计算机组成原理第三章：系统总线详解

"计算机组成原理 第三章答案" 计算机组成原理是理解计算机系统内部运作的基础，本章主要探讨了系统总线的相关知识。总线是计算机中多个组件共享的信息传输线，允许数据、地址和控制信号在不同部件间传递。总线传输具有独特性，即在同一时刻，只能有一个部件发送信息，但多个部件能同时接收信息。为了减轻总线负载，每个部件需通过三态驱动缓冲电路与总线连接。 总线可以按照多种方式进行分类。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，包括计算机总线、测控总线和网络通信总线；按连接部件，分为片内总线、系统总线和通信总线。系统总线是CPU、主存和I/O设备间通信的关键，它包含数据总线、地址总线和控制总线。数据总线是双向的，用于传输数据，其宽度与机器字长相关。地址总线是单向的，指定数据存储或读取的位置，其位数决定了可寻址的存储单元数量。控制总线则单向传输控制信号。 总线结构有单总线和多总线两种。单总线结构简化了设计，但可能造成性能瓶颈，因为所有操作都在同一总线上进行。多总线结构则将不同类型的通信分开，提高了效率。例如，数据总线和控制总线可能分别设计，以减少冲突，提高系统性能。 总线判优控制是解决多个部件同时请求总线使用权的问题。常见的集中式总线控制方式有链式查询、计数器定时查询和独立请求。链式查询方式简单，但对电路故障敏感；计数器定时查询允许更灵活的优先级设定，对故障不敏感，但控制过程复杂；独立请求方式响应时间最快，但硬件成本高且连线复杂。 总线宽度指的是总线能够同时传输的数据位数，它直接影响到数据传输的速度和系统的带宽。总线仲裁则是决定哪个部件能在特定时刻使用总线的过程，这通常涉及优先级和等待时间的管理。总线复用是指一条总线在不同时间执行不同功能，如数据总线和地址总线的复用，可以在同一物理介质上交替传输数据和地址，节省硬件资源。 这些知识点构成了计算机系统内部数据传输的核心，理解和掌握它们对于深入学习计算机系统设计、优化和故障排查至关重要。