什么是总线

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问题描述:

什么是总线？总线可分为哪几类，各有什么功能？？？？？

解析:

1总线的概念：

多个功能部件共享的信息传输线称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充，使用统一的总线标准，不同设备间互连将更容易实现。

2总线的分类：

总线分为内部总线、系统总线和外部总线。内部总线指芯片内部连接各元件的总线。系统总线指连接CPU、存储器和各种I/O模块等主要部件的总线。外部总线则是微机和外部设备之间的总线。

3．系统总线：

⑴数据总线DB（Data Bus）：用于CPU 与主存储器、CPU 与I/O 接口之间传送信息。数据总线的宽度（根数）决定每次能同时传输信息的位数。因此数据总线的宽度是决定计算机性能的主要指标。计算机总线的宽度等于计算机的字长。目前，微型计算机采用的数据总线有16位、32位、64位等几种类型。

⑵地址总线AB（Address Bus）：用于给出源数据或目的数据所在的主存单元或I/O端口的地址。

⑶控制总线CB（Control Bus）：用来控制对数据线和地址线的访问和使用。

4 常用的总线标准

常用的总线标准有：ISA总线、EISA总线、VESA总线、PCI总线。目前微机上采用的大多是PCI总线。

5 系统总线的性能指标

⑴总线的带宽：指的是单位时间内总线上可传送的数据量。

⑵总线的位宽总线的位宽指总线能同时传送的数据位数。

⑶总线的工作频率：工作频率越高，总线工作速度越快，总线带宽越宽。

总线带宽=总线位宽/8×总线工作频率 MB/s

并口又称为并行接口。目前，并行接口主要作为打印机端口，采用的是25 针D 形接头。所谓“并行”，是指8 位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。

串口叫做串行接口，现在的PC 机一般有两个串行口COM 1 和COM 2 。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。 虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。通常 COM 1 使用的是9 针D 形连接器，也称之为RS-232接口，而COM 2 有的使用的是老式的DB25 针连接器，也称之为RS-422接口，这种接口目前已经很少使用。

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问题描述:

总线是什么？？

解析:

总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说，就是多个部件间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。总线的种类很多，前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。

SATA是串行ATA的缩写，为什么要使用串行ATA就要从PATA——并行ATA的缺点说起。我们知道ATA或者说普通IDE硬盘的数据线最初就是40根的排线，这40根线里面有数据线、时钟线、控制线、地线，其中32根数据线是并行传输的（一个时钟周期可以同时传输4个字节的数据），因此对同步性的要求很高。这就是为什么从PATA-66（就是常说的DMA66）接口开始必须使用80根的硬盘数据线，其实增加的这40根全是屏蔽用的地线，而且只在主板一边接地（千万不要接反了，反了的话屏蔽作用大大降低），有了良好的屏蔽硬盘的传输速度才能达到66MB/s、100MB/s和最高的133MB/s。但是在PATA-133之后，并行传输速度已经到了极限，而且PATA的三大缺点暴露无遗：信号线长度无法延长、信号同步性难以保持、5V信号线耗电较大。那为什么SCSI-320接口的数据线能达到320MB/s的高速、而且线缆可以很长呢？你有没有注意到SCSI的高速数据线是“花线”？这可不是为了好看，那“花”的部分实际上就是一组组的差分信号线两两扭合而成，这成本可不是普通电脑系统愿意承担的

为数据总线DB（Data Bus）、地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB（Control Bus），也统称为系统总线。

1、“数据总线DB”用于传送数据信息。数据总线是双向三态形式的总线，即他既可以把CPU的数据传送到存储器或I/O接口等其它部件，也可以将其它部件的数据传送到CPU。

2、“地址总线AB”是专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口，所以地址总线总是单向三态的，这与数据总线不同。

3、“控制总线CB”用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和I/O接口电路的，如读/写信号，片选信号、中断响应信号等；也有是其它部件反馈给CPU的。

