总线的概念
总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。
共享
共享也就是多个设备公用同一套总线，即总线上可以挂多个部件。
分时
指同一时刻只允许一个部件向总线发送信息，如果有多个部件想要向总线传送信息，则必须一个一个来，也就是分时发送。
总线的出现是为了增加外部设备与主机的连接灵活性而出现的。早期计算机采用分散连接方式，不易实现随时增减外部设备，也因此，现代计算机改用总线连接。
总线的特性
- 机械特性：尺寸、形状、管脚数、排列顺序
- 电气特性：传输方向和有效电平范围
- 功能特性：每根传输线的功能（地址、数据、控制）
- 时间特性：信号的时序关系
总线的分类
按数据传输格式
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串行总线
每次可以传一位数据（典型栗子：USB），只需要一根传输线，成本低，广泛应用于长距离传输，应用于计算机内部时，可节约布线空间。 -
并行总线
每次可传输多位（bit）的数据
逻辑时序简单，电路实现容易，但信号线多，空间占用大，且并行信号线之间会有干扰。
按总线功能
片内总线
芯片内部的总线，即CPU芯片内部寄存器与寄存器之间、寄存器与ALU之间的公共连接线。
系统总线
计算机系统各功能部件之间相互连接的总线。
- 数据总线
用于各个功能部件之间传输数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关。
机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关
存储字长：存储器中一个存储单元(存储地址)所存储的二进制代码的位数，即存储器中的MDR的位数
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地址总线
用来指出数据总线上的源数据所在的主存单元或I/O端口的地址，它时单向传输总线，地址总线的位数与主存地址空间的大小有关。 -
控制总线
传输控制信息，包括CPU送出的控制命令和主存返回CPU的反馈信号。
通讯总线
计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间传送信息的总线。
系统总线的结构
单总线结构
将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O设备之间、I/O设备与主存之间直接交换信息而无需经过中间设备的干预。
结构简单，成本低，易于接入新的设备，但带宽低、负载重，多个部件只能争用唯一的总线，且不支持并发传送操作。
双总线结构
分为两条总线：
主存总线，用于CPU、主存和通道之间传输数据
I/O总线，用于多个外部设备与通道之间传送数据
将低速I/O设备从单总线上分离出来，实现存储器总线和I/O总线分离，但需要增加通道等硬件设备
三总线结构
主存总线（CPU和内存建传送地址、数据、控制信息）
I/O总线（CPU和各类外设之间通信）
直接内存访问总线（DMA）（用于内存和高速外设之间直接传输数据）
提高了I/O设备的性能，提高系统吞吐量，但系统工作效率比较低
总线的性能指标
1）传输周期：一次总线操作所需要的时间（申请、寻址、传输、结束），简称总线周期。
2）总线时钟周期：机器的时钟周期，计算机有一个统一的时钟，以控制整个计算机的各个部件。
3）工作频率：各种操作的频率，即1秒内传送几次数据
4） 总线宽度：总线上同时能够传输的数据位数，等于总线的根数。
5）总线带宽：总线的数据传输率，即单位时间内总线上可以传输数据的位数，单位为字节/秒。
总线带宽=总线工作频率（总线宽度/8）*
6）总线复用
7） 信号线数