地址总线和数据总线的关系、作用和宽度
总线技术
所有的串口的核心是通用异步收发器（UART） 芯片，该芯片可以实现将计算机输出的并行数 据转换成串行格式，或者将串行数据转换成并 行格式送回计算机的过程。当通信对象远离主 机时，采用串行传送方式更经济，有效。RS232或RS-422等串行总线标准在计算机终端中 广泛采用。 并口一般用于将打印机等设备连接到计算机上。 并口之所以被称为并口，是因为它有8条数据 线，可以通过这8条数据线同时发送包含数据 的一个字节的所有数据位。
被提议的未来传输率
400Mb/s(50MB/s) 800Mb/s(100MB/s) 1Gb/s+(125MB/s+)
DV便携式摄像机 高分辨率数码相机 HDTV 机顶盒 高速驱动器 高分辨扫描仪 电子乐器
无
无
典型设备
键盘 鼠标 游戏杆 低分辨率数码相机 低速驱动器 调制解调器 打印机 低分辨率扫描仪
IEEE 1284标准定义了并口的物理特性，标准 中给出了5种不同的并口操做模式
并口模式 半字节（4位） 字节（8位） 兼容 EPP（增强型并口） ECP（扩充能力端口） 方向 输入 输入 输出 输入/输出 输入/输出 传输率/B/S 50K 150K 150K 500K~2M 500K~2M
2、串口与并口的替代品 ----USB和IEEE 1394
异步方式根据“请求”和“回答”信号的撤 销是否互锁有3中情况：
（1）不互锁
“请求”和“回答”信号都有一定的时间宽度，“请求”信 号的结束和“回答”信号的结束不互锁，如图所示。
（2）半互锁
“请求”信号的撤销取决于接受“回答”信号，而“回答” 信号的撤销由从设备自己决定，如同所示。
（3）全互锁
“请求”信号的撤销取决于“回答”信号的来到，而“请求” 信号的撤销又导致“回答”信号的撤销，如图所示。全互 锁方式给出了最高的灵活性和可靠性，当然也付出了增加 接口电路复杂性的代价。
计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞(完整版)
11. 画一个具有双向传输功能的总线逻 辑图。 解：此题实际上是要求设计一个双向总 线收发器，设计要素为三态、方向、使能等 控制功能的实现，可参考74LS245等总线缓 冲器芯片内部电路。 逻辑图如下：（n位） 使能
控制 G
B1
Bn
…… …… …… ……
方向 控制 DIR
A1
An
错误的设计：
系统总线
• 9. 画出主机框图，分别以存数指令“STA M”和加法指令“ADD M”（ M均为主存地址）为例，在图中按序标出完成该指令（包括取指令阶 段）的信息流程（如→①）。假设主存容量为256M*32位，在指令字 长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位数。 • 解：主机框图如P13图1.11所示。 • （1）STA M指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR， MDR→IR， • OP(IR) →CU，Ad(IR) →MAR，ACC→MDR，MAR→MM，WR • （2）ADD M指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR， MDR→IR， • OP(IR) →CU，Ad(IR) →MAR，RD，MM→MDR， MDR→X，ADD，ALU→ACC，ACC→MDR，WR • 假设主存容量256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的 条件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均为32位，PC和MAR寄存器均 为28位。
存储总线
CPU MM I/O1 I/O2 …… I/On
这个方案的错误是： 不合题意。按题意要求应画出பைடு நூலகம்辑线路图而 不是逻辑框图。
12. 设数据总线上接有A、 B、C、D四个寄存器，要求 选用合适的74系列芯片，完 成下列逻辑设计： （1） 设计一个电路，在同 一时间实现D→A、D→B和 D→C寄存器间的传送； （2） 设计一个电路，实现 下列操作： T0时刻完成D→总线； T1时刻完成总线→A； T2时刻完成A→总线； T3时刻完成总线→B。
计算机硬件基础课后习题答案
第1章计算机概述1：计算机的类型有哪些？简述它们的特点目前国际上比较流行的计算机分类是：巨型计算机、主机（大、中型机）、小型计算机、和个人计算机。
巨型计算机指运算速度快、存储容量大的高性能计算机，它采用了大规模并行处理的体系结构，CPU由数以百计、千计的处理器组成，有极强的运算处理能力。
计算机的运算速度平均每秒1000万次以上；存贮容量在1000万位以上。
巨型机的研制水平是一个国家计算机技术水平的重要标志。
主机（大、中型机）大型机的运算速度一般在100万次/秒至几千万次/秒，通常用每秒运行多少万次来作为运算速度单位，字长32～64位，主存容量在几百兆字节以上，。
它有比较完善的指令系统，丰富的外部设备和功能齐全的软件系统。
其特点是通用，有极强的综合处理能力。
中型机的规模介于大型机和小型机之间。
小型机的机器规模小、结构简单、设计试制周期短，便于及时采用先进工艺技术，软件开发成本低，易于操作维护。
微型计算机是以微处理器（CPU）为核心，通过系统总线（BUS）将存储器、外围控制电路、输入输出接口连接起来的系统称为微型计算机。
若配有相应的外围设备(如显示器、键盘、打印机等)和系统软件，就组成了微型计算机系统(Micro Computer System)。
