计算机系统采用总线结构有什么优点
1、简化了硬件的设计。
便于采用模块化结构设计方法,面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作cpu插件、存储器插件以及I/O插件等,将它们连入总线就可工作,而不必考虑总线的详细操作。
2、简化了系统结构。
整个系统结构清晰。
连线少,底板连线可以印制化。
3、系统扩充性好。
一是规模扩充,规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件。
二是功能扩充,功能扩充仅仅需要按照总线标准设计新插件,插件插入机器的位置往往没有严格的限制。
4、系统更新性能好。
因为cpu、存储器、I/O借口等都是按总线规约挂到总线上的,因而只要总线设计恰当,可以随时随着处理器的芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件,新的插件插到底板上对系统进行更新,其他插件和底板连线一般不需要改。
5、便于故障诊断和维修。
用主板测试卡可以很方便找到出现故障的部位,以及总线类型。
采用总线结构的缺点是利用总线传送具有分时性。
当有多个主设备同时申请总线的使用是必须进行总线的仲裁。
什么是总线结构??
一、总线的概念 总线是连接计算机有关部件的一组信号线,是 计算机中用来传送信息代码的公共通道。
面向总线的结构主要有以下优点: ① 简化了系统结构,便于系统设计制造; ② 大大减少了连线数目,便于布线,减小体积, 提高系统的可靠性; ③ 便于接口设计,所有与总线连接的设备均采 用类似的接口; ④ 便于系统的扩充、更新与灵活配置,易于实 现系统的模块化; ⑤ 便于设备的软件设计,所有接口的软件就是 对不同的口地址进行操作; ⑥ 便于故障诊断和维修,同时也降低了成本。
总线的逻辑电路有些是三态的,即输出电平有 三种状态:逻辑“0”,逻辑“1”和“高阻”态。
二、总线的分类 总线可以按其功能、性能和级别分类。
1、按传输信号的性质分类 总线按其信号线上传输的信息性质可分为三组: ① 数据总线,一般情况下是双向总线; ② 地址总线,单向总线,是微处理器或其他主 设备发出的地址信号线; ③ 控制总线,微处理器与存储器或接口等之间
现代计算机系统为何都采用总线结构?
1、简化了硬件的设计。
便于采用模块化结构设计方法,面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作cpu插件、存储器插件以及I/O插件等,将它们连入总线就可工作,而不必考虑总线的详细操作。
2、简化了系统结构。
整个系统结构清晰。
连线少,底板连线可以印制化。
3、系统扩充性好。
一是规模扩充,规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件。
二是功能扩充,功能扩充仅仅需要按照总线标准设计新插件,插件插入机器的位置往往没有严格的限制。
4、系统更新性能好。
因为cpu、存储器、I/O借口等都是按总线规约挂到总线上的,因而只要总线设计恰当,可以随时随着处理器的芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件,新的插件插到底板上对系统进行更新,其他插件和底板连线一般不需要改。
5、便于故障诊断和维修。
用主板测试卡可以很方便找到出现故障的部位,以及总线类型。
采用总线结构的缺点是利用总线传送具有分时性。
当有多个主设备同时申请总线的使用是必须进行总线的仲裁。
硬件系统是指什么?
所谓硬件系统,是指构成计算机的物理设备,即由机械、光、电、磁器件构成的具有计算、控制、存储、输入和输出功能的实体部件。
如CPU、存储器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、主机板、各种卡及整机中的主机、显示器、打印机、绘图仪、调制解调器等等,整机硬件也称“硬设备”。
随着电子系统的复杂化,系统设计已经成为一门重要的学科,传统的反复试验法已经越来越不适应时代的发展。
近年来,发展迅速的软硬件协同设计技术越来越受到人们的重视。
它是在系统目标要求的指导下,通过综合分析系统软硬件功能及现有资源,最大限度地挖掘系统软硬件之间的并发性,协调设计软硬件体系结构,以使系统工作在最佳工作状态。
在单机系统中,多总线结构的计算机的总线系统一般由 组成。
A A. 系...
展开全部 选c,参考文献《计算机组成原理第五版》科学出版社P185页,总线是构成计算机系统的互联机构,是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。
总线可分以下类型: ① 内部总线:CPU内部连接各寄存器及运算器部件之间的总线; ② 系统总线:即外部总线,CPU和计算机系统中其他高速功能部件相互连接的总线; ③ I/O总线:连接中低速I/O设备的总线;...
