线
66.11总线的概念总线的概念
总线是构成计算机系统的互连机构,是多
个系统功能部件之间进行数据传送的个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路公共通路
单处理器系统的总线单处理器系统的总线,,大致分为三类大致分为三类::
内部总线:CPU 内部连接各寄存器及运算部件
之间的总线之间的总线
系统总线:CPU 同计算机系统的其他高速功能
部件,如存储器、通道等互相连接的总线
I/OI/O总线总线::中低速中低速I/OI/O设备间互相连接的总线设备间互相连接的总线
总线特性总线特性
物理特性:物理连接方式,包括总线的根数、
排列方式排列方式,,总线的插头总线的插头、、插座的形状等插座的形状等
功能特性功能特性::描述总线中每一根线的功能描述总线中每一根线的功能
电气特性:定义每一根线上信号的传递方向
及有效电平范围及有效电平范围。。送入送入CPUCPU 的信号叫输入信号的信号叫输入信号
(IN) ,从CPU发出的信号叫输出信号(OUT)
时间特性: 定义了每根线在什么时间有效,即
总线上各信号有效的时序关系总线上各信号有效的时序关系
为了方便各个功能部件的连接为了方便各个功能部件的连接为了方便各个功能部件的连接为了方便各个功能部件的连接,,,,
广泛应用的总线都实现了标准化广泛应用的总线都实现了标准化
总线带宽总线带宽
• 总线带宽总线带宽::总线本身所能达到的最高传输总线本身所能达到的最高传输
速率,是衡量总线性能的重要指标,单位
兆字节每秒兆字节每秒(MB/s)(MB/s)。。
• 总线带宽=总线传输速率=吞吐率
–单位时间传输的数据量单位时间传输的数据量
–每秒兆字节(MB/S)或每秒位(bps)
总线带宽=传输的数据量÷需要的时间
66.11.22 总线的连接方式总线的连接方式
• 通过适配器将外围设备同计算机连接起来,
实现高速实现高速CPUCPU与低速外设之间工作速度上的与低速外设之间工作速度上的
匹配和同步,完成计算机和外设之间的所
有数据传送和控制有数据传送和控制。。
• 适配器通常简称为接口。
1.1.单总线结构单总线结构
在单处理器的计算机中,使用一条单一的系统总线
来连接来连接CPUCPU、、主存和主存和I/OI/O设备设备,,叫做单总线结构叫做单总线结构。。
要求连接到总线上的逻辑部件必须 高速运行,以便
在某些设备需要使用总线时能迅速获得总线控制权;
当不再使用总线时当不再使用总线时,,能迅速放弃总线控制权能迅速放弃总线控制权。。
系统总线系统总线
设备 设备
CPU 主存
接接口 接接口
单总线结构
• (1)取指令取指令
• ((2))传送数据
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