第6章 總線系統$lesson$

　　一、名詞解釋：

　　歷年真題：轉自環 球 網 校edu24ol.com

　　(2001年)5.總線：計算機中連接功能單元的公共線路，是一束信號線的集合，包括數據總線、地址總線和控制總線。

　　(2001年)8.同步通信方式：采用這種方式的總線傳輸中，所有的設備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

　　(2002年)4.主設備：獲得總線控制權的設備。

　　(2003年)19.猝發數據傳輸方式：在一個總線周期內傳輸存儲地址連續的多個數據字的總線傳輸方式。

　　(2004年)16.總線的同步通信方式：采用這種方式的總線傳輸中，所有的設備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

　　(2005年)24.總線從設備：被主設備訪問的設備。

　　近年以來每年考本章的名詞稱解釋，所以第五章的名稱解釋是考試的重點。這里給大家列出了本章的名詞解釋，大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做名稱解釋、選擇題、改錯題和填空題。

　　1、猝發轉輸方式：在一個總線周期內傳輸存儲地址連續的多個數據字的總線傳輸方式。

　　2、四邊沿協議(全互鎖)：全互鎖的總線通信異步方式，就緒信號和應答信號的上升邊沿和下降邊沿都是觸發邊沿。

　　3、碼元：信息傳輸通道中，攜帶數據信息的信號單元。

　　4、波特率：碼元傳輸速率，每秒通過信道傳輸的碼元數。(傳的是信號)

　　5、比特率：信息位傳輸速率，每秒鐘通過信道傳輸的有效信息量。(傳的是信息)

　　6、UART：通用異步接收器/發送器，一種典型的集成電路異步串行接口電路。

　　7、主設備：獲得總線控制權的設備。

　　8、從設備：被主設備訪問的設備。

　　9、總線事務：從總線的請求到完成總線的使用的操作序列。

　　10、總線協議：總線通信同步方式規則，規定實現總線數據傳輸的定時規則。

　　11、總線訪問延遲：是主設備為獲得總線控制權而等待的時間。

　　12、總線周期：是主設備占用總線的時間。

　　13、總線裁決方式：決定總線由哪個設備進行控制的方式。

　　14、系統總線：是用來連接系統內各大功能模塊或設備，實現系統種各電路板的連接。

　　15、數據幀：串行數據傳輸的位格式，包括起始位，數據位，校驗位，結束位和空閑位。

　　16、同步通信：所有的設備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

　　17、異步通信：使用一個在CPU和設備之間的“握手”信號，去除了公共的時鐘信號，從而使得操作變成異步的。非互鎖、半互鎖、全互鎖。

　　18、鏈式查詢方式(菊花鏈方式)：各申請總線的設備合用一條總線作為請求信號線，而總線控制設備的響應信號線則串接在各設備間。

　　19、計數器定時查詢方式：集中式總線裁決方式之一，設備要求使用總線時通過一條公用請求線發出，總線控制器按計數的值對各設備進行查詢。

　　20、獨立請求方式：集中式總線裁決方式之一，每一個設備都有一個獨立的總線請求信號線送到總線控制器，控制器也給各設備分別發送一個總線響應信號。

　　21、串行傳輸：是指數據的傳輸在一條線路上按位進行。(只需一條數據傳輸線，線路的成本低，適合于長距離的數據傳輸)

　　22、并行傳輸：每個數據位都需要單獨一條傳輸線，所有的數據位同時進行傳輸。(在采用并行傳輸方式的總線中，除了有傳輸數據的線路外，還可以具有傳輸地址和控制信號的線路，地址線用于選擇存儲單元和設備，控制線用于傳遞操作信號)

　　23、復合傳輸：又稱總線復用的傳輸方式，它使不同的信號在同一條信號線上傳輸，不同的信號在不同的時間片中輪流地身總線的同一條信號線上發出。(它與并串傳輸的區別在于分時地傳輸同一數據源的不同信息。)

　　24、消息傳輸方式：總線的信息傳輸方式之一，將總線需要傳送的數據信息、地址信息、和控制信息等組合成一個固定的數據結構以猝發方式進行傳輸。

　　25、總線：一組可由多個部件分時共享的信息傳輸線。

　　二、選擇填空題：

　　歷年真題：

　　2000年：

　　8.“總線忙”信號由(　)建立。

　　A.獲得總線控制權的設備　　　　　　B.發出“總線請求”的設備

　　C.總線控制器　　　　　　　　　　　D.CPU

　　「分析」：在總線控制機制中，準備使用總線的設備向總線控制器發出“總線請求”由總線控制器進行裁決。如果經裁決允許該設備使用總線，就由總線控制器向該設備發出一個“總線允許”信號。該設備接收到此信號后，發出一個“總線忙”信號用來通知其他設備總線己被占用。當該設備使用完總線時，將“總線忙”信號撤銷，釋放總線。

