计算机组成

1.1冯诺依曼结构

特点

  1. 计算机由五大部件组成：存储器，运算器，控制器，输入设备，输出设备。

    1. 指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址顺序访问。

    2. 指令和数据用二进制表示。

    3. 指令由操作码和地址码组成。

    4. 存储程序，程序在计算机中顺序存放。

    5. 以运算器为中心。（不合理：花大量的时间进行数据传输，降低了运算器数据运算的效率）

    冯诺依曼计算机结构

1.2现代计算机结构（以存储器为中心）及硬件框图现代计算机结构（以存储器为中心）及硬件框图

总线

1.1总线的基本概念

什么是总线（bus）

总线是连接各个部件的信息传输线，

是各个部件共享的传输介质

传输方式

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  • 串行

    ================

    一个个传输

  • 并行

    =====================

    =====================

    =====================

    多行一起传输

    缺点：距离长信号容易变形，不能确保接受完整数据.

    并行就像走方阵，要排好队整齐才能出发

    早些年的设备多用并行传输IEEE

总线结构距离

单总线结构

计算机单总线结构图

只能有一对部件进行通信

面向CPU结构

面向CPU的双总线结构框图

io设备没有办法与主存通信

以存储器为中心的双总线结构

以存储器为中心的总线结构框图

1.2 总线的分类

一 ，片内总线

片内总线是指芯片内部的总线，如在CPU芯片内部，寄存器与寄存器之间，寄存器与算术逻辑单元之间ALU之间都是片内总线

二，系统总线

计算机各个部件之间的信息传输线

​ 根据传输的数据不同可以分为三类

  1. 数据总线

    用来传输各功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线。

  2. 地址总线

    地址总线用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备地址。

  3. 控制总线

1.3 总线特性及性能指标

1.3.1 总线特性

物理实现

总线的物理实现

总线

1. 机械特性

机械特性指总线在机械连接方式上的一些性能，插头与插座使用的标准，他们的几何尺寸，形状，管脚数，以及排列顺序

2. 电气特性

传输方向和有效电平范围

3. 功能特性

每根传输的功能：地址，数据，控制

4.时间特性

信号的时序关系

1.3.2 总线的性能指标

1. 总线宽度

通常是指数据总线的根数

2.总线带宽

总线的传输速率，单位时间内最大传输数据的位数MBps

3. 同步时钟/异步

总线上的数据与时钟同步工作的总线叫做同步总线，反之为异步总线

4. 总线复用

1.4总线结构

1.5 总线控制-a

一 . 总线判优控制

1.基本概念

  • 主设备 对总线有控制器
  • 从设备 响应从主设备发来的总线命令
  • 总线判优控制方法：
    • 集中式
    • 分布式

集中式

  • 链式查询
  • 计数器时查询
  • 独立请求方式

链式查询

总线链式查询

优点：极少的线就能按照一定优先次序实现总线控制

缺点：电路敏感，优先级低的很难获得请求

计数器定时查询

多了设备地址线

独立请求方式

总线独立请求

用的线比较多，如果用n个设备则需要2n条线

1.6总线控制-b

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