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采用总线结构的主要优点

1、面向存储器的双总线结构信息传送效率较高，这是它的主要优点。

2、CPU与高速的局部存储器和局部I/O接口通过高传输速率的局部总线连接，速度较慢的全局存储器和全局I/O接口与较慢的全局总线连接，从而兼顾了高速设备和慢速设备，使它们之间不互相牵扯。

3、简化了硬件的设计。便于采用模块化结构设计方法，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作cpu插件、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线就可工作，而不必考虑总线的详细操作。

4、简化了系统结构。整个系统结构清晰。连线少，底板连线可以印制化。

5、系统扩充性好。

6、系统更新性能好。

7、便于故障诊断和维修。用主板测试卡可以很方便找到出现故障的部位，以及总线类型。

参考资料来源：百度百科-总线

PC机的系统总线又可分为ISA、EISA、MCA、VESA、PCI、AGP等多种标准。 一、ISA/EISA/MCA/VESA总线 ISA(Industry Standard Architecture)是IBM公司为286/AT电脑制定的总线工业标准,也称为AT标准。ISA总线的影响力非常大，直到现在仍存在大量ISA设备，最新的主板也还为它保留了一席之地。MCA (Micro Channel Architecture)是IBM公司专为PS/2系统开发的微通道总线结构。由于要求使用许可证，违背了PC发展开放的潮流，因此还未有效推广即告失败。 EISA(Extended Industry Standard Architecture)，是EISA集团(由Compaq、HP、AST等组成)专为32位CPU设计的总线扩展工业标准，向下兼容ISA，当年在高档台式机上得到一定应用。VESA(Video Electronics Standards Association)，是VESA组织(由IBM、Compaq等发起，有120多家公司参加)按Local Bus(局部总线)标准设计的一种开放性总线，但成本较高，只是适用于486的一种过渡标准，目前已经淘汰。 二、PCI总线 90年代后，随着图形处理技术和多媒体技术的广泛应用，在以Windows为代表的图形用户接口(GUI)进入PC机之后，要求PC具有高速的图形及 I/O运算处理能力，这对总线的速度提出了挑战。原有的ISA、EISA总线已远远不能适应要求，成为整个系统的主要瓶颈。1991年下半年，Intel 公司首先提出了PCI(Peripheral Component Interconnect)的概念，并联合IBM、Compaq、AST、HP、等100多家公司成立了PCI集团。PCI是一种先进的局部总线，已成为局部总线的新标准，是目前应用最广泛的总线结构。 PCI总线是一种不依附于某个具体处理器的局部总线，从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，需要时具体由一个桥接电路，实现对这一层的智能设备取得总线控制权，以加速数据传输管理。 三、AGP总线 虽然现在PC机的图形处理能力越来越强，但要完成细致的大型3D图形描绘，PCI总线结构的性能仍然有限。为了让PC的3D应用能力能同图形工作站相比，Intel公司开发了AGP(Accelerated Graphics Port)标准，主要目的就是要大幅提高高档PC机的图形尤其 D图形的处理能力。严格说来，AGP不能称为总线，因为它是点对点连接，即连接控制芯片和AGP显示卡。AGP在主内存与显示卡之间提供了一条直接的通道，使得3D图形数据越过PCI总线，直接送入显示子系统。这样就能突破由于PCI总线形成的系统瓶颈，从而达到高性能3D图形的描绘功能。PCI及 AGP插槽外观见图1。标准接口的类型 在微机系统中采用标准接口技术，其目的是为了便于模块结构设计,可以得到更多厂商的广泛支持，便于“生产”与之兼容的外部设备和软件。不同类型的外设需要不同的接口，不同的接口是不通用的。以前在8086/286机器上存在过的ST506和ESDI等接口标准都已经淘汰,目前在微机中使用最广泛的接口是：IDE、EIDE、SCSI、USB和IEEE 1394五种。 一、 IDE/EIDE接口 IDE的原文是Integrated Device Electronics,即集成设备电子部件。它是由Compaq开发并由Western Digital公司生产的控制器接口。IDE采用了40线的单组电缆连接。由于把控制器集成到驱动器之中,适配卡已变得十分简单,现在的微机系统中已不再使用适配卡，而把适配电路集成到系统主板上,并留有专门的IDE连接器插口。IDE由于具有多种优点,且成本低廉,在个人微机系统中得到了广泛的应用。 增强型IDE (Enhanced IDE)是Western Digital为取代IDE而开发的接口标准。在采用EIDE接口的微机系统中,EIDE接口已直接集成在主板上,因此不必再购买单独的适配卡。