【计组期末复习三】总线

1.解释下列概念

(1)总线
(2)系统总线
(3)通信总线
(4)总线主设备
(5)总线从设备
(6)总线仲裁

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(1)总线是连接多个部件（模块）的信息传输线，是各部件共享的传输介质。
(2)系统总线是指CPU、主存、I/0设备（通过I/0接口）各大部件之间的信息传输线。按传输内容的不同，又分数据总线、地址总线和控制总线。
(3)通信总线是连接计算机系统之间或计算机系统与其他系统（如控制仪表、移动通信等）之间的信息传输线。
(4)总线主设备是指获得总线控制权的设备。
(5)总线从设备是指被主设备访问的设备，只能响应从主设备发来的各种总线命令。
(6)总线仲裁即总线判优，主要解决在多个主设备申请占用总线时，由总线控制器仲裁出优先级别最高的设备，允许其占用总线。

2.总线管理包括哪些内容？简要说明各种管理措施。

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2.总线管理主要包括判优控制和通信控制。

判优控制又分集中式和分布式两种，集中式总线判优逻辑有链式查询、计数器定时查询和独立请求三种方式。
链式查询方式只需1根总线请求线(BR)、1根总线忙线(BS)和1根总线同意线(BG),BG线像链条一样，串联所有的设备，设备的优先级是固定的，结构简单，容易扩充设备，但对电路故障十分敏感，一旦第i个设备的接口电路有故障，则第个设备以后的设备都不能进行工作。
计数器定时查询方式的总线请求(BR)和忙(BS)线是各设备共用的，但还需bN(N为设备数)根设备地址线实现查询。设备的优先级可以不固定，控制比链式查询复杂，电路故障不如链式查询方式敏感。
独立请求方式控制线数量多，N个设备共有N根总线请求线和N根总线同意线。总线仲裁线路更复杂，但响应速度快，且设备优先级的次序控制灵活，可以预先固定，也可通过程序来改变优先次序，还可在必要时屏蔽某些设备的请求。

通信控制有四种方式：同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信。同步通信采用公共时钟，有统一的传输周期。异步通信没有公共时钟，采用应答方式通信，没有固定的传输周期。

半同步通信既有公共时钟，又允许速度不同的模块和谐工作，采用插入等待周期的措施来协调通信双方的配合问题。分离式通信总线上的每个模块都可以成为主模块，将总线传输周期分为两个子周期，每个子周期可供不同模块占用，总线上无空闲等待时间，最充分地发挥了总线的有效占用。

3.什么是总线判优？为什么需要总线判优？

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总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占用总线。因为总线传输的特点就是在某一时刻，只允许一个部件向总线发送信息，如果有两个以上的部件同时向总线发送信息，势必导致信号冲突传输无效，故需用判优来解决。

4.什么是总线通信控制？为什么需要总线通信控制？

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总线通信主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调配合。因为总线是众多部件共享的，在传送时间上只能用分时方式来解决，所以通信双方必须按某种约定的方式进行通信。

5.什么是总线标准？为什么要制定总线标准？

总线标准是国际公布或推荐的互联各个模块的标准，这个标准为各模块互联提供一个标准界面（接口），这个界面对它两端的模块都是透明的，即界面的任一方只需根据总线标准的要求来完成自身一方接口的功能，而不必考虑对方与界面的接口方式。
制定总线标准使系统设计简化，便于模块生产批量化，确保其性能稳定，质量可靠，实现可移化，便于维护等，较好地解决了系统、模块、设备与总线之间不适应、不通用及不匹配等问题。

6.异步通信与同步通信的主要区别是什么？说明通信双方如何联络。

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6.同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序、统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络；后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系；半互锁方式通信双方有简单的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。

7.在高档PC中，流行使用三总线（系统总线，PCI总线、ISA或EISA总线）结构。说明这三种总线的连接关系，并举例说明每种总线上所连接的部件。

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7.在高档PC机中，系统总线主要连接CPU和存储器；PCI总线主要连接多媒体卡、高速局域网适配器、高性能图形板等高速部件；ISA或EISA总线连接图文传真机、调制解调器、打印机等低速部件。系统总线和PCI总线通过PCI桥路相连，PCI总线又通过标准总线控制器与ISA和EISA总线相连。

8.计算机中采用总线结构有何优点？

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8,计算机中采用总线结构便于故障诊断与维护，便于模块化结构设计和简化系统设计，便于系统扩展和升级，便于生产各种兼容的软、硬件。

9.串行传输和并行传输有什么区别？应用场合有？

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9.串行传输是指数据在一条线路上按位依次进行传输，线路成本低，但速度慢，适合于远距离的数据传输。并行传输是每个数据位都有一条独立的传输线，所有的数据位同时传输，其传输速度快、成本高，适合于近距离、高速传输的场合。

10.某总线在一个总线周期中可并行传送8个字节数据，假设一个总线周期等于一个时钟周期，总线的时钟频率为66MHz,求总线的带宽。

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8B/T =8B*f = 8B*66*10的六次方赫兹= 528*10的六次方Bps