【正文】 . 6)總線控制方式 :包括突發(fā)工作 ,自動配置 ,總裁方式 ,邏輯方式 ,技術(shù)方式等 . 7)其他指標(biāo) :負(fù)載能力 ,電源電壓 ,總線寬度能否擴展等 . (二 ) 總線仲裁 由于 總線上連接著多個部件 ,何時由哪個部件發(fā)送信息 ,如何定時 ,如何防止信息丟失 ,如何避免多個設(shè)備同時發(fā)送 ,如何規(guī)定接收部件等一系列問題都需要總線控制器統(tǒng)一管理 ,主要包括總線的判優(yōu)控制 (仲裁邏輯 )和通信控制 . 總線仲裁邏輯可分為集中式和分布式兩種 ,前者將控制邏輯集中在一處 (如在 CPU中 ),后者將控制邏輯分散在總線的各個部件之上 . 1. 集中仲裁方式 集中仲裁方式有三種 : (1)鏈?zhǔn)讲樵? 當(dāng)一個或多個設(shè)備同時發(fā)出總線使用請求信號 BR 時 ,中央仲裁器發(fā)出的總線授權(quán)信號 BG 沿著菊花鏈串行的從一個設(shè)備依次傳送到下一個設(shè)備 ,到達(dá)離出發(fā)點最近的發(fā)出總線請求的設(shè)備之后就不再往下傳 . (2)計數(shù)器定時查詢 總線上個設(shè)備通過總線請求信號 BR,發(fā)出請求 ,中央仲裁器接收到請求信號后 ,在總線忙信號 BS 為“ 0”的情況下 ,讓計數(shù)器開始計數(shù) ,計數(shù)值通過一組地址線發(fā)往各設(shè)備 .每個設(shè)備有一個地址判別電路 ,如果地址線上的計數(shù)值與總線請求設(shè)備地址一致 ,則該設(shè)備對 BS 線置“ 1” ,表示該設(shè)備獲得了總線使用權(quán) ,同時中止計數(shù)查詢 . (3)獨立請求方式 每個連接到總線的設(shè)備都有一組單獨的總線請求信號 BRi 與總線授權(quán)信號 ,它們各自發(fā) 出自己的總線請求信號 .中央仲裁器中設(shè)置了一個專門的排隊電路 ,由它根據(jù)一定的優(yōu)先次序決定優(yōu)先響應(yīng)哪個設(shè)備的請求 ,然后給該設(shè)備總線授權(quán)信號 BGi 2. 分布仲裁方式 同集中式仲裁相比 ,分布式仲裁不需要中央仲裁器 ,而是讓各個主設(shè)備功能模塊都有自己的仲裁號和仲裁電路 .需要使用總線時 ,各個設(shè)備的功能模塊將自己唯一的仲裁號發(fā)送到共享的總線上 ,各自的仲裁電路再將從仲裁總線上獲得的仲裁號和自己的仲裁號相對比 ,獲勝的仲裁號將保留在仲裁總線上 ,相應(yīng)設(shè)備的總線請求獲得響應(yīng) . (三 ) 總線操作和定時 目前在總線上的操作主要有以下幾 種 : 1)讀和寫 讀是將從設(shè)備 (如存儲器 )中的數(shù)據(jù)讀出并經(jīng)總線傳輸?shù)街髟O(shè)備 (如 CPU)。寫是主設(shè)備到從設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸過程 . 2)塊傳送 主設(shè)備給出要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊的起始地址后 ,就可以利用總線對固定長度的數(shù)據(jù)一個接一個的讀出或?qū)懭?. 3)寫后讀或讀后寫 主設(shè)備給出地址一次 ,就可以進(jìn)行先寫后讀或者先讀后寫操作 ,先讀后寫往往用于校驗數(shù)據(jù)的正確性 ,先寫后讀往往用于多道程序的對共享存儲資源的保護(hù) . 4)廣播和廣集 主設(shè)備同時向多個從設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的操作模式稱為廣播 .廣集操作和廣播操作正好相反 ,它將從多個從 設(shè)備的數(shù)據(jù)在總線上完成 AND 或 OR操作 ,常用于檢測多個中斷源 . 所謂定時 ,是指事件出現(xiàn)在總線上的時間關(guān)系 .總線常用的定時協(xié)議有同步定時方式和異步定時方式 1. 同步定時方式 同步定時方式要求所有的模塊由統(tǒng)一的始終脈沖進(jìn)行操作的控制 ,各模塊的所有動作均在時鐘周期的開始產(chǎn)生 ,并且多數(shù)動作在一個時鐘周期內(nèi)完成 . 2. 異步定時方式 異步定時方式是一種應(yīng)答方式或者互鎖機制的定時方式 .對于異步操作 ,操作的發(fā)生由主設(shè)備或從設(shè)備的的特定信號來確定 .總線上一個事件的發(fā)生取決于前一個事件的發(fā)生 ,雙方互相提供聯(lián)絡(luò)信號 . (四 ) 總線標(biāo)準(zhǔn) 總線標(biāo)準(zhǔn)就是系統(tǒng)與各模塊 ,模塊與模塊之間的一個互連的標(biāo)準(zhǔn)界面 . 目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有以下幾種 : 1．