- 总线桥：不同速率总线之间的连接，起速度缓冲、电平转换、控制协议转换的作用
- 多级总线结构（南北桥）
- 单总线结构
- 总线结构对系统性能的影响
多总线单总线对最大存储容量不影响因要与io共享内存，影响对指令系统增加IO指令无IO指令对吞吐量大小
4. 总线仲裁和数据传输方式
菊花链式串行总线仲裁：简单，只要有一个主设备占用总线，其他就占不了
集中式并行总线仲裁：
- 固定优先级策略：优先级高的主设备，总会优先控制总线权
- 轮叫式策略：皇帝轮流做
- LRG策略：最近获得控制权的，再获得控制权的优先级高（经常用的就更容易获得总线控制权）
5. 总线标准
概念：计算机各部件之间利用总线传输信息应遵守的协议和规范，包括硬件和软件两部分
常见的总线标准
- 机箱内部总线：
- ISA - EISA - VESA
- ISA（Industrial Standard Architecture）：最早指定的总线技术标准，总线宽度8/16位，频率5-8MHz，带宽5-8MB/s
- EISA：宽度变成32位
- VESA：宽度变成64位
- PCI（PCIe） - AGP
- 主要用于系统总线和IO总线，取代ISA
- 地址总线和数据总线分时复用，支持即插即用（自动寻找驱动程序）
- 32/64位，133/264MB/s
- 机箱外部总线：
- USB等...
八、输入输出系统
1. 输入输出系统概述
组成：外设、接口、总线、管理软件
基本功能
- 完成计算机内外的信息传递
- 保证CPU正确选择输出设备
- 利用缓冲等，实现主机与外设的速度匹配
特点：异步性、实时性、设备无关性
输入过程：CPU把地址值放入总线 --> CPU等候设备数据有效 --> CPU从总线读入数据存入寄存器
输出过程：CPU把地址值放入总线 --> CPU把数据值放入总线 --> 设备等数据有效取走数据
IO系统性能：存储IO、通信IO
- 连接特性：哪些设备可以和IO相连
- IO系统容量：IO系统可以容纳的设备数
- 响应时间：从用户输入命令到得到结果所花的时间（s）
- 吞吐率：单位时间完成的IO操作次数（用IOP表示）
2. 输入输出方式
无条件IO方式：执行IO指令时，CPU默认外设已经准备就绪，外设很难满足这一点
程序控制IO方式：执行IO指令时，先获取设备状态（设备状态寄存器），决定下一步操作（程序决定）
- 数据要经过CPU，CPU还要浪费大量时间查询设备状态
中断IO方式：外设主动通知CPU接收或输出数据，有实时性
DMA方式：由硬件执行IO，外设准备好后通知DMA，DMA接管总线，完成数据交换
- 既有中断的优点，又降低了服务的开销
通道和IO处理机方式：外设种类很多速度差别很大，将外设管理工作从CPU总分离出来
- 通道本身就是个简单的CPU，执行IO指令的处理机
- IO处理机是通道的进一步发展，更像一个CPU了
3. 中断请求与响应
概念：CPU由内部外部事件引起CPU中断正在运行的程序，具有随机性（符合输入输出系统特性）
作用：主机与外设并行；故障处理；实时处理
类型：
- 内部中断（软件、异常）
- 外部中断（可屏蔽中断INTR、不可屏蔽中断NMI）
基本功能：
- 中断信号的保持与清除：通过寄存器存起来，处理完清零
- 中断优先级：硬件响应优先序、软件服务优先序（中断服务程序开头，设置自己的中断屏蔽位）
- 中断源识别：系统分配给每个中断源的代号（中断号），中断号获取可以用硬件或软件方式
- 中断处理：
- 响应：每执行完一条指令，就会判断是否有中断请求
- 处理：保存断点（返回地址）、执行中断程序、返回断点
- 中断控制：
- 中断触发方式：指外设以什么逻辑信号去申请中断（边沿触发、电平触发）
- 中断排队方式：按优先级、循环轮流排队
- 中断嵌套：中断正在执行的中断程序，不可屏蔽中断不能嵌套
- 中断屏蔽：处理器内部有个触发器，“1”时才会响应外部中断
4. DMA方式
原理：数据传送不经过CPU，由DMA控制器实现内存和外设、外设和外设之间的直接快速传递
系统构成：
- DMA作为主设备之一
