原标题：计算机硬件的爱情你知道吗？

1、爱情之路

我们要了解存储的工作原理，最开始的基础一定是了解计算机内部是如何交流的。

每个人都知道，计算机组成的三大件是CPU、内存和硬盘。那他们之间是如何建立联系的，他们之间是如何传递IO的，了解清楚了就知道他们的爱情之路是如何建立的。CPU需要从内存中提取数据来运算，运算完成之后再存入内存中，对于CPU而言，从内存中提取的数据是IN，运算完成了，再通过CPU脚针通过计算机总线传递给内存，这个就是OUT。对于硬盘，读硬盘数据，例如你在打开word文档，这个过程就是OUT，修改了word文档中的某个字，进行保存就是IN。

IO（IN OUT）只是一个过程，每个部件都在不停的IO，传递给CPU由其进行运算，经过各部件IO，最终到达输出设备。

2.总线传递爱的讯号

IO是通过共享的总线来实现，看起来是一条线，其实就是条物理的导线，跟每个家里用的电线是一个道理。

导线在某一时刻，电位都是相等的，这样总线上所有的部件都会收到相同的信号。这就是说，总线是共享的，同一时刻一个部件只能接收或者发送，我们称为这种工作模式是半双工。

那么在这一时刻到底是谁在用总线呢，在上图可以看到，我们会有一类总线叫做控制总线，控制总线是用来仲裁的。如果某个设备要想给CPU发送信息，那么就要申请控制总线进行仲裁，如果这时候有部件在传递信号，那么则要等待，如果没有人在使用，这时候控制总线就会把使用权给“你”来使用。

主板上的每个部件就是通过总线连接起来，你如果数一数，这里画了8条，但实际中，不止8条，可能是16、32、64、128。这些导线像毛细血管印刷在电路板上，根据物理学中大家都知道，高频振荡会导致线路传输的数据出现错误，那如何解决这问题呢？答案是，在印刷的时候排列在不同的电路板（PCB）层，那么每层的导线数量就少了，再加上每层电路板的屏蔽性能好，所以就不会相互干扰。

在这些总线中有数据总线，控制总线，地址总线，分别使用来传输数据，控制部件数据的传递，寻找部件。比如有32位PCI总线，就表示用32根导线来传递信息。

下表就是不同的PCI总线传输数据。

PCI总线

上图就是多层电路板，这个多层电路板就是用单层电路板组成，上面在插上CPU，内存，硬盘，显卡等。PCI总线是PC机和服务器普遍的连接技术，北桥一般连接CPU和内存，南桥连接外设（键盘，鼠标，硬盘等）。

为了解决总线数量少，和提高总线传输速度，PCI总线中会将地址总线和数据总线进行分时公用（一个时刻只能变成一种总线）。在数据传输时主要由三个角色组成，发起者（Initiator或Master），目标设备（Target或Slave），仲裁设备（Arbiter）。总线上所有控制都由Master发起，PCI总线同一时刻只能有一对设备进行传输数据，这是就需要仲裁设备来决定谁拿到总线的控制权。

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