系統(tǒng)總線 1)ISA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系 (Industry Standard Architecture),它是最早出現(xiàn)的微型計算機總線標(biāo)準(zhǔn) ,應(yīng)用在 IBM的 AT 機上 .直到現(xiàn)在 ,微型計算機主板或工作站主板上還保留有少量的 ISA擴展槽 . 2) EISA擴展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系 (Extended Industry Standard Architecture),主要用于 286 微機 .EISA 對 ISA完全兼容 . 3) VESA視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 (Video Electronic Standard Association),是按照局部總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的一種開放總線 ,只適合于 486 的一種過渡標(biāo)準(zhǔn) ,已淘汰 . 4) PCI外圍設(shè)備互聯(lián) (Peripheral Component Interconnection),PCI局部總線是高性能的 32 位或 64 位總線 ,它是專門為高集成度的外圍部件 ,擴充插板和處理器 /存儲器系統(tǒng)而設(shè)計的互連機制 . 5)AGP是一種新型的視頻接口的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ,專用于連接主存和圖形存儲器 .AGP 總線寬 32 位 ,時鐘頻率 66MHz,能以 133MHz工作 ,最高的傳輸速率可達(dá) 533Mbps. 2．設(shè)備總線 1)IDE集成驅(qū)動電子設(shè)備 (Integrated Drive Electronics),它是一種在主機處理器和磁盤驅(qū)動器之間廣泛使用的集成總線 .絕大部分 PC 的硬盤和相當(dāng)數(shù)量的 CDROM驅(qū)動器都是通過這種接口和主機連接的 . 2)SCSI小型計算機系統(tǒng)接口 (Small Computer System Interface),現(xiàn)在這種接口不再局限于將各種設(shè)備與小型計算機直接連接起來 ,它已經(jīng)成 為各種計算機 (包括工作站 ,小型機 ,甚至大型機 )的系統(tǒng)接口 . 3)RS232(Remended Standard232C),是由美國電子工業(yè)協(xié)會 EIA(Electronic Industries Association)推薦的一種串行通信總線標(biāo)準(zhǔn) . 4) USBUSB(Universal Serial Bus)接口基于通用的連接技術(shù) ,可實現(xiàn)外設(shè)的簡單快速連接 ,已達(dá)到方便用戶 ,降低成本 ,擴展微機連接外設(shè)范圍的目的 . 布 置 作 業(yè) （書面作業(yè)、電子版作業(yè)） ①
P66: ② 上網(wǎng)查詢還有那些總線類型 課后小結(jié) ① 總線是連接各個部件的信息傳輸線，是各個部件共享的傳輸介質(zhì) ② 根據(jù)總線所傳輸?shù)男畔?nèi)容的不同，總線可分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。 ③ 根據(jù)總線在計算機系統(tǒng)中所處的位置不同，總線又有片級總線、內(nèi)部總線和外部總線之分。 ④ 根據(jù)傳輸方式可分為 并行總線和串行總線 說明： ； ：范例講解、多媒體講解、模型講解、實物講解、掛圖講解、音像講解、實驗講解等。 教 案 正 頁 課程名稱： 計算機組成原理 任 課 教 師 張素 總課序 第 4 次 授 課 時 間 第 2 周 第 2 次課 撰寫（修改）稿 2021 年 3月 5日 講 課 內(nèi) 容 第 3 章 課 題 總線 特性及性能指標(biāo) 和總線結(jié)構(gòu) 課時安排 2 課時 授課方式 □ 理論課 □ 討論課 □實踐課 □ 實驗課 □ 習(xí)題課 □ 其 他 教 具 準(zhǔn) 備 黑板 教 學(xué) 目 的 了解總線的 性能指標(biāo)并熟悉總線結(jié)構(gòu) 教 學(xué) 重 點 ① 總線的 性能指標(biāo) ② 總線結(jié)構(gòu) 教 學(xué) 難 點 總線結(jié)構(gòu) 教 學(xué) 基 本 內(nèi) 容 教學(xué)手段及時間分配 復(fù)習(xí)舊課： 回憶上節(jié)課所講內(nèi)容 ,提問 :總線有哪些類型 ? 引入新課： 從一臺具體的計算組成上簡單的介紹一下安裝在主機箱上主板 ,以及主板之上的主要部件 ,引出總線在主板中的物理位置和起到的作用 。引出本節(jié)新的內(nèi)容。 新課內(nèi)容： 特性及性能指標(biāo) 結(jié)構(gòu) 板書綱要： 見增加頁 范例講解 實驗講解 課堂討論 本講共 2課時 ， 其中 ： 特性及性能指標(biāo) 1課時 總線 結(jié)構(gòu) 1課時 教 案 中 頁 布 置 作 業(yè) （書面作業(yè)、電子版作業(yè)） ①
