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2023 iThome 鐵人賽

DAY 5
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上一篇文章提到 CPU 是由哪些元件組成,那今天要來繼續延續上一篇的內容~
補一張圖
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230917/20149362Aix967kuR9.jpg
圖片取自sitebay.com

這篇會針對主記憶體(Main Memory)、輸入/輸出(I/O)、匯流排(Bus)來進行說明

匯流排(Bus)

位在電腦的主機板上,用來傳輸資料和擔當兩個不同元件間溝通的橋樑,就叫做 「匯流排」(bus) ,匯流排一次所能傳輸的資料量稱為「匯流排寬度(bus width)」 ,它會和 CPU 每次所能處理的位元數相容,所以它的單位就會是「位元(bit)」,想當然爾,寬度愈大,傳輸的效能就愈好
以下擷取自維基百科,個人覺得這個解釋真的非常好👍

如果說主機板(Mother Board)是一座城市,那麼匯流排就像是城市裡的公共汽車(bus),能按照固定行車路線,傳輸來回不停運作的位元(bit),這些線路在同一時間內都僅能負責傳輸一個位元。因此,必須同時採用多條線路才能傳送更多資料

依「位置」區分匯流排

  1. 內部匯流排(Internal Bus)
    在 CPU 內部,幾乎將CPU的所有單元進行內部相連,它的寬度可以是 8、16、32、或 64bits,如果你對內部匯流排想有更深入的了解,可以讀這篇文章

  2. 系統匯流排(System Bus)
    在 CPU 與記憶體單元之間,主要負責 CPU 與主記憶體間的資料傳輸

  3. 擴充匯流排(Expansion Bus)
    又稱外部匯流排,主要在晶片組與輸入/輸出單元之間,可連接擴充槽和電腦,保留連接給使用者
    例如: USB3.0(插孔是藍色)可以插到主機板上 PCI 擴充槽(是一種連接電腦主機板和外部裝置的匯流排標準),而他的USB插槽正好就裝在主機殼的外表上,這種外部連接端稱為「Port(連接埠)」,可分為每次傳一次位元的「序列埠(Serial Port)」和每次傳一組位元的「平行埠(Parallel Port)」,如果你對這兩者的差別感到好奇,奉上ChatGPT的回覆

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230920/20149362xJFdrGJDMO.jpg

依「傳遞內容」區分匯流排

  1. 資料匯流排 (Data Bus)
    是雙向的,也就是可以是將資料「送出去」和「讀進來」,擔任各元件間資料交換的橋樑

  2. 位址匯流排 (Address Bus)
    是單向的,只將資料傳送出去,不會讀進來,位址匯流排將要執行的程式位址傳到 CPU 的指標暫存器(Program Counter),位址匯流排決定了最大定址空間,計算方式為 2 的 N 次方 bytes(位元組),N 代表匯流排位址線的數量

  3. 控制匯流排 (Control Bus)
    它是單向的,CPU 向外傳送控制單元(Control Unit)訊號的管道,讓控制單元可以操控算數邏輯單元的運算,常見的控制匯流排有 SB Bus 和 1394 Bus

小試身手

答案會在留言處

1.假設我們有一部電腦,其位址匯流排有29條位址線,在正確存取記憶體的前提下,此部電腦至多可以有多少MB記憶體?

2.若一台微電腦具有32條位址線與16條資料線,則其中央處理器(CPU)可直接取的記憶體位址空間,最大可達下列何者? (A)64KB (B)16MB (C)32MB (D)4GB


輸入/輸出(I/O)

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230918/201493621I3dxqgZDc.jpg

  • 輸入(Input):將資料輸入到電腦裡,例如:鍵盤、滑鼠、掃描
  • 輸出(Output):將處理後的結果輸出電腦,例如:螢幕、印表機、光碟片、已走入歷史的磁碟、磁帶

在計算機系統中,輸入和輸出設備可以將資料透過匯流排(Bus)傳送到中央處理器和內存,同樣,中央處理器也可以透過前面所說的匯流排將處理後的數據傳送到輸出(Output)設備以供顯示或儲存

總結

這兩天將整個電腦的 CPU 和其周邊元件的運作做了個入門的介紹,匯流排擔任各元件間資料傳遞的橋樑,依照位置可分為「內部匯流排」、「系統匯流排」、「擴充匯流排」; 依照「傳遞內容」可分為「資料匯流排」、「位址匯流排」、「控制匯流排」

下一篇將會針對記憶體做更近一步的介紹~

參考資料

  1. 匯流排介紹
  2. wikipedia

PS. 若有解說不清或是不正確之處,歡迎指教/images/emoticon/emoticon41.gif


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2 則留言

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hannnahTW
iT邦新手 1 級 ‧ 2023-09-20 00:59:11
  1. 512MB
    2^29=2^9 X 2^20 =512MB

  2. (D)4GB

0
文文
iT邦新手 5 級 ‧ 2023-09-20 10:03:34

挖塞! 你寫的好認真!!
推推推~!
等我要跳槽準備面試的時候可以用這篇系列文來快速惡補一下哈哈哈

hannnahTW iT邦新手 1 級 ‧ 2023-09-20 18:54:11 檢舉

你也寫得很認真呀 有些地方我邊看邊笑哈哈哈

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