微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課件

第一章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展與分類(lèi)

1.1.2微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成

1.2.1微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)

1.2.2微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1.3PC機(jī)系列體系結(jié)構(gòu)

1.3.1基于8088PC總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.2基于80286ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.3基于80386ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.4基于80486EISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.5基于PentiumISA/PCI總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)1第一章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用11.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

人類(lèi)第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)：1946年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制出。取名為：ENIAC（Electronicnumericalintegratorandcalculator）。由著名數(shù)學(xué)家：馮·諾依曼，推出了新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出采用二進(jìn)制、存儲(chǔ)程序及在程序控制下執(zhí)行的理念。第一代：1946年－1957年。器件：電子管，磁芯和磁鼓存儲(chǔ)器。軟件采用：機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，沒(méi)有OS。內(nèi)存容量：僅為幾KB。運(yùn)算速度：每秒5000次的加法運(yùn)算。體積：非常非常龐大，用6樓計(jì)算機(jī)大樓。造價(jià)昂貴性能：非常非常很差

21.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用人類(lèi)第一臺(tái)數(shù)字電子第二代：1957年－1965年采用晶體管：磁芯內(nèi)存，磁盤(pán)外存，內(nèi)存容量增至幾十KB運(yùn)算速度：每秒十萬(wàn)次。體積：大大減小，用1層樓，計(jì)算機(jī)中心。造價(jià)：價(jià)格降低、昂貴。性能：大大提高。軟件采用高級(jí)言：COBOL、FORTRAN、ALGOL等高級(jí)高級(jí)語(yǔ)言。第三代:

1965年－1971年采用集成電路：內(nèi)存采用磁芯和半導(dǎo)體，磁盤(pán)外存運(yùn)算速度：可達(dá)每秒幾十萬(wàn)次到每秒幾百萬(wàn)次；體積：更進(jìn)一步大大減小、只用1個(gè)大房間。價(jià)格更低。軟件：廣泛采用了操作系統(tǒng)。3第二代：1957年－1965年3第四代：1971年-現(xiàn)在采用：超）大規(guī)模的集成電路。微機(jī)誕生：1972年,4004,INTEL,BILL.蓋次運(yùn)算速度：每秒上億次的浮點(diǎn)運(yùn)算除了操作系統(tǒng)廣泛采用外，產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。4第四代：1971年-現(xiàn)在41.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展及分類(lèi)

1．微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

第一代（1971年－1972年）：

71年推出了4位低檔微機(jī)，其代表產(chǎn)品有Intel4004

72年推出了8位Intel8008。只有48條指令，時(shí)鐘頻率500KHz；集成度每片3500個(gè)晶體管。第二代：1973年－1977年推出8位中高檔微機(jī),Intel公司代表產(chǎn)品8080、8085Motorola公司的M6800Zilog公司的Z80。

51.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展及分類(lèi)

5第三代：1978年－1984年推出16位微機(jī)Intel公司代表產(chǎn)品8086/8088Motorola公司的M68000Zilog公司的Z8000。

1981年著名的IBM公司,推出了IBM/PC/XT

1984年將之?dāng)U展為IBM/PC/AT（AdvanceTechnology）

1984年Intel公司推出了新的一代16位80286微處理器。6第三代：1978年－1984年6

第四代：

1985年－1999年

1985年Intel公司推出了32位的80386微處理器每片的集成度每片達(dá)27.5萬(wàn)晶體管運(yùn)行速度：每秒完成500萬(wàn)指令（MIPS）

1989年Intel公司推出了80486微處理器每片的集成度達(dá)25萬(wàn)晶體管

1993年Intel公司推出了Pentium芯片每片的集成度達(dá)310萬(wàn)晶體管運(yùn)行速度：每秒完成90MIPS指令

1995年Intel公司推出了PentiumPro芯片

7第四代：7每片的集成度達(dá)550萬(wàn)晶體管其內(nèi)裝有125KB/512KB高速緩存CACHE運(yùn)行速度每秒完成300MIPS指令

1996年將多媒體技術(shù)MMX用于Pentium，推出多能奔騰芯片MMXPentium；

1997年又將MMX技術(shù)用于PentiumPro，推出PentiumII

1999年Intel公司，推出了PentiumIII；

2000年3月推出Pentium4。第五代2000年－現(xiàn)在,新一代64位的微處理器芯片已經(jīng)誕生。

8每片的集成度達(dá)550萬(wàn)晶體管82．微型計(jì)算機(jī)的分類(lèi)

常見(jiàn)的分類(lèi)方式生要有4種：按字長(zhǎng)來(lái)分：8位微機(jī)，16位微機(jī)，32位微機(jī)和64位微機(jī)。

