1、什么是总线?总线传输有何特点?为了减轻总线负载,总线上的部件应具备什么特点?
总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。当多个部件与总线相连时,如果出现两个或两个以上部件同时向总线发送消息,势必导致信号冲突,传输无效。因此,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。总线实际上是由许多传输线或通路组成,每条线可传输一位二进制代码,一串二进制代码可在一段时间内注逐一传输完成。
为了减轻总线负载,总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通,由三态门的控制端控制什么时刻由哪个寄存器输出。当控制端无效时,寄存器和总线之间呈高阻状态。
2、总线如何分类?什么是系统总线?系统总线又分为几类,它们各有何作用,是单向的,还是双向的,它们与机器字长、存储字长、存储单元又有何关系?
分类:按数据传输方式,可分为并行传输总线和串行传输总线。按使用范围,可分为计算机总线,控制总线,网络通信总线。按连接部件,可分为片内总线,系统总线,通信总线。
在并行传输总线中,又可按传输数据宽度分为8位、16位、32位、64位等传输总线。
片内总线:片内总线是指芯片内部的总线,如在CPU芯片内部,寄存器与寄存器之间、寄存器与算逻单元ALU之间都有总线连接。
系统总线:指CPU,主存,I/O(通过I/O接口)各大部件之间的信息传输线。由于这些部件通常都制作在各个插件板上,故又叫作板级总线(即在一块电路板上各芯片间的连线)和板间总线。按系统传输信息的不同,又可分为三类:数据总线、地址总线和控制总线。
3、常用的总线结构有几种?不同的总线结构对计算机的性能有什么影响?举例说明。
常用的总线结构有单总线结构,双总线结构,三总线结构,四总线结构。
(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与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的照颈,不允许两个以上部件在同一时刻向总线传输信意,必然套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。其中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,系统的吞吐能力可以相当大。如果将不同速率的I/O设备进行分类,然后将它们连接在不同的通道上,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之间传输信息,DMA总线用于高速外设(磁带、磁盘等)与主存之间直接交换信息。可见处理器与高速缓冲存储器Cache之间有一条局部总线,它将CPU与Cache或与更多的局部设备连接,Cache可以通过系统总线与主存传递信息,I/O与主存之间也不必通过CPU。还有一条扩展总线。可以支持相当多的I/O设备。
(4)四总线结构:在三总线基础上,增加一条与计算机系统机密相连的高速总线,这种结构对高速设备而言,其自身的工作可以很少依赖处理器,同时它们又比拓展总线上的设备更贴近处理器。
4、为什么要设置总线判优控制?常见的集中式总线控制有几种?各有何特点?哪种方式响应时间最快?哪种方式对电路故障最敏感?
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;
常见的集中式总线控制有三种:
5、解释下列概念:总线宽度、总线带宽、总线复用、总线的主设备(或主模块)、总线的从设备(或从模块)、总线的传输周期和总线的通信控制。
总线宽度:它是指数据总线的个数,用位(bit)表示,如8位、16位、32位、64位(也即8根、16根、32根、64根)。即总线一次能够同时传输的二进制数据位数;
总线带宽:总线每秒钟能够传送的二进制位数(或字节数);
总线复用:通常地址总线与数据总线在物理上是分开的两种总线。地址总线传输地址码,数据总线传输数据信息。为了提高总线的利用率,优化设计,特将地址总线和数据总线共用一组物理线路,只是某一时刻该总线传输地址信号,另一时刻传输数据信号或命令信号。这叫做总线的多路复用;
总线的主设备(或主模块):指一次总线传输期间,拥有总线控制权的设备(模块);
总线的从设备(或从模块):指一次总线传输期间,配合主设备完成传输的设备(模块),它只能被动接收主设备发来的命令;
总线的传输周期:总线完成一次完整而可靠的传输所用的时间;
总线的通信控制:指总线传送过程中双方的时间配合方式。
6、试比较同步通信和异步通信
同步通信:由统一时钟控制的通信,控制方式简单,灵活性差,当系统中个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;
异步通信:不由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。
7、画图说明异步通信中请求与回答有几种互锁关系。
8、为什么说半同步通信同时保留了同步通信和异步通信的特点?
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。
9、分离式通讯有何特点,主要用于什么系统?
分离式系统的特点时:
(1)各模块欲占用总线使用权都必须提出申请;
(2)在得到总线使用权后,主模块在先定的时间内向对方传送信息,采用同步方式传输,不再等待对方的应答信号;
(3)各模块在准备数据的过程中都不占用总线,使总线可接受其他模块的请求;
(4)总线被占用时都在做有效工作,或者通过它发送命令,或者通过它传送数据,不存在空闲等待时间,充分利用了总线的占用,从而实现了总线在多个总、从模块间进行信息交叉重叠并行传送。
分离式通讯主要用于大型计算机系统。
10、什么是总线标准?为什么要设置总线标准?你知道目前流行的总线标准有哪些?什么叫即插即用?哪些总线有这一特点?
总线标准:系统与各模块、模块与模块之间的一个互连的标准界面。
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;
目前流行的总线标准有:ISA、EISA、PCI等;
plug and play——即插即用,无需特殊配置,直接使用,EISA、PCI等具有此功能。
11、画一个具有双向传送功能的总线逻辑图。
12、
原文:https://www.cnblogs.com/jindianli/p/13574956.html