【计算机组成原理】总线

一、总线

1、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公共通了 

分类:

1)内部总线:CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线

2)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

3)   I/O总线:中、低速I/O设备之间互相连接的总线

2、总线的标准化

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题1:

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33MHz 每秒有33*10的六次方个时钟周期    4B=32b

3、总线的连接方式

1)单总线结构

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2)双总线结构 

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3)三总线结构

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4)、多总线结构

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4、总线的内部结构

1)早期

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它实际上是处理器芯片引脚的延伸,是处理器与I/O设备适配器的通道,这种简单的总线一般由50-100条线组成,按功能可分为地址线  数据线和控制线

缺点:

CPU是总线唯一主控者

总线信号是CPU引脚信号的延伸,故总线结构紧密与CPU相关,通用性较差

2)现在

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总线概念

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5、总线接口

传输信息的方式:串行  并行  分时 

1)串行

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2)并行传送

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6、接口

接口即I/O设备适配器,具体指CPU和主存,外围设备之间通过总线进行连接的逻辑部件 

接口部件在它动态连接的两个部件之间起着转换器的作用,以便实现彼此之间的信息传送

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B

7、总线的仲裁

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只有第一次传输有地址+数据 剩下的均只有数据  所以一共有 5个时钟周期

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答:1.在取指令时,指令便是在数据线上传输的,操作数显然在数据线上传输,中断类信号用来支撑中断向量的地址,CPU响应中断后,将中断应答信号发回到数据总线上,CPU从数据总线上读取中断信号后,查找中断向量表,找到相应的中断处理程序入口。

握手信号属于通信联络控制信号,应该在控制总线上。

2、总线带宽是指单位时间内总线上传输数据的位数,通常用每秒钟传送信息的字节数来衡量,单位是B/s. 1个总线周期(2个时钟周期)传输了4个字节的信息,时钟周期=1/10MHZ=0.1us 总线带宽是4B/(2*0.1us)=4B/(0.2*10的-6次方s)=20MB/s

3、总线频率为100MHZ,则时钟周期为10ns,总线位宽和存储字长都是32位,所以每一个时钟周期可以传送一个32位存储子,猝发式发送可以连续传送地址连续的数据,所以总的时间为:传送地址10ns  传送128位数据40ns 共50ns

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答:

21、CPU控制总线提供的控制信号包括时序信号 I/O设备和存储器的响应信号等。 B

22、同步通信方式中,系统才有一个统一的时钟信号,而不是由个吸引设备提供,否则无法实现统一。 C

23、A

24、多总线结构用速率搞的总线连接告诉设备,用速率低的总线连接低速设备,一般来说,CPU是计算机的核心,是计算机中速度最快的设备之一。

 

突发传送方式把多个数据单元作为一个独立传输处理,从而最大化设备的吞吐量,现实中一般用支持突发传送方式的总线提高存储器的读写效率

各形象通过桥接器相连,后者起流量交换作用。

PCI-Express总线都采用串行数据包传输数据  选D

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答:1、总线周期为7个时钟周期,总线频率为66/7MHz

总线在一个完整的操作周期内传输了一个数据块,所以总线在一个周期内传输的数据量为64bit/8*6=46B,所以总线宽度为48B,传输速率为48B*66/7MHz=452.6MB/s

不改变数据块,频率减半,传输速率减半226.3MB/s

2、1)读操作的时钟周期为7,对应的频率为100MHz/7  总线宽度为24B

数据传输率=24*(100MHz/7)=343MB/s

2)写操作时钟周期6  对应速率为100MHz/6  总线宽度  6*4B=24B 

数据传输率=24*(100MHz/6)=400MB/s

3)平均传输速率

1/(0.7/343+0.3/400)=358MB/s

tip:

间址寻址第一次访问内存所得到的信息经系统总线的数据总线传送到cpu.  地址线是用于CPU选择主存单元地址和I/O端口地址的单向总线。

1,000 纳秒 = 1微秒 

1,000,000 纳秒 = 1毫秒 

1,000,000,000 纳秒 = 1秒 

 

物理中频率的单位是赫兹(Hz),简称赫,也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)或GHz做单位,单位符号为Hz。1kHz=1000Hz,1MHz=1000000Hz 1GHz=1000MHz。频率f是周期T的倒数,即f =1/T,波速=波长*频率。

 

 从单位上讲,频率的单位 Hz=1/s

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