計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)D01-05A

第一章計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)第五節(jié)PC系列微型計(jì)算機(jī)的配置(一)第一頁，共十五頁。

PC（PersonalComputer）機(jī)即個(gè)人計(jì)算機(jī)。一個(gè)典型的PC機(jī)系統(tǒng)由主機(jī)、顯示器、存儲(chǔ)器、鍵盤、打印機(jī)和其他的I/O設(shè)備組成。1.5.1主機(jī)

PC機(jī)的主機(jī)板又稱為系統(tǒng)板或母板，它是PC機(jī)主機(jī)的核心部件，包含有中央處理單元CPU，數(shù)值協(xié)處理器（插座），只讀存儲(chǔ)器ROM，隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，還有一些擴(kuò)展槽和各種接口，開關(guān)和跳線。1、中央處理單元CPU

1.5PC系列微型計(jì)算機(jī)的配置第二頁，共十五頁。1、中央處理單元CPU

PC機(jī)的中央處理單元CPU用來執(zhí)行程序指令、完成各種運(yùn)算和控制功能。CPU的類型與主頻率決定了PC機(jī)的基本性能。目前PC機(jī)較多使用的微處理器有Pentium系列和AMD系列，至于早期幾年較普遍使用的80386、80486已被淘汰。取而代之的是高性能的、有更好的各種技術(shù)參數(shù)的CPU。微處理器的主頻率往往有一定的范圍，主頻率愈高，則PC機(jī)的運(yùn)行速度可愈高。第三頁，共十五頁。2、只讀存儲(chǔ)器ROM

在主機(jī)板上有只讀ROM芯片，用于存放基本輸入/輸出系統(tǒng)ROMBIOS。ROMBIOS提供最基本的和初步的操作系統(tǒng)的服務(wù)，如上電自檢程序、裝入引導(dǎo)程序。這些程序永遠(yuǎn)保留在ROM芯片中，只能讀出，不能寫入，故不易丟失。第四頁，共十五頁。3、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM

隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM作為PC機(jī)的內(nèi)存供操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序以及用戶數(shù)據(jù)使用。與ROM存儲(chǔ)器不同，RAM存儲(chǔ)器不但能讀出存儲(chǔ)在芯片上的數(shù)據(jù)，而且還可以隨時(shí)寫進(jìn)新的數(shù)據(jù)，或?qū)υ瓉淼臄?shù)據(jù)進(jìn)行修改。但計(jì)算機(jī)關(guān)閉電源后，RAM中的信息將丟失，且不可恢復(fù)，如果需要保存信息，則必須把信息存儲(chǔ)在外存設(shè)備上。第五頁，共十五頁。4、高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache存儲(chǔ)器）

在32位以上的微處理器和微型計(jì)算機(jī)中，為了加快運(yùn)算速度，普遍在CPU與常規(guī)主存儲(chǔ)器之間增設(shè)了一級(jí)或兩級(jí)高速小容量存儲(chǔ)器，稱為高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache），高速緩沖存儲(chǔ)器的存取速度比主存要快一個(gè)數(shù)量級(jí)，大體與CPU的處理速度相當(dāng)。有了它以后，CPU在對(duì)一條指令或一個(gè)操作數(shù)尋址時(shí)，首先要看所需數(shù)據(jù)是否在高速緩沖器中。若在，就立即送給CPU；否則，就要作一常規(guī)的存儲(chǔ)器訪問，同時(shí)將所取的指令和數(shù)據(jù)復(fù)制到高速緩沖器中。前者稱為“命中”，后者稱為“未命中”。由于程序中相關(guān)數(shù)據(jù)塊一般都按順序存放，并且大都存放在相鄰的存儲(chǔ)單元中，因此CPU對(duì)存儲(chǔ)器的訪問大都是在相鄰的單元中進(jìn)行。一般來說，CPU對(duì)高速緩沖器的命中率可在90%以上，甚至高達(dá)99%。第六頁，共十五頁。5、總線總線是連接計(jì)算機(jī)CPU、主（內(nèi)）存儲(chǔ)器、輔助（外）存儲(chǔ)器、各種輸入/輸出設(shè)備的一組物理信號(hào)線極其相關(guān)的控制電路，它是計(jì)算機(jī)中運(yùn)載各部件信息的公共通道。總線在計(jì)算機(jī)的組成與發(fā)展過程中起著重要的作用，因?yàn)榭偩€涉及到各部件之間的接口和信息交換規(guī)程，它是CPU、存儲(chǔ)器、各類I/O設(shè)備之間交換信息的樞紐。

微機(jī)系統(tǒng)的總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。

數(shù)據(jù)總線（DataBus）用于CPU與I/O設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。

