總線是多個系統功能部件進行數據傳送的公共通路。

按位置分類：一個單處理器系統中的總線大緻分為三類：

(1) 内部總線：CPU内部連接各寄存器及運算部件之間的總線

(2) 系統總線：CPU同計算機系統的其他高速功能部件，如存儲器、通道等互相連接的總線。

(3) I/O總線：中、低速I/O設備之間互相連接的總線。

總線的特性

物理特性：指總線的物理連接方式，包括總線的根數，總線的插頭、插座的形狀，引腳線的排列方式等。功能特性：描述總線中每一根線的功能。

電氣特性：定義每一根線上信号的傳遞方向及有效電平範圍。送入CPU的信号叫輸入信号(IN)，從CPU發出的信号叫輸出信号(OUT)。

時間特性：定義了每根線在什麼時間有效。規定了總線上各信号有效的時序關系，CPU才能正确無誤地使用。

總線評價指标

總線帶寬（BW）：總線的帶寬指的是單位時間内總線上可傳送的數據量。單位是字節/秒（B/s）或兆字節/秒（MB/s）。總線帶寬是總線本身所能達到的最高傳輸速率。 與總線帶寬密切相關的兩個概念是總線寬度和總線的工作頻率。

總線寬度（W）總線的寬度指的是總線能同時傳送的數據位數，（通常題目中會有“一個總線周期中并行傳輸XX個字節的數據” 這類話）

**總線工作頻率（f）**總線的工作頻率即總線的時鐘頻率，以MHz為單位。它是指用于協調總線上的各種操作的時鐘信号的頻率。工作頻率越高則總線工作速度越快。

總線帶寬的計算公式如下：

BW =（W/8）× f/每個存取周期的時鐘數

解釋：

（W/8）：如果W用位來表示，除8得到字節數。

每個存取周期的時鐘數：題目沒寫的話就為1.

總線的連接方式

單總線結構 使用一條系統總線來連接CPU、主存和I/O設備，叫做單總線結構

多總線結構

總線的内部結構

總線結構實例CPU總線： 也稱CPU——存儲器總線。此總線可連接主存。PCI總線： 用于連接高速的I/O設備模塊。ISA總線： pentium機使用該總線與低速I/O設備連接。

總線接口

信息的傳送方式　

計算機系統中，傳輸信息采用三種方式： 串行傳送、并行傳送和分時傳送。但是出于速度和效率上的考慮，系統總線上傳送的信息必須采用并行傳送方式。

串行傳送

隻有一條傳輸線，有利于長途傳送數據。 在串行傳送時，被傳送的數據需要在發送部件進行并－－串變換，這稱為拆卸；而在接收部件又需要進行串－－并變換，這稱為裝配。 為了區分一段時間内到底傳了幾個0或1，用到位時間。串行傳輸時低位在前，高位在後。

例題：采用串行接口進行七位ASCII碼傳送，帶有1位奇偶校驗位，1位起始位和1位停止位，當波特率為9600波特時， 字符傳送速率為____。 A.960 B.873 C.1371 D.480

答：波特率：每1秒傳送9600個bit

由題意：10個bit位=1個字符所以每秒鐘傳送960個字符 選A

并行傳送

用并行方式傳送二進制信息時，對每個數據位都需要單獨一條傳輸線。

分時傳送

總線接口的基本概念

接口即I/O設備适配器，具體指CPU和主存、外圍設備之間通過總線進行連接的邏輯部件。

I/O設備适配器=I/O接口=适配器=I/O功能模塊

一個适配器的兩個接口：一個同系統總線相連，采用并行方式，另外一個同設備相連，可能采用并行方式或是串行方式。

總線的仲裁　

為了解決多個主設備同時競争總線控制權，必須具有總線仲裁部件

按照總線仲裁電路的位置不同，仲裁方式分為集中式仲裁和分布式仲裁兩類。

對于單處理器系統總線而言，總線仲裁器=總線控制器，是CPU的一部分

集中式仲裁

1.鍊式查詢方式：

（1）.菊花鍊查詢方式：

授權信号線（BG）從總線仲裁器出發，每經過一個設備，檢查其是否有總線請求，有的話就該I/O接口有總線控制權，且不往下查詢，沒有就往下查詢。所以，離總線仲裁器最近的，有最高優先權。

鍊式查詢是通過接口的優先級排隊電路實現的。

缺點：1.對電路故障敏感。2.優先級低的可能一直不能使用總線。

2.計數器定時查詢方式

計數器初值也可用程序來設置，這可以方便地改變優先次序，但這種靈活性是以增加線數為代價的。

3,獨立請求方式優點：總線請求響應的速度快，用不着一個設備接一個設備地查詢。其次，對優先次序的控制相當靈活；缺點：擴充性較差；

分布式仲裁

分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個潛在的主方功能模塊都有自己的仲裁号和仲裁器。

當它們有總線請求時，把它們唯一的仲裁号發送到共享的仲裁總線上，每個仲裁器将仲裁總線上得到的号與自己的号進行比較。如果仲裁總線上的号大，則它的總線請求不予響應，并撤消它的仲裁号。最後，獲勝者的仲裁号保留在仲裁總線上。顯然，分布式仲裁是以優先級仲裁策略為基礎。

優點：線路可靠性高（個别仲裁故障不會影響整個系統）

缺點：設計複雜

總線的定時

總線的一次信息傳送過程，大緻可分為如下五個階段：請求總線，總線仲裁，尋址(目的地址)，信息傳送，狀态返回(或錯誤報告)。 定時：事件出現在總線上的時序關系。

數據傳送過程中采用的兩種定時方式：

1. 同步定時

2.異步定時