微型计算机具有以下特点：◆集成度高，体积小，重量轻，价格低廉；◆部件标准化，易于组装及维修；◆高可靠性及适应性。
2：微型计算机简单分哪几类？各有什么特点？微型计算机简单可分为常见的台式微型计算机即个人计算机PC，笔记本，及掌上电脑台式机具有：集成度高、体积较小价格低廉、部件标准化、，易于组装维修、高可靠性及适应性，计算能力强等特点；笔记本具有体积小重量轻，便于携带移动性强，耗电少功能强的特点;掌上电脑具有更小的体积、更轻的重量、更少的耗电和更强的可移动性的特点，其方便的上网功能正将加速“处处计算，移动计算”的时代到来。
；Flash存储器与RAM相比具有非易失性的优势，但是寿命短，可擦写次数少，读写速度慢，且不能完成完全随机读写。
计算机组成原理4
为了实现即插即用（PnP）功能，PCI部件内都置有配置 寄存器，配置读和配置写命令就是用于在系统初始化时，对这 些寄存器进行读写操作。 PAR信号为校验信号，用于对AD0～ AD31和C／＃BE0～C／＃BE3的偶校验。
4.1.1 总线的分类
在微型计算机系统中，按照总线的规模、用途及应用场 合，可将总线分为以下三类。
1.
芯片总线又称元件级总线。这是在构成一块CPU插件或 用微处理机芯片组成一个很小系统时常用的总线，用于各芯 片(如CPU芯片、 储器芯片、I/O接口芯片等)之间的信息传送。 按所传送的信息类别不同，可将芯片总线分为传送地址、传 送数据和传送控制信息等三组总线，简称为地址总线、数据 总线和控制总线。
不能判别数据是否正确传送到对方，故大多采用双向方式，
即应答式异步通讯。
图4-5
数据口读选通
M / IO
工作流程：
1）当输入设备通过选 通信号STB将数据打入
数据
输入 设备
锁存 器
选通信号 +5v
STB
DQR
数据 缓冲器
三态 缓冲器
R D 系统数据线
D0—D7
D0 片选信号1 地址为8001H
地址 译码器
适当地选择总线、 不断地更新总线是十分必要的。 下面
是一些较流行的总线类型：
ISA (Industry Standard Architecture工业标准体系结构)， 是 现存最老的通用微机总线类型， 是与286-AT总线一起引入的。
EISA (Extended Industry Standard Architecture, 扩展的工业
计算机组成原理
第四章 系统总线
机械工业出版社 计算机组成原理 黄颖等主编 huangying@
计算机学科专业基础综合组成原理-8
计算机学科专业基础综合组成原理-8一、综合应用题(总题数：20，分数：100.00)1.何谓总线仲裁?一般采用何种策略进行仲裁，简要说明它们的应用环境。
（分数：4.00）__________________________________________________________________________________________ 连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。
主方可以启动一个总线周期，而从方只能响应主方的请求。
每次总线操作，只能有一个主方占用总线控制权，但同一时间里可以有一个或多个从方。
除CPU模块外，I/O功能模块也可以提出总线请求。
为了解决多个主设备同时竞争总线控制器，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。
一般来说，采用优先级或公平策略进行仲裁。
在多处理器系统中对CPU模块的总线请求采用公平原则处理，而对I/O模块的总线请求采用优先级策略。
(1).某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个时钟周期，总线时钟频率为33MHz，问总线带宽是多少?（分数：4.00）__________________________________________________________________________________________ 设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个总线周期传送的数据量用n表示，根据定义可得：Dr=D/T=D×f=4B×33×106/s=132MB/s(2).如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz，求总线带宽是多少?（分数：4.00）__________________________________________________________________________________________ 因为64位=8B，所以Dr=D×f=8B×66×106/s=528MB/s(3).分析哪些因素影响带宽?（分数：4.00）__________________________________________________________________________________________ 总线带宽是总线能提供的数据传送速率，通常用每秒钟传送信息的字节数(或位数)来表示。
微机原理及接口第八章习题解答
“微机系统原理与接口技术”第八章习题解答（部分）1. 什么叫总线和总线操作？为什么各种微型计算机系统中普遍采用总线结构？答：总线是模块与模块之间传送信息的一组公用信号线；而模块间信息传送时与总线有关的操作统称为总线操作；模块间完成一次完整信息交换的时间称为一个总线操作周期。
