計算機(jī)硬件設(shè)備

計算機(jī)硬件設(shè)備

CPU、主板、內(nèi)存(RAM,ROM)

計算機(jī)硬件

計算機(jī)硬件設(shè)備

1Speakers

2Modem7Mouse

3Microphone8CD-ROMdrive

4RAM9Diskettedrive12Ports

5CPU10Harddrive13Monitor

6Keyboard11Printer14Expansionboard

主板

?主板(MainBoard)

8主板又名主機(jī)板、系統(tǒng)板、母板，是PC機(jī)的核

心部件

ePC機(jī)的主板包括CPU、芯片組(Chipset)、高

速緩存(Cache)、ROM_BIOS芯片、CMOS芯

片、內(nèi)存RAM、總線通道、軟硬磁盤接口、串行

和并行接口、USB接口、擴(kuò)展槽(Slots)、直流

電源插座、可充電電池以及各種跳線

主板照片

總線

?:?總線(BusLines)是主板上傳輸數(shù)據(jù)的通道，

其物理實(shí)質(zhì)是一條條并行的信號線。(CPUf

大腦，總線少神經(jīng)系統(tǒng))

8總線工作頻率(MHz)和帶寬(bits)

?:?總線的分類

③片內(nèi)總線，也稱為內(nèi)部總線，位于微處理器CPU

內(nèi)部

8片總線，也稱為局部總線、外部總線，是計算機(jī)

上以CPU為核心，與各部件之間的直接連接總線

3PC總線，是擴(kuò)展卡和擴(kuò)展槽之間的連接總線

總線傳輸信號和類型

?？偩€上的信號

8數(shù)據(jù)信號，部件間交換的具體二進(jìn)制數(shù)據(jù)

8地址信號，標(biāo)識數(shù)據(jù)存放的位置

於控制信號，用于控制總線傳輸和數(shù)據(jù)交換的信號,

反映了部件之間的應(yīng)答和調(diào)度

?:?總線的類型

cdSAEISAMCAEISAVESAPCI

ISA總線和PCI總線

?ISA總線(Industrystandard

architecture)

ml6位ISA總線頻率為8MHz左右。

e應(yīng)用范圍很廣，幾乎所有的主板都保

留了ISA總線的擴(kuò)展槽。

?PCI總線

ePCI是Intel公司開發(fā)的一套局部總線

系統(tǒng)，它支持32位或64位的總線寬

度，頻率通常是33MHz。

I/O接口

?I/O接口的功能

8連接主機(jī)與外設(shè)，并提供數(shù)據(jù)緩沖

3提供外設(shè)的I/O地址

8數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能

途中斷功能

8其它協(xié)調(diào)功能

I/O接口的作用

?高速主機(jī)與低速的外圍設(shè)備之間的矛盾

?:?各種外部設(shè)備種類繁多，外圍設(shè)備所處理的信息的

類型和編碼格式各不相同

?I/O接口的作用就是使CPU與外圍設(shè)備能夠協(xié)調(diào)地完

成輸入/輸出工作。

?:?每個I/O接口內(nèi)部都包括一組寄存器。這些寄存器也

被稱為I/O端口(port),每個端口有一個端口地址(也

稱端口號)。

CPU就是通過這些端口與外圍設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交

換。

I/O接口

I/O接口

新型的ATX結(jié)

構(gòu)的主板，它

的并口、串口

連插座都是集

成在主板上的,

而且還有PS/2

的鼠標(biāo)和鍵盤

接口，并提供

了USB接口。

AT結(jié)構(gòu)主板

軟驅(qū)和硬盤接口

?:?一個軟驅(qū)接口，用一根扁平的34線數(shù)據(jù)線連接軟驅(qū)

?硬盤接口

e擴(kuò)展IDE(EnhancedIntegratedDeviceElectronics)方式,

最多可以連接四個EIDE設(shè)備

GsSCSI(SmallComputerSystemInterface,小計算機(jī)系統(tǒng)

接口)方式

1三

鼠標(biāo)、鍵盤、串并口、USB

?:?一般鍵盤和鼠標(biāo)都是采用PS/2圓口，鍵盤接口

一般為藍(lán)色，鼠標(biāo)接口一般為綠色

?USB(UniversalSerialBus)通用串行總線接

口

?串行接口可連接MODEM和比較老的鼠標(biāo)

?并行接口一般連接打印機(jī)

