6-总线系统解析.ppt

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1、第六章 系统总线计算机组成原理计算机组成原理 Slide 2 本章主要内容o总线基本概念o总线接口o总线的仲裁与定时o常用总线计算机组成原理 Slide 3 总线基本概念o总线连接方式o总线内部结构o总线结构与系统性能计算机组成原理 Slide 4 总线(BUS)基本概念总线是系统部件间传送信息的公共通路。u内部总线(CPU内各功能单元间的连线）u系统总线（系统内各部件间的连线）uI/O总线(I/O设备间的连接总线）CLACLAADD 30STA 40NOPJMP 21000 006000 00420212223243040ALU000 021000 030ADD 30CLA指令译码器操作控制

2、器时序产生器程序计数器PC地址寄存器AR缓冲寄存器DR累加器AC指令寄存器IR执行指令控制地址总线ABUS数据总线DBUSSTA 40+1000 004000 006计算机组成原理 Slide 6 总线特性p物理特性-总线的物理连接方式n根数，插头、座的形状，引线的排列方式p功能特性-每一根线的功能p地址,数据,控制总线三类p电气特性-线上信号传递方向和有效电平范围n单/双向,电平高有效/低有效及范围p时间特性每根线在什么时间有效计算机组成原理 Slide 7 总线标准化不同厂家的相同功能部件可互换使用.ISA EISA VESA AGP PCI计算机组成原理 Slide 8 总线带宽o 总线

3、带宽：总线本身所能达到的最高传输速率。n 单位：Byte/s or MB/S(兆字节每秒106B/s)o设总线在同一个时钟周期内能并行传送D个字节o总线时钟周期为T，总线频率f=1/T o总线带宽Dr=D/T=D*fo例：oDr=4Byte33.3MHz=133MB/s计算机组成原理 Slide 9 总线带宽计算o(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总线时钟周期，总线时钟频率为33.3MHZ，求总线带宽是多少？o(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？计算机组成原理 Slide 10 几种总线的例子oIS

4、A 16bit 8.3MHz Dr=2*8=16MB/soEISA 32bit 16MHz Dr=4*16=64MB/soPCI 32/64bit 33MHz Dr=133/266MB/soAGP 64bit 66MHz Dr=8*66=528MB/s oPCI-X 64Bit 133MHz Dr=8*133=1GB/s计算机组成原理 Slide 11 总线连接方式o总线的排列以及与其它各类部件的连接方式影响计算机系统性能n单总线结构n双总线结构n三总线结构计算机组成原理 Slide 12 单总线结构 系统总线系统总线含DBUS，ABUS，CBUS特点：结构简单，易于扩充;多部件共用一根总线，

5、分时工作,传输效率较低。计算机组成原理 Slide 13 单总线速度瓶颈计算机组成原理 Slide 14 双总线结构 系统总线CPU与内存有专用高速总线,减轻系统总线的负担;内存可通过系统总线与外设进行DMA操作,而不必经过CPU.存储总线计算机组成原理 Slide 15 三总线结构 系统总线存储总线I/O总线计算机组成原理 Slide 16 三总线结构o特点:双总线基础上增加I/O总线,它是多个外设与通道间传送信息的公共通路;o通道的使用,进一步提高了CPU的效率.o“通道通道”是一台具有特殊功能的处理器,它分担了一部分CPU的功能.统一管理外设及实现外设与内存间的数据传送.计算机组成原理

6、Slide 17 总线结构与系统性能关系o最大存储容量n单总线系统中,内存要为外设保留一些地址.o指令系统 n单总线系统中,无须专门的I/O指令;n双总线系统中,设有专门的I/O指令.o吞吐量n流入、处理和流出系统的信息的速率n三总线系统比单总线系统要大得多.计算机组成原理 Slide 18 总线的内部结构 地址总线数据总线控制总线锁存器CPU是唯一主控者；通用性较差；北桥南桥分层次多总线结构信号速度缓冲电平转换控制协议转换北桥，南桥计算机组成原理 Slide 20 总线接口o信息传送方式o总线接口基本概念计算机组成原理 Slide 21 信息传送方式o串行传送o并行传送o分时传送计算机组成原