总线标准的建立使得各种符合标准的模块可以很方便地挂在总线上，使系统扩展和升级变得高效、简单、易行。
因此微型计算机系统中普遍采用总线结构。
2．微机总线有哪些种类？其数据传输的主要过程是什么？答：微机中目前普遍采用的总线标准包括系统内总线标准和系统外总线标准两类：系统内总线标准一般指微机主板插槽（系统扩展板）遵循的各种标准，如PC/XT总线标准、ISA 总线标准（PC/AT总线标准）、VL总线标准（VESA具备总线标准）、PCI局部总线标准等；系统外总线标准指系统互连时遵循的各种标准，多表现为微机对外的标准接口插头，有时也称为接口标准，如EIA RS-232异步串行接口标准、USB通用串行接口标准、IEEE-488通用并行接口标准等。
一个总线操作周期一般分为四个阶段，即：总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
在含有多个主控制器的微机系统中，这四个阶段都是必不可少的；而在仅含一个主控制器的单处理器系统中，则只需要寻址和传数两个阶段。
3．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为系统外总线（通信总线）；用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线（板级总线）；CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为片内总线。
4．一次总线的信息传送过程大致可以分为4个阶段，依次为总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
8．同步总线有哪些优点和缺点？主要用在什么场合？答：同步并行总线时序是指总线上所有信号均以同步时钟为基准，所有接在总线上的设备的信息传输也严格与同步时钟同步。
同步并行总线的优点是简单、易实现；缺点是无法兼容总线上各种不同响应速度的设备，因为同步时钟的速度必须以最慢的响应设备为准，这样总线上的高速设备将无法发挥其高速性能。
第6章系统总线
6.1.1 总线的基本概念
式或底板式总线，主板式总线是一种板级总线， 主要连接主机系统印刷电路板中的CPU和主存等 部件，因此也被称为处理器－主存总线，有的系 统把它称为局部总线或处理器总线。底板式总线 通常用于连接系统中的各个功能模块，实现系统 中的各个电路板的连接。典型的有PCI总线、 VME总线等。 I/O总线：这类总线用于主机和I/O设备之间或计 算机系统之间的通信。由于这类连接涉及到许多 方面，包括：距离远近、速度快慢、工作方式等， 差异很大，所以I/O总线的种类很多。
6.1.1 总线的基本概念
6.1.1 总线的基本概念
3.系统总线的组成 一个系统总线通常由一组控制线、一组数据线和一 组地址线构成。也有些总线没有单独的地址线，地 址信息通过数据线来传送，这种情况称为数据线和 地址线复用。 数据线用来承载在源部件和目的部件之问传输的 信息，这个信息可能是数据、命令、或地址（如 果数据线和地址线复用的话）。 地址线用来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。 控制线用来控制对数据线和地址线的访问和使用。
教学过程
6.1
系统总线的结构 6.2 总线的控制、数据传输和接口 6.3 常用总线
6.1系统总线的结构
计算机系统中存储器、CPU等功能部件之间必须互 联，才能组成计算机系统。 部件之间的互联方式: 分散连接：各部件之间通过单独的连线互联 总线连接：将各个部件连接到一组公共信息传输 线上。总线结构的两个主要优点是 灵活：体现在新加部件可以很容易地加到总线 上并且部件可以在使用相同总线的计算机系统 之间互换 低成本。 现代计算机普遍使用的是总线互联结构。
总线的信号线类型有专用和复用两种。
专用信号线就是指这种信号线专门用来传送某一
计算机组成原理课后答案
计算机组成原理课后答案习题解答第一章思考题与习题1．什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？计算机系统是指计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。
硬件即指计算机的实体部分。
软件是由计算机运行所需的程序及相关文档硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等等计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。
5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示(4) 指令由操作码和地址码组成(5) 指令在存储器内按顺序存放。
(6) 机器以运算器为中心。
6．画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
硬件的主要技术指标：(1) 机器字长：指 CPU 一次能处理数据的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关(2) 存储容量：包括主存容量和辅存容量，存放二进制代码的总数＝存储单元个数×存储字长(3) 运算速度：主频、Gibson 法、MIPS 每秒执行百万条指令、CPI 执行一条指令所需时钟周期数、FLOPS 每秒浮点运算次数7．解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；CPU——中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；存储字长——存储器一次存取操作的最大位数；存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；机器字长——CPU能同时处理的数据位数；等于处理器内部寄存器位数指令字长——一条指令包含的二进制代码位数；8．解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。
