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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
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