总线结构与计算机性能

在一个计算机系统中,采用哪种总线结构,往往对计算机系统的性能有很大影响.下面从三个方面来讨论这种影响

  • 最大存储容量 初看起来,一个计算机系统的最大存储容量似乎与总线无关,但实际上总线结构对最大存储容量也会产生一定的影响.例如在单总线系统中,对主存和外设进行存取的差别,仅仅在于出现在总线上的地址不同,为此必须为外围设备保留某些地址.由于某些地址必须用于外围设备,所以在单总线系统中,最大主存容量必须小于由计算机字长所决定的可能的地址总数.在双总线系统中,对主存和外设进行存取的判断是利用各自的指令操作码.由于主存地址和外设地址出现于不同的总线上,所以存储容量不会受到外围设备多少的影响.

  • 指令系统 在双总线系统中,CPU对存储总线和系统总线必须有不同的指令系统,这是因为操作码规定了要使用哪一条总线,所以在双总线系统中,访存操作和输入/输出操作各有不同的指令,另一方面,在单总线系统中,访问主存和1/O传送可使用相同的操作码,或者说使用相同的指令,但它们使用不同的地址.

  • 吞吐量 计算机系统的吞吐量是指流入,处理和流出系统的信息的速率.它取决于信息能够多快地输入内存,CPU能够多快地取指令,数据能够多快地从内存取出或存入,以及所得结果能够多快地从内存送给一台外围设备.这些步骤中的每一步都关系到主存,因此,系统吞吐量主要取决于主存的存取周期. 



  1. 总线的性能决定计算机内数据传输的速度和效率从而影响计算机性能
  2. 总线连接方式导致总线成为计算机传输速率的瓶颈,因此,可以通过优化总线结构来提高计算机性能。
  3. 总线是连接多个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质
  4. 总线越多,越方便各部件之间的信息交换,但是其端口的实现就会变得更加复杂。
  5. 总线结构影响着计算机性能,影响着数据传输速率,总线也不是越多越好,可能会带来成本和技术问题。总线结构设计的合理,能提高计算机性能。
  6. 前提:总线的特点是信息的公共传输渠道,且任一时刻只能有一对输入输出设备运行。

    结果1:如果总线的结构是以CPU为核心,那么数据的传输必定经过CPU,会造成CPU的繁忙,影响计算机的运算速度,所以总线应该以存储器为核心

    结果2:因为总线只能有一对输入输出,所以单总线决定了当前计算机只能有一对输入输出,要实现多对输入输出同时进行,必须设计成多总线结构

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