计算机组成原理总复习
当真值为负时，原码、补码和反码的表示形式不同，但其符号
位都用“1”表示，而数值部分则是：
• 反码是原码的“每位求反” • 补码是原码的“求反加一”
由于“零”在补码中只有一种表示形式，故补码比原码和反码 可以多表示一个负数。
Computer Engineering Dr. Lin
n+1位定点数的数值范围
主存地址（S+w位） 标志Tag 索引（块地址） 块内字地址 Cache地址（r+w位） Cache的 内容 Tag 字0
块地址
选中1行 字1
块内字地址
选中行内1个字
……
字 n-1
Computer Engineering
Dr. Lin
组相联映射
Cache 0组 0块 1块 0块 1块 共分8组 … 0块 1块
若Cache已满，则按照某种替换策略把该行替换进Cache。
• CPU与Cache之间的数据交换以“字”为单位。
•主存与 Cache之间的数据传输以数据“块”为单位。要求 总线和主存支持多字（块）同时传输。一块由若干个字组 成，块是定长的。
Computer Engineering Dr. Lin
三种地址映射方式
非格式化容量是磁记录表面可以利用的磁化单元总数。
磁道的(非格式化)存储容量=最内层的磁道长度×内层位密度 磁道的(格式化)存储容量 = 扇区容量×每磁道扇区数 磁盘组的存储容量 = 每个磁道的存储容量×柱面数×存储面数
Computer Engineering Dr. Lin
磁盘存储器的寻址时间
磁盘存储器属于直接存取存储器 Direct-Access Storage。 寻址时间包括：寻道时间（找道时间）,等待时间 不同磁道的找道时间不一样。
计算机原理知识点
5.算罗单元（ALU）：是中央处理器CPU的一部分，用以计算机指令集中的执行算术与逻辑操作。某些处理器中，将ALU切分为两部分，即算术单元（AU）与逻辑单元（LU）
6.系统总线：是指CPU,主存，I/O设备各大部件之间的信息传输线。由于这些部件通常安放在主板和插件板（插卡）上，故又称为板级总线或板间总线。
一.选择题
1.完整的计算机系统应包括( )
A、 运算器 存储器 控制器
B、 外部设备和主机
C、 主机和应用程序
D、 配套的硬件设备和软件系统
我的答案：D
2.( )的功能是将机器语言转换成人类语言。
A、控制器
B、输入设备
C、输出设备
D、存储器
我的答案：C
3.以下语句错误的是
A、输入设备可以将机器语言转化为人类熟悉的形式
A、 存放在一个存储单元中的二进制代码组合
B、 存放在一个存储单元中的二进制代码位数
C、 存储单元的个数
D、 机器指令的位数
我的答案：A
二.填空题
1.完成一条指令分为_取出指令、_分析指令、__执行指令_三步。（请按顺序填写）
2____CPI__是指执行一条指令所需时钟周期数。
3.如果MAR12位，MDR8位，则所连接的存储器容量为___4___KB。
B、8
C、16
D、32
正确答案：C
二.填空题
3 总线上信息传递的方式有__串行___和__并行___两种。
4.___系统总线_____是连接各个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。
5.按连接部件的不同，总线通常可以分为_片内总线_____、_系统总线____和_____通信总线。
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地址总线和数据总线的关系、作用和宽度
1、地址总线和数据总线的关系数据总线是用来传送数据的，每根数据线传送
一个二进制位，8根正好传送一个字节。
但是地址总线是传送地址的，每根也是传送一个二进制位，8根地址线传送8个二进制位。
这8个二进制位有2种不同的变化，所以可以用来传送2个不同存储单元的地址，也就
是说用8根地址线可以寻址256B.
2、地址总线和数据总线的作用数据总线
（1） 是CPU与内存或其他器件之间的数据传送的通道。
（2）数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。
（3）每条传输线一次只能传输1位二进制数据。eg： 8根数据线一次可传送一个8位二
进制数据（即一个字节）。
（4）数据总线是数据线数量之和。
地址总线
（1）CPU是通过地址总线来指定存储单元的。
（2）地址总线决定了cpu所能访问的最大内存空间的大小。eg： 10根地址线能访问的最
大的内存为1024位二进制数据（1B）
（3）地址总线是地址线数量之和。
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。数
据总线的位数是微型计算机的一个重要指标，通常与微处理的字长相一致。例如Intel 8086
微处理器字长16位，其数据总线宽度也是16位。需要指出的是，数据的含义是广义的，
它可以是真正的数据，也可以指令代码或状态信息，有时甚至是一个控制信息，因此，在
实际工作中，数据总线上传送的并不一定仅仅是真正意义上的数据。