7、理 Slide 22 串行传送并并-串转换串转换串串-并转换并转换发送部件发送部件接收部件接收部件0000010100000101T1T2T3T4T5T6T7T8低位高位位时间位时间传送脉冲传送脉冲10100000计算机组成原理 Slide 23 串行传送特点o一条传输线o每次一位,o先低位,后高位.o同步-“位时间”o成本低,速度慢.计算机组成原理 Slide 24 例题 假设某串行总线传送速率是960个字符/秒，每一个字符格式规定包含10个数据位，问传送的波特数是多少？每个数据位占用的时间（位周期）是多少？o波特数为：10位/字符 960字符/秒 9600（波特）o每个数据位占用的时间Tb

8、是波特数的倒数：Tb 1/9600 0.000104（s）104（s）计算机组成原理 Slide 25 并行传送发送发送部件部件低位高位1接收接收部件部件01000000 每位数据一条传输线,并行传送.采用电位传送.传送速度快.计算机组成原理 Slide 26 发展趋势o并行传输距离受限o且线间串绕严重o串行传输距离长o无串绕现象o随着总线频率的增加，并行逐渐转向串行计算机组成原理 Slide 27 分时传送o采用总线复用方式o连在总线上的部件分时使用总线.计算机组成原理 Slide 28 总线接口基本概念o接口指CPU与主存、外设，或两种外设或两种机器间通过总线连接的逻辑部件。CPU接口外设

9、 地址总线数据总线控制总线I/O设备适配器通常称为接口，分串口和并口两大类。计算机组成原理 Slide 29 接口功能1.缓冲：速度匹配;2.转换：格式转换;3.控制：传送主机控制信号;4.状态：反映设备的工作状态；5.整理：识别和指示数据传送的地址和传输量;6.程序中断。计算机组成原理 Slide 30 接口的基本组成o设备地址译码线路o设备状态字寄存器(DSR)o输入/输出缓冲器(IDBR/ODBR)o数据转换线路o根据总线控制需要的定时信号线路计算机组成原理 Slide 31 接口的分类o适配器有两个接口：面向系统总线和外设的接口；o按外设供求数据方式的不同分n串行数据接口接口与设备之间

10、，数据按序逐个位传送的接口。n并行数据接口接口与设备和主机之间数据并行传送的接口。计算机组成原理 Slide 32 总线仲裁、定时o总线仲裁o总线定时计算机组成原理 Slide 33 总线的仲裁o总线仲裁：对总线的使用进行合理的分配和管理.n功能模块的主方和从方；n优先级策略或公平策略；o根据总线控制部件的位置,仲裁方式分为两类:n集中式总线仲裁n分布式总线仲裁部件要使用总线进行通信时,要向控制部件发请求信号.控制部件按各部件的优先级来决定谁使用总线.计算机组成原理 Slide 34 集中式仲裁BusRequest：总线请求信号线BusGrant：总线授权信号线中央仲裁器模块1 BR BG模块

11、n BR BGp链式查询方式p计数器定时查询方式p独立请求方式计算机组成原理 Slide 35 链式查询方式中央仲裁器接口1接口2接口n BS BR BGBS-总线忙 BR-总线请求 BG-总线响应请求（授权）通过接口的优先级排队电路来实现.离总线控制器越远,优先级越低.用线少-BG1根,易扩充;对响应链的电路故障很敏感.数据总线，地址总线计算机组成原理 Slide 36 计数器定时查询方式总线设备地址计数BRBS中央仲裁器接口1接口2接口nBS=0时,计数器开始计数,计数值通过一组地址线发向各设备.各接口中的设备地址与计数值一致时,该设备置“1”BS线.线数为2n根.计数器的初值可用程序来设

12、置.-各设备的优先级可变.-灵活.计算机组成原理 Slide 37 独立请求方式o每一设备有一对BR和BG;响应速度高o控制灵活,优先级可通过程序改变;控制线数多.-2n根.总线（地址线、数据线）BR1BR2BRnBG1BG2BGn中央仲裁器接口1接口2接口n计算机组成原理 Slide 38 分布式仲裁o 无需中央仲裁器（总线控制器）o 每个功能设备都有自己的仲裁号以及仲裁器o 优先级仲裁策略计算机组成原理 Slide 39 总线定时o总线信息传递过程分为:请求总线，总线仲裁，寻址，信息传送，状态返回o为了同步主方、从方的操作，必须制定定时协议。o定时:即事件出现在总线上的时序关系。o同步定时