按用途來(lái)分：自動(dòng)控制機(jī)和數(shù)據(jù)處理機(jī)。按芯片型號(hào)分:286微機(jī)，386微機(jī)，486微機(jī)和Pentium微機(jī)。

按組裝的形式分：?jiǎn)纹瑱C(jī)，單板機(jī)和多板機(jī)。

92．微型計(jì)算機(jī)的分類(lèi)

常見(jiàn)的分類(lèi)方式生要有（1）單片機(jī)：將CPU、RAM、ROM、定時(shí)器、并行接口、串行接口、有的芯片還集成了A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路，集成在一塊大規(guī)模集成電路的芯片上，這個(gè)芯片就是一臺(tái)微型機(jī)器，簡(jiǎn)稱(chēng)為單片機(jī)。

其程序一般固化在ROM中直接運(yùn)行；一般采用標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)和總線(xiàn)插板組成方式，由廠(chǎng)方提供大量的系列化的總線(xiàn)功能模板，供用戶(hù)自己選擇；主要用于工業(yè)自動(dòng)化控制，儀器儀表及家用電器。產(chǎn)品有Intel公司的MCS8051、8096P；

Motorola公司的MC68HC05、MC68HC11等。10（1）單片機(jī)：10（2）單板機(jī)：CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口及簡(jiǎn)單輸入輸出設(shè)備（主要是指小鍵盤(pán)和LED）裝在同一塊印刷電路板上而組成的一臺(tái)微型機(jī)器，簡(jiǎn)稱(chēng)為單板機(jī)。有簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備；用機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程常用于一些較為簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)和進(jìn)行教學(xué)用Z80芯片裝配成TP801，國(guó)內(nèi)常見(jiàn)。

（3）多板機(jī)：將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口、驅(qū)動(dòng)電路、電源分別制作成不同的印刷電路板，將這些電路板插在主板上的插槽上，由系統(tǒng)總線(xiàn)相連，所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多板機(jī)的應(yīng)用程序、系統(tǒng)程序，存放在硬盤(pán)上功能很強(qiáng)，廣泛應(yīng)用的多板機(jī)有：IBMPC/XT、IBMPC/AT，PC286、PC386、PC486、Pentium系列。11（2）單板機(jī)：111.1.2微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

1.科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理科學(xué)研究領(lǐng)域，如衛(wèi)星軌道的計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)和地震勘探；工程設(shè)計(jì)，如大水壩的設(shè)計(jì)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)管理，如進(jìn)行經(jīng)濟(jì)普查；2.生產(chǎn)控制和試驗(yàn)控制工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，國(guó)防、交通實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和管理，利用計(jì)算機(jī)可大大地高生產(chǎn)效率。3.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)飛機(jī)制造、機(jī)械制造、建筑工程設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)，這些復(fù)雜的設(shè)計(jì)活中，使用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)可以極在地提高設(shè)計(jì)的效率，提高質(zhì)量，提高自化的水平。4.辦公自動(dòng)化政府事業(yè)單位、軍隊(duì)部門(mén)的信息化，企業(yè)的材料管理、生產(chǎn)管理，金融系統(tǒng)貸業(yè)務(wù)、證券市場(chǎng)的電子化，采用計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)管理的自動(dòng)化和無(wú)紙化。

121.1.2微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

1.科學(xué)計(jì)算和5.文化教育多媒體的教學(xué)已經(jīng)成為學(xué)校進(jìn)行教學(xué)的一個(gè)重要手段，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)會(huì)議都是計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。6.娛樂(lè)

多媒體技術(shù)在電影電視節(jié)目的設(shè)計(jì)、制作、合成，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的很好事例。返回本章目錄135.文化教育返回本章目錄131．2微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

1.2.1微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)的構(gòu)成框圖，包括微處理器CPU子系統(tǒng)、系統(tǒng)總線(xiàn)、存儲(chǔ)器、I/O接口及I/O設(shè)備，見(jiàn)圖1.1。1.微處理器子系統(tǒng)微處理器（MPU）也稱(chēng)為中央處理機(jī)CPU，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)制作的芯片，CPU內(nèi)有控制器、運(yùn)算器和寄存器；CPU執(zhí)行指令、進(jìn)行運(yùn)算、控制協(xié)調(diào)整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)。2.存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)信息，分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔存儲(chǔ)器（外存）；主存由半導(dǎo)體制成，存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序、數(shù)據(jù)和已經(jīng)處理過(guò)的數(shù)據(jù)，它造價(jià)高、速度快、容量小；輔存包括硬盤(pán)和光盤(pán)，用來(lái)存放暫不運(yùn)行的程序和暫不處理的數(shù)據(jù)，它造價(jià)低、速度慢、容量大，可長(zhǎng)期保存。141．2微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

