计算机组成原理：总线与串行传输解析

"计算机组成原理习题指导" 在计算机组成原理中，总线是系统内部各组件间通信的关键部分。本习题集主要围绕第3章“系统总线”展开，涉及了总线的数据传输率计算、异步串行传输的理解与应用，以及总线设计中的关键概念。 首先，例3.1讨论了如何计算总线的数据传输率。数据传输率是由总线时钟频率、传输周期和数据宽度决定的。给定时钟频率为100MHz，传输周期为4个时钟周期，数据宽度为32位，计算得到的数据传输率为100MBps。若要提高一倍的数据传输率，可以采取增加数据线宽度（例如从32位增加到64位）或者提升总线的时钟频率（例如到200MHz）。 例3.2涉及异步串行传输的波特率计算。波特率是指单位时间内传输的信号变化次数，它不区分数据的含义，仅关注信号的变化。在本例中，每个数据帧包括1个起始位、7个数据位、1个奇校验位和1个终止位，共10位。因此，波特率等于每秒传输帧数乘以一帧的位数，即1200bps。 例3.3和例3.4进一步阐述了异步串行传输的过程。前者要求画出8位二进制数据（95H）的传输波形，强调了起始位、数据位、偶校验位和终止位的顺序。后者则计算了在特定波特率下，考虑到数据帧格式的比特率，结果为872.72bps。 例3.5提到了总线负载的问题。为减轻总线负载并避免冲突，总线上的部件通常会使用三态门，只有在控制信号有效时，部件才能向总线传输数据，否则呈现高阻状态，这样可以确保任意时刻只有一个部件能占用总线。 例3.6展示了具有双向传送功能的总线逻辑框图。这种设计通过在总线两端配置三态门实现，允许数据在两个方向上传输，提高了总线的灵活性。 最后，例3.7提及数据总线，但未提供具体问题，通常数据总线用于传输数据，其宽度决定了每次传输的数据量。 通过这些习题，学习者可以深入理解计算机系统中总线的工作原理、数据传输的计算方法以及串行通信的基本概念，这些都是计算机组成原理中的核心知识点。