中職計(jì)算機(jī)原理教案：總線結(jié)構(gòu)

江蘇省XY中等專業(yè)學(xué)校2021-2022-2教案編號(hào)：備課組別計(jì)算機(jī)上課日期主備教師授課教師課題第7章系統(tǒng)總線7．2總線結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：了解總線結(jié)構(gòu)及連接方式能力目標(biāo)：掌握總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)總線結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的興趣重點(diǎn)線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響，總線結(jié)構(gòu)類型難點(diǎn)線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響，總線結(jié)構(gòu)類型教法直觀演示法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講解法教學(xué)設(shè)備計(jì)算機(jī)機(jī)房教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容及組織過(guò)程個(gè)案補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容【新課引入】導(dǎo)入：提問(wèn)：簡(jiǎn)述系統(tǒng)總線的組成。引導(dǎo)學(xué)生思考、回答并相互補(bǔ)充。教師總結(jié)歸納系統(tǒng)總線的組成，進(jìn)入教學(xué)課題。【教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容】7.2總線結(jié)構(gòu)1.總線結(jié)構(gòu)及連接方式系統(tǒng)總線的實(shí)體是一組傳送線，但實(shí)際上還包括了一系列相關(guān)的邏輯，如總線控制權(quán)的申請(qǐng)、批準(zhǔn)與轉(zhuǎn)移、總線狀態(tài)信號(hào)產(chǎn)生、總線傳送操作的時(shí)序控制、讀／寫操作控制等。這些邏輯或在CPU中，或設(shè)置專門的總線控制器。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各大部件均以系統(tǒng)總線為基礎(chǔ)進(jìn)行互連，系統(tǒng)總線的結(jié)構(gòu)有多種，按照連接方式的不同，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用的總線結(jié)構(gòu)有單總線結(jié)構(gòu)和多總線結(jié)構(gòu)提問(wèn)：什么是總線結(jié)構(gòu)，怎樣連接？學(xué)生思考、看書、回答；教師總結(jié)：教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容及組織過(guò)程個(gè)案補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容2.總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響提問(wèn)：總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)有什么影響？學(xué)生思考、看書、回答；教師講解：在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，采用哪種總線結(jié)構(gòu)，往往對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能有很大影響。下面從三個(gè)方面來(lái)討論這種影響。⑴最大存儲(chǔ)容量總線結(jié)構(gòu)對(duì)最大存儲(chǔ)容量產(chǎn)生影響。例如在單總線系統(tǒng)中，對(duì)主存和外設(shè)進(jìn)行存取的差別，在于出現(xiàn)在總線上的地址不同，為此必須為外圍設(shè)備保留某些地址。由于某些地址必須用于外圍設(shè)備，所以在單總線系統(tǒng)中，最大主存容量必須小于由計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)所決定的容量。在雙總線系統(tǒng)中，對(duì)主存和外設(shè)進(jìn)行存取的判斷是利用各自的指令操作碼。由于主存地址和外設(shè)地址出現(xiàn)于不同的總線上，所以存儲(chǔ)容量不會(huì)受到外圍設(shè)備多少的影響。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容及組織過(guò)程個(gè)案補(bǔ)充⑵指令系統(tǒng)在雙總線系統(tǒng)中，CPU對(duì)存儲(chǔ)總線和系統(tǒng)總線必須有不同的指令系統(tǒng)，這是因?yàn)橐褂媚囊粭l總線要由操作碼規(guī)定，所以在雙總線系統(tǒng)中，訪問(wèn)內(nèi)存和訪問(wèn)輸入／輸出操作各有不同的指令。在單總線系統(tǒng)中，訪問(wèn)主存和I／O傳送使用相同的指令，但使用不同的地址。⑶吞吐量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的吞吐量是指流入、處理和流出系統(tǒng)的信息的速率。它取決于CPU將指令、數(shù)據(jù)從內(nèi)存取出或存入的速度以及把所得結(jié)果從內(nèi)存送到外圍設(shè)備的速度。這些步驟中的每一步都關(guān)系到主存，因此，系統(tǒng)吞吐量主要取決于主存的存取周期。3.總線結(jié)構(gòu)類型提問(wèn)：舉例說(shuō)明常用微型機(jī)系統(tǒng)總線的幾種標(biāo)準(zhǔn)，并說(shuō)明他們的特點(diǎn)。采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法引導(dǎo)學(xué)生思考、看書、討論、回答；(2)多總線結(jié)構(gòu)為克服單總線的缺點(diǎn),許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用了多重教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容及組織過(guò)程個(gè)案補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容總線的;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，多總線結(jié)構(gòu)的形式種多樣,圖還給出了幾種有代表性的總線結(jié)構(gòu)。在中、大型計(jì)算機(jī)中，由于CPU工作期間要不斷地取指令、取操作數(shù)、送結(jié)果,CPU與主存MM之間的信息流通量特別大,-

-種多總線結(jié)構(gòu)是在這兩個(gè)最繁忙的部件之間增設(shè)-組總線這組總線通常被稱為存儲(chǔ)總線，它屬于局部總線，圖所示為帶存儲(chǔ)總線的雙總線結(jié)構(gòu)。