143.I/O設(shè)備,見(jiàn)圖1.1輸入設(shè)備和輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)為I/O設(shè)備，也稱(chēng)為外圍設(shè)備或外設(shè)，是微機(jī)進(jìn)行輸入和輸出的工具和手段；通常微機(jī)配制標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備，包括顯示器CRT和鍵盤(pán)，合稱(chēng)為控制臺(tái)；微機(jī)上可選配鼠標(biāo)、打印機(jī)、繪圖儀、掃描儀等，作為外存的硬盤(pán)可看成輸入設(shè)備，也可看成輸出設(shè)備。4.I/O接口眾多的外部設(shè)備，其工作速度差別很大，其驅(qū)動(dòng)的方法不相同，無(wú)法直接與CPU進(jìn)行連接，它們必須通過(guò)I/O接口電路來(lái)與CPU相連。I/O接口的作用：在外設(shè)與CPU之間進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖，配匹速度，變換信號(hào)；各種外設(shè)接口，均作成相應(yīng)的電路插板，俗稱(chēng)“卡”。通常所說(shuō)的顯卡、聲卡、打印卡。153.I/O設(shè)備,見(jiàn)圖1.1151.2.2微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng),見(jiàn)圖1.2

1.應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件本身不能解決用戶(hù)自己的應(yīng)用問(wèn)題，人們針對(duì)某項(xiàng)應(yīng)用所編制的，解決用戶(hù)實(shí)際問(wèn)題的程序；如財(cái)會(huì)軟件。2.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件最重要的當(dāng)屬操作系統(tǒng)OS(OperatingSystem）,基本作用是：負(fù)責(zé)管理整個(gè)系統(tǒng)的全部資源（指硬件資源和軟件資源），具體為CPU、微機(jī)的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備等硬件資源，管理文件、目錄、任務(wù)、進(jìn)程等軟件資源；方便用戶(hù)，用戶(hù)通過(guò)操作系統(tǒng)提供的各種功能來(lái)使用計(jì)算機(jī)，而不需要熟悉計(jì)算機(jī)的硬件。操作系統(tǒng)通常由生產(chǎn)廠(chǎng)家提供，如早期的單用操作系統(tǒng)MSDOS，多用戶(hù)的UNIX和基于圖形用戶(hù)界面的Window。161.2.2微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng),見(jiàn)圖1.2

系統(tǒng)軟件中還有語(yǔ)言處理程序，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是使用者與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行交流的工具；人們將要計(jì)算機(jī)來(lái)完成的事件編寫(xiě)成程序輸入給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行用戶(hù)的程序來(lái)完成用戶(hù)的工作。其中廣泛使用的語(yǔ)言有C語(yǔ)言、VB、VC、Java等，機(jī)器只能運(yùn)行機(jī)器語(yǔ)言。返回本章目錄17系統(tǒng)軟件中還有語(yǔ)言處理程序，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是使用者與計(jì)算返回本章1．3

PC機(jī)系列體系結(jié)構(gòu)

1.3.1基于8088PC總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)8088微處理機(jī)，作為第一代機(jī)的CPU，通過(guò)地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)和控制總線(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)器進(jìn)行調(diào)試和控制，其體系結(jié)構(gòu),如圖1.3。1.8088處理器：采用4.77M的工作頻率，該頻率通過(guò)8284對(duì)14.31818MHz的晶體振蕩3分頻而得到的；每個(gè)時(shí)鐘周期210nm。2.8087協(xié)處理器：8088在最大模式下可配接8087協(xié)處理器用來(lái)進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，使浮點(diǎn)運(yùn)算速度提高100倍。

3.存儲(chǔ)器：64K的ROM早期存放32K的Basic解釋程序，另32K固化BIOS，包括上電自檢程序、系統(tǒng)引導(dǎo)程序、日時(shí)鐘管理程序和基本的I/O設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序4.RAM內(nèi)存：IBMPC/XT的主板上可接插640K的內(nèi)存。5.8253/8254可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器：該片提供3個(gè)通道。通道0每55ms向CPU發(fā)一個(gè)時(shí)鐘中斷信號(hào)，通過(guò)計(jì)數(shù)，用來(lái)計(jì)算時(shí)鐘的時(shí)間；通道1用于DRAM的刷新；通道2輸出方波到揚(yáng)聲器。

181．3

PC機(jī)系列體系結(jié)構(gòu)

