5.5 子系统的互联

5.5.1 CPU和存储器的连接

CPU和存储器之间通常由称为总线的三组线路连接在一起。分别为：

• 数据总线
  由多根线组成，线的数量取决于计算机的字的大小，每一根线上每次传输1位的数据。

• 地址总线
  传送地址，允许访问存储器中的某个字，位数取决于存储空间的大小。

• 控制总线
  负责在CPU和内存之间传送控制信息，线数取决于计算机所需要的控制命令的总数。

举例
如果计算机的字为32位，则数据总线有32根线。
如果内存存储容量为$2^n$个字，则地址总线有n根线。
如果计算机有$2^m$条控制指令，则控制总线有m根线。

5.5.2 I/O设备的连接

输入/输出设备不能直接与连接CPU和内存的总线相连。
输入/输出设备的操作速度要慢。
输入/输出设备通过控制器（接口）连接到总线上。

I/O设备常见控制器

• SCSI（小型计算机系统接口）
  1984年设计，现主要用于服务器上的设备。

• 火线（IEEE1394）
  传输速度快，主要用于视频采集设备。

• USB（通用串行总线）
  目前最流行的设备接口
  使用4根线：电源，地线，两根数据线
  USB2.0：速度：480Mbps
  USB3.0：速度：4.8Gbps

• HDMI（高清晰度多媒体接口）
  用于高清数字视频设备

5.5.3 输入/输出设备的寻址

CPU同样要对输入/输出设备发送数据和指令，需要对其进行寻址。具体采用两种方法：

• I/O独立寻址
  I/O设备的地址是独立的，可以和内存地址重合，互不干扰。

• I/O存储器映射寻址
  I/O控制器中的每一个地址都看作是内存中的存储字。