系统总线
第三章 系统总线第一节 总线的基本概念 总线是连接计算机内部多个部件之间的信息传输线,是各部件共享的传输介质。
多个部件和总线相连,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信号,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。
总线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逐一传输完成。
若干条传输线可以同时传输若干位二进制代码,如16条传输线组成的总线,可同时传输16位二进制代码。
总线结构有如下几种形式: 1.以CPU为中心的双总线结构 在这种结构中,存储总线(M总线)用来连接CPU和主存,输入/输出总线(I/O总线)用来建立CPU和各I/O之间交换信息的通道。
各种I/O设备通过I/O接口挂到I/O总线上。
这种结构在I/O设备与主存交换信息时仍然要占用CPU,因此会影响CPU的工作效率。
2.单总线结构 单总线(系统总线) 在这种结构中,将CPU、主存和I/O设备都挂到一组总线上, 形成单总线结构的计算机。
这种结构最明显的特点就是,当I/O与主存交换信息时,原则上不影响CPU的工作,CPU仍可继续处理不访问主存或I/O的操作,这就使CPU工作效率有所提高。
但是,因为只有一组总线,当某一时刻各部件都要占用时,就会出现争夺现象。
3.以存储器为中心的双总线结构 这种总线是在单总线基础上,又单独开辟一条CPU与主存之间的通路,叫存储总线。
这组总线速度高,只供主存与CPU之间传输信息。
这样既提高了传输效率,又减轻了系统总线的负担,还保留了I/O与存储器交换信息时不经过CPU的特点。
第二节 总线的分类 总线的应用很广泛,从不同角度可以有不同的分类方法。
按数据传送方式可分为并行传输总线和串行传输总线。
在并行传输总线中,又可按传输数据宽度分8位、16位、32位、64位等传输总线。
若按总线的使用范围划分,则又有计算机总线、测控总线、网络通信总线等。
下面按连接部件的不同,分几类介绍总线。
一、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、寄存器与算术逻辑单元之间都有总线连接。
二、系统总线 系统总线是指CPU、主存、I/O各大部件之间的信息传输线。
按传输信息的不同,可分为三类:数据总线、地址总线和控制总线。
1.数据总线 数据总线用来传输各功能部件之间的数据信息,它是双向传输总线,其位数与机器字长、存储字长有关。
数据总线的条数称为数据总线宽度,它是衡量系统性能的一个重要参数。
2.地址总线 地址总线主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址。
它是单向传输的。
地址线的位数与存储单元的个数有关,如地址线为20根,则对应的存储单元个数为220。
3.控制总线 控制总线是用来发出各种控制信号的传输线。
常见的控制信号有: 时钟 用来同步各种操作 复位 表示各模块恢复初始状态 总线请求 表示某部件需获得总线使用权 总线允许 表示需要获得总线使用权的部件已获得了控制权 中断请求 表示某部件提出中断请求 中断确认 表示中断请求已被接收 存储器写 将数据总线上的数据写至存储器的指定地址单元内 存储器读 将指定存储单元中的数据读到数据总线上 I/O读 从指定的I/O端口将数据输出到指定的I/O端口内 I/O写 将数据总线上的数据输出到指定的I/O端口内 数据确认 表示数据已被接收或已读到总线上三、通信总线 这类总线用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统(如控制仪表、移动通讯等)之间的通信。
第三节 总线特性及性能指标一、总线特性 1.机械特性 机械特性是指总线在机械方式上的一些性能,如插头与插座使用的标准,它们的几何尺寸、形状、引脚的个数以及排列的顺序,接头处的可靠接触等等。
2.电气特性 电气特性是指总线的每一根传输线上信号的传递方向和有效的电平范围。
通常规定由CPU发出的信号叫输出信号,送入CPU的信号叫输入信号。
总线的电平定义与TTL相符。
如RS-232C(串行总线接口标准),其电气特性规定低电平表示逻辑“1”,并要求电平低于-3V;用高电平表示逻辑“0”,还要求高电平需高于+3V,额定信号电平为-10V和+10V左右。
3.功能特性 功能特性是指总线中每根传输线的功能,如地址总线用来指出地址号;数据总线传递数据;控制总线发出控制信号等。
可见各条线其功能不一。
4.时间特性 时间特性是指总线中的任一根线在什么时间内有效。
每条总线上的各种信号,互相存在着一种有效时序的关系,因此,时间特性一般可用信号时序图来描述。
二、总线性能指标 总线的性能指标包括: (1)总线宽度:它是指数据总线的根数, 用bit(位)表示,如8位、16位、32位、64位。
(2)标准传输:即在总线上每秒能传输的最大字节量,用MB/s(每秒多少兆字节)表示。
(3)时钟同步/异步:总线上的数据与时钟同步工作的总线称同步总线,与时钟不同步工作的总线称为异步总线。
(4)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条物理线路,只是某一时刻该总线传输地址信号,...
总线结构有什么缺点呢?
在主存和高速的磁盘等设备之间引入一个DMA总线,那么系统可构造一种三总线结构. *在三总线结构中,主存总线用于CPU和主存之间的信息传送;*I/O总线用于CPU和各个I/O之间进行信息传输; *DMA总线用于高速外设和主存之间的信息交换;*在三总线结构中,DMA总线和主存总线不能同时用于访问主存。
◆ 传统的总线结构采用处理器-Cache总线、主存总线、I/O总线三级总线结构用于连接硬盘和主板的接口标准?台式机一般是IDE,服务器一般是SCSI....