PS/2USB

USB接口

?:*USB"通用串行總線”，統(tǒng)一不同的串行接口,

使用一個4針插頭作為標(biāo)準(zhǔn)插頭（其中2根針

用來提供電源，另外2根針用來傳輸數(shù)據(jù)）

?:.USB采用“級聯(lián)”方式，即每個USB設(shè)備用

一個USB插頭連接到一個外設(shè)的USB插座上，

而其本身又提供一個USB插座供下一個USB

外設(shè)連接用

。一個USB控制器可以連接多達(dá)127個外設(shè)

*一般主板上只提供兩個USB接口

其他重要接口

?AGP接口

eAGP叫做圖形加速

接口，是Intel公司推

出的新一代圖形顯示

卡專用數(shù)據(jù)通道，它

只能安裝AGP的顯示

卡

CMOS和BIOS

?:.BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))，指集成在主板上

的一個ROM芯片，它保存了基本輸入輸出程

序，自檢程序等。它負(fù)責(zé)開機(jī)時對系統(tǒng)各項

硬件進(jìn)行初始化和測試，引導(dǎo)計算機(jī)進(jìn)入

“激活”狀態(tài)，最后把機(jī)器交給操作系統(tǒng)管

理

?CMOS(ComplementaryMetalOxide

Semiconductor)是一個在有當(dāng)前系統(tǒng)各硬件

基本配置信息的RAM,并還存有一些基本信

息，如時鐘、日歷、啟動讀盤順序、密碼等。

計算機(jī)硬件

CPU

?CPU(Central

processingunit)盟照蜘4

e中央處理單元，計算機(jī)

系統(tǒng)的大腦

m包括算術(shù)/邏輯單元和控

制單元

控制單元(CU)

?功能

0讀取程序指令

?:?從內(nèi)存中讀取指令

8對指令解碼

?:?將指令翻譯成計算機(jī)系統(tǒng)能夠理解的電子信號

8啟動指令執(zhí)行

?:?將電子信號傳遞給ALU或內(nèi)存，以便指令被執(zhí)行

e將結(jié)果傳至內(nèi)存

機(jī)器周期

卬指令周期

讀取指令并解碼

e執(zhí)行周期

?:?執(zhí)行指令并寫入內(nèi)存

ALU

?ALU(Arithmetic/LogicUnit)

e算術(shù)/邏輯單元

功能

8執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，如加法和乘法

8執(zhí)行邏輯對比，如兩個數(shù)那個更大

ALU操作列表

ArithmeticLogical

OperationsOperations

+Add=,wequalto,notequalto

-Subtract>,>greaterthan,notgreaterthan

xMultiply<5<lessthan,notlessthan

+Divide>,>greaterthanorequalto,

notgreaterthanorequalto

ARaisebyapower<,<lessthanorequalto,

notlessthanorequalto

寄存器(Register)

?寄存器

發(fā)指令和數(shù)據(jù)在CPU內(nèi)的臨時存儲區(qū)域

8在控制單元的指揮下，以極快的速度接收信息、保存并

彳專輸出去

寄存器的類型

8地址寄存器

8指令寄存器

8程序寄存器

8累加寄存器

8狀態(tài)寄存器

8…

CPU的主要技術(shù)特征

?:?主頻，也叫時鐘頻率，單位MHz

作是CPU作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工作頻率，就是CPU在一秒鐘應(yīng)

該完成的工作周期數(shù)。

?外頻，也叫總線頻率，單位MHz

e主板上系統(tǒng)總線的工作頻率

?:?倍頻系數(shù)，主頻=倍頻系數(shù)*外頻

?L1Cache容量，32-64k

?:?生產(chǎn)工藝技術(shù)，0.18-0.13微米

?:?接口標(biāo)準(zhǔn)，Socket和slot

?CPU附加指令集MMX指令集

超頻能力

MMX指令

Intel公司在1996年為了增強(qiáng)PentiumCPU在

音像、圖形和通信應(yīng)用方面而采取的新技術(shù)

?多媒體和通信應(yīng)用大多是計算密集型的循環(huán)

運(yùn)算，這些運(yùn)算以不到10%的代碼量，卻占

用了CPU90%的執(zhí)行時間

?:?技術(shù)的要點(diǎn)

儂單指令、多數(shù)據(jù)（SIMD）技術(shù)

e8位64位寬的MMX寄存器

^57條新指令

e四種新的數(shù)據(jù)類型

主要的CPU生產(chǎn)廠商和類型

?Intel

e8086,8088,80286,80386,80486,Pe

Pro,PentiumwithMMX,PentiumII,P

Xeon

?AMD(AdvancedMicroDex,i^oc^

mK6-III一.