控制總線（ControlBus）用來傳送控制器發(fā)出的各種控制信號(hào)和外設(shè)的回控信號(hào)。（雙向總線）第七頁，共十五頁。

地址總線（AddressBus）用來傳送存儲(chǔ)單元或I/O設(shè)備的地址信息。地址總線的根數(shù)一般反映了一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最大內(nèi)存容量，不同的CPU芯片，地址總線的數(shù)量也不同。例如：8位的CPU芯片，地址總線一般為16位，可尋址內(nèi)存單元數(shù)為216=65536個(gè)地址，即內(nèi)存最大容量為64KB；又如：8088CPU芯片有20根地址線，可尋址內(nèi)存單元數(shù)為220個(gè)地址，即內(nèi)存最大容量為1MB。

第八頁，共十五頁。

為了簡化計(jì)算機(jī)的制造和裝配，國際上已定出總線結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，如ISA稱為“工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)”，MCA（微通道結(jié)構(gòu)）、EISA（擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)）、VESI（視頻電器標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）、PCI（外部設(shè)備互連）。微型計(jì)算機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各部分都以同一形式排在總線上，結(jié)構(gòu)簡單、易于擴(kuò)充。如圖1.5所示。第九頁，共十五頁。CPU主存I/OI/OI/O地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線圖1.5微型計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)第十頁，共十五頁。6.接口電路接口電路是CPU與外設(shè)之間的連接緩沖，接口電路通過總線與CPU連接。CPU同外設(shè)的工作方式、工作速度、信號(hào)類型等都不相同，通過接口電路的變換作用，把兩者匹配起來。接口電路中包括一些專用芯片、輔助芯片以及各種外充適配器和通信接口電路等。不同的外設(shè)通過不同的適配器連接到主板上。在主板上一般有多個(gè)擴(kuò)充插槽，用于插入各種接口板（適配器）。適配器一般做成電路板的形式，所以又稱“適配卡”。常用的適配卡有：第十一頁，共十五頁。（1）顯示器適配卡。它用于與顯示器的連接，如VGA卡、SVGA卡、AGP卡、PCI卡、PCIE卡等，現(xiàn)在已經(jīng)有最新款的性能優(yōu)越終端盒高端的各種顯卡顯卡。如中端的：

GTX1050Ti（大約比TX960快10%）和RX470D。高端的：

GTX1060、GTX1070、GTX1080等。（2）并行打印接口卡。它用于接打印機(jī)。（3）存儲(chǔ)器擴(kuò)充卡。它用于擴(kuò)充存儲(chǔ)容量。（4）串行通信適配電路。它用于與計(jì)算機(jī)通信有關(guān)的設(shè)備的連接，如鼠標(biāo)、繪圖儀等。第十二頁，共十五頁。（5）多功能卡。它是將多功能的電路做在一塊電路板上的復(fù)合適配卡。多功能卡的品種很多，現(xiàn)在PC機(jī)上流行的多功能卡可以將軟、硬盤適配電路，并行打印口，串行通信口COM1，COM2及游戲口等五大功能電路做在一塊板上，稱為“超級(jí)多級(jí)卡”。第十三頁，共十五頁。（6）其他卡。如網(wǎng)卡、Modem卡，聲卡、視頻卡等。（7）USB接口。USB（UniversalSerialBus）的中文含義是“通用串行總線”，它是一種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。使用USB接口可以連接多個(gè)不同的設(shè)備，支持熱插拔，USB設(shè)備能真正做到“即插即用”。現(xiàn)在市面上的USB設(shè)備很多，普遍被使用的有數(shù)碼相機(jī)、USB存儲(chǔ)器（閃存，也稱移動(dòng)存儲(chǔ)）。隨著大量支持USB的個(gè)人電腦的普及，USB成為PC的標(biāo)準(zhǔn)接口。第十四頁，共十五頁。內(nèi)容梗概第一章計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)。CPU的類型與主頻率決定了PC機(jī)的基本性能。目前PC機(jī)較多使用的微處理器有Pentium系列和AMD系列，至于早期幾年較普遍使用的80386、80486已被淘汰。取而代之的是高性能的、有更好的各種技術(shù)參數(shù)的CPU。微處理器的主頻率往往有一定的范圍，主頻率愈高，則PC機(jī)的運(yùn)行速度可愈高。否則，就要作一常規(guī)的存儲(chǔ)器訪問，同時(shí)將所取的指令和數(shù)據(jù)復(fù)制到高速緩沖器中。前者稱為“命中”，后者稱為“未命中”。一般來說，CPU對(duì)高速緩沖器的命中率可在90%以上，甚至高達(dá)99%。微機(jī)系統(tǒng)的總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。數(shù)據(jù)總線（DataBus）用于CPU與I/O設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。又如：8088CPU芯片有20根地址線，可尋址內(nèi)存單元數(shù)為220個(gè)地址，即內(nèi)存最大容量為