【组原】总线
总线
总线的定义
计算机里面的部件需要相互进行沟通,就需要线路来向彼此传递信息。而最粗糙的想法就是把任意两个部件都连出一条线出来(全互联),形成一个完全图,但规模是一个n方的级别(\(C_n^{2}\)),比较大。所以可以采用一条公共的信息通道,即总线。
而计算机内部部件私底下要处理哪些信息,总线就会传递着哪些信息。
比如说数据,存放信息的地址的信息,告诉该怎么样操作的控制信息。
总线的分类
内部总线
CPU内部连接各寄存器及运算器部件之间的总线。
系统总线(外部总线)
CPU和计算机系统中其他高速功能部件相互连接的总线。 如存储器、通道等。
I/O总线
中低速I/O设备相互连接的总线。
总线的连接方式
接口/适配器
计算机在处理信息的速度和所连接的外围设备处理信息的速度往往是不一致的。
也就意味着快的一方要迁就慢的一方,也要有机器去达到迁就的这一功能。
也就是所谓的接口(适配器),它实现高速CPU与低速外设间工作速度上的匹配和同步,并完成计算机和外设之间的所有数据传送和控制。
总线结构
总线是具有传递信息的功能,但怎么布线也是十分关键的,就比如说铁路上可以跑火车,但也要让火车往哪跑,整个铁路网怎么建比较好,是一个非常关键的问题。
根据连接方式的不同,单机系统中采用的总线结构可分成两种基本类型:单总线结构、多总线结构。
单总线结构
- 定义:使用一条单一的系统总线来连接CPU、内存和I/O设备。
- 要求:因为只有一条总线,是稀缺资源,同时这个稀缺资源要服务多方,于是就得要求多方在生成请求的速度要快(逻辑部件必须高速运行,能迅速获得总线控制权,并且能快速放弃总线控制权),不能慢,否则会让其他有请求的逻辑部件处于等待的情况,造成时间言辞。
多总线结构
- 单总线只能分时工作,即某一个时间只能允许一对部件之间传递数据,这样传输就比较慢了,因此就有了多总线系统结构。(毕竟多些总线,能同步的解决问题,就比如医院药房多开放几个窗口一样)。
- 而这些“窗口”的种类不太一样,有些给高速设备服务,有些给中速设备服务,有些给低速设备服务。
- 这样就可以提高总线的效率和吞吐量,而且处理器结构的变化不影响高速总线。
桥
- 实质上是一种具有缓冲、转换、控制功能的逻辑电路。
习题
习题1
总线相当于是一个平台,要到上面跑,就需要遵守平台的规则;而平台规则的统一就在避免去额外单独制定规则来满足条件,而规则底层是要靠硬件实现的。
其次总线相对与两两互联就不需要那么多的线了,是一种简化系统的方式。
其次还有两个问题,在一个总线新增连接怎么样?第二个问题是原设备升级了,总线怎么做出对应的修改?