　　「答案」：A

　　12.系統總線是用來連接(　　)的總線。

　　「分析」：按總線的連線類型不同，總線可分為：① 芯片級總線(CPU內部總線)：連接CPU內部運算器、控制器、寄存器等的數據通路。② 扳級總線：連接主板中的CPU和主存等部件，也稱局部總線。③ 系統總線是用來連接系統內各大功能模塊或設備。

　　「答案」：系統內各大功能模塊或設備

　　14.并行接口與I/O設備之間同時傳送的位數，大多是　(　　)位。

　　「分析」：并行接口與I/O設備之間同時傳送的8位數(1個字節)

　　「答案」：8

　　2001年：

　　14.在不同速度的設備之間傳送數據，(　)。

　　A.必須采用同步控制方式

　　B.必須采用異步控制方式

　　C.可以選用同步方式，也可選用異步方式

　　D.必須采用應答方式

　　「分析」：在不同速度的設備之間進行數據傳送，既可以使用同步方式，也可以使用異步方式。異步方式主要是用于在不同的設備之間進行通信，而如果兩種速度的設備使用同一個時鐘信號進行控制，采用同步的數據傳送方式，同樣可以進行數據的傳送，只是快速設備的速度性能發揮不出來。

　　「答案」：C

　　15.掛接在總線上的多個部件(　)。

　　A.只能分時向總線發送數據，并只能分時從總線接收數據

　　B.只能分時向總線發送數據，但可同時從總線接收數據

　　C.可同時向總線發送數據，并同時從總線接收數據

　　D.可同時向總線發送數據，但只能分時從總線接收數據

　　「分析」：為了使總線上的數據不發生“碰撞”，掛接在總線上的多個設備只能分時地向總線發送數據，即每一個時刻只能有一個設備可以向總線傳送數據，而從總線上接收數據的設備可有多個，因為接收數據的設備不會對總線產生“干擾”。

　　「答案」：B

　　2002年：

　　12.異步傳送方式常用于(　)中，作為主要控制方式。

　　A.微型機的CPU內部控制

　　B.硬連線控制器

　　C.微程序控制器

　　D.串行I/O總線

　　「分析」：異步傳輸方式主要用于控制兩種速度有一定差別的設備的信息傳送，一般用在快速CPU與慢速的外設之間進行串行通信的場合。

　　「答案」：D

　　13.串行總線主要用于(　)。

　　A.連接主機與外圍設備

　　B.連接主存與CPU

　　C.連接運算器與控制器

　　D.連接CPU內部各部件

　　「分析」：串行通信方式由于其信息傳送速度慢、信息傳送的距離較長、所使用的信號線數量較少等特點，主要用于連接主機和慢速的外圍設備，例如主機與串行鼠標之間的信息傳送。

　　「答案」：A

　　2003年：

　　4.下列說法中正確的是(　)。

　　A.半雙工總線只能在一個方向上傳輸信息，全雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息

　　B.半雙工總線只能在一個方向上傳輸信息，全雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息

　　C.半雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息，全雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息

　　D.半雙工總線可以在兩個方向上同時傳輸信息，全雙工總線可以在兩個方向上輪流傳輸信息

　　「分析」：根據總線上信號的傳遞方向，總線可分為單向傳輸(單工)總線和雙向傳輸(雙工)總線，而雙工總線又可分為半雙工總線和全雙工總線。其中單工總線只能向一個方向傳遞信號，半雙工總線可以在兩個方向上輪流傳遞信號，全雙工總線可以在兩個方向上同時傳遞信號。　　「答案」：C

　　9.在總線上，同一時刻(　)。

　　A.只能有一個主設備控制總線傳輸操作

　　B.只能有一個從設備控制總線傳輸操作

　　C.只能有一個主設備和一個從設備控制總線傳輸操作

　　D.可以有多個主設備控制總線傳輸操作

　　「分析」：總線上的設備要控制總線必須先獲得總線的控制權，獲得總線控制權的設備稱為主設備，被主設備訪問的設備稱為從設備。在總線上信息的傳輸由主設備啟動，一條總線上可以有多個設備能成為主設備，但在同一時刻只能有一個主設備控制總線的傳輸操作。