13、 异步定时计算机组成原理 Slide 40 同步定时o同步定时，又称无应答定时。o事件出现在总线的时刻是由总线时钟信号来确定，所有的事件都出现在时钟信号的前沿，大多数事件只占据一个时钟周期。o采用公共时钟，每个功能模块什么时候发送或者接受信息都由统一时钟来规定，因此同步定时具有较高的数据传输频率。o但仅仅适合于总线长度短，各功能模块存取时间相差不大的情况。必须按最慢的设备定时。计算机组成原理 Slide 41 地址线地址线总线时钟总线时钟读命令读命令数据线数据线认可线认可线同步时序启动信号启动信号计算机组成原理 Slide 42 异步定时o异步定时，又称应答定时，后一事件出现在总线上的时刻取决

14、于前一事件的出现，建立在应答和互锁机制基础上，o不需公共时钟信号；o总线周期长度可变，快、慢速设备可连到同一总线上。计算机组成原理 Slide 43 总线时钟总线时钟异步时序地址线地址线读命令读命令数据线数据线认可线认可线启动信号启动信号计算机组成原理 Slide 44 地址线地址线读命令读命令数据线数据线从同步从同步主同步主同步异步时序计算机组成原理 Slide 45 例：分析某CPU总线仲裁时序PDP-11采用集中式仲裁方式，使用独立请求与菊花链查询相结合的二维总线控制结构。请分析图示的总线仲裁时序图。某CPU总线仲裁时序图总线请求BRi总线同意BGi设备回答SACK总线忙 BBSY设备请

15、求使用总线 BRi;CPU同意后，以BGi回答;设备接收到BGi，使BRi，并回答SACK;CPU接到SACK后，BGi作为回答;在BBSY为“0”时上升BBSY设备获得总线使用权;用完总线后，下降BBSY和SACK，释放总线。计算机组成原理 Slide 46 分析：o设备请求使用总线 BRi;oCPU同意后，以BGi回答;o设备接收到BGi，使BRi，并回答SACK;oCPU接到SACK后，BGi作为回答;o在BBSY为“0”时上升BBSY设备获得总线使用权;o用完总线后，下降BBSY和SACK，释放总线。计算机组成原理 Slide 47 常用总线oISA/EISA/VESAoPCI/PCI

16、-XoNGIOoFuture I/OoInfiniBandoAGPoUSB计算机组成原理 Slide 48 IBM PC/XToIBM PCXT总线是 1981年与IBM个人计算机同时推出的，是 IBM PCXT微机所用的总线，是围绕当时的 Intel 8088芯片而设计。o具有开放式结构，用户可在IBM PCXT机的底板上使用总统扩展插座，通过接口板使IO设备与主机相连。oPCXT总线定义了62根信号线。其中数据线8根，地址线20根，控制线26根（含时钟信号），电源5根，地线3根。计算机组成原理 Slide 49 IBM PC/AToISA（industrial standard archi

17、tecture）总线标准是IBM 公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线。o它是对XT总线的扩展，以适应8/16位数据总线要求。它在80286至80486时代应用非常广泛，以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。oISA总线插槽有一长一短两个插口(62个和36个引脚)计算机组成原理 Slide 50 D18D1C18C1B31B1A31A1ISA总线插槽总线插槽计算机组成原理 Slide 51 ISA/EISAoISA总线是IBM公司为286计算机制定的工业标准总线。该总线的总线宽度是16位，总线频率为8MHz。oEISA（Extended Industry

18、Standard Architecture即扩展工业标准结构总线）是为32位中央处理器（386、486、586等等）设计的总线扩展工业标准。EISA总线包括ISA总线的所有性能外，还把总线宽度从16位扩展到32位、总线频率从8.3MHz提高到16MHz计算机组成原理 Slide 52 EISA计算机组成原理 Slide 53 VESA video electronics standard associationpVESA总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线，简称为VL(VESA local bus)总线 p该总线系统考虑到CPU与主存和Cache的直接相连，通常把这部分