?Cyrix

?CISC芯片和RISC芯片

g精簡指令芯片

g復(fù)雜指令芯片

CPU的形狀

Socketx結(jié)構(gòu)

eSocket7,Socket

370(Intel)

eSocketA(AMD)

Slotx結(jié)構(gòu)

eSlot1,Slot

2(lntel)

eSlotA(AMD)

存儲設(shè)備

?:?存儲器是指計算機(jī)系統(tǒng)中的記憶裝置，能夠

接收計算機(jī)內(nèi)的信息，保存信息，并且可以

根據(jù)命令提供所保存的信息。

?:?一般的，總是希望存儲器容量大、速度快、

價格低。實(shí)踐中，速度越快的存儲器單位成

本往往越高，因而，計算機(jī)系統(tǒng)中存在兩種

存儲器——主存儲器（內(nèi)存）和外存儲器。

CPU內(nèi)存卜存儲

內(nèi)存

?主存儲器又稱內(nèi)存儲器，簡稱內(nèi)存，直

接與CPU相連。

?使用大規(guī)模集成電路作為主存儲器，速

度很快

?是計算機(jī)中的工作存儲設(shè)備，當(dāng)前運(yùn)行

的程序和數(shù)據(jù)都存放在主存儲器中供中

央處理器調(diào)用，處理的結(jié)果也存入主存

儲器中。

內(nèi)存與外存的比較

內(nèi)存外存

CPU可否直接存取是否

數(shù)據(jù)保存時間電源關(guān)閉前只要存儲介質(zhì)沒有損壞，

可長期保存。

存取速度快慢

容量小(MB)大(GB~TB)

單位容量價格高低

內(nèi)存的分類

隨機(jī)存儲器

。隨機(jī)存儲器

eRandomaccessmemory(RAM)

e允許隨時寫入或讀出，使用方便，斷電后信息全

部丟失

DRAM和SRAM

?:?分類

eDRAM（動態(tài)內(nèi)存），需要定時刷新以保持?jǐn)?shù)據(jù),

通常我們指的內(nèi)存就是DRAM

eSRAM（靜態(tài)內(nèi)存），速度快，價格高，一般作

Cache（高速緩存）

內(nèi)存的地址

?內(nèi)存地址，對內(nèi)存進(jìn)行編號，這個編號稱為地址

地址內(nèi)存

0000000010110000

0000000100000111

0000001100000100

0000010000001010

0000010111110100

只讀存儲器

ROM（Read-onlymemory,只讀存儲器）

疑只允許讀出其中固化內(nèi)容，斷電后信息不丟失

。PROM（可編程只讀內(nèi)存）

?EPROM（可擦寫的可編程只讀內(nèi)存）

6在特殊的加電狀態(tài)下，可以自由寫入，其余時刻

只能讀出，斷電后信息不丟失。一般用于BIOS電

路等。

?:.SRAM叫靜態(tài)內(nèi)存，“靜態(tài)”指的是數(shù)據(jù)寫入

SRAM后，除非重新寫入新數(shù)據(jù)或關(guān)閉電源，否則

寫入的數(shù)據(jù)保持不變。由于SRAM訪問速度快，因

此被用于實(shí)現(xiàn)CACHE(高速緩存)o

?:?有了高速緩存，可以先把數(shù)據(jù)預(yù)寫到其中，需要時

直接從它讀出，這就縮短了CPU的等待時間。

?高速緩存之所以能提高系統(tǒng)的速度是基于一種統(tǒng)計

規(guī)律，控制系統(tǒng)會自動統(tǒng)計內(nèi)存中哪些數(shù)據(jù)會被頻

繁使用，就把這些數(shù)據(jù)存在高速緩存中，CPU要訪

同這些數(shù)據(jù)禮就會先切Cache中去找。

?CPU內(nèi)部的緩存叫內(nèi)部高速緩存(InternalCache)

或一級高速緩存，主板上的緩存叫外部高速緩存

(ExternalCache)或二級局速緩存。

高速緩存工作過程

主板

CPU

二級饃存

內(nèi)存的技術(shù)指標(biāo)

?存儲容量

?:?存取速度：60ns~120ns,(ns=10-9%>)

?:?內(nèi)存的數(shù)據(jù)帶寬：一次能夠處理的數(shù)據(jù)寬度,

也就是一次能處理若干位(b計)的數(shù)據(jù)。

?內(nèi)存的奇偶校驗

c^ECC(ErrorCorrectingCodes)錯誤校正碼技術(shù):

ECC具有自動更正的能力

內(nèi)存條的類型(1)

?DIP：雙列封裝一般有256KB和1MB等幾種；

?SIMM：單列直插。一般有30線，