总线的结构

3.1.2　总线的结构

一个计算机系统由微处理器、存储器、输入/输出等部分组成，计算机的各个部件均通过系统总线来连接。总线就是计算机之间、模块与模块之间传递信息的一束束信号线的集合，为各模块间和各部件间提供标准信息通路。

计算机系统的结构有以处理器为中心的面向处理机的结构和以总线为中心的面向总线的结构。面向处理机的总线结构是将需要交换信息的模块通过总线建立点到点的连接，这也是当前微机总线的基本形式，如图3.1所示。

图3.1　直接联系的总线结构

面向总线的标准结构是以总线为中心，计算机的所有设备（包括CPU等）均看做总线挂接的外设，如图3.2所示。

这种面向总线的结构有如下优点：

（1）简化了硬、软件的设计：由于面向总线的结构总线是严格定义的，因此只需将按照标准设计的CPU、存储器和I/O设备以插件形式挂入总线，并辅以软件即可工作，不需专门设计存储器和I/O设备。使用中用户可根据自己的需要选购或设计各种功能的插件板，大大简化了计算机系统的设计。

图3.2　面向总线的系统结构

（2）简化了系统结构：面向总线结构节省连接线，使系统清晰明了。系统中所有的插件板都采用统一信号线，可用短线连接，便于印刷成板，使系统设计制造简单。

（3）便于系统扩充和更新：用户可根据自己的需要，选购相应的插件板，使计算机系统从规模和功能上得以扩充。由于采用标准的总线结构，便于各生产厂商生产各种功能的插件板，使系统的更新更加容易、方便。

面向处理器的总线结构可以根据处理器的特点设计最合适的总线系统，因此处理效率可以达到最佳效果，但系统的兼容性不好；而面向总线的结构往往采用通用的总线规范，兼容性好，但性能很难达到最佳状态。

在当前的微型计算机中，CPU与存储器以及各核心模块（如芯片组等）之间采用面向处理器的总线结构，保证CPU的性能达到最佳状态；而CPU与I/O设备之间采用面向总线的结构，保证系统与I/O设备的良好兼容性和扩充性。