同方PC機的主機學習教案

1、同方同方(tn fn)PC機的主機機的主機第一頁，共33頁。1 音箱音箱 5 CPU 2 調制解調器調制解調器 6 鍵盤鍵盤3 麥克風麥克風 7 鼠標器鼠標器 4 內存條內存條 8 CD驅動器驅動器9 軟驅軟驅10 硬盤驅動器硬盤驅動器11 打印機打印機12 I/O接口接口13 CRT顯示器顯示器14 擴展卡擴展卡第1頁/共33頁第二頁，共33頁。第2頁/共33頁第三頁，共33頁。擴展擴展空間空間第3頁/共33頁第四頁，共33頁。 存儲器插座存儲器插座 處理器處理器插槽插槽外部設備插口外部設備插口(I/O接口接口)軟驅及硬盤的軟驅及硬盤的IDE連接器連接器電源連接器電源連接器 PCI總線槽總線

2、槽 CPU插座插座顯示卡的顯示卡的AGP插槽插槽南橋南橋芯片芯片 ROM BIOS CMOS 存儲器存儲器北橋北橋芯片芯片第4頁/共33頁第五頁，共33頁。CPUCPU插座插座內存條插座內存條插座軟驅、硬盤軟驅、硬盤IDEIDE連接器連接器電源連接器電源連接器PCIPCI總線插槽總線插槽 芯片組芯片組 I/O I/O端口端口第5頁/共33頁第六頁，共33頁。yALU寄存器組寄存器組CPU總線接口總線接口R6CPU(前端前端)總線總線I/O 總線總線主板擴展槽主板擴展槽PCI接口接口南橋芯片南橋芯片I/O 總線總線寄寄存存器器組組運運算算器器中央處理器中央處理器指令計數器指令計數器指令寄存器指令

3、寄存器控制器磁盤控制器磁盤控制器以太網卡以太網卡USB控制器和接口控制器和接口鼠標器鼠標器鍵盤鍵盤網線網線disk聲卡聲卡視頻卡視頻卡光驅光驅主存儲器主存儲器0A北橋芯片北橋芯片y存儲器總線存儲器總線顯卡第6頁/共33頁第七頁，共33頁。Pentium 4CPU前端總線前端總線北橋北橋82865PMCH圖形卡接口圖形卡接口雙通道雙通道南橋南橋82801E ICH5USB 2.0接口接口(x8)以太網接口以太網接口PCI 插槽插槽(6個個)ROM BIOS硬盤接口硬盤接口(x2)音頻音頻CodecSuper I/O鍵盤鍵盤,鼠標鼠標,軟驅軟驅,并口并口,串口等串口等電話電話ModemDDR 2電

4、源管理、時鐘生成電源管理、時鐘生成DDR 2存儲器存儲器CPU第7頁/共33頁第八頁，共33頁。第8頁/共33頁第九頁，共33頁。保存BIOS的只讀存儲器(ROM)芯片第9頁/共33頁第十頁，共33頁。實現(xiàn)對鍵盤、顯示器、軟驅和硬盤等常用外部設備輸入輸出操作的控制第10頁/共33頁第十一頁，共33頁。第11頁/共33頁第十二頁，共33頁。第12頁/共33頁第十三頁，共33頁。第13頁/共33頁第十四頁，共33頁。內存儲器內存儲器外存儲器外存儲器CPU指令指令1指令指令2指令指令k指令指令n程序程序數據數據1數據數據2數據數據m數據數據任務啟動時，執(zhí)行任務啟動時，執(zhí)行該任務的程序和數據該任務的程

5、序和數據將從外存成批傳送到將從外存成批傳送到內存內存CPU從內存中逐條從內存中逐條讀取該程序的指令及讀取該程序的指令及相關的數據相關的數據將指令的運算處理將指令的運算處理結果送回內存保存結果送回內存保存任務完成后，將處任務完成后，將處理得到的全部結果成理得到的全部結果成批傳送到外存以長久批傳送到外存以長久保存保存逐條執(zhí)行指令逐條執(zhí)行指令，按指令要求完，按指令要求完成對數據成對數據(shj)的運算和處理的運算和處理n外存儲器外存儲器(簡稱簡稱外存外存或輔存或輔存)n存取速度慢存取速度慢n成本低、容量很大成本低、容量很大n不與不與CPU直接連接，直接連接，計算機運行程序時，外存計算機運行程序時，外

6、存中的程序及相關數據必須先傳送到內存，然后才中的程序及相關數據必須先傳送到內存，然后才能被能被CPU使用。使用。n屬于不揮發(fā)性存儲器屬于不揮發(fā)性存儲器( (Nonvolatile) )，用于，用于長久存放系統(tǒng)中幾乎所有的信息長久存放系統(tǒng)中幾乎所有的信息第14頁/共33頁第十五頁，共33頁。cache存儲器存儲器主存儲器主存儲器(RAM和和ROM)外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）內存儲器內存儲器外存儲器外存儲器寄存器寄存器典型容量典型容量1KB1MB256MB-1GB40GB-200GB10TB-100TB典型存取時

7、間典型存取時間1 ns2 ns10 ns10 ms10 s 分析：速度越快，成本分析：速度越快，成本(chngbn)較高。較高。 為了獲得好的性能為了獲得好的性能/價格比，計算機中各種價格比，計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協(xié)調工作存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協(xié)調工作 工作過程：工作過程： 1）CPU運行時，需要的操作數大部分來自寄存器運行時，需要的操作數大部分來自寄存器 2）如需要從）如需要從(向向)存儲器中取存儲器中取(存存) 數據時，先訪問數據時，先訪問cache，如在，取自，如在，取自cache 3）如操作數不在）如操作數不在cache，則訪問，則訪問R

