总线设计
以存储器为主的连接方式
后来，为了改善这种情况，出现了以存储器 为中心的结构，这种结构如下所示
可以看到，这种连接方式以存储器为核心，图中主要涉及的部件功能如下
- 输入设备将常用的信息转换为机器能够识别的数据形式，常见的有键盘和鼠标等
- 存储器用于存放指令和数据
- 运算器用来完成算数和逻辑运算，并将运算结果暂存在运算器内
- 控制器用来完成指挥、控制程序和数据的输入、运行和处理运算结果
- 输出设备的转换过程就是输入设备的逆过程，即将运算结果转换为人们可以熟知的形式
由于运算器和控制器在电路结构上的关系非常紧密，所以通常将运算器和控制器统称为 CPU，把输入/输出设备统称为 IO设备，存储器就是内存。
所以现代计算机的构成一般就是 CPU + 存储器 + 输入/输出设备。
使用这种连接方式后，使 IO 与主存之间的信息交换可以不经过运算器，并且随着中断、DMA 技术的发展和成熟，使 CPU 效率得到很大的提高。
但是使用这种方式，仍然不能解决 IO 设备和主机之间连接的灵活性，因为当我们想增加一种 IO 设备时，这种连接方式却无法处理，由此出现了总线的连接方式。
以 CPU 为主的双总线连接方式
总线采用的是多种 IO 部件共享的连接方式，总线实际上是由许多传输线组成，每条线可一位一位的传输二进制数据，比如 16 条传输线可以同时传输 16 位二进制代码。
下面是一种以 CPU 为中心的双总线结构
上图的这种连接方式就是一种总线的连接方式，它将各部件连接到一组公共传输线上。从图中可以体会出双总线的概念：其中一组总线连接 CPU 和内存，称为存储总线；另一组用来建立 CPU 和各 I/O 设备之间交换信息的通道，称为 IO 总线。
这种连接方式也会出现问题，当多个部件与总线相连时，如果两个及以上的部件同时发送消息，那么势必会产生信号冲突，导致传输无效。所以，在同一时刻只允许有一个部件发送消息，但是可以有多个部件接收消息。
单总线结构设计
如果将 CPU 、主存和 IO 设备通过 IO 接口都挂到一组总线上，就形成了单总线的连接方式。
这里思考一个问题，你觉得单总线的连接方式和以 CPU 为主的双总线的连接方式相比，最大的区别在哪里？
以 CPU 为主的双总线连接方式中，CPU 和 IO 总线的交互需要 CPU 参与，CPU 和内存的交互也需要 CPU 参与，所以 CPU 无时无刻都在做功，这也得亏是 CPU ，换个其他人得累死。
单总线连接连接方式，因为 CPU 、内存和 IO 都挂在同一个总线上，所以内存和 IO 交互不需要 CPU 的参与，这就是最大的改变。这种连接方式同样也会出现问题，因为只有一组总线，当各个部件都需要交换信息时，就会发生冲突，所以，在这种设计中，需要设定总线占用优先级，让各个组件按照优先级顺序来依次占用总线。这也是为什么编程语言中使用锁作为线程安全性的真正原因。
还有一个问题是 CPU 没有和内存直接交互，大大影响工作效率。
以存储器为中心的双总线结构
还有一种连接方式是以存储器为中心的双总线结构，它的设计如下
这种总线设计结构就很舒服了。它是在上面单总线结构的基础上，在 CPU 和内存之间增加了一条存储总线，在 IO 使用系统总线频率比较高的时候，CPU 和内存可以通过存储总线交互，这样既大大加快了系统工作效率，又降低了总线开销。还保留了内存和 IO 交互时不需要经过 CPU 的特点。
后记
这次尝试写了一下计算机组成原理相关的文章，到时候可以和计算机基础那本 PDF 合并一下，不知道计算机组成相关的大家感兴趣么，如果感兴趣，可以帮我点个赞哟～