1.3.1基于

見(jiàn)圖1.3。6.8259可編程的中斷控制器：用于8級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)的控制，負(fù)責(zé)對(duì)外部的中斷進(jìn)行優(yōu)先排隊(duì)，將最高級(jí)中斷求發(fā)向CPU。7.8250串行通信控制器：實(shí)現(xiàn)串行到并行，并行到串行的轉(zhuǎn)換。8.8237DMA控制器：提供有4個(gè)通道起先高速數(shù)據(jù)傳送。通道0用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新；通道1留給用戶(hù)；通道2用于軟盤(pán)與內(nèi)存的DMA傳送；通道3用于硬盤(pán)與內(nèi)存的DMA傳送。9.8255并行接口：提供3個(gè)8位的并行端口。A端口用于讀取鍵盤(pán)按鍵的掃描碼。B端口用于控制，包括鍵盤(pán)接口電路的串行并行之間的轉(zhuǎn)換和揚(yáng)聲器的發(fā)聲。C端口用于讀取系統(tǒng)狀態(tài)，包括系統(tǒng)配置信息；如內(nèi)存容量、顯示器的類(lèi)型、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的個(gè)數(shù)等。10.I/O擴(kuò)展槽：PC/XT上有8個(gè)62線(xiàn)的擴(kuò)展槽。19見(jiàn)圖1.3。191.3.2基于80286的ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

PC/AT為PC/XT的擴(kuò)展型，采用80286作CPU，80286微處理器有24根地址線(xiàn)，物理尋址空間64K，16根數(shù)據(jù)線(xiàn)；軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)電路作在主板上，可選擇5.25英寸的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)3.5英寸的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、20M以上的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器；其體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.4。

1.數(shù)字運(yùn)算協(xié)處理器80287：進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算。2.定時(shí)控制器8254：有3個(gè)16位的定時(shí)計(jì)數(shù)通道。3.中斷控制器重8259：兩個(gè)聯(lián)級(jí)可管理15個(gè)外中斷源。其中IRQ0級(jí)中斷分配給定時(shí)器0，用來(lái)維持系統(tǒng)時(shí)鐘的運(yùn)行；IRQ1級(jí)中斷用于鍵盤(pán)；IRQ8用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘，IRQ13級(jí)用于協(xié)處理器。其余的中斷連到I/O通道，如IRQ3用于串行口COM1；IRQ4用于串行口COM2；IRQ7用于打印機(jī)。201.3.2基于80286的ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

見(jiàn)圖1.4

4.DMA控制器8237：PC/AT微機(jī)，在PC/XT的基礎(chǔ)上又連了一個(gè)DMA控制器，又得到了3個(gè)DMA通道：即通道5-通道7，支持16位的數(shù)據(jù)DMA傳送；而其它通道仍用于8位數(shù)據(jù)的DMA傳送。

5.CMOS芯片：采用Motorola公司生產(chǎn)的M146818芯片，其內(nèi)含的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為系統(tǒng)提供年、月、日、星期、時(shí)、分、秒信息；防止丟失信息保證實(shí)時(shí)時(shí)鐘的準(zhǔn)確性，該芯片由后備電池供電。6.內(nèi)存：系統(tǒng)板上安裝了256K或512K的RAM，以后擴(kuò)展為640K。7.ROMBIOS：系統(tǒng)板上安裝了64K的ROM，可擴(kuò)展到128K。8.I/O擴(kuò)展槽：為保持與PC機(jī)的兼容性，保留了原來(lái)62線(xiàn)的總線(xiàn)插槽，在插槽的另一端增加了36線(xiàn)，新插槽，合拼成98線(xiàn)的稱(chēng)為“AT總線(xiàn)”，就是ISA總線(xiàn)。這樣在80286即AT的主板上有6個(gè)98線(xiàn)的ISA總線(xiàn)，有2個(gè)62線(xiàn)的XT總線(xiàn)。9.并行接口：沒(méi)有采用8255芯片，為保持與PC/XT的兼容，鍵盤(pán)接口電路由8042微控制器；系統(tǒng)信息由CMOSROM146818芯片提供。21見(jiàn)圖1.4211.3.3基于80386的ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)采用了Intel公司的80386微處理器的80386機(jī)器，80387協(xié)處理器用于浮點(diǎn)運(yùn)算；采用ISA總線(xiàn)來(lái)連接系統(tǒng)中的各個(gè)部件；具有高速緩沖器CACHE，采用一組多功能芯片代替原來(lái)的單功能的接口控制芯片；80386微機(jī)體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.51.采用ISA總線(xiàn):代替原來(lái)的PC總線(xiàn)，性能上兼容PC/AT總線(xiàn)，并且是一個(gè)公開(kāi)的總線(xiàn)協(xié)議。

2.系統(tǒng)系統(tǒng)芯片由幾個(gè)多功能芯片組成:芯片組代替PC/XT機(jī)中的多個(gè)單功能芯片組；由85C320AT總線(xiàn)信號(hào)控制器、85C310Cache存儲(chǔ)器控制器、85C330數(shù)緩沖器、82C206集成外圍控制器組成的芯片組。

