前言
大家好，我是jiantaoyab，前面讲了CPU和内存，那么CPU 从我们的键盘、鼠标接收输入信号，向显示器输出信号，这之间究竟是怎么通信的呢？换句话说，计算机是用什么样的方式来完成，CPU 和内存、以及外部输入输出设备的通信呢？本篇文章大家讲讲总线
总线设计
计算机里其实有很多不同的硬件设备，除了 CPU 和内存之外，我们还有大量的输入输出设备。可以说，计算机上的每一个接口，键盘、鼠标、显示器、硬盘，乃至通过 USB 接口连接的各种外部设备，都对应了一个设备或者模块。
如果各个设备间的通信，都是互相之间单独进行的。如果我们有 N个不同的设备，他们之间需要各自单独连接，那么系统复杂度就会变成 N^2。每一个设备或者功能电路模块，都要和其他 N−1个设备去通信。
为了简化系统的复杂度，我们就引入了总线，把这个 N2^2 的复杂度，变成一个 N 的复杂度。
总线，其实就是一组线路。 CPU、内存以及输入和输出设备，都是通过这组线路，进行相互间通信的。总线的英文叫作 Bus，就是一辆公交车。这个名字很好地描述了总线的含义。公交车的各个站点，就是各个接入设备。要想向一个设备传输数据，我们只要把数据放上公交车，在对应的车站下车就可以了。
在大型系统开发的过程中，经常会用到一种叫作事件总线的设计模式。
在事件总线这个设计模式里，各个模块触发对应的事件，并把事件对象发送到总线上。也就是说，每个模块都是一个发布者。而各个模块也会把自己注册到总线上，去监听总线上的事件，并根据事件的对象类型或者是对象内容，来决定自己是否要进行特定的处理或者响应。
现代的 Intel CPU 的体系结构里面，通常有好几条总线。
CPU 和内存以及和高速缓存通信的总线通常是由两种总线组成，我们称之为双独立总线DIB。CPU中有一个快速的本地总线（Local Bus）和一个速度相对较慢的前端总线（Front-side Bus）。
高速本地总线，是用来和高速缓存通信的。前端总线，是用来和主内存以及输入输出设备通信的。
有时候，我们会把本地总线也叫作后端总线（Back-side Bus），和前面的前端总线对应起来。而前端总线也有很多其他名字，比如处理器总线（Processor Bus）、内存总线（Memory Bus）。
前端总线，其实就是系统总线。CPU 中的内存接口直接和系统总线通信，然后系统总线再接入一个 I/O 桥接器。
这个 I/O 桥接器，一边接入内存总线，使CPU和内存通信；另一边接入了一个 I/O 总线，用来连接 I/O 设备。
事实上总线层面拆分得更细。根据不同的设备，还会分成独立的 PCI 总线、ISA 总线等等。
在物理层面通常有三类线路。
- 数据线（Data Bus），用来传输实际的数据信息
- 地址线（Address Bus），用来确定到底把数据传输到哪里去，是内存的某个位置，还是某一个 I/O 设备。
- 控制线（Control Bus），用来控制对于总线的访问。
尽管总线减少了设备之间的耦合，也降低了系统设计的复杂度，但是总线不能同时给多个设备提供通信功能。那多个设备都想要用总线，我们就需要有一个机制，去决定这种情况下，到底把总线给哪一个设备用。这个机制，就叫作总线裁决（Bus Arbitraction）。
