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408模拟选择题 · 计算机组成原理 · 第6章 总线

6.1 总线概述​

6.1.3 总线的性能指标​

  1. 【王道·卷四-Q20】 在总线上，（ ）信息的传输为单向传输。 I. 地址 II. 数据 III. 控制 IV. 状态
A. I、II和IV    B. III和IV    C. I和II    D. I、III和IV
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答案： D

解析： 总线上不同类型信息的典型传输方向如下：

  • 地址信息由主设备发往从设备，用于指出要访问的存储单元或 I/O 端口，因此是单向传输。
  • 数据信息既可能由主设备写入从设备，也可能由从设备返回主设备，因此通常是双向传输。
  • 控制信息通常由主设备发往从设备，如读、写、启动等命令，属于单向传输。
  • 状态信息由从设备返回主设备，如就绪、忙、出错等状态，属于单向传输。

因此单向传输的是 I、III、IV，选择 D。需要注意，控制总线由多根方向可能不同的信号线组成，但每一种具体控制或状态信号都有确定的传输方向。

  1. 【竟成·模拟五-22】 设备A和设备B之间采用全双工同步串行总线进行数据交互，每个总线周期内双方同时传输24位信息（16位数据位和8位校验位）。总线时钟频率为1GHz，一个总线周期包括两个总线时钟周期，则该总线有效带宽为（）。
A. 1GB/s    B. 1.5GB/s    C. 2GB/s    D. 3GB/s
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答案： C

解析： 总线时钟频率为 1GHz，一个总线周期包含两个时钟周期，因此每秒总线周期数为：

1×1092=5×108次/秒\displaystyle \dfrac{1\times 10^9}{2}=5\times 10^8\text{次/秒}

每个方向在一个总线周期内传输 24 位信息，其中只有 16 位是有效数据。全双工意味着 A、B 双方可以同时发送，因此每个总线周期双向合计传输的有效数据量为：

16×2=32位=4B\displaystyle 16\times 2=32\text{位}=4\text{B}

有效带宽为：

4B×5×108=2×109B/s=2GB/s\displaystyle 4\text{B}\times 5\times 10^8=2\times 10^9\text{B/s}=2\text{GB/s}

因此选择 C。若只计算单方向有效速率，则为 1GB/s；题目强调全双工总线的总有效带宽，应将两个方向相加。

6.1.4 总线的结构​

  1. 【王道·卷三-Q21】 下列关于存储器总线的说法中，错误的是（ ）。
A. 并行传输方式可以同时传输多位数据    B. 总线中有地址、数据和控制三组传输线
C. 一定有时钟信号线用于总线操作的定时    D. 每个时钟周期内只能并行传输一次数据
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答案： C

解析： 存储器总线通常包含地址线、数据线和控制线；采用并行传输时，多根数据线可以同时传输多位数据，因此 A、B 正确。

总线定时既可以采用同步方式，也可以采用异步方式。同步总线依靠统一时钟信号协调主从设备，而异步总线通过请求—应答握手信号完成定时，不要求设置统一的时钟信号线。因此，存储器总线并非“一定”具有时钟信号线，C 错误。

D 描述的是传统单数据率同步总线的基本传输方式，即一次时钟周期完成一次并行数据传送；现代双倍数据率总线可在一个时钟周期内传输多次，但本题考查的是总线结构和定时方式中的绝对表述，最明确的错误项是 C。

  1. 【竟成·模拟四-21】 下列关于总线的说法，错误的是（）。
A. 存在既可以采用同步方式，也可以采用异步方式进行通信的总线
B. 一条总线同一时刻不可以有多对主、从设备进行通信
C. 采用信号线复用技术不能提高总线带宽
D. 每条存储器总线，每个总线时钟周期最多只能传输一次数据
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答案： D

解析： - A 正确。同一种用途的总线可根据具体设计采用同步定时或异步定时。

  • B 正确。共享总线任一时刻只能由一个主设备控制并与相应从设备完成一次事务，否则会发生总线冲突。
  • C 正确。信号线复用的主要作用是减少引脚和物理连线数量、降低成本，并不直接增加单位时间内传输的有效数据量；由于地址和数据需要分时传送，甚至可能增加传输开销。
  • D 错误。现代存储器总线可采用双倍数据率或更高倍数据率技术，在一个总线时钟周期的多个边沿完成多次数据传输，因此总线工作频率可以高于总线时钟频率。

因此选择 D。

6.2 总线事务和定时​

6.2.2 总线定时​

  1. 【王道·卷二-Q21】 在下列各种情况中，最应采用异步传输方式的是（ ）。
A. I/O接口与打印机交换信息    B. CPU与主存交换信息
C. CPU和PCI总线交换信息    D. 由统一时序信号控制方式下的设备
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答案： A

解析： 异步传输不依赖统一时钟，而是通过请求、应答等握手信号协调双方，适合工作速度相差较大、响应时间不固定的设备之间通信。

打印机属于低速机械外设，其工作速度远低于 I/O 接口，而且每次就绪时间可能波动，因此 I/O 接口与打印机之间最适合采用异步传输方式，A 正确。

CPU 与主存、CPU 与 PCI 总线通常追求较高传输速率，并采用统一时序或标准同步协议；D 已明确由统一时序信号控制，应采用同步方式。