波仔
💻 第二章 试着制造一台计算机吧
📄 一句话概括

先给全机通电，再把 8 根数据线和 16 根地址线从 CPU 铺到内存和 I/O——三条走廊通了，机器才有一台机器的样子。

📝 本节和前面几节的关系

看图课结束，从这一节起正式接线：电源先行，然后铺数据、地址两条大动脉。

一、电源先接

Vcc 接 5V、GND 接 0V，每个 IC 都要喂到——漏喂一个，那块芯片就装死。 【⚠️ 2026 现状】当年标准电压 5V，如今的芯片普遍 3.3V 甚至 1V 出头，电压越低功耗越小，但【每个元件都要喂电】这条没变。

二、数据总线：8 根线一条心

D0~D7 从 CPU 铺出来，内存和 I/O 各接一头——注意是【并联】，所有元件共用这 8 根线。 共用就要守规矩：同一时刻只许一个元件往外放数据，谁放数据由控制线说了算（2.6、2.7 节的事）。这条规矩叫【总线仲裁】的雏形。

三、地址总线：16 根线点 64K 个名

A0~A15 从 CPU 出发，单向（CPU 点名、元件应答），同样并联到内存和 I/O。 16 位能表示 65536 个编号，内存的每个字节格子都领一个号。I/O 的门牌是另一套体系（下一节）。

四、动手 Demo：两条总线的能力账

把 8 位与 16 位的能力当场算出来——数据线管一次搬多重，地址线管能点多少名。

# 数据总线 vs 地址总线
print("数据总线 8 位 -> 一次表示:", 0, "~", 2**8 - 1)
print("地址总线 16 位 -> 可寻址:", 2**16, "个格子")
print("64KB =", 2**16 // 1024, "KB —— Z80 的全部内存世界")

实跑输出：

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接通电源和总线——8 位与 16 位能干多大活
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数据总线 8 根：一次搬一个字节(0~255)；
地址总线 16 根：能点名 65536 个格子(64KB)。当场验证：

[数据总线] 8 位能表示的数值范围：
    最小 = 00000000 = 0
    最大 = 11111111 = 255
    8 位只能表示 0~255 共 256 种 —— 这就是【字节】的由来

[地址总线] 16 位能点名多少格子：
    最小地址 = 0x0000 = 0
    最大地址 = 0xFFFF = 65535
    共 65536 = 64K 个格子(64KB)

  总线         位数     能力                      不够用时怎么办
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  数据总线     8        一次传 0~255 的一个数     拆成多次传(分批)
  地址总线     16       点名 0~65535 号格子       换更多位的 CPU

电源线也在此节接好：Vcc(5V) 和 GND(0V)，没有它们全盘黑灯。

数据总线的 256 种取值和地址总线的 65536 个编号，是同一个数学：2 的位数次方。 想要更大的世界？加线——现代 CPU 64 位数据、48 位地址，道理没变，只是线多了。

30 秒实验

  1. 在纸上画三个方框（CPU、内存、I/O），用两组平行线把它们连起来——就是本节的全部接线。
  2. 算一算 32 位地址总线能寻址多少 GB（答案：4GB——老 32 位系统的内存上限）。

常见误区

  1. 以为每对元件之间单独拉线——总线就是【共用走廊】，单独拉线的是【专线】，成本根本不允许。
  2. 以为数据总线和地址总线可以混用——一条管货、一条管门牌，物理上就分开。
自测三问（点开对答案） 1. 数据总线和地址总线的分工是什么？ —— 数据总线搬内容（单向 8 位），地址总线点门牌（CPU 发出、16 位）。 2. 为什么元件必须分时使用数据总线？ —— 总线是共用的，同一时刻两个元件都放数据就会冲突。 3. 漏接电源会发生什么？ —— 那块 IC 完全不工作——全机缺一个都不行。

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