与IDE 相比,EIDE具有支持大容量硬盘、可连接四台EIDE设备、有更高数据传输速率（133MB/s以上）等几方面的特点。为了支持大容量硬盘，EIDE 支持三种硬盘工作模式：NORMAL、LBA和LARGE模式。 二、Ultra DMA33和Ultra DMA66接口 在ATA－2标准推出之后，SFFC又推出了ATA－3标准。ATA－3标准的主要特点是提高了ATA－2的安全性和可靠性。ATA－3本身并没有定义更高的传输模式。此外，ATA标准本身只支持硬盘，为此SFFC将推出ATA－4标准，该标准将集成ATA－3和ATAPI并且支持更高的传输模式。在 ATA－4标准没有正式推出之前，作为一个过渡性的标准,Quantum和Intel推出了Ultra ATA(Ultra DMA)标准。 Ultra ATA的第一个标准是Ultra DMA33(简称UDMA33)，也有人把它称为ATA－3。符合该标准的主板和硬盘早在1997年便已经投放市场，目前几乎所有的主板及硬盘都支持该标准。 Ultra ATA的第二个标准是Ultra DMA66（或者Ultra ATA－66）是由Quantum和Intel在1998年2月份提出的最新标准。Ultra DMA66进一步提高了数据传输率，突发数据传输率理论上可达666MB/s。并且采用了新型的CRC循环冗余校验，进一步提高了数据传输的可靠性，改用80针的排线(保留了与现有的电脑兼容的40针排线，增加了40条地线)，以保证在高速数据传输中降低相邻信号线间的干扰。 目前，有Intel 810、VIA Apollo Pro等芯片组提供了对Ultra DMA66硬盘的支持。部分主板也提供了支持Ultra DMA66硬盘的接口。而新出的大部分硬盘都支持Ultra DMA－66接口。 三、SCSI接口 SCSI的原文是Small Computer System Interface,即小型计算机系统接口。SCSI也是系统级接口(外观如图2),可与各种采用SCSI接口标准的外部设备相连,如硬盘驱动器、扫描仪、光驱、打印机和磁带驱动器等。采用SCSI标准的这些外设本身必须配有相应的外设控制器。SCSI接口早期只在小型机上使用,近年来也在PC机中广泛采用。 最新的Ultra3 SCSI的Ultra160/m接口标准，进一步把数据传输率提高到160MB/s。昆腾也在1998年11月推出了第一个支持Ultra160/m接口标准的硬盘Atlas10K和Atlas四代。SCSI对PC来说应是一种很好的配置,它不仅是一个接口,更是一条总线。相信随着技术的进一步发展， SCSI也会像EIDE一样广泛应用在微机系统和外设中。 四、USB接口 USB(Universal Serial Bus)接口(外观如图3)的提出是基于采用通用连接技术，实现外设的简单快速连接，达到方便用户、降低成本、扩展PC机连接外设的范围的目的。目前PC中似乎每个设备都有它自己的一套连接设备。外设接口的规格不一、有限的接口数量，已无法满足众多外设连接的迫切需要。解决这一问题的关键是，提供设备的共享接口来解决个人计算机与周边设备 的通用连接。 USB技术应用是计算机外设连接技术的重大变革。现在USB接口标准属于中低速的界面传输，面向家庭与小型办公领域的中低速设备。比如键盘、鼠标、游戏杆、显示器、数字音箱、数字相机以及Modem等，目的是在统一的USB接口上实现中低速外设的通用连接。PC主机上只需要一个USB端口，其他的连接可以通过USB接口和USB集线器在桌面上完成。USB系统由USB主机（HOST）、集线器（HUB）、连接电缆、USB外设组成。下一代的USB接口，数据传输率将提高到120Mbps～240Mbps，并支持宽带宽数字摄像设备及新型扫描仪、打印机及存储设备。 五、IEEE 1394接口 IEEE 1394是一种串行接口标准，这种接口标准允许把电脑、电脑外部设备、各种家电非常简单地连接在一起。从IEEE 1394可以连接多种不同外设的功能特点来看，也可以称为总线，即一种连接外部设备的机外总线。IEEE 1394的原型是运行在Apple Mac电脑上的Fire Wire(火线)，由IEEE采用并且重新进行了规范。它定义了数据的传输协定及连接系统，可用较低的成本达到较高的性能，以增强电脑与外设如硬盘、打印机、扫描仪，与消费性电子产品如数码相机、DVD播放机、视频电话等的连接能力。由于要求相应的外部设备也具有IEEE 1394接口功能才能连接到1394总线上，所以，直到1995年第3季度Sony推出的数码摄像机加上了IEEE 1394接口后，IEEE 1394才真正引起了广泛的注意。 六、Device Bay Device Bay是由Microsoft、Intel和Compaq公司共同开发的标准，这一技术可让所有设备协同运作，包括CD－ROM、DVD－ROM、磁带、硬盘驱动器以及各种符合IEEE 1394的设备。 由于Device Bay技术能够处理类型广泛的设备，所以它可创建一种新PC：主板将仅包括CPU，所有驱动器和设备都在外部与计算机相连，并包括所有数字家电，例如电视和电话。 尽管Device Bay的规范已于1997年制定完毕，但由于这一技术研发经费开销过高，因此很可能会搁浅。迄今Microsoft还没有准备在未来的操作系统中，支持DeviceBay的具体计划。

