前言
我们已经知道，总线是主板上数据传输的高速公路。排在首位的是系统总线（system bus），它将CPU与RAM连接起来。在较旧的设计中，它是一条本地总线（local bus），在较新的设计中，它被称为前端总线（front side bus (FSB)）。
通常，本地总线的速度和带宽取决于安装在主板上的CPU类型。系统总线宽64位，运行在66100或133MHz。这样高的速度会产生电子噪音和其他问题，因此当数据到达扩展卡和其他更多外围组件的时候速度必须降低。很少有扩展卡能在40MHz以上运行，这些芯片可能反应不过来，然后扩展卡或外围设备关闭。因此，PC有额外的总线。
最开始只有一条总线
第一台PC只有一条总线，这对于CPU、RAM、I/O组件很常见。
较早的第一代和第二代CPU以相对较低的时钟频率运行，所有系统组件都可以跟得上这样的速度。
在扩展卡(Expansion cards 或 adapters)上安装RAM
通过在空置的扩展插槽中安装RAM，允许更多的RAM安装在插槽中。这些RAM使用本地总线相连接，所有联合的RAM都使用相同的时钟周期。
在1987年，康博指出如何将系统总线与IO总线分开，以便他们可以以不同的速度运行。这种多总线的架构从此一直是行业标准。现代PC也不止一个I/O总线。
I/O总线做了什么？
I/O总线将CPU连接到除RAM之外的所有其他组件。数据在总线上从一个组件移动到另一个组件，并将其他组件的数据移动到CPU和RAM。 I/O总线与系统总线（system bus）的速度不同。它们的速度总是低于系统总线（system bus）速度。多年来，不同的I/O总线已经开发出来。在现代个人电脑上，您通常会找到四类总线：
ISA总线：一种老旧的低速总线，即将被排除在PC设计之外。
PCI总线：这是一种新的高速总线。
USB总线（通用串行总线）：这是一种新的低速总线。
AGP总线：仅用于显卡。
如前所述，I/O总线实际上是系统总线（system bus）的扩展。在主板上，系统总线终止于一个控制器芯片，它就是北桥。总而言之，总线在PC的数据交换中占有非常重要的位置。实际上，除CPU之外的所有组件都通过不同的I/O总线相互通信并通过RAM进行通信。在这里你可以看到这个逻辑的演示：
I/O总线的物理概念
物理上，I/O总线由印刷电路板(PCB)上的tracks组成。这些tracks用作：
Data tracks，每次可以移动一个位
Address tracks，用于识别数据应发送到的位置
时钟滴答，电压，验证信号等的其他tracks
当数据在总线上发送时，它们必须提供一个接收器(receiver)。因此，总线上的每个设备都有一个地址。同样，RAM分成几部分，每部分都有自己的地址。在发送数据之前，会在Data tracks上发送一个号码，以确定数据应发送到的位置。
总线宽度(The bus width)
Data tracks的数量决定了数据传输能力。 ISA总线速度很慢，部分原因是它只有16个数据轨道。现代PC每时钟发送32位数据。在ISA总线上，32位必须分成两个16位的包。这延迟了数据传输。另一种I/O总线概念是等待状态（Wait states）。
等待状态
等待状态是小暂停。如果ISA适配器无法跟上传入的数据流，则其控制器会向CPU发送等待状态。这些信号让CPU“坚持一秒钟”。等待状态是浪费时钟滴答声。 CPU在没有占用时跳过时钟节拍。因此，旧的和慢的ISA适配器可以显着降低现代计算机的运行速度。
南桥北桥
现代计算机中，IO是通过共享一条总线的方式来实现的。如图所示， 总线也就是一条 或者多条物理上的导线，每个部件都接到这些导线上，导线上的电位每个时刻都是相等的， 这样 总线上的所有部件都会收到相同的信号。也就是说， 这条总线是共享的，同一时刻只能有一个部件在接收或者发送，是半双工的工作模式。
FSB（Front Side Bus 前端总线）是将CPU连接到北桥芯片的总线。
主板的北桥相对来说属于高速的芯片，主要集成了内存控制器、pcie控制器等，负责cpu和高速接口之间的数据交换，以及桥接cpu和南桥。而南桥主要负责计算机的低速接口，比如sata控制器等。但是现在的cpu都内置了pcie控制器和内存控制器，所以现在的大多数主板是没有北桥而只有南桥的
所有部件按照另一条总线，也就是仲裁总线或者中断总线上给出的信号来判断这个时刻总线 可以由哪个部件来使用。产生仲裁总线或者中断电位的可以是 CPU, 也可以是总线上的其他设备。如果CPU要向某个设备做输出操作，那么就由CPU 主动做中断。如果某个设备请求向CPU发 送信号，则由这个设备来主动产生中断信号来通知CPU。
PCI总线
PCI 总线是目前台式机与服务器所普遍使用的一种南桥与外设连接的总线技术。PCI 总线的地址总线与数据总线是分时复用的。这样的好处是，一方面可以节省接插件的管脚数，另一方面便于实现突发数据传输。在数据传输时，一个 PCI 设备作为发起者（主控，Initiator或 Master) , 而另一个 PCI 设备作为目标（从设备、Target 或 Slave) 。 总线上的所有时序的产生与控制，都由 Master 来发起。 PCI 总线在同一 时刻只能供一对设备完成传输，这就要求有一个仲裁机构 (Arbiter) , 来决定谁有权力拿到总线的主控权。