8、AM，如在，如在RAM中，則取自中，則取自RAM 4）如操作數不在）如操作數不在RAM，則訪問硬盤，操作數從硬盤中讀出，則訪問硬盤，操作數從硬盤中讀出RAM cache第15頁/共33頁第十六頁，共33頁。半導體存半導體存儲器儲器只只 讀讀存儲器存儲器(ROM)隨機存取存隨機存取存儲器儲器(RAM)靜態(tài)靜態(tài)(jngti)隨機存取存儲器隨機存取存儲器SRAM動態(tài)隨機存取存儲器動態(tài)隨機存取存儲器DRAM 不可在線改寫內容的不可在線改寫內容的ROM快擦除存儲器（快擦除存儲器（Flash ROM）（用作（用作Cache存儲器存儲器） （用作（用作主存儲器）主存儲器） 每個存儲單元每個存儲單元(cell

9、)由由6個晶體管組成個晶體管組成 只要加上電源，信息就能一直保持只要加上電源，信息就能一直保持 對電器干擾相對不很敏感對電器干擾相對不很敏感 比比DRAM更快，也更貴更快，也更貴 每個存儲單元由每個存儲單元由1個電容和個電容和1個晶體管組成個晶體管組成. 每每10-100 ms必須刷新一次必須刷新一次 對電器干擾比較敏感對電器干擾比較敏感 比比SRAM慢，但便宜慢，但便宜（用作（用作BIOS存儲器）存儲器）(圖形卡、硬盤控制器圖形卡、硬盤控制器)第16頁/共33頁第十七頁，共33頁。0110100110101010存儲內容存儲內容00001000000001000011001001111011

10、111存儲存儲單元單元地址地址地址碼地址碼存儲單元地址寄存器地址譯碼器讀寫控制電路讀讀/寫的數據寫的數據讀讀/寫控制信號寫控制信號(64位)(36位)第17頁/共33頁第十八頁，共33頁。n目前目前(mqin)(mqin)流行的是流行的是DDRDDR和和DDR2DDR2內存條：內存條：n均采用雙列直插式，其觸點分布在內存條的兩面均采用雙列直插式，其觸點分布在內存條的兩面nDDRDDR條有條有184184個引腳，個引腳，DDR2DDR2有有240240個引腳個引腳nPCPC機主板中一般都配備有機主板中一般都配備有2 2個或個或4 4個個DIMMDIMM插槽插槽 第18頁/共33頁第十九頁，共33

11、頁。問題：由于問題：由于CPU工作速度工作速度(sd)很快，內存速度很快，內存速度(sd)比較慢（差比較慢（差12個數量級），從內存取數或向內存寫數時，個數量級），從內存取數或向內存寫數時，CPU往往需要等待往往需要等待關于關于cache存儲器存儲器第19頁/共33頁第二十頁，共33頁。012345678910111213141589143444101010主存中的部分信息主存中的部分信息(xnx)拷拷貝在貝在cache存儲器中存儲器中Cache存儲器存儲器主存儲器主存儲器關于關于cache存儲器存儲器第20頁/共33頁第二十一頁，共33頁。第21頁/共33頁第二十二頁，共33頁。器第22頁/

12、共33頁第二十三頁，共33頁。命令，獨立地控制I/O操作的全過程第23頁/共33頁第二十四頁，共33頁。第24頁/共33頁第二十五頁，共33頁。據線位數/8總線(zn xin)工作頻率（MHz） 每個總線(zn xin)周期的傳輸次數第25頁/共33頁第二十六頁，共33頁。第26頁/共33頁第二十七頁，共33頁。第27頁/共33頁第二十八頁，共33頁。串行口串行口9針針并行口并行口VGA視頻口視頻口鍵盤接口鍵盤接口雙絞線接口雙絞線接口PS/2接口接口串行口串行口25針針同軸電纜網絡接口同軸電纜網絡接口顯示器顯示器接口接口麥克風麥克風音音 箱箱鍵盤接口鍵盤接口并行口并行口USB接口接口以太網以太

13、網雙絞線接口雙絞線接口串行口串行口鼠標器鼠標器接口接口(安裝安裝(nzhung)在主板上的在主板上的I/O設備接口設備接口)第28頁/共33頁第二十九頁，共33頁。第29頁/共33頁第三十頁，共33頁。接口類型接口類型A,通常通常(tngchng)在在PC上出現(xiàn)上出現(xiàn)接口類型接口類型B,通常在通常在USB設備設備(shbi)上出現(xiàn)上出現(xiàn)Mini-USB,數碼相機、移動硬盤等設備經常使用數碼相機、移動硬盤等設備經常使用USB集線器集線器, 可擴展可擴展PC機的機的USB接口接口黑黑地地GND4綠綠數據數據DATA3白白數據數據DATA2紅紅電源電源VCC1導線顏色導線顏色名名 稱稱信信 號號引引 腳腳第30頁/共33頁第三十一頁，共33頁。打印機打印機掃描儀掃描儀顯示器顯示器麥克風麥克風網線網線I/O總線總線I/O接口接口硬盤硬盤光驅光驅I/O設備設備CPU主板主板I/O設備設備I/O控制器控制器（擴充卡）（擴充卡）機箱機箱插座插座板卡板卡插座插座I/O控制器控制器PCI插槽插槽內存內存主主板板插插槽槽機機 箱箱芯片組芯片組IDE接口接口機箱機箱插座插座I/O設備設備鍵盤鍵盤鼠標器鼠標器