P66: ② 上網(wǎng)查詢還有那些總線 標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在市場上采用的標(biāo)準(zhǔn)有哪些，分別由哪些公司所研發(fā)。 課后小結(jié) ① 總線特性：機械、電氣、功能、時間 ② 總線性能：總線寬度、帶寬、時鐘同步、總線復(fù)用、控制方式等 ③ 總線標(biāo)準(zhǔn)： ISA\EISA\PCI\AGP\USB等 ④ 總線結(jié)構(gòu)：單總線、多總線 ⑤ 總線結(jié)構(gòu)實例 說明： ； ：范例講解、多媒體講解、模型講解、實物講解、掛圖講解、音像講解、實驗講解等。 教 案 正 頁 課程名稱： 計算機組成原理 任 課 教 師 總課序 第 5 次 授 課 時 間 第 3 周 第 1 次課 撰寫（修改）稿 2021 年 9月 5日 講 課 內(nèi) 容 第 3 章 課 題 總線 控制 課時安排 2 課時 授課方式 □ 理論課 □ 討論課 □實踐課 □ 實驗課 □ 習(xí)題課 □ 其 他 教 具 準(zhǔn) 備 黑板 教 學(xué) 目 的 掌握總線判優(yōu)控制和總線通信控制 教 學(xué) 重 點 ① 總線判優(yōu)控制 ② 總線通信控制 教 學(xué) 難 點 ① 集中式判優(yōu)和分散式判優(yōu) ② 同步通信與異步 通信 教 學(xué) 基 本 內(nèi) 容 教學(xué)手段及時間分配 復(fù)習(xí)舊課： 回憶上節(jié)課所講內(nèi)容 ,提問 :總線結(jié)構(gòu)中一般包含哪些部件，找到總線控制器。 引入新課： 總線上 連接著很多部件，什么時候由哪些部件發(fā)送信息，哪些部件接收信息，如何發(fā)送信息，如何防止信息的丟失，如何避免多個部件同時發(fā)送等一系列由總線控制 器管理。它主要包括總線判優(yōu)控制和總線通信控制。 新課內(nèi)容： 板書綱要： 見增加頁 范例講解 實驗講解 課 堂討論 本講共 2課時 ， 其中 ： 1課時 1課時 教 案 中 頁 布 置 作 業(yè) （書面作業(yè)、電子版作業(yè)） ①
P66: ② 上網(wǎng)查詢目前流行的總線標(biāo)準(zhǔn)有哪些，他們采用的總線控制有哪些？ 課后小結(jié) 說明： ； ：范例講解、多媒體講解、模型講解、實物講解、掛圖講解、音像講解、實驗講解等。 教 案 正 頁 課程名稱： 計算機組成原理 任 課 教 師 總課序 第 6 次 授 課 時 間 第 3 周 第 2 次課 撰寫（修改）稿 2021 年 9月 18日 講 課 內(nèi) 容 第 4 章 課 題 存儲器 課時安排 2 課時 授課方式 □ 理論課 □ 討論課 □實踐課 □ 實驗課 □ 習(xí)題課 □ 其 他 教 具 準(zhǔn) 備 黑板 教 學(xué) 目 的 了解 存儲器的分類及層次結(jié)構(gòu)、 主存的基本組成和 CPU的聯(lián)系 教 學(xué) 重 點 ① 存儲器的分類及層次結(jié)構(gòu) ② 主存的基本組成和 CPU的聯(lián)系 教 學(xué) 難 點 存儲器的層次結(jié)構(gòu)和主存的基本組成 教 學(xué) 基 本 內(nèi) 容 教學(xué)手段及時間分配 復(fù)習(xí)舊課： 回憶 前 節(jié)課所講內(nèi)容 ,提問 :計算機硬件系統(tǒng)由哪些組成 ? 引入新課： 計算機中所有的信息（數(shù)據(jù)）都存儲在存儲器中，所以存儲器是計算機的記憶設(shè)備。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展， CPU技術(shù)的飛速發(fā)展，使得存儲器與 CPU之間還有 I/O設(shè)備之間信息交換速度成為了關(guān)鍵，因此存儲器的性能已成為計算機系統(tǒng)的核心。 新課內(nèi)容： 存儲器芯片簡介 板書綱要： 見增加頁 范例講解 實驗講解 課堂討論 本講共 2課時 ， 其中 ： 1課時 半導(dǎo)體存儲器芯片簡介 1課時 教 案 正 頁 課程名稱： 計算機組成原理 任 課 教 師 總課序 第 次 授 課 時 間 第 周 第 次課 撰寫（修改）稿 2021 年 9月 13日 講 課 內(nèi) 容 第 5 章 課 題 輸入輸出系統(tǒng) 課時安排 2 課時 授課方式 □ 理論課