3.支持24位地址線(xiàn)，16位數(shù)據(jù)線(xiàn):15級(jí)硬件中斷、7個(gè)DMA通道。221.3.3基于80386的ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)22

見(jiàn)圖1.5。

4.采用單列式SIMM存儲(chǔ)組件:進(jìn)行封裝的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器作為內(nèi)存條，主板支持單條256K、1M，總?cè)萘靠蛇_(dá)到16M。

5.80386微機(jī)有8個(gè)8位的擴(kuò)展槽：6個(gè)6位的擴(kuò)展槽。

6.核心邏輯芯片:將CPU的局部總線(xiàn)與ST/ISA、XT總線(xiàn)進(jìn)行隔離，速度慢的ROMBIOS、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)連接到系統(tǒng)核心邏輯上，高速的主存儲(chǔ)、高速緩存Cache直接連接到CPU的局部總線(xiàn)上，核心邏輯將2個(gè)DMA控制器8237以級(jí)聯(lián)方式組合，2個(gè)中斷控制器也以級(jí)聯(lián)方式組合。23見(jiàn)圖1.5。231.3.4基于80486的EISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

80486微機(jī)采用了Intel公司的80486微處理器，內(nèi)集成了協(xié)處理器80387，前期采用總線(xiàn)ISA其結(jié)構(gòu)，后來(lái)采用了EISA(擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu))總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，功能上、電氣上能連接PC/XT微機(jī)、PC/AT微機(jī)的ISA總線(xiàn)相兼容，其體系結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖1.6。1.總線(xiàn)：時(shí)針為8M，總線(xiàn)寬度32位，最高的數(shù)據(jù)傳輸率為33M。

2.采用單列式存儲(chǔ)器組件:SIMM封裝的DRAM內(nèi)存條，支持256K、1M、4M的單條。

3.采用一組多功能芯片:系統(tǒng)系統(tǒng)芯片由幾個(gè)多功能芯片組成的芯片組，代替PC/XT機(jī)中的多個(gè)單功能芯片；由82C461、系統(tǒng)控制器、82C362總線(xiàn)控制器、82C465Cache控制器等集成外圍控制組成芯片組。

4.80486采用單項(xiàng)列式存儲(chǔ)器:組件SIMM封裝的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器內(nèi)存條，支持單項(xiàng)條256KB、1MB、4MB，總?cè)萘靠蛇_(dá)32MB。

241.3.4基于80486的EISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

見(jiàn)圖1.65.機(jī)內(nèi)除有多個(gè)ISA總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)8位、16位擴(kuò)展槽外。還有多個(gè)EISA標(biāo)準(zhǔn)的32位擴(kuò)展槽；VESA總線(xiàn)插槽較貴，一般用于高檔的微機(jī)和服務(wù)器中。

6.地址線(xiàn)支持32位:可尋址4GB的存儲(chǔ)空間，也支持64KB的I/O端口尋址，支持11級(jí)中斷，

7.32位數(shù)據(jù)線(xiàn):支持8位、16位、32位的數(shù)據(jù)存取。25見(jiàn)圖1.6251.3.5基于Pentium的ISA/PCI總線(xiàn)：

南橋北橋的微機(jī)體系結(jié)構(gòu)

Pentium機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，改變了主板的結(jié)構(gòu)，使微機(jī)體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化，根據(jù)各個(gè)部件處理、傳輸信息的速度，采用了3級(jí)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)：CPU總線(xiàn)、局部總線(xiàn)（PCI）和系統(tǒng)總線(xiàn)（ISA）。CPU總線(xiàn)64位數(shù)據(jù)線(xiàn)，32位的地址線(xiàn)，66MHZ(或者100MHZ)的總線(xiàn)時(shí)鐘頻率；局部總線(xiàn)（PCI）為32位（或64位）數(shù)據(jù)/地址分時(shí)復(fù)用同步總線(xiàn)，通過(guò)北橋芯片與速度更高的CPU相連；系統(tǒng)總線(xiàn)為16位數(shù)據(jù)線(xiàn)，20位地址線(xiàn)。系統(tǒng)總線(xiàn)為16位數(shù)據(jù)線(xiàn)，20位地址線(xiàn)；這種設(shè)計(jì)提高了微機(jī)的性能。橋路芯片起到了速度緩沖、電平轉(zhuǎn)換和控制協(xié)議的轉(zhuǎn)換作用；Pentium微型機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

見(jiàn)圖1.7。1.南橋芯片82371：與IDE接口、ISA總線(xiàn)等低速設(shè)備相連，南橋芯片用來(lái)管理系統(tǒng)中的低速設(shè)備。