19、总线称为CPU总线或主总线，其他设备通过VL总线与CPU总线相连，所以VL总线被称为局部总线。p数据、地址总线宽度均为32位。寻址空间为4GB。总线最高传输率为132MB/S.p是一种高速、高效的局部总线，可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。计算机组成原理 Slide 54 PCIpPCI（Peripheral Component Interconnect即连接外部设备的计算机内部总线）于1991年由Intel公司首先提出，经美国SIG（即美国计算机协会专业集团）推出的新一代64位总线。p早期的486系列计算机主板采用ISA总线和EISA总线，而奔腾（Penti

20、um）或586系列计算机主板采用了PCI总线和EISA总线。根据586系列主板的技术标准，主板应该淘汰传统的EISA总线，而使用PCI总线结构，但由于很多用户还在使用ISA总线或EISA总线接口卡，所以大多数586系列主板仍保留了EISA总线。计算机组成原理 Slide 55 PCI总线结构处理器处理器主存控制器主存PCI设备PCI设备HOST桥主设备 目标设备PCI/LAGACY总线桥PCI/PCI桥LAGACY设备LAGACY设备PCI设备PCI设备HOST总线PCI总线PCI总线LAGACY总线（遗留）计算机组成原理 Slide 56 PCI总线特点1.支持总线主控技术，允许智能设备在适

21、当的时候取得总线控制权以加速数据传输和对高度专门化任务的支持。2.支持猝发传输模式。在这种模式下，PCI能在极短时间内发送大量数据，特别适合于高分辨率且多达数百万种颜色的图象快速显示。3.不受CPU速度和结构的限制。4.与 ISAEISAMCA兼容。5.预留扩展空间，支持64b数据和地址。6.设有特别的缓存，实现外设与CPU隔离，外设或CPU的单独升级都不会带来问题。7.数据宽度32b，时钟频率33MHz时，最大数据传输速率为133MB/s。8.同步时序、集中式仲裁计算机组成原理 Slide 57 PCI总线局限性1.多PCI设备共享总线的带宽。2.多PCI设备共享一组信号线，因此受插板插入位

22、置的影响，会产生微妙的信号畸变。实际上在33MHz的PCI总线情况下，只能用到4个插 槽；在66MHz 下，只能用到2个插 槽。3.在PCI 总线中是采用内存映射I/O，这也影响了系统的整体性能。CPU读写动作频率要与PCI总线的动作频率同步，所以就延缓了CPU指令的执行速度。计算机组成原理 Slide 58 AGPo处理器是发展速度最快的设备，为了消除外围设备的连接瓶颈，需不停的改进总线技术，其中为了适应个别硬件设备对于传输带宽的急剧增长的需求，局部总线的改进更是频繁，oAGP总线就是局部总线的一种。AGP（Accelerated Graphics Port）即高速图形接口。专用于连接主板上

23、的控制芯片和AGP显示适配卡，为提高视频带宽而设计的总线规范，目前大多数主板均有提供。计算机组成原理 Slide 59 计算机组成原理 Slide 60 AGPo它定义了一种高速的连通结构，把三维图形控制卡从把三维图形控制卡从PCI总线总线上分离出来，直接连在上分离出来，直接连在CPU/PCI控制芯片组控制芯片组”(北桥北桥)上上，形形成专用的高速点对点通道成专用的高速点对点通道高速图形端口高速图形端口(AGP)。oAGP 1.0规范由Intel于1996年7月发布，以66MHZ的PCI2.1版规范为基础进行了扩充和改进，它以66MHz的基本频率工作时，称为基本AGP模式(即AGP 1X)，带

24、宽为266MB/s；AGP 2X模式的带宽为533MB/s。o1998年5月份，AGP 2.0版规范发布，工作频率依然是66MHz，工作电压降低到了1.5v，并且增加了4x模式，这样它的数据传输带宽达到了1066MB/s(约1GB/S)。计算机组成原理 Slide 61 AGP的优势o由于AGP总线独立于PCI总线，所以在具有AGP总线的系统中，PCI总线可以被用于其它的数据传输，比如IDE/ATA、USB控制器等等的数据传输。oAGP允许视频卡能与系统RAM(主存)直接进行高速连接，即支持所谓DIME(Direct Memory Execute，直接存储器执行)方式，当显存容量不够时，将主存

