计算机组成原理唐朔飞第3章部分答案.pdf

第三章系统总线

3.1什么是总线?总线传输有何特点?为了减轻总线的负载,

总线上的部件都应具备什么特点?

答：

总线：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。

特点：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

线上接受相同的信息。

部件特点：总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连接。

3.2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、存储单元有何关系?

答：

分类：按数据传送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、测控总线、网络通信总线等。按连接方式可分为片内总线、系统总

线、通信总线。

系统总线：指CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。

系统总线分类：数据总线、地址总线、控制总线

数据总线：用来传输各功能部件之间的数据信息，双向传输，其位数与机器字长、

存储字长有关，一般为8位、16位或32位。

地址总线：用来指出数据总线上的数据源或目的数据在主存单元的地址或I/O设

备的地址。单向传输。地址线的位数与存储单元的个数有关。

控制总线：用来发出各种控制信号的传输线。单向传输。与机器字长、存储字长、

存储单元无关。

3.3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

答：

常用的总线结构：单总线结构、双总线结构、三总线结构、四总线结构。

单总线结构：将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上。结构简单，便于扩充，

但所有传送都通过这组共享总线，极易形成计算机系统的瓶颈。

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。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

三总线结构：主存总线用于CPU与主存之间的传输，I/O总线供CPU与各类I/O

设备之间传递信息，DMA总线用于高速I/O设备与主存之间直接交换信息。任意

时刻只能使用一种总线。

四总线结构：在三总线基础上增加了一条与计算机系统紧密相连的高速总线。对

高速设备来说，其自身工作可以很少依赖CPU,同时它们又比扩展总线上的设备

更贴近CPU。

3.4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？

答：

解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题。

集中式控制：链式查询、计数器定时查询、独立请求方式

链式查询：只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且很容易扩充

设备，但对电路故障很敏感，且优先级别低的设备可能很难获得请求

计数器定时查询：对电路故障不如链式查询方式敏感，但增加了控制线数，控制

也较复杂。

独立请求方式：响应速度快，优先次序控制灵活，但控制线数量多，总线控制更

复杂。

独立请求方式响应时间最快

链式查询对电路故障最敏感

3.5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。

答：

总线宽度:通常指数据总线的根叔

总线带宽:总线的数据传输速率，即单位时间内总线上传输数据的位数

总线复用:一条信号线上分时传送两种信号

总线的主设备:拥有总线控制权的设备

总线的从设备:相应从主设备发来的总线命令，对总线没有控制权的设备

总线的传输周期:指总线完成一次有效传输所需时间

总线的通信控制: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

何协调如何配合

3.6试比较同步通信和异步通信

答：

同步通信：由统一师表控制数据传送。优点是规定明确、统一，模块间的配合简

单一致。缺点是主、从模块用同一限时，属于强制性“同步”，必须在限定时间

内完成规定要求，工作效率较低，设计局限性大，缺乏灵活性，一般用于总线长

度较短、各部件存取时间比较一致的场合。

异步通信：不由统一的始终控制，而是采用应答方式。优点是允许各模块速度的

不一致性，给设计者充分的灵活性和选择余地。缺点是需要增加两根应答线。

3.7画图说明异步通信中请求与回答有哪几种互锁关系

答：

请求

回答