总线:是一组为多个部件分时共享的公共信息传送线路

为什么要用总线:早期计算机外部设备大多采用分散链接方式,不易于实现随时增减外部设备。为了更好的解决I/O设备和主机之间的连接的灵活性问题,计算机的结果从分散连接发展为总线连接

按数据传输格式分类

  • 串行总线
  • 并行总线

按时序控制方式分类

  • 同步总线
  • 异步总线

按总线功能分类

  • 片内总线:是芯片内部的总线,是CPU芯片内部寄存器与寄存器之间,寄存器和ALU之间的公共连接线
  • 系统总线:计算机系统内各功能部件之间相互连接的总线(数据总线-双向,地址总线-单项,控制总线-有入有出)
    • 数据总线:用来传输各功能部件之间的数据信息,他是双向传输总线,其位数与机器字长,存储字长有关
    • 地址总线用来指出数据总线上的源数据或目的数据所在的贮存单元或I/O端口的地址,是单向传输总线,与主存地址大小有关
    • 控制总线:传输是控制总线,包括CPU送出的控制命令和主存(或外设)返回CPU的反馈信号
  • 通信总线:用于计算机系统之间和其他系统之间信息传递的总线,通信总线也成为外部总线

其中系统总线按结构分为单总线,双总线和三总线

  • 单总线:CPU,主存,I/O设备都连接在一组总线上,允许I/O设备之间,I/O设备和CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息
    • 优点:结构简单,成本低,易于接入新的设备
    • 缺点:带宽低,负载重,多个部件只能争用唯一的总线,且不支持并发传送操作
  • 双总线:一条主存总线,一条I/O总线
    • 优点:将较低俗的I/O设备从单总线上分离出来,实现存储器总线和I/O总线分离
    • 缺点:需要增加通道等硬件设备
  • 三总线:主存总线,I/O总线和之间内存访问的DMA总线(DMA用于I/O接口和主存之间的连接)
    • 优点:提高了I/O设备的性能,使其更快的响应命令。提高系统吞吐量
    • 缺点:系统工作效率提高