计算机组成.零件之间的通信.总线BUS

• 总线干嘛的？说白了就是用来传输数据的，在计算机的各个部件之间。比如我主存里存的数据CPU要用，需要一条线路传过去吧，CPU内部各个寄存器之间、寄存器与ALU、CU与各个部件之间等等等等很多地方，总之就是部件之间需要传输数据
• 传输的数据分为三种，对应着三种功能的总线
  
  • 数据总线
  • 地址总线
  • 控制总线
• 那么为何称为“总”线？那是因为大部分情况下，我们没办法把任意两个部件之间都连起来，因为部件的数量太多太多了
  
  • 所以我们只用一根总线来传输， 那么面临的第一个问题就是，怎么区分数据、地址、控制这三类呢？？
  • 确实对于数据和地址有一种技术叫做总线复用，因为计算机是在时序的控制下工作，所以一根总线上的数据在不同的时间段内被规定为“数据”还是“地址”。对于控制信号还没有这样做的，，，
  • 还是分三根总线来吧
  • 那么又有一个问题，只有三根线的话，虽然可以区分是数据还是地址还是控制信号，但是对于众多的部件来说，它如何知道当前总线上传输的数据是不是给它的？因为一条数据线连接了所有的部件，A给B发送数据的时候上面的数据是给B的，对于其他部件是没用的、是错误的数据。
  • 所以说，就需要控制信号来控制嘛。A发送数据的时候，控制信号就只让B从数据总线接收数据，其他部件是不接收的。
• 突然想到一个比喻，只是用来解释总线的工作原理，并非历史发展
  
  • 总线大概就像自来水管，自来水厂没办法给所有的家庭都铺设一条专门的管道，所以就只铺设一条管道连接起所有的家庭。每个家庭都有自己家庭的工作用来给社会做贡献，哪家需要用水，就可以随时打开自来水管取水。
  • 后来自来水厂买下了加油站，但是不想再铺设更多的线路，所以就仍旧用一根管道，但是告诉所有的家庭，只有在你收到了自来水的信号，从管道上才能取出你需要的自来水，收到的是汽油信号，取出来的就是汽油。信号的传输也需要一条线，所以就铺设了一条电线来传输信号
  • 事实证明这做是明智的，因为自来水厂经济越来越发达，逐渐买下了食用油厂、煤气厂、盐厂、汉堡厂等等等等，但是依旧使用一根管道就可以服务所有的家庭了，只不过需要传输的控制信号多一点，这比多铺设管道要省钱多了
  • 后来发现家庭之间的交换也比较频繁，既然有这么方便的总管道为什么不用呢？于是大家都在控制信号的控制下，被告知可以往管道上放东西的家庭就可以往管道上放东西，然后再通知谁来取东西。这些管道就变成了双向的通行，可以取也可以放。
• 所以总线的一个很重要的特征就是，对挂在上面的部件是共享的。
  
  • 如果两个家庭之间达成私下交换的协议，或一个家庭和自来水厂有关系可以让人把东西专门开车送来，那相当于专门的通信通道，不能称之为总线
• 对应到计算机上，这种总线就是“以分时形式共享一组电导线”来实现。
• 废话太多了…

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总线组成与特性

组成

• 传输线、接口和总线控制器
  
  • 除了传输数据、地址和控制信号的信息线外，还有电源线和接地线来连接到每个部件，也有可能会有备用线来预防总线出故障
  • 接口由三态门和缓冲寄存器组成。三态门可以决定当前总线与这个部件的联通状态，三态门的输出可以是1、0和高阻抗三个状态，多一个EO使能来控制
  • 由于总线的共享性，所以需要一个总线控制器来控制总线的使用和分配，

特性

功能特性

• 传输线按功能（传输的数据是个啥）分类
  
  • 地址总线
  • 数据总线
  • 控制总线

电气特性

• 也就是传输方向了啦
  
  • 单向总线：只能一个方向传输数据。地址线单向就够了=、=
  • 双向总线：全双工和半双工
    
    • 全双工：同时可以双向的传输数据
    • 半双工：一个