总线(Bus)是指在计算机或其他电子设备中,多个设备通过同一根电线连接起来,实现数据传输和共享资源的技术。
总线可以将计算机中的各种部件连接起来,包括CPU、内存、硬盘、显卡等,让它们能够互相通信并交换数据。总线是计算机中最重要的组成部分之一,也是计算机能够正常运行的基础。
根据数据传输方式,总线可以分为并行总线和串行总线两种。
并行总线即同时传输多个二进制位,在早期计算机中广泛使用,传输速度较快。但是,并行总线存在着线路复杂、干扰、速度和距离限制等缺点,难以满足现代计算机高速、大容量和远距离的传输要求。
串行总线即逐位传输二进制码,使用单个数据传输线,由于传输成本低、数据可靠性高,因此已经成为现代计算机的主要总线类型。常见的串行总线有USB、SATA、PCI-E等。
从物理结构上看,总线包含三条信号线:数据线、地址线和控制线。
数据线用于传输各种数据,例如信息、指令等,其长度决定了总线能够传输的最大数据量。同时,数据线通常被划分为数据输入输出线和数据存储线。
地址线用于传输数据出发的源位置或接收的目标位置,通常表示一个内存地址。它的长度决定了CPU访问内存的最大容量。
控制线用于传输各种控制信息,例如数据传输方向、时序控制信号等,用于保持各种总线协议的正确性和数据传输的稳定性。
总线的性能常用以下三个指标来评价:
带宽指的是总线在单位时间内传输的数据量,通常用比特每秒(bps)来计量。带宽越大,则数据传输速度越快。
时延指的是数据从发送到接收所需的时间,并且包括数据传输的延迟和信号传播的延迟。时延越小,则数据传输速度越快,用户体验越好。
可靠性指的是数据传输的准确性和稳定性,数据缺失或传输错误会导致计算机崩溃或数据损失。可靠性越高,则数据传输越稳定可靠。