微机系统结构详解：双重总线与硬件组件

微机总线结构是微机硬件系统设计中的核心部分，它在提升系统性能和效率方面起着至关重要的作用。在大学微机原理的课程中，学生们会深入探讨两种主要的总线结构：局部总线和全局总线。 1. 双重总线结构 双重总线系统由局部总线和全局总线构成，这种架构允许CPU同时进行局部数据处理和全局数据传输。局部总线专供CPU与内部存储器（如L1缓存）、输入输出控制逻辑以及DMA控制器之间高效通信，而全局总线则连接着CPU、全局内存和外部设备，实现数据的高速交换。这种并行操作显著提高了数据处理和传输的效率，因此在高档微机和工作站中被广泛采用，如早期的8086系列计算机。 2. 缓冲器的作用 缓冲器（Buffer）是总线系统中的关键组件，它们用于减少数据传输时的延迟，确保数据的一致性和可靠性。局部总线上的缓冲器可以暂时存储来自或前往CPU的数据，而在全局总线上，它们充当了不同部件间数据传输的中转站，减少了总线冲突和提高系统响应速度。 3. CPU总线控制逻辑 CPU总线控制逻辑负责协调CPU与其他部件的通信，包括地址和数据的发送与接收。它通过指令解码器解析CPU的指令，控制数据总线上的信号，确保正确的数据传输路径。 4. 局部I/O和全局I/O 局部I/O主要用于连接CPU与周边设备，这些设备通常处理特定任务，如键盘、鼠标和显示器。全局I/O则更为通用，连接所有外部设备，如硬盘、网络接口等，使得微机能够与外部世界进行广泛的交互。 5. 微机硬件系统结构的学习要求 学习微机总线结构时，学生需要理解硬件系统的整体功能和各个部分之间的协同工作。这包括掌握信息流动的方向，了解CPU如何访问存储器，以及如何通过程序执行过程来控制硬件资源。此外，还需熟悉微处理器的基本指标，如时钟频率、字长、指令集等，这些是评估系统性能的重要参数。 通过对微机总线结构的深入研究，学生可以了解计算机硬件的发展历程，从早期的ENIAC电子管计算机到现代微处理器的发展变迁，以及微处理器技术的六代演进。同时，还能认识到巨型机和微型机在不同领域的应用及其对科技进步和社会的影响，以及计算机朝着巨型化、微型化、网络化、智能化和多功能化的未来发展趋势。