261.3.5基于Pentium的ISA/PCI總線(xiàn)：

見(jiàn)圖1.7。2.北橋芯片82439HX：與CPU、內(nèi)存、L2（二級(jí)高速緩存）CACHE、局部總線(xiàn)等高速設(shè)備相連，南橋芯片用來(lái)管理系統(tǒng)中的高速設(shè)備。3.有一個(gè)IDE接口，一個(gè)USB接口，一個(gè)紅外線(xiàn)接口:這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即使微處理器及局部總線(xiàn)發(fā)生了變動(dòng)，只需改變北橋芯片，而不影響眾多的外圍芯片系列。本章結(jié)束返回目錄27見(jiàn)圖1.7。本章結(jié)束返回目錄27圖1.1微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)組成

返回14返回1528圖1.1微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)組成

返回14返回1528圖1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成返回1629圖1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成返回1629圖1.38088PC/XT微機(jī)體系結(jié)構(gòu)圖返回18返回1930圖1.38088PC/XT微機(jī)體系結(jié)構(gòu)圖返回18返回1圖1.480286PC/AT微機(jī)體系結(jié)構(gòu)圖返回20返回2131圖1.480286PC/AT微機(jī)體系結(jié)構(gòu)圖返回20返圖1.580386微機(jī)體系結(jié)構(gòu)圖返回22返回2332圖1.580386微機(jī)體系結(jié)構(gòu)圖返回22返回2332

圖1.680486EISA微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

返回24返回2533圖1.680486EISA微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖返回24返圖1.7典型的Pentium微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

返回26返回2734圖1.7典型的Pentium微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

返回26返第一章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展與分類(lèi)

1.1.2微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成

1.2.1微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)

1.2.2微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1.3PC機(jī)系列體系結(jié)構(gòu)

1.3.1基于8088PC總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.2基于80286ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.3基于80386ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.4基于80486EISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.5基于PentiumISA/PCI總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)35第一章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用11.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

人類(lèi)第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)：1946年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制出。取名為：ENIAC（Electronicnumericalintegratorandcalculator）。由著名數(shù)學(xué)家：馮·諾依曼，推出了新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出采用二進(jìn)制、存儲(chǔ)程序及在程序控制下執(zhí)行的理念。第一代：1946年－1957年。器件：電子管，磁芯和磁鼓存儲(chǔ)器。軟件采用：機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，沒(méi)有OS。內(nèi)存容量：僅為幾KB。運(yùn)算速度：每秒5000次的加法運(yùn)算。體積：非常非常龐大，用6樓計(jì)算機(jī)大樓。造價(jià)昂貴性能：非常非常很差

361.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用人類(lèi)第一臺(tái)數(shù)字電子第二代：1957年－1965年采用晶體管：磁芯內(nèi)存，磁盤(pán)外存，內(nèi)存容量增至幾十KB運(yùn)算速度：每秒十萬(wàn)次。體積：大大減小，用1層樓，計(jì)算機(jī)中心。造價(jià)：價(jià)格降低、昂貴。性能：大大提高。軟件采用高級(jí)言：COBOL、FORTRAN、ALGOL等高級(jí)高級(jí)語(yǔ)言。第三代:

1965年－1971年采用集成電路：內(nèi)存采用磁芯和半導(dǎo)體，磁盤(pán)外存運(yùn)算速度：可達(dá)每秒幾十萬(wàn)次到每秒幾百萬(wàn)次；體積：更進(jìn)一步大大減小、只用1個(gè)大房間。價(jià)格更低。軟件：廣泛采用了操作系統(tǒng)。37第二代：1957年－1965年3第四代：1971年-現(xiàn)在采用：超）大規(guī)模的集成電路。微機(jī)誕生：1972年,4004,INTEL,BILL.蓋次運(yùn)算速度：每秒上億次的浮點(diǎn)運(yùn)算除了操作系統(tǒng)廣泛采用外，產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。38第四代：1971年-現(xiàn)在41.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展及分類(lèi)

1．微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

第一代（1971年－1972年）：

71年推出了4位低檔微機(jī)，其代表產(chǎn)品有Intel4004

72年推出了8位Intel8008。只有48條指令，時(shí)鐘頻率500KHz；集成度每片3500個(gè)晶體管。第二代：1973年－1977年推出8位中高檔微機(jī),Intel公司代表產(chǎn)品8080、8085Motorola公司的M6800Zilog公司的Z80。

391.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展及分類(lèi)

5第三代：1978年－1984年推出16位微機(jī)Intel公司代表產(chǎn)品8086/8088Motorola公司的M68000Zilog公司的Z8000。

1981年著名的IBM公司,推出了IBM/PC/XT

1984年將之?dāng)U展為IBM/PC/AT（AdvanceTechnology）

1984年Intel公司推出了新的一代16位80286微處理器。40第三代：1978年－1984年6

第四代：

1985年－1999年

1985年Intel公司推出了32位的80386微處理器每片的集成度每片達(dá)27.5萬(wàn)晶體管運(yùn)行速度：每秒完成500萬(wàn)指令（MIPS）

