什么是总线?总线传输有何特点?2．试比较同步通信和异步通信.3．说明存取周期和存取时间的区别.4．什么是存储器的带宽?若存储器的数据总线宽度为32位,存取周期为200ns,则存储器的带宽

Question

什么是总线?总线传输有何特点?2． 试比较同步通信和异步通信.3． 说明存取周期和存取时间的区别.4． 什么是存储器的带宽?若存储器的数据总线宽度为32位,存取周期为200ns,则存储器的带宽是多少?5． 试比较静态RAM和动态RAM.

Answer 1

1、总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束, 按照计算机所传输的信息种类,计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号.
总线是一种内部结构,它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道,主机的各个部件通过总线相连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接,从而形成了计算机硬件系统在计算机系统中,各个部件之间传送信息的公共通路叫总线,微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的.
2、同步通信
所谓同步通信是指在约定的通信速率下,发送端和接收端的时钟信号频率和相信始终保持一致（同步）,这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系.
同步通信把许多字符组成一个信息组,或称为信息帧,每帧的开始用同步字符来指示.由于发送和接收的双方采用同一时钟,所以在传送数据的同时还要传送时钟信号,以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位.
同步通信要求在传输线路上始终保持连续的字符位流,若计算机没有数据传输,则线路上要用专用的“空闲”字符或同步字符填充.
同步通信传送信息的位数几乎不受限制,通常一次通信传的数据有几十到几千个字节,通信效率较高.但它要求在通信中保持精确的同步时钟,所以其发送器和接收器比较复杂,成本也较高,一般用于传送速率要求较高的场合.
异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的,而在一个字符内各位的时间间隔是固定的.
异步通信规定字符由起始位(start bit)、数据位(data bit)、奇偶校验位(parity)和停止位(stop bit)组成.起始位表示一个字符的开始,接收方可用起始位使自己的接收时钟与数据同步.停止位则表示一个字符的结束.这种用起始位开始,停止位结束所构成的一串信息称为帧(frame)（注意：异步通信中的“帧”与同步通信中“帧”是不同的,异步通信中的“帧”只包含一个字符,而同步通信中“帧”可包含几十个到上千个字符）.在传送一个字符时,由一位低电平的起始位开始,接着传送数据位,数据位的位数为5~8.在传输时,按低位在前,高位在后的顺序传送.奇偶校验位用于检验数据传送的正确性,也可以没有,可由程序来指定.最后传送的是高电平的停止位,停止位可以是1位、1.5位或2位.停止位结束到下一个字符的起始位之间的空闲位要由高电平2来填充（只要不发送下一个字符,线路上就始终为空闲位）.
从以上叙述可以看出,在异步通信中,每接收一个字符,接收方都要重新与发送主同步一次,所以接收端的同步时钟信号并不需要严格地与发送方同步,只要它们在一个字符的传输时间范围内能保持同步即可,这意味着南时钟信号漂移的要求要比同步信号低得多,硬件成本也要低的多,但是异步传送一个字符,要增加大约20％的附加信息位,所以传送效率比较低.异步通信方式简单可靠,也容易实现,故广泛地应用于各种微型机系统中.
异步通信和同步通信的比较
（1）异步通信简单,双方时钟可允许一定误差.同步通信较复杂,双方时钟的允许误差较小.
（2）异步通信只适用于点 点,同步通信可用于点 多.
（3）通信效率：异步通信低,同步通信高.
3、
存取周期：
（1）把信息代码存入存储器,称为“写”,把信息代码从存储器中取出,称为“读”. （2）存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间（或读写时间）,而连续启动两次独立的“读”或“写”操作（如连续的两次“读”操作）所需的最短时间,称为存取周期（或存储周期）. （3）微型机的内存储器目前都由大规模集成电路制成,其存取周期很短,约为几十到一百纳秒（ns）左右
存取时间：RAM 完成一次数据存取所用的平均时间（以纳秒为单位）.存取时间等于地址设置时间加延迟时间（初始化数据请求的时间和访问准备时间）. 读出时间与写入时间统称存取时间. 又称存储器访问时间.就是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间.具体来讲,从一次读操作命令发出到该操作的完成,将数据读入数据缓冲寄存器谓之所经历的时间,即为存储器存取时间. 这里需要指出,存取时间和存储周期不一样,而通常,存储周期略大于存取时间.
4、存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量 体现数据传输速率技术指标 （位/秒,字节/秒） 存储器的带宽决定了以存储器为中心的机器获取信息的传输速度,它是改善机器瓶颈的一的关键因素. 为了提高存储器的带宽,可以采取以下措施： 1、缩短存取周期； 2、增加存储字长,使每个存取周期可读/写更多的二进制位数； 3、增加存储体. 计算方法：带宽=每个存取周期访问位数/存取周期.如存取周期为500ns,每个存取周期可访问16位,则它的带宽为32M位/s.
带宽的单位是KB/s
所以用32/8=4B约等于0.004KB（1KB=1024B）
200ns=2x10^-7s
所以带宽为：4x10^-3/2x10^7=20000KB/S
5、静态RAM是靠双稳态触发器来记忆信息的；动态RAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的.由于电容上的电荷会泄漏,需要定时给与补充,所以动态RAM需要设置刷新电路.但动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低,从而成本也低,适于作大容量存储器.所以主内存通常采用动态RAM,而高速缓冲存储器（Cache）则使用静态RAM.另外,内存还应用于显卡、声卡及CMOS等设备中,用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据.