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42|總線:計(jì)算 08:54專欄講到現(xiàn)在,如 再問(wèn)你,計(jì)算機(jī)五大組成部分是什么,應(yīng)該沒(méi)有人不知道了吧這一節(jié)要講的內(nèi)容,依然要圍繞這五大部分,控制器、運(yùn)算器、器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)CPU所代表的控制器和運(yùn)算器,要和器,也就是的主內(nèi)存,以及輸入和輸出設(shè)備進(jìn)行通信。那問(wèn)題來(lái)了,CPU從的鍵盤、鼠標(biāo)接收輸入信號(hào),向顯示器輸出信號(hào),這之間究竟是怎么通信的呢?換句話說(shuō),計(jì)算機(jī)是用什么樣的方式來(lái)完成,CPU和內(nèi)存、以這個(gè)問(wèn)題就是今天要講的,也就是總線。之前很多同學(xué)留言問(wèn),什么時(shí)候會(huì)講一計(jì)算機(jī)里其實(shí)有很多不同的硬件設(shè)備,除了CPU和內(nèi)存之外,還有大量的輸入輸出設(shè)備??梢哉f(shuō),你計(jì)算機(jī)上的每一個(gè)接口,鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、硬盤,乃至通過(guò)USB接口 有N 間需要各自單獨(dú)連接,那么系統(tǒng)復(fù)雜度就會(huì)變成N2。每一個(gè)設(shè)備或者功能電路模塊,都要和其他N?1個(gè)設(shè)備去通信。為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)的復(fù)雜度, N2N那怎么降低復(fù)雜度呢?與其讓各個(gè)設(shè)備之間互相單獨(dú)通信,不如 去設(shè)計(jì)一個(gè)公用的線CPU想要和什么設(shè)備通信,通信的指令是什么,對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)是什么,都發(fā)送到這個(gè)線;設(shè)備要向CPU什息呢發(fā)送個(gè)線。這路就一個(gè)公路,各個(gè)設(shè)備和其他設(shè)備之間,不需要單獨(dú)建公路,只建一條小路通向這條高速公路就好 總線,其實(shí)就是一組線路。 的CP、內(nèi)存以及輸入和輸出設(shè)備,都是通過(guò)這組線路進(jìn)行相互間通信的??偩€的英文叫作Bus,就是輛車。這個(gè)名字很好地描述了總線義。 “個(gè)站就是接入。要一個(gè)傳輸,們只要把數(shù)據(jù)放上車,在對(duì)應(yīng)的車站下車就可以了。 經(jīng)常會(huì)用到一種叫作總線(EventBus)的設(shè)計(jì)模式。兩兩之間單獨(dú)去定義協(xié)議,這個(gè)軟件系統(tǒng)一樣會(huì)遇到一個(gè)復(fù)雜度變成了N

現(xiàn)代的In CPU的體系結(jié)構(gòu)里面,通常有好幾條總線。首先,CPU和內(nèi)存以及高速緩存通信的總線,這里面通常有兩種總線。這種方式, 之為雙獨(dú)立總線(DualtBus,縮寫為DIB)。CPU里,有一個(gè)快速的本地總線(LocalBus),以及一個(gè)速度相對(duì)較慢的前端總線(Front-sideBus)。面幾講剛剛講過(guò),現(xiàn)代的CPU里,通常有專門的高速緩存。這里的高速本地總線,就是用來(lái)和高速緩存通信的。而前端總線,則是用來(lái)和主內(nèi)存以及輸入輸出設(shè)備通信的。有時(shí)候,會(huì)把本地總線也叫作后端總線(B-eBus),和前面的前端總線對(duì)應(yīng)起來(lái)。而前端總線也有很多其他名字,比如處理器總線(ProcessorBu)、內(nèi)存總線(MemoryBus)除了前端總線呢,常常還會(huì)聽到PCI總線、I/O總線或者系統(tǒng)總線(SystemBus)。線名一直都很,不如直接來(lái)看一看CPU的硬件架構(gòu)圖。對(duì)照?qǐng)D來(lái)看,一切問(wèn)CPU里面的北橋, 的前端總線,其實(shí)就是系統(tǒng)總線。CPU統(tǒng)總線再接入一個(gè)I/O橋接器(I/OBridge)。這個(gè)I/O橋接器,一邊接入了的內(nèi)存總線,使得的CPU和內(nèi)存通信;另一邊呢,又接入了一個(gè)I/O總線,用來(lái)連接I/O設(shè)PCIISA 地址線(AddressBus),用來(lái)確定到底把數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥睦锶?,是?nèi)存的某個(gè)位置,還是某一個(gè)I/O設(shè)備。這個(gè)其實(shí)就相當(dāng)于拿了個(gè)紙條,寫下了上面的人要下車的站點(diǎn)。控制線(ControlBus),用來(lái)控制對(duì)于總線的。雖然 的總很多備公,那設(shè)備要用, 需要個(gè)機(jī)去定這種情況下,到底把總線給哪一個(gè)設(shè)備用。這個(gè)機(jī)制,就叫作總線裁決BusArbitractn)??偩€裁決的機(jī)制有很多種不同的實(shí)現(xiàn),如果你對(duì)這個(gè)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)感,可以去看一看i于的對(duì)應(yīng)條目,這里 就不多說(shuō)了。 這一講,為你講解了計(jì)算機(jī)里各個(gè)不同的組件之間用來(lái)通信的,也就是總線??偩€的設(shè)計(jì)思路,是為了減少多個(gè)模塊之間交互的復(fù)雜性和耦合度。實(shí)際上,總線這個(gè)設(shè)計(jì)思路在的軟件開發(fā)過(guò)程中也經(jīng)常會(huì)被用到。總線就是常見的一個(gè)設(shè)計(jì)模式,通??偩€也會(huì)和訂閱者發(fā)布者模式結(jié)合起來(lái),成為大型系統(tǒng)的各個(gè)松耦合的模塊之間交互的一種主要模式。在實(shí)際的硬件層面,總線其實(shí)就是一組連接電路的線路。因?yàn)椴煌O(shè)備之間的速度有差異,所以一臺(tái)計(jì)算機(jī)里面往往會(huì)有多個(gè)總線。常見的就有在CPU和高速緩存通信的本地總線,以及和外部/O前端總線通常也被叫作系統(tǒng)總線。它可以通過(guò)一個(gè)I/O橋接器,拆分成兩個(gè)總線,分別來(lái)和I/O/O 總線是一個(gè)抽象的設(shè)計(jì)模式,它不僅在 計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)里出現(xiàn)。在日常的軟件開發(fā)中,也是一個(gè)常見的設(shè)計(jì)模式,你可以去讀一讀的Jaa庫(kù)Guava的相關(guān)資料和代,進(jìn)一步理解總線的設(shè)計(jì)模式,看看在軟件層面怎么實(shí)現(xiàn)Wiki2008年 的 售賣。頁(yè)面已增加防盜追蹤,將依法其上一 FAQ第一期|學(xué)與不學(xué),知識(shí)就在那里,

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