总线是如何分类的？可分为哪几类

　　1，冯诺依曼计算机组成：运算器，存储器，控制器，输入设备，输出设备
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　　2，总线是如何分类的：按部件不同，总线可以分为
　　片内总线：芯片内部的总线
　　系统总线：CPU，主存，I/O设备各大部件间的信息传输线
　　数据总线：传输各个部件中的数据信息，双向传输，其位数和机器字长，存储字长有关
　　地址总线：指出数据总线上目的数据在主存单元的地址，单向传输
　　控制总线：发出信号使各个部件可以在不同时刻占用总线的使用权
　　通信总线：用于计算机系统与计算机系统，计算机系统与其他系统间的通信
　　串行通信：数据在1位宽的传输线上，一位一位地传输，适用于远距离传送
　　并行通信：将串行通信并列执行，适用于30m内的传输
　　3，为什么要设置总线的判优控制（仲裁）：解决多个部件同时申请时的使用权分配问题
　　主设备：对总线有控制权
　　从设备：对总线没有控制权，只能响应主设备发来的总线命令
　　4，常见的总线集中式控制有那些：有三种，
　　链式查询：只需要很少的几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且很容易扩充设备，但对电路敏感，级低的设备很难获得请求（连线简单，易于扩充，对电路故障敏感）
　　计数器定时查询：多了一组设备线，少了一组总线同意线，优先级设置比较灵活，对故障不敏感，连线及其控制过程复杂
　　独立请求查询：速度最快，但硬件器件大，连线多，成本较高
　　5，通信的控制方式
　　总线的周期：
　　申请分配阶段：多个主设备申请总线使用权，总线仲裁绝对给其中的一个设备使用
　　寻址阶段：主设备发出地址信号，唤醒参与活动的从设备
　　传数阶段：主设备和从设备进行数据交换，数据流入目的设备
　　结束阶段：主设备的有关信息从总线上撤销，让出总线的使用权
　　同步通信：通信双方由统一时标控制数据传送
　　优点：规定明确，统一，模块间的配合简单一致
　　缺点：主从模块时间配合属于强制性同步，必须在规定时间内完成规定要求
　　例题：P61（总线的数据传输率=总线的宽度/总线的传输周期
　　一个传输周期可能包含多个时钟周期，1字=4字节=32位）
　　异步通信：主模块发出请求后，一直等待从模块反馈回来的响应信号后，才开始通信
　　不互锁方式：主模块发出请求，一段时间后确认从模块收到，撤销信号。从模块接到请求后，根据条件发出响应，一段时间后，确定主模块接收回答信号后，撤销信号
　　半互锁方式：主模块发出请求，必须接到从模块的回答信号后，才撤销请求信号，从模块一段时间后自动撤销信号
　　全互锁方式：主模块发出请求，必须接到从模块的回答信号后，才撤销请求信号，从模块等待知道主模块请求信号已撤销后，才撤回回答信号
　　半同步通信：同步异步结合，适用于系统工作不高，但又包含了由许多工作差异较大的各类设备组成的简单系统
　　分离式通信：充分挖掘系统总线每瞬间的潜能，
　　1主模块申请占用总线，使用完放弃总线的使用权
　　2从模块申请占用总线，将各种信息传送到主总线
　　6，总线带宽：总线数据传输速率=总线的宽度/总线的传输周期
　　7，画图说明异步穿行传输方式P63
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　　1，为什么要加Cache：主存用来存放数据，其速度与CPU数据差距过大，为了让他们的速度很好的匹配，加入缓存
　　2， 缓存——主存：解决CPU和主存速度不匹配问题
　　主存——缓存：解决存储系统的容量问题
　　3，主存各个存储单元的空间位置是由单元地址号来表示的，而地址总线是用来指出存储单元地址号的，根据该地址号，可以读出或写入一个存储字
　　4，存储器的性能指标P74：
　　存储容量=存储单元个数 * 存储字长（位） 存储容量=存储单元个数 * 存储字长/8（字节）
　　例如：机器主存量为256M，它按字节存储的地址线位数对应28
　　存储速度：由存储时间和存取周期表示
　　存储器带宽：单位时间从存储器进出的信息最大数量
　　计算：如存储周期为500ns，每个周期可以访问16位，带宽=16/500ns=32M位/s
　　提高的措施：
　　1，缩短存储周期
　　2，增加存储的字长，使得每个存储周期可以读写更多的位数
　　3，增加存储体
　　5，存储器芯片：
　　存储器芯片通过地址总线，数据总线和控制总线和外部 连接
　　地址线是单向输入的，位数和芯片的容量有关
　　数据线是双向的，位数和芯片可以读写的数据位数有关
　　例如：地址线10根，数据线4根——》芯片容量为2^14=4k
　　片选线CS，CE 读写控制线WE（低写，高读）OE（允许读）WE（允许写）
　　片选线有效，芯片才工作
　　半导体存储芯片译码驱动方式：线选法，重合法
　　6，动态RAM的刷新P86：
　　什么是刷新：对DRAM定期进行的全部重写的过程
　　刷新的过程：实质上是将原信息读出，再有刷新放大器形成原信息并重新希尔的再生过程
　　为什么要刷新：电容上的电荷只能存活1~2s，由于存储单元的访问是随机的，有可能某些存储单元长期得不到访问，其存储单元内的原信息就会慢慢消失，因此需要在一定时间内对RAM的全部基本单元电路进行刷新，一般时间取2ms（再生周期）。刷新是一行一行进行的
　　集中刷新：在规定的一个刷新周期内，对全部存储单元集中一段时间进行刷新，此时必须停止读写操作，如对28*128矩阵的 存储芯片进行刷新，存取周期为0.5us，刷新周期为2ms=2000us。
　　对128行集中刷新需要128*0.5us=64us（死时间），2000us-64us=1936us用来读写，维持信息。