　　「答案」：A

　　2004年：

　　4.系統級的總線是用來連接(　)。

　　A.CPU 內部的運算器和寄存器

　　B.主機系統板上的所有部件

　　C.主機系統板上的各個芯片

　　D.系統中的各個功能模塊或設備

　　「分析」：按總線的連線類型不同，總線可分為：① 芯片級總線(CPU內部總線)：連接CPU內部運算器、控制器、寄存器等的數據通路。② 扳級總線：連接主板中的CPU和主存等部件，也稱局部總線。③ 系統總線是用來連接系統內各大功能模塊或設備。

　　「答案」：D

　　15.總線從設備是(　)。

　　A. 掌握總線控制權的設備

　　B.申請作為從設備的設備

　　C. 被主設備訪問的設備

　　D.總線裁決部件

　　「分析」：主設備：獲得總線控制權的設備。從設備：被主設備訪問的設備。

　　「答案」：C

　　2005年：

　　12.波特率表示傳輸線路上(　)。

　　A.信號的傳輸速率

　　B.有效數據的傳輸速率

　　C.校驗信號的傳輸速率

　　D.干擾信號的傳輸速率

　　「分析」：波特率是碼元傳輸速率，每秒通過信道傳輸的碼元數。(傳的是信號)。比特率是信息位傳輸速率，每秒鐘通過信道傳輸的有效信息量。(傳的是信息)

　　「答案」：A

　　13.不同信號在同一條信號線上分時傳輸的方式稱為(　)。

　　A.總線復用方式

　　B.并串行傳輸方式

　　C.并行傳輸方式

　　D.串行傳輸方式

　　「分析」：串行傳輸是指數據的傳輸在一條線路上按位進行。并行傳輸是每個數據位都需要單獨一條傳輸線，所有的數據位同時進行傳輸。不同信號在同一條信號線上分時傳輸的方式稱為總線復用方式。

　　「答案」：A

　　17.按照傳輸定時的方法劃分，總線數據通信方式可分為( )和　( )兩類。

　　「分析」：按照傳輸定時的方法劃分，總線數據通信方式可分為：① 同步通信：所有的設備都從一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。② 異步通信：使用一個在CPU和設備之間的“握手”信號，去除了公共的時鐘信號，從而使得操作變成異步的，有非互鎖、半互鎖、全互鎖三種方式。

　　「答案」：同步通信　　異步通信

　　三、改錯題：

　　歷年真題：

　　(2002年)3.按時序控制方式分，總線可分為串行總線和并行總線。

　　「分析」：對總線的分類有不同的分類標準：按傳送格式分為：串行總線、并行總線;按時序控制方式分為：同步總線(含同步擴展總線)、異步總線;按功能分為：系統總線、CPU內部總線、各種局部總線。

　　「答案」：按時序控制方式分，總線可分成同步總線和異步總線。

　　(2003年)23.串行通信只能采用異步方式。

　　「分析」：串行通信是指數據的傳輸是在一條傳輸線路上按位進行，它可以采用異步方式，也可以采用同步方式。采用異步方式時，發送與接收設備之間采用“握手”信號來進行同步，而采用同步方式時，發送與接收設備都從同一個公共的時鐘信號中獲得定時信息。

　　「答案」：串行通信可以采用異步方式，也可以采用同步方式。

　　(2004年)23.總線周期是指：任意總線設備為獲取總線控制權而等待的時間與占用總線的時間之和。

　　「分析」：總線訪問延遲：是主設備為獲得總線控制權而等待的時間?？偩€周期：是主設備占用總線的時間。

　　「答案」：總線周期是指主設備占用總線的時間。

　　四、簡答題：

　　歷年真題：

　　(2000年)1.何謂存儲總線?何謂I/O總線?各有何特點?(4分)

　　「答案」：

　　存儲總線是連接CPU和主存儲器之間的專用總線，速度高。

　　1/O總線是連接主機(CPU)與1/O設備之間的總線，可擴展性好。

　　(2001年)4.總線的分類方法主要有哪幾種?請分別按這幾種法說明總線的分類。

　　「答案」：① 按傳送格式分為：串行總線、并行總線;② 按時序控制方式分為：同步總線(含同步擴展總線)、異步總線;③ 按功能分為：系統總線、CPU內部總線、各種局部總線。

　　(2002年)4.何謂串行傳輸，有何優缺點?適用什么場合?

