总线的基本概念：
冯诺依曼将计算机分成了五大设备：运算器，控制器，存储器，输入和输出设备。
就算我们将运算器和控制器组合在一起做成CPU，将输入和输出设备做成I/O设备，那么计算器也可以分成三大部分
那么为什么需要总线呢？
因为计算机的这些部件十分复杂，只有将这些部件连接在一起，才能够协调的进行工作，才能组合成一个完整的计算机。
有一种方法是分散连接，也就是说每个部件两两进行连接，但是这种方法明显会很复杂，并且扩展性不好，那么这个时候就出现了总线。
那么什么是总线呢？
总线是连接各个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。
在任何时候，都只能有一对部件在使用这根总线。
总线上的信息传输：
串行
并行（并行方式需要多条数据线进行传输，如果传输的距离比较长，那么相互平行的线路就会彼此产生干扰，那么在接收方就很难接收到正确的数据）
总线结构计算机举例：
所有的部件都连接到一根总线上。
那么这种单总线的结构会有什么问题？
因为在任何时候都只能有一对部件使用这根总线，如果我们的主存和I/O有连接，那么这个时候CPU就会暂停工作，这个时候就会严重影响CPU的效率。
那为了解决这个问题，我们需要使用多条总线。
面向CPU的双总线结构：
上面这种结构中，我们把CPU和主存中专门连接了一条总线，这样就可以防止上面的那种现象发生。
那么这种结构其实也有问题：比如我们想让主存和外部设备之间进行信息传输的话，因为他们之间没有一条直接的线路，所以只能够通过CPU进行传输
以存储器为中心的双总线结构：
上面都是两种比较特别的连接方式，一般的连接如下：
上面我们将主存总线和I/O总线分开，然后用一个通道对这两个总线之间进行连接。
三总线结构：
三总线结构相比较于双总线结构多出了一个DMA总线（直接存储器访问）也就是直接对存储器进行访问而不需要经过I/O总线。
上面这种方法很好的提高了CPU的工作效率（由于cache产生），但是我们发现，由于各种不一样的设备都连接到了扩展总线上，所以会导致我们的外部设备的工作效率变低。
四总线结构：
上面这种结构将高速设备和低速设备分开，就很好的解决了外部设备的效率问题。
总线的分类
总线的性能指标：
总线的宽度（数据线的根数）：总线一次性能够传输多少位数据
总线的根数越多，那同时传输的数据位也就越多，那么总线的性能可能也就越好
标准传输率：每秒传输的最大字节数
时钟同步/异步：同步/不同步
总线复用：地址线和数据线共用
信号线数：地址线，数据线，控制线的总和
总线控制方式：突发，自动，仲裁，逻辑，计数
其他指标；负载能力（这条总线上能够挂载多少个I/O设备）
总线的标准：
总线结构举例：
PCI总线结构：
当我们的外部设备较多的时候，我们将会对PCI进行扩展：
总线上连接了各种设备，这些设备要互相通讯。
问题：
多个设备可能向总线发出占用的请求，那么总线如何判优呢？（到底哪一个设备来使用总线呢？）
总线判优完成后，如何知道数据传输过程中数据的传输的准确性嗯？
总线判优方式：链式查询方式：
链式查询方式的体现就在BG上，当有设备发出总线占用请求的话，总线控制部件就会通过BG链式进行判优。
优点：这种结构很简单。增删设备很容易，优先级算法很简单。
但是这种方式也有缺点：对电路故障非常敏感。
也就是如果BG线出现问题，那么后面的这些设备就永远得不到响应。
计数器定时查询：
用设备地址来判断哪一个设备发出了总线占用请求。
在总线控制部件中有一个计数器，假设计数器初始化为0，当有设备向总线发出占用请求的时候，通过BR进行传输占用请求，总线控制部件通过设备地址进行一个个查询，如果这个设备没有发出占用请求，那么计数器就+1，如果发出了请求，那么设备就通过BS进行响应。
优点：可以自定义优先级的次序。
设备地址线的宽度和设备数有关。
独立请求方式：
这样的结构就非常灵活，哪一个设备进行占用全部取决于总线控制部件中的排队器。预定优先级。
总线通信控制：
目的：解决通信双方协调配合的问题
总线传输周期：
申请分配阶段：主模块申请，总线仲裁决定
寻址阶段：主模块向从模块给出地址和命令
传数阶段：主模块和从模块交换数据
结束阶段：主模块撤销有关消息
总线通讯的四种方式：
同步通讯：由统一时标控制数据传送
异步通信：采用应答方式，没有公共时间标准
半同步通信：同步，异步结合
分离式通信：充分挖掘系统总线在每一瞬间的潜力
同步式数据通信：
在固定的时间点上要给出固定的操作
同步数据输入：
同步数据输出：
异步通信：
半同步通信：
同步：发送方用 系统时钟前沿 发信号
接收方用时钟后沿判断识别
异步：允许不同速度的模块和谐工作
增加一条等待响应信号
因为CPU的速度要比存储器速度要快，所以如果是同步的话，这根时候就会出错，但是如果存储器发送一个wait信号，，这个时候如果主模块接收到这个wait信号，那么就会进行等待，直到下一个周期到来之前，主模块都会检测是否出现wait信号。
上述三种通信的共同点：
一个总线传输周期（以输入数据为例）：
主模块发地址和命令 占用总线
从模块准备数据 不需要占用总线（这个时候总线空闲）
从模块向主模块发数据 占用总线
我们会发现，在模块准备数据的时候，总线是空闲的，那么有什么办法可以改进？————分离式通信（充分挖掘总线在每一个瞬间的潜力）
分离式通信：
分离式通信的特点：
1.各模块都有权占用总线
2.采用同步方式通信，不等待对方回答
3.各模块准备数据时，不占用总线
4.总线被占用时，无空闲