　　死时间率=64us/2000us=3.2%
　　分散刷新：对每行存储单元的刷新分散到每个存储周期内完成（在每个读写周期后插入一个刷新周期）。如对28*128矩阵的 存储芯片进行刷新，读写周期为0.5us，存取周期为1us。128行，每行1us
　　128us后完成刷新——》不存在操作死时间，存储周期变长了
　　异步刷新：集中式和分散式的折中，既缩短了死时间，又充分利用最大刷新间隔为2ms的特点
　　如对28*128矩阵的 存储芯片进行刷新，刷新最大周期为2ms=2000us。可采取在2ms内对128行，进行刷新，2000us/128=15.6us刷新一行，每行刷新时间为0.5us。死时间为0.5us
　　7，动态RAM和静态RAM的比较：
　　
　　8，存储器与CPU连接
　　位扩展：增加存储字长（房间的大小）CS，WE一样
　　例如 2片1k*4位——》1片1k*8位：图P92
　　字扩展：增加存储器字的数量（房间的数量）WE一样，CS反向
　　例如 2片1k*4位——》2k*4位：图P93
　　字，位扩展：既增加存储字长，又增加存储字的数量
　　例如 8片1k*4位——》4k*8位：图P93
　　例题P95
　　9，分级存储的目的：解决存储容量，价格和存储速度之间的矛盾
　　10，Cache做在CPU芯片内的好处：
　　提高外部总线的利用率，CPU访问cache不需要占用外部总线
　　增强了系统的整体效率
　　提高存储速度
　　11，将指令Cache和数据Cache分开的好处：
　　可以支持超前控制和流水线控制
　　指令Cache可用ROM实现，提高指令存取的可靠性
　　数据Cache对不同数据类型的支持更加灵活
　　13，循环冗余码P144
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　　1，计算机中参与运算的数有：
　　无符号数：寄存器的位数反应无符号数的范围（机器字长16，无：0~65535）
　　有符号数：机器数的真值（-32768~+32768）
　　2，原码：把+看成0，-看成1
　　+1110——》0，1110
　　-1110——》1，1110
　　反码：（正）与原码一致 （负）符号位不变，数值位取反
　　0，1110——》0，1110
　　1，1110——》1，0001
　　补码：（正）与原码一致 （负）符号位不变，数值位取反，加一
　　0，1110——》0，1110
　　1，1110——》1，0010
　　3，已知【Y】补 求【-Y】补
　　将【Y】补的所有位取反，末位加一
　　4，因为补码很难在形式上比较大小，所以出现了移码
　　【x】移=2^n+x
　　两个数的减法：A-B= A+［-B］= ［A］补+［-B］补（mod2^n+1）
　　两个数的加法：A+B= A+［B］= ［A］补+［B］补（mod2^n+1）
　　5，
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　　1，寻址方式：确定本条指令的数据地址，以及下一条要执行的指令地址的方法
　　立即寻址：形式地址A里面是操作数x
　　直接寻址：A存的是x在主存中的地址
　　隐含寻址：形式地址A里面是操作数x1，加上ACC中的x2——操作数x
　　间接寻址：形式地址A里面是操作数地址EA，EA指向操作数x
　　寄存器地址：A中存的是寄存器编号（里面有操作数x）
　　基址寻址：A中的值加上BR寄存器中的值——地址EA——》x
　　变址寻址：基址寻址
　　相对寻址：A中存的值加上PC寄存器的值——地址EA——》x
　　堆栈寻址：
　　2，机器指令的格式：
　　需要考虑的因素：
　　操作类型：包括指令数及其操作的难易程度
　　数据类型：确定哪些数据类型参与操作
　　指令格式：包括指令字长，操作码位数，地址个数，寻址方式类型，指令字长，操作码的位数是否可变
　　寻址方式：。。。
　　寄存器个数：。。。
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　　CPU的组成：
　　寄存器：用于存放当前指令的地址，存放操作数
　　CU：可以发出各种操作命令序列的控制部件
　　ALU：负责算术运算，逻辑运算（只对CPU寄存器的操作数进行操作）
　　中断系统：处理异常情况和特殊请求
　　流水线性能：
　　1，吞吐率：单位时间内流水线完成指令的数量，最大吞吐率T（max）=1/t
　　例如流水线完成n条指令，对于m级的流水线，每一段的处理时间为t
　　实际吞吐率：n/（mt+（n-1）t）
　　2，加速比：指m段流水线的速度与等功能非流水线速度之比
　　流水线各段完成时间为t，完成n条指令在m段流水线上的时间T1=mt+（n-1）t
　　非流水线上时间T2=nmt
　　加速比S=nm/m+n-1
　　3，效率：流水线中各功能段的利用率
　　流水线各段完成时间为t，完成n条指令在m段流水线上的时间区T1=m（mt+（n-1）t）
　　非流水线上时间区T2=nmt
　　效率E=T1/T2=n/（m+n-1）=S/m
　　中断隐指令：不再机器指令系统中，由CPU在中断周期内由硬件完成的一条指令
　　1，中断周期：
　　保护程序断点：把当前程序中寄存器的操作数保存起来
　　寻找中断服务程序的入口地址：找到下一条要执行指令的地址保存起来
　　关中断：确保CPU之后的响应不受中断请求影响
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　　CU控制方式：同步控制，异步控制，联合控制，人工控制
　　多级时序系统：由节拍和机器周期组成
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　　微指令格式：P412例题