25、当作显存来使用，当显存容量不够时，将主存当作显存来使用，把耗费显存的三维操作全部放在主存中来完成。这样一可以节省显存，二可以充分利用现代PC机大容量主存(现已达GB容量级)的优越条件。Pentium处理器处理器局部总线局部总线(66MHz或或100MHz)CPU/PCICPU/PCI桥芯片桥芯片(440LX(440LX或或440BX)440BX)存储器存储器AGP视频视频控制卡控制卡AGP接口接口(66MHz)局部帧局部帧缓冲区缓冲区PCI/ISA桥芯片桥芯片PCI卡卡PCI卡卡ISA卡卡ISA卡卡ISA总线总线(8MHz)USB总线总线(12MB/s)PCI总线总线(22MHz或或66MHz

26、)Pentium系统中的系统中的AGP计算机组成原理 Slide 63 Todays PC计算机组成原理 Slide 64 下一代总线技术oPCI-X(Compaq、IBM、HP)oNGIO(Intel 1998)oFeature IO(Compaq、IBM、HP、Adaptec)oInfiniBand计算机组成原理 Slide 65 PCI-X局部总线o为解决Intel架构服务器中PCI总线的瓶颈问题，Compaq、IBM和HP公司决定加快加宽PCI芯片组的时钟速率和数据传输速率，使其分别达到133MHz和1GB/s。o利用对等PCI技术和Intel公司的快速芯片作为智能I/O电路的协处理器

27、来构建系统，这种新的总线称为PCI-X。oPCI-X 技术能通过增加计算机中央处理器与网卡、打印机、硬盘存储器等各种外围设备之间的数据流量来提高服务器的性能。与PCI相比，PCI-X拥有更宽的通道、更优良的通道性能以及更好的安全性能。计算机组成原理 Slide 66 计算机组成原理 Slide 67 Compact PCIoCompact PCI的意思是“坚实的PCI”，是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统，是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标准。oCompact PCI是在原来PCI总线基础上改造而来，它利用PCI的优点，提供满足工业环境应

28、用要求的高性能核心系统，同时还考虑充分利用传统的总线产品，如ISA、STD、VME或PC/104来扩充系统的I/O和其他功能。计算机组成原理 Slide 68 Compact PCI计算机组成原理 Slide 69 NGIO（下一代总线）oNGIO（Next Generation Input/Output）总线是Intel公司推出的下一代I/O总线结构。与其它总线结构有所区别，NGIO总线结构采用的是与传统共享总线不同的交换机制。NGIO有4条连线，2条用于输入，2条用于输出，数据传输率为2.5GB/s。oNGIO在工作时，将处理器与I/O分离，这使得处理器在每次出现新的数据处理请求时不必停下

29、来，而由连接到服务器内存上的I/O引擎与外设进行通信。计算机组成原理 Slide 70 PCI-EXPRESS 3GIOoPCI Express采用设备间的点对点串行连接。o允许每个设备都有自己的专用连接，是独占的，并不需要向整个总线请求带宽，同时利用串行的连接特点将能轻松将数据传输速度提到一个很高的频率，达到远超出PCI总线传输速率。o串行连接能大大减少电缆间的信号干扰和电磁干扰，由于传输线条数有所减少，更能节省空间和连接更远的距离。o单个基本的PCI Express连接是一种单双单工连接，一个单独的基本的PCI Express串行连接就是两个独立的通过不同的低电压对驱动信号实现的连接，一个

30、接受对和一个发送对（共四组线路）。计算机组成原理 Slide 71 PCI-EXPRESS计算机组成原理 Slide 72 PCI-EXPRESS计算机组成原理 Slide 73 Future I/O总线（未来总线）oFuture I/O（将来的输入输出总线）总线结构是与NGIO相竞争的另一种总线，目前仍处在IBM、Compaq、HP等公司的研制开发中，据称其数据传输率可达10GB/s，40多条传输线计算机组成原理 Slide 74 InfiniBand总线o一种统一future i/o和ngio总线的新型总线标准 infiniband贸易协会（infiniband trade associa

