根据链接方式不同,单机系统采取的总线结构有哪三种基本类型方式

MochenDance小天 2024-11-29 09:54:27
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根据连接方式的不同,单机系统中采用的总线结构可分成三种基本类型:单总线结构、双总线结构、三总线结构。大多数总线都是以相同方式构成的,其不同之处仅在于总线中数据线和地址线的数目,以及控制线的多少及其功能。然而,总线的排列布置、总线与其他各类部件的连接方式,对计算机系统性能而言则显得尤其重要。1. 单总线结构在许多单处理器的计算机中,使用一条单一的系统总线来连接cpu、主存和i/o设备,称为单总线结构。在单总线系统中,对输入/输出设备的操作与主存的操作方法完全一样。当cpu把指令的地址字段送到总线上时,如果该地址字段对应的地址是主存地址,则主存予以响应,从而在cpu和主存之间发生数据传送,数据传送的方向由指令操作码决定;如果该地址字段对应的地址是外围设备地址,则外围设备予以响应,从而在cpu和对应的外围设备之间发生数据传送,数据传送的方向也由指令操作码决定。单总线结构的优点在于容易扩展成多cpu系统,只要在系统总线上挂接多个cpu即可。但是,在单总线结构中,由于所有逻辑部件都挂在同一个总线上,因此总线只能分时工作,即某一个时间只能允许一对部件之间传送数据,这就使信息传送的吞吐量受到限制。2. 双总线结构在cpu和主存之间专门设置了一组高速的存储总线,使cpu可通过专用的存储总线与存储器交换信息,以减轻系统总线的负担,同时主存仍可通过系统总线与外设进行dma操作,而不必经过cpu。双总线系统是以增加硬件为代价的。3. 三总线结构三总线结构是在双总线系统的基础上增加i/o总线形成的,其中系统总线是cpu、主存和通道(iop)之间进行数据传送的公共通路,而i/o总线则是多个外围设备与通道之间进行数据传送的公共通路。在dma方式中,外设与主存间直接交换数据而不经过cpu,从而减轻了cpu对数据输入输出的控制,而通道方式i/o则可进一步提高cpu的效率。通道实际上是一台具有特殊功能的处理器,又称为iop(i/o processor,i/o处理器),它分担了cpu的一部分功能,实现对外设的统一管理,完成外设与主存之间的数据传送。这一思想与基于总线的网络(如以太网)将集线器(hub)转换成交换机(switch)以提高通信速率的思想是一致的。显然,由于增加了iop,整个系统的工作效率可以大大提高,然而,这是以增加更多的硬件为代价的。 20210311
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