微型计算机三大总线是：数据总线，地址总线，控制总线。\x0d\数据总线：用来传输CPU与存储器间、CPU与接口间指令和数据；\x0d\地址总线：用来选择存储器指定单元、指定接口；\x0d\控制总线：用来传送控制信号，时序信号，和状态信息等。其中有的是CPU向内存和外设发出的信息，有的则是内存和外设向CPU发出的信息。

总线按功能和规范可分为五大类型:

1、数据总线（Data Bus）：在CPU与RAM之间来回传送需要处理或是需要储存的数据。

2、地址总线（Address Bus）：用来指定在RAM（Random Access Memory）之中储存的数据的地址。

3、控制总线（Control Bus）：将微处理器控制单元（Control Unit）的信号，传送到周边设备。

4、扩展总线（Expansion Bus）：外部设备和计算机主机进行数据通信的总线，例如ISA总线，PCI总线。

5、局部总线（Local Bus）：取代更高速数据传输的扩展总线。

系统总线包含有三种不同功能的总线

1、数据总线DB（Data Bus）

数据总线DB用于传送数据信息。

2、地址总线AB（Address Bus）

地址总线AB是专门用来传送地址的。

3、控制总线CB（Control Bus）

控制总线CB用来传送控制信号和时序信号。

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总线的特性如下

1、物理特性：

物理特性又称为机械特性，指总线上部件在物理连接时表现出的一些特性，如插头与插座的几何尺寸、形状、引脚个数及排列顺序等。

2、功能特性：

功能特性指每一根信号线的功能，如地址总线用来表示地址码。数据总线用来表示传输的数据，控制总线表示总线上操作的命令、状态等。

3、电气特性：

电气特性指每一根信号线上的信号方向及表示信号有效的电平范围，通常，由主设备（如CPU）发出的信号称为输出信号（OUT），送入主设备的信号称为输入信号（IN）。

4、时间特性：

时间特性又称为逻辑特性，指在总线操作过程中每一根信号线上信号什么时候有效，通过这种信号有效的时序关系约定，确保了总线操作的正确进行。

参考资料来源：百度百科-系统总线

参考资料来源：百度百科-总线

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