　　「答案」：

　　串行傳輸是指數據的傳輸在一條線路上按位進行。

　　優點：線路成本低。

　　缺點：傳送速度慢。

　　適用場合：主機與低速外設間的傳送、遠距離通信總線的數據傳送、系統之間的數據傳送。

　　(2003年)28.總線的同步通信方式與異步通信方式有什么區別?各適用于哪些場合?

　　「答案」：

　　同步通信方式中：數據傳送操作由統一的時序信號同步定時控制，有嚴格的時鐘周期劃分，總線操作有固定的時序，設備之間沒有應答信號。適合各設備速度固定且一致(或差異不大)的場合。

　　異步通信方式中：數據傳送操作所需時間視需要而定，總線操作周期時間不固定，沒有時鐘周期劃分，設備之間采用握手信號的應答方式。適合：各設備速度差異較大的場合。

　　(2004年)29.串行總線和并行總線有何區別? 各適用于什么場合?

　　「答案」：

　　串行總線的數據傳輸是在一條線路上按位進行。線路成本低，傳送速度慢。 適用場合：主機與低速外設間的傳送、遠距離通信總線的數據傳送、系統之間的數據傳送。

　　并行總線的每個數據位都需要單獨一條傳輸線，所有的數據位同時進行傳輸。線路成本高，傳送速度快。適用場合：短距離的高速數據傳輸。

　　(2005年)29.系統總線接口有哪幾項基本功能?

　　「答案」：① 控制：傳遞總線上的控制信息，主設備會通過總線接口向從設備發出控制信息。② 數據緩存：在總線傳遞信息時，在總線接口中臨時存放數據。③ 狀態設置通過總線和轉換從設備的工作信息，便于主設備了解從設備的信息。④ 數據轉換：某些總線接口需要對傳遞的數據進行轉換。⑤ 整理：對接口本身進行調整。⑥ 程序中斷。

　　由上可見，每年都會考本章的簡答題。考試的兩個重點：一個是串行總線和并行總線相關內容，另一個是同步通信方式與異步通信方式有關內容。這兩方面大家一定重點掌握。

　　下面一些知識也要求大家了解

　　1.什么是總線裁決?總線裁決有哪幾種方式?

　　「答案」：

　　總線裁決就是決定總線由哪個設備進行控制。

　　總線裁決方式可分為集中式裁決和分布式裁決兩種。

　　集中式裁決將總線的控制功能用一個專門的部件實現，這個部件可以位于連接在總線的某個設備上。當一個設備需要向共享總線傳輸數據時，它必須先發出請求，在得到許可時才能發出數據。裁決部件接收來自各個設備的總線使用請求信號，向其中某一個設備發出總線許可信號。

　　分布式裁決將控制功能分布在連接在總線上的各設備中，一般是固定優先級的。每個設備分配一個優先號，發出總線請求的設備將自己的優先號送往請求線上，與其他設備的請求信號構成一個合成信號，并將這個合成裁決信號讀入以判斷是否有優先級更高的設備申請總線。這樣可使得優先級最高的設備獲得總線使用權。

　　2.集中式裁決有哪幾種方式：

　　「答案」：

　　鏈式查詢方式(菊花鏈方式)：各申請總線的設備合用一條總線作為請求信號線，而總線控制設備的響應信號線則串接在各設備間。

　　計數器定時查詢方式：集中式總線裁決方式之一，設備要求使用總線時通過一條公用請求線發出，總線控制器按計數的值對各設備進行查詢。

　　獨立請求方式：集中式總線裁決方式之一，每一個設備都有一個獨立的總線請求信號線送到總線控制器，控制器也給各設備分別發送一個總線響應信號。

　　獨立請求方式可以和鏈式查詢方式結合，構成分組鏈式查詢方式。

　　3.提高總線速度的措施。

　　「答案」：從物理層次：1.增加總線寬度;2.增加傳輸的數據長度;3.縮短總線長度;4.降低信號電平;5.采用差分信號;6.采用多條總線。從邏輯層次：1.簡化總線傳輸協議;2.采用總線復用技術;3.采用消息傳輸協議。

　　4.什么是串行接口?什么是并行接口?他們與系統總線及I/O設備之間的傳遞格式分別是什么?

　　「答案」：串行接口和并行接口都是總線與設備之間的接口部件，但與設備間的數據格式不同。串行接口與外設之間串行，與系統總線之間并行。并行接口與外設之間并行，與系統總線之間并行。

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