31、tion）o与前两个集团显著不同的是，ibta协会有着202个成员，几乎包括了工业界所有主要的系统、半导体和外围设备制造商，而且它的成员数目还在增加o2000年10月份，这个组织发布了它的infiniband i/o规范的1.0版本。由于已经有了规范，ibta的成员们将很快开始设计和研制带有inibandd的产品。计算机组成原理 Slide 75 USB总线o在传统的PC机使用中，为了连接显示器、键盘、鼠标及打印机等外围设备，必须在主机箱背后接上一大堆信号线缆及连接器端口，给PC机的安装、放置及使用带来极大的不便。o另外，为了安装一个新的外设，除需要关掉机器电源外，还需安装专门的设备驱动程序，

32、否则，系统是不能正常工作的。这也给用户带来不少麻烦。计算机组成原理 Slide 76 USB总线特点oUSBUSB总线总线(Universal Serial Bus，通用串行总线)o是PC机与多种外围设备连接和通信的标准接口，它是一个所谓“万能接口”，可以取代传统PC机上连接外围设备的所有端口(包括串行端口和并行端口)；o用户几乎可以将所有外设装置包括键盘、显示器、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪及各种数字音影设备，统一通过USB接口与主机相接。o同时，它还可为某些设备(如数码相机、扫描仪等)提供电源，使这些设备无须外接独立电源即可工作计算机组成原理 Slide 77 USB总线历史o1995

33、年由称为“USB实现者论坛”(USB Inplementer Forum)的组织联合开发的新型计算机串行接口标准。o有许多著名计算机公司，如Compaq、IBM、Intel、DEC及Microsoft等均是该联合组织的重要成员。o1996年1月，颁布了USB 1.0版本规范，2000年颁布2.0版本。计算机组成原理 Slide 78 USB1.0硬件结构oUSB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游（Downstream)设备提供电源o全速12Mbps的传输数据；对于低速外设则以1.5Mbps的传输速率来传输数据。USB总线会根据外设情况在两种传输模式中自动地动态转换。o

34、USB系统采用级联星型拓扑，该拓扑由三个基本部分组成：主机（Host)，集线器（Hub)和功能设备。计算机组成原理 Slide 79 引脚引脚1234Vcc（电源）（电源）DataDataGround（地）（地）(a)4芯芯USB线缆线缆1234A系列系列2134B系列系列(b)两种类型的两种类型的USB连接器连接器USB线缆及连接器线缆及连接器计算机组成原理 Slide 80 总线结构拓补端口端口1端口端口2端口端口3端口端口4端口端口5端口端口6上行端口上行端口连接至连接至USB主机主机USB集线器集线器计算机组成原理 Slide 81 应用由于其连接的方便性，得到了广泛的应用 1.USB

35、存储设备（U盘，移动硬盘，移动刻录机）2.调制解调器 3.USB摄像头 4.USB键盘、鼠标、打印机，游戏手柄、扫描仪 5.USB HUB计算机组成原理 Slide 82 高速总线接口高速总线接口-IEEE 1394oUSB总线是一种新型计算机外设接口标准。但USB总线的数据传输主要还是适合于中、低速设备，而对于那些高速外设(如多媒体数字视听设备)就显得有些不够了。oIEEE 1394(又称i.Link或Fire Wire)，是由Apple公司和TI(德克萨斯仪器)公司开发的高速串行接口标准，其数据传输率已达100M bps、200M bps、400M bps、800M bps，即将达到，即将达到1Gbps和和1.6G bps。oUSB 1.1的通信速率仅为12M，USB 2.0的速率也仅为480M bps。USB3.0的最大传输带宽高达5.0Gbps（即640MB/s）。注意这是理论传输值，如果几台设备共用一个USB通道，主控制芯片会对每台设备可支配的带宽进行分配、控制。如在USB1.1中，所有设备只能共享1.5MB/s的带宽。如果单一的设备占用USB接口所有带宽的话，就会给其他设备的使用带来困难。计算机组成原理 Slide 83 本章重点内容o总线基本概念o总线的仲裁o影响总线性能的基本因素