计算机中单总线结构和多总线结构的优缺点分别是什么?作比较也行。
...
展开全部 在单总线结构中,CPU与主存之间、CPU与I/O设备之间、I/O设备与主存之间、各种设备之间都通过系统总线交换信息。
单总线结构的优点是控制简单方便,扩充方便。
双总线结构又分为面向CPU的双总线结构和面向存储器的双总线结构。
面向CPU的双总线结构中一组总线是CPU与主存储器之间进行信息交换的公共通路,称为存储总线。
另一组是CPU与I/O设备之间进行信息交换的公共通路,称为输入/输出总线(I/O总线)。
外部设备通过连接在I/O总线上的接口电路与CPU交换信息。
随着对微机性能越来越高的要求,现代微机的体系结构已不再采用单总线或双总线的结构,而是采用更复杂的多总线结构http://mcit.xjtu.edu.cn/wlkj/wykj/ch2/ch2_3_1.htm...
系统总线指什么??
系统总线又称内总线或板级总线。
因为该总线是用来连接微机各功能部件而构成一个完整微机系统的,所以称之为系统总线。
系统总线是微机系统中最重要的总线,人们平常所说的微机总线就是指系统总线,如PC总线、AT总线(ISA总线)、PCI总线等。
系统总线上传送的信息包括数据信息、地址信息、控制信息,因此,系统总线包含有三种不同功能的总线,即数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus)和控制总线CB(Control Bus)数据总线DB用于传送数据信息。
数据总线是双向三态形式的总线,即他既可以把CPU的数据传送到存储器或I/O接口等其它部件,也可以将其它部件的数据传送到CPU。
数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标,通常与微处理的字长相一致。
例如Intel 8086微处理器字长16位,其数据总线宽度也是16位。
需要指出的是,数据的含义是广义的,它可以是真正的数据,也可以指令代码或状态信息,有时甚至是一个控制信息,因此,在实际工作中,数据总线上传送的并不一定仅仅是真正意义上的数据。
地址总线AB是专门用来传送地址的,由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口,所以地址总线总是单向三态的,这与数据总线不同。
地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小,比如8位微机的地址总线为16位,则其最大可寻址空间为216=64KB,16位微型机的地址总线为20位,其可寻址空间为220=1MB。
一般来说,若地址总线为n位,则可寻址空间为2n字节。
控制总线CB用来传送控制信号和时序信号。
控制信号中,有的是微处理器送往存储器和I/O接口电路的,如读/写信号,片选信号、中断响应信号等;也有是其它部件反馈给CPU的,比如:中断申请信号、复位信号、总线请求信号、限备就绪信号等。
因此,控制总线的传送方向由具体控制信号而定,一般是双向的,控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。
实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU。
目前常用的几种系统总线技术:----1.ISA总线 ----ISA(industrial standard architecture)总线标准是IBM 公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准,所以也叫AT总线。
它是对XT总线的扩展,以适应8/16位数据总线要求。
它在80286至80486时代应用非常广泛,以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。
ISA总线有98只引脚。
----2.EISA总线 ----EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出的总线标准。
它是在ISA总线的基础上使用双层插座,在原来ISA总线的98条信号线上又增加了98条信号线,也就是在两条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。
在实用中,EISA总线完全兼容ISA总线信号。
----3.VESA总线 ----VESA(video electronics standard association)总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线,简称为VL(VESA local bus)总线。
它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。
该总线系统考虑到CPU与主存和Cache 的直接相连,通常把这部分总线称为CPU总线或主总线,其他设备通过VL总线与CPU总线相连,所以VL总线被称为局部总线。
它定义了32位数据线,且可通过扩展槽扩展到64 位,使用33MHz时钟频率,最大传输率达132MB/s,可与CPU同步工作。
是一种高速、高效的局部总线,可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。
----4.PCI总线 ----PCI(peripheral component interconnect)总线是当前最流行的总线之一,它是由Intel公司推出的一种局部总线。
它定义了32位数据总线,且可扩展为64位。
PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小,其功能比VESA、ISA有极大的改善,支持突发读写操作,最大传输速率可达132MB/s,可同时支持多组外围设备。
PCI局部总线不能兼容现有的ISA、EISA、MCA(micro channel architecture)总线,但它不受制于处理器,是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。
----5.Compact PCI ----以上所列举的几种系统总线一般都用于商用PC机中,在计算机系统总线中,还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统总线,比如STD总线、 VME总线、PC/104总线等。
这里仅介绍当前工业计算机的热门总线之一——Compact PCI。
----Compact PCI的意思是“坚实的PCI”,是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统,是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准,是当今最新的一种工业计算机标准。
Compact PCI是在原来PCI总线基础上改造而来,它利用PCI的优点,提供满足工业环境应用要求的高性能核心系统,同时还考虑充分利用传统的总线产品,如ISA、STD、VME或PC/104来扩充系统的I/O和其他功能。