1989年Intel公司推出了80486微處理器每片的集成度達(dá)25萬(wàn)晶體管

1993年Intel公司推出了Pentium芯片每片的集成度達(dá)310萬(wàn)晶體管運(yùn)行速度：每秒完成90MIPS指令

1995年Intel公司推出了PentiumPro芯片

41第四代：7每片的集成度達(dá)550萬(wàn)晶體管其內(nèi)裝有125KB/512KB高速緩存CACHE運(yùn)行速度每秒完成300MIPS指令

1996年將多媒體技術(shù)MMX用于Pentium，推出多能奔騰芯片MMXPentium；

1997年又將MMX技術(shù)用于PentiumPro，推出PentiumII

1999年Intel公司，推出了PentiumIII；

2000年3月推出Pentium4。第五代2000年－現(xiàn)在,新一代64位的微處理器芯片已經(jīng)誕生。

42每片的集成度達(dá)550萬(wàn)晶體管82．微型計(jì)算機(jī)的分類(lèi)

常見(jiàn)的分類(lèi)方式生要有4種：按字長(zhǎng)來(lái)分：8位微機(jī)，16位微機(jī)，32位微機(jī)和64位微機(jī)。

按用途來(lái)分：自動(dòng)控制機(jī)和數(shù)據(jù)處理機(jī)。按芯片型號(hào)分:286微機(jī)，386微機(jī)，486微機(jī)和Pentium微機(jī)。

按組裝的形式分：?jiǎn)纹瑱C(jī)，單板機(jī)和多板機(jī)。

432．微型計(jì)算機(jī)的分類(lèi)

常見(jiàn)的分類(lèi)方式生要有（1）單片機(jī)：將CPU、RAM、ROM、定時(shí)器、并行接口、串行接口、有的芯片還集成了A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路，集成在一塊大規(guī)模集成電路的芯片上，這個(gè)芯片就是一臺(tái)微型機(jī)器，簡(jiǎn)稱(chēng)為單片機(jī)。

其程序一般固化在ROM中直接運(yùn)行；一般采用標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)和總線(xiàn)插板組成方式，由廠(chǎng)方提供大量的系列化的總線(xiàn)功能模板，供用戶(hù)自己選擇；主要用于工業(yè)自動(dòng)化控制，儀器儀表及家用電器。產(chǎn)品有Intel公司的MCS8051、8096P；

Motorola公司的MC68HC05、MC68HC11等。44（1）單片機(jī)：10（2）單板機(jī)：CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口及簡(jiǎn)單輸入輸出設(shè)備（主要是指小鍵盤(pán)和LED）裝在同一塊印刷電路板上而組成的一臺(tái)微型機(jī)器，簡(jiǎn)稱(chēng)為單板機(jī)。有簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備；用機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程常用于一些較為簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)和進(jìn)行教學(xué)用Z80芯片裝配成TP801，國(guó)內(nèi)常見(jiàn)。

（3）多板機(jī)：將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口、驅(qū)動(dòng)電路、電源分別制作成不同的印刷電路板，將這些電路板插在主板上的插槽上，由系統(tǒng)總線(xiàn)相連，所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多板機(jī)的應(yīng)用程序、系統(tǒng)程序，存放在硬盤(pán)上功能很強(qiáng)，廣泛應(yīng)用的多板機(jī)有：IBMPC/XT、IBMPC/AT，PC286、PC386、PC486、Pentium系列。45（2）單板機(jī)：111.1.2微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

1.科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理科學(xué)研究領(lǐng)域，如衛(wèi)星軌道的計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)和地震勘探；工程設(shè)計(jì)，如大水壩的設(shè)計(jì)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)管理，如進(jìn)行經(jīng)濟(jì)普查；2.生產(chǎn)控制和試驗(yàn)控制工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，國(guó)防、交通實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和管理，利用計(jì)算機(jī)可大大地高生產(chǎn)效率。3.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)飛機(jī)制造、機(jī)械制造、建筑工程設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)，這些復(fù)雜的設(shè)計(jì)活中，使用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)可以極在地提高設(shè)計(jì)的效率，提高質(zhì)量，提高自化的水平。4.辦公自動(dòng)化政府事業(yè)單位、軍隊(duì)部門(mén)的信息化，企業(yè)的材料管理、生產(chǎn)管理，金融系統(tǒng)貸業(yè)務(wù)、證券市場(chǎng)的電子化，采用計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)管理的自動(dòng)化和無(wú)紙化。

461.1.2微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

1.科學(xué)計(jì)算和5.文化教育多媒體的教學(xué)已經(jīng)成為學(xué)校進(jìn)行教學(xué)的一個(gè)重要手段，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)會(huì)議都是計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。6.娛樂(lè)

