答:
(1)总线是多个部件共享的传输部件。
(2)总线传输的特点是:
某一时刻只能有一条信息在总线上传输,即分时使用。
(3)为了减轻总线负载,部件总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。
答:
(1)总线分类:
①按数据传送方式分:并行传输总线、串行传输总线;
②按总线的使用范围分:计算机总线、测控总线、网络通信总线等;
③按连接部件不同分:片内总线、系统总线、通信总线。
(2)系统总线:计算机各部件(CPU、内存、I/O接口)之间的信息传输线。
(3)系统总线分为:数据总线(DB)、地址总线(AB)和控制总线(CB)。
(4)
①数据总线:用来传输各个部件之间的数据信息;是双向的,与机器字长、存储字长有关。
②地址总线:一组用来指出数据总线上数据所对应的内存单元地址或I/O外设地址的总线;单向的(由CPU发出),与存储地址、I/O地址有关。
③控制总线(CB):各个功能部件之间相互协调工作的控制信号,双向的。
答:
(1)常用的总线结构有:单总线结构、双总线结构、三总线结构和四总线结构。
(2)
①单总线结构:
将CPU,主存,I.O设备都挂在一组总线上,允许I/O之间或I/O主存之间直接交换信息。
因为所有的传送都通过这组共享总线,极易形成计算机系统瓶颈,不允许两个以上部件在同一时刻向总线传输信息,必然会影响系统工作效率的提高。
②双总线结构:
双总线结构的特点是将速度较低的设备从总线上分离出来,形成主存总线与I/O总线分开的结构。
通道是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,系统的吞吐能力相当大。
如果将不同速率的I.O设备进行分类,然后将他们连接在不同通道上,将成为总线结构。
③三总线结构:
主存总线用于CPU与主存间的传输;
I/O总线供CPU与各类I/O之间传递信息;
DMA总线用于高速外设与主存之间直接交换信息;
处理器与高速缓冲存储器Cache之间增加一条局部总线,Cache可以通过系统总线与主存传输信息,I/O与主存之间也不必通过COU。
④四总线结构:
在三总线的基础上,增加一条与计算机系统紧密相连的高速总线,这种结构对高速设备而言,其自身的工作可以很少以来处理器,同时他们又比扩展总线上的设备更贴近处理器。
答:
(1)总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题。
(2)常用的集中式总线控制有链式查询方式、计数定时查询方式和独立请求方式。
(3)特点:
①链式查询方式:
离总线控制部件最近的设备具有最高优先级;
只需很少的几根线就按一定优先次序实现总线控制;
易扩充设备;
对电路敏感;
优先级低的设备可能很难获得请求。
②计数定时查询方式:
当某个请求占用总线的设备地址与计数值一致时,便获得总线使用权,此时终止技术查询;
优先次序可以改变(可由程序设置初始的计数值),电路故障不如链式查询方式敏感;
增加的控制线(设备地址线),控制较复杂。
③独立请求方式:
响应速度快;
优先次序控制灵活(通过程序改变);
控制线数量多,总线控制复杂。
(4)独立请求方式响应最快。
(5)链式查询方式对电路故障最敏感。
(标准答案版)特点:
链式查询方式连线简单,易于扩充,对电路故障最敏感;
计数定时查询方式优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂;
独立请求方式速度最快,但硬件器件用量大,连线多,成本高。
答:
①总线宽度:数据线的根数;
②总线带宽:单位时间内总线上传输数据的位数,通常以每秒传输的字节数来衡量,单位:MBps(兆字节每秒);
③总线复用:一条信息线上分时传送两种信息。如:地址线与数据线复用;
④总线的主设备(或主模块):对总线有控制权的设备;
⑤总线的从设备(或从模块):响应从主设备发来的总线命令;
⑥总线的传输周期:完成一次总线操作的时间;
⑦总线的通信控制:总线传送过程中双方的时间配合方式。
答:
①同步通信:
由统一时钟控制的通信,控制简单,灵活性差;
当系统各部件工作速度差异较大时,总线工作效率明显下降;
适合于速度差别不大的场合。
②异步通信:
没有统一时钟控制的通信;
部件间采用应答方式进行联系;
控制方式较同步复杂,灵活性高;
当系统中各部件工作速度差异较大时,有利于提高总线工作效率。
答:共有不互锁、半互锁和全互锁三种互锁关系,如下图所示:
答:
半同步通信既能像同步通信那样由统一时钟控制,又能像异步通信那样允许传输时间不一致,因此工作效率介于两者之间。
答:
(1)特点:
①各模块有权申请占有总线;
②采用同步方式通信,不等对方回答;
③各模块准备数据时,不占用总线;
④总线被占用是,无空闲;
⑤充分提高了总线的有效占用;
⑥控制线路比较复杂。
(2)分离式通信主要用于大型计算机系统。
答:
(1)总线标准的设置主要解决不同厂家各类模块化产品的兼容问题;
(2)目前流行的总线标准有:ISA,EISA,PCI等;
(3)EISA,PCI等具有即插即用功能。
答:在总线的两段分别配置三态门,就可以使总线具有双向传输功能。
解:
(1)由T打开三态门将D寄存器中的内容送至总线bus,由cp脉冲同时将总线上的数据打入A,B,C寄存器中。T和cp的时间关系如下图所示:
(2)三态门1受T0+T1控制,以确保T0时刻D->总线,以及T1时刻总线->接受门1->A。三态门2受T2+T3控制,以确保T2时刻A->总线,以及T3时刻总线->接收门2->B。T0、T1、T2、T3波形图如下图所示:
答:总线的数据传送速率就是总线带宽,指单位时间内总线上传输数据的位数,通常用每秒传输信息的字节数来衡量。
它与总线宽度和总线频率有关,总线宽度越宽,频率越宽,数据传输率越高。
解:
总线宽度=16/8=2B;
总线带宽=8MHz*2B=16MB/s
解:
(1)设总线的最大数据传输率为x,又
总线周期:总线宽度=1s:x
则:
1/66*4:32/8=1s:x
x=66MBps
(2)若想提高数据传输率,在保持32为的总线系统中,可将总线的时钟频率提高,也可以在保持时钟频率为66MHz的情况下,将总线宽度加大。
标准答案:
要想提高总线的数据传输率,可提高总线的时钟频率,或减少总线周期中的时钟个数,或增加总线宽度。
解:
1帧=1+8+1+2=12位
波特率=12x120=1440bps
比特率=8x120=960bps
想提高数据传输率,在保持32为的总线系统中,可将总线的时钟频率提高,也可以在保持时钟频率为66MHz的情况下,将总线宽度加大。
标准答案:
要想提高总线的数据传输率,可提高总线的时钟频率,或减少总线周期中的时钟个数,或增加总线宽度。
解:
1帧=1+8+1+2=12位
波特率=12x120=1440bps
比特率=8x120=960bps