計(jì)算機(jī)組成原理微課版（第8章）教案

總線系統(tǒng)參考學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)。教學(xué)目標(biāo)（能力要求）了解總線基本概念：能列舉常見(jiàn)總線分類與總線標(biāo)準(zhǔn)，解釋三態(tài)門(mén)在總線傳輸中的作用，能對(duì)比分析總線性能指標(biāo)及其應(yīng)用局限性；掌握總線傳輸機(jī)制：能解釋總線傳輸基本過(guò)程，能歸納總線不同仲裁方式的工作原理及其特點(diǎn)，能分析總線不同定時(shí)與數(shù)據(jù)傳輸方式的特點(diǎn)并能計(jì)算特定場(chǎng)景下總線傳輸?shù)男阅?；熟悉常用總線結(jié)構(gòu)：能歸納總線的常見(jiàn)連接方式及其特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：總線性能指標(biāo)及其計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：總線事務(wù)基本概念教學(xué)主要內(nèi)容總線概述（70分鐘）總線分類總線組成總線標(biāo)準(zhǔn)總線與三態(tài)門(mén)總線性能指標(biāo)總線傳輸機(jī)制（5分鐘）總線傳輸過(guò)程總線的信息傳送總線仲裁總線定時(shí)總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)（15分鐘）單總線結(jié)構(gòu)雙總線結(jié)構(gòu)三總線結(jié)構(gòu)教學(xué)過(guò)程與方法總線概述簡(jiǎn)單介紹總線基本概念，區(qū)分共享總線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈接的區(qū)別。列舉常見(jiàn)總線分類。列舉總線系統(tǒng)基本組成。列舉總線標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。介紹三態(tài)門(mén)在總線中的作主要用控制總線傳輸方向，另外還可以增加負(fù)載能力。介紹總線常見(jiàn)性能指標(biāo)，以及同步總線帶寬計(jì)算方式。列舉常見(jiàn)總線帶寬。舉例進(jìn)行總線帶寬計(jì)算?？偩€傳輸機(jī)制介紹總線傳輸四個(gè)階段。介紹總線事務(wù)基本概念，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)常用的突發(fā)傳送事務(wù)。列舉總線數(shù)據(jù)傳送的基本模式。簡(jiǎn)單介紹并行傳送方式的優(yōu)缺點(diǎn)。詳細(xì)介紹串行傳送的基本流程，優(yōu)缺點(diǎn)，數(shù)據(jù)傳輸編碼格式，注意波特率和數(shù)據(jù)傳輸率的差異，舉例進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算為提升總線傳輸速率，目前通常采用并串行方式，注意總線帶寬計(jì)算方式。列舉一些常見(jiàn)的并行、串行、并串型總線。多部件共享總線，如何處理優(yōu)先級(jí)引出總線仲裁問(wèn)題，主要有集中式和分布式仲裁兩類，其中集中式總線仲裁包括鏈?zhǔn)讲樵?、?jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式、獨(dú)立請(qǐng)求方式3種。鏈?zhǔn)讲樵兎绞叫枰?根控制線，監(jiān)控BS信號(hào)，發(fā)現(xiàn)總線空閑后，給出總線請(qǐng)求BR信號(hào)，由中央仲裁器發(fā)出總線授權(quán)信號(hào)，從接口1逐步傳遞到發(fā)出請(qǐng)求的設(shè)備接口，該設(shè)備負(fù)責(zé)將BS置位表示總線忙。這種模式存在單點(diǎn)故障和饑餓現(xiàn)象，優(yōu)先級(jí)固定，離CPU近的設(shè)備優(yōu)先級(jí)最高。計(jì)數(shù)器查詢方式去掉了BG信號(hào)，換成地址計(jì)數(shù)總線，當(dāng)中央仲裁器收到BR信號(hào)后，開(kāi)始設(shè)備地址計(jì)數(shù)，如計(jì)數(shù)值和發(fā)出BR請(qǐng)求的結(jié)構(gòu)地址一致，則獲得總線授權(quán)，將BS置位。獨(dú)立請(qǐng)求所有接口設(shè)備都有一組BR，BG信號(hào)連接中央仲裁器，處理更靈活。對(duì)比三類集中仲裁方式的成本，性能，擴(kuò)展方式。簡(jiǎn)單介紹常見(jiàn)總線定時(shí)方式。舉例求解總線數(shù)傳率?？偩€結(jié)構(gòu)列舉常見(jiàn)總線結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)要介紹單總線結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擴(kuò)充容易，統(tǒng)一編址，速度慢。簡(jiǎn)要介紹雙總線結(jié)構(gòu)1，增加存儲(chǔ)總線，提升并行性。簡(jiǎn)要介紹雙總線結(jié)構(gòu)2，增加橋接器，將慢速設(shè)備分離。簡(jiǎn)要介紹三總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步將慢速設(shè)備分離。對(duì)比不同總線結(jié)構(gòu)的差異。簡(jiǎn)單介紹傳統(tǒng)南北橋結(jié)構(gòu)的PC總線結(jié)構(gòu)。介紹IA