3.4 总线结构

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3.4.1 单总线结构

单总线结构

是一种将CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）都挂在一组总线上，允许I/O设备间、I/O设备与CPU之间或者I/O设备与主存之间直接交换形式的总线结构。
这种结构简单，便于扩充，但所有的传送都通过这组共享总线，极易形成计算机的瓶颈。
它不允许两个以上的部件在同一时刻向总线传输信息，这就必然会影响系统工作效率的提高。

这类总线多数被小型计算机或者微型计算机所采用。

为了根本解决数据传输速率、解决CPU、主存与I/O设备之间传输速率的不匹配，实现CPU与其他设备相对同步，不得不采用多总线结构。

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3.4.2 多总线结构

• 双总线结构

双总线结构

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。

• 通道：一个具有特殊功能的处理器，CPU将一部分功能下放给通道，使其对I/O设备具有统一管理的功能，一完成内外部设备与主存储器之间的数据传送。

这种结构大多用于大、中型计算机系统。

如果将速率不同的I/O设备进行分类，然后将他们连接在不同的通道上，那么计算机系统的工作效率将会更高，由此发展成多总线结构。

• 三总线结构

三总线结构

在三总线结构中，任意时刻只能使用一种线

• 三总线结构的另一种形式

三总线结构的又一种形式

• 四总线结构

四总线结构

增加了一条与计算机系统紧密相连的高速总线。在高速总线上挂接了一些高速I/O设备。
这种结构对高速设备而言，其自身的工作可以很少依赖CPU，同时它们又比拓展总线上的设备更贴近CPU，可见对于高性能设备与CPU来说，各自的效率将获得更大的提高。

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3.4.3 总线结构举例

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• 传统微型计算机的总线结构

传统微型计算机的总线结构

• VL-BUS局部总线结构

VL-BUS局部总线结构

将高速设备挂在局部总线VL-Bus上，再与系统总线相连。局部总线就相当于在CPU与高速I/O设备之间架上了高速通道，使CPU与高性能外设得到充分发挥，满足图形界面软件的要求。

• PCI结构总线

PCI总线结构

PCI总线是通过 PCI桥路（包括PCI控制器和PCI加速器）与CPU总线相连接。
这种结构使CPU总线与CPI总线相互隔离，具有更高的灵活性，可以支持更多的高速运行设备，而且具有即插即用的特性。

当PCI总线驱动能力不足时，可采用多层结构。

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