总线——总线的概念与分类

总线概念：一组能为多个部件分时共享的公共信息传输线路。更好地解决I/O设备与主机间连接的灵活性问题。
数据通路表示的是数据流经的路径;数据总线是承载的媒介

共享：总线上可以挂接多个部件，各个部件之间互相交换的信息都可以通过这组线路分时共享。
分时：同一时刻只允许有一个部件向总线发送信息，如果系统中有多个部件，则它们只能分时地向总线发送信息。

总线的特性：
机械特性：尺寸、形状、管脚数、排列顺序
电气特性：传输方向和有效的电平范围
功能特性：根传输线的功能（地址、数据、控制）
时间特性：信号的时序关系

总线的分类：
按数据传输格式分：串行总线和并行总线
按总线连接的部件分：片内总线 系统总线 通信总线
按时序控制方式分：同步总线和异步总线

串行总线和并行总线
串行总线:
优点：只需要一条传输线，成本低廉，广泛应用于长距离传输；应用于计算机内部时，可以节省布线空间。
缺点：在数据发送和接收的时候要进行拆卸和装配，要考虑串行．并行转换的问题。
并行总线:
优点：总线的逻辑时序简单，电路实现容易。
缺点：信号线数量多，占用更多的布线空间；远距离传输成本高；工作频率较高时，并行的信号线之间会产生严重干扰，对每条线等长的要求也越高，所以无法持续提升工作频率。

片内总线 系统总线 通信总线
1.片内总线:片内总线是芯片内部的总线。它是CPU芯片内部寄存器与寄存器之间、寄存器与ALU之间的公共连接线。
2.系统总线:系统总线是计算机系统内各功能部件(CPU、主存、接口）之间相互连接的总线。按传输信息内容不同又可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线:用来传输各功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关。
地址总线:指出数据总线上的源数据或目的数据所在的主存单元或I/O端口的地址，单向传输，地址总线的位数与主存地址空间的大小有关。
控制总线:传输的是控制信息，包括CPU送出的控制命令和主存（或外设）返回CPU的反馈信号。
3.通信总线:是用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统（如远程通信设备、测试设备）之间信息传送的总线，通信总线也称为外部总线。

1.单总线结构：单总线并不是指只有一根信号线，系统总线按传送信息的不同可以细分为地址总线、数据总线和控制总线。
结构：CPU、主存、I/O设备（通过O接口）都连接在一组总线上，允许I/O设备之间、I/O设备和CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。
优点：结构简单，成本低，易于接入新的设备。
缺点：带宽低、负载重，多个部件只能争用唯一的总线，且不支持并发传送操作。
2.双总线结构：支持突发（猝发）传送：送出一个地址，收到多个地址连续的数据。通道是具有特殊功能的处理器，能对IO设备进行统一管理。通道程序放在主存中。
结构：双总线结构有两条总线，一条是主存总线，用于CPU、主存和通道之间进行数据传送；另一条是IO总线，用于多个外部设备与通道之间进行数据传送。
优点：将较低速的IO设备从单总线上分离出来，实现存储器总线和IO总线分离。
缺点：需要增加通道等硬件设备。
3.三总线结构：
结构：三总线结构是在计算机系统各部件之间采用3条各自独立的总线来构成信息通路，分别为主存总线、IO总线和直接内存访问DMA总线。
优点：提高了IO设备的性能，使其史快地响应命令，提高系统吞吐量。
缺点：系统工作效率较低。
4.四总线结构：
桥接器：用于连接不同的总线，具有数据缓冲、转换和控制功能。靠近CPU的总线速度较快。每级总线的设计遵循总线标准