全球一百名吉他手:计算机组成原理
来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/05/08 08:55:46
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1.3计算机硬件
以CPU为中心的双总线结构
结构总线:两簇总线
1CPU与内存之间交换信息的通路,即存储总线M-BUS
2CPU与I/0设备之间交换信息的通路,即输入/输出总线I/0-BUS
分析与结论 内存与i/0设备间交换信息都要通过CPU。因此成为CPU的双总线结构
存在问题:既然内存与i/0通过CPU交换信息,那么久必要要受到CPU的直接控制
优点在于同一时间只能进行一种传送,控制线路简单,时间关系易于处理,可以采用同步控制方式
缺点:由于CPU要干预,当i/0设备工作频繁时,大量占用CPU时间,降低CPU工作效率,但实用于低档小型机没问题
单总线结构:特点:靠一簇总线(包括地址数据和各种控制线来实现CPU、存储器、i/0设备之间的信息交换
2.分析与结论
从单总线的传送方式可以看出,中央处理机不再是计算机的中心,CPU与其他设备一样,只不过是单总线上的一个子系统。
采用单总线结构后系统功能增强,因为采用单总线传送方式允许i/0设备直接与存储器交换信息,除分配总线使用权时还要与CPU打交道外,基本上不影响CPU,同时,外部设备寄存器和内存统一编码,这样中央处理机可以像访问内存一样访问外部设备。
存在问题:
单总线的工作不允许有两个设备同时使用总线。因此,当I/O设备控制总线使用权时,CPU(它对总线使用的优先级别低于I/O设备)不能从贮存中取出数据,因而降低了Cpu的处理速度
由于所有设备都连在一簇总线上,总线负载很重,随着外设与中央处理机之间信息量增大,可使系统的吞吐量承包和状态,甚至无法胜任,从而使系统性能下降。
单总线常采用异步互销应答方式,因此,控制逻辑比较复杂。
3.面向存储器的双总线结构
结构特点:在内存上开了两个扣子,一个通过高速缓冲存储器Cache(它存有存储器部分信息的副本)与中央处理机相连,专供它与CPU交换信息;另一个口子与原来的单总线相同,实现内存与其他设备的信息交换。
在这种结构中,存储器成为计算机的中心,所以把这种结构称为面向存储器的双总线结构。
这种结构不是对单总线结构的否定,而是对她很好的补充。原因:1CpU通过专用总线与主存交换信息,不仅提高了处理机的速度,而且减轻了系统总线的负担,防止饱和。2主存与I/O设备交换信息,不必经过CPU,因此又保持了单总线的主要优点—系统灵活性。
3系统程序日益庞大,信息存储称为构成系统的一个核心问题,整个系统由早期以CPU为中心发展为一存储器为中心。因此这种双总线结构被广泛采用(了解)
以上所讲均为小型机的,大型机的结构有所不同, 采用了通道(或接口处理机)