多媒體技術(shù)在電影電視節(jié)目的設(shè)計(jì)、制作、合成，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的很好事例。返回本章目錄475.文化教育返回本章目錄131．2微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

1.2.1微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)的構(gòu)成框圖，包括微處理器CPU子系統(tǒng)、系統(tǒng)總線(xiàn)、存儲(chǔ)器、I/O接口及I/O設(shè)備，見(jiàn)圖1.1。1.微處理器子系統(tǒng)微處理器（MPU）也稱(chēng)為中央處理機(jī)CPU，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)制作的芯片，CPU內(nèi)有控制器、運(yùn)算器和寄存器；CPU執(zhí)行指令、進(jìn)行運(yùn)算、控制協(xié)調(diào)整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)。2.存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)信息，分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔存儲(chǔ)器（外存）；主存由半導(dǎo)體制成，存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序、數(shù)據(jù)和已經(jīng)處理過(guò)的數(shù)據(jù)，它造價(jià)高、速度快、容量??；輔存包括硬盤(pán)和光盤(pán)，用來(lái)存放暫不運(yùn)行的程序和暫不處理的數(shù)據(jù)，它造價(jià)低、速度慢、容量大，可長(zhǎng)期保存。481．2微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

143.I/O設(shè)備,見(jiàn)圖1.1輸入設(shè)備和輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)為I/O設(shè)備，也稱(chēng)為外圍設(shè)備或外設(shè)，是微機(jī)進(jìn)行輸入和輸出的工具和手段；通常微機(jī)配制標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備，包括顯示器CRT和鍵盤(pán)，合稱(chēng)為控制臺(tái)；微機(jī)上可選配鼠標(biāo)、打印機(jī)、繪圖儀、掃描儀等，作為外存的硬盤(pán)可看成輸入設(shè)備，也可看成輸出設(shè)備。4.I/O接口眾多的外部設(shè)備，其工作速度差別很大，其驅(qū)動(dòng)的方法不相同，無(wú)法直接與CPU進(jìn)行連接，它們必須通過(guò)I/O接口電路來(lái)與CPU相連。I/O接口的作用：在外設(shè)與CPU之間進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖，配匹速度，變換信號(hào)；各種外設(shè)接口，均作成相應(yīng)的電路插板，俗稱(chēng)“卡”。通常所說(shuō)的顯卡、聲卡、打印卡。493.I/O設(shè)備,見(jiàn)圖1.1151.2.2微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng),見(jiàn)圖1.2

1.應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件本身不能解決用戶(hù)自己的應(yīng)用問(wèn)題，人們針對(duì)某項(xiàng)應(yīng)用所編制的，解決用戶(hù)實(shí)際問(wèn)題的程序；如財(cái)會(huì)軟件。2.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件最重要的當(dāng)屬操作系統(tǒng)OS(OperatingSystem）,基本作用是：負(fù)責(zé)管理整個(gè)系統(tǒng)的全部資源（指硬件資源和軟件資源），具體為CPU、微機(jī)的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備等硬件資源，管理文件、目錄、任務(wù)、進(jìn)程等軟件資源；方便用戶(hù)，用戶(hù)通過(guò)操作系統(tǒng)提供的各種功能來(lái)使用計(jì)算機(jī)，而不需要熟悉計(jì)算機(jī)的硬件。操作系統(tǒng)通常由生產(chǎn)廠(chǎng)家提供，如早期的單用操作系統(tǒng)MSDOS，多用戶(hù)的UNIX和基于圖形用戶(hù)界面的Window。501.2.2微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng),見(jiàn)圖1.2

系統(tǒng)軟件中還有語(yǔ)言處理程序，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是使用者與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行交流的工具；人們將要計(jì)算機(jī)來(lái)完成的事件編寫(xiě)成程序輸入給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行用戶(hù)的程序來(lái)完成用戶(hù)的工作。其中廣泛使用的語(yǔ)言有C語(yǔ)言、VB、VC、Java等，機(jī)器只能運(yùn)行機(jī)器語(yǔ)言。返回本章目錄51系統(tǒng)軟件中還有語(yǔ)言處理程序，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是使用者與計(jì)算返回本章1．3

PC機(jī)系列體系結(jié)構(gòu)

1.3.1基于8088PC總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)8088微處理機(jī)，作為第一代機(jī)的CPU，通過(guò)地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)和控制總線(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)器進(jìn)行調(diào)試和控制，其體系結(jié)構(gòu),如圖1.3。1.8088處理器：采用4.77M的工作頻率，該頻率通過(guò)8284對(duì)14.31818MHz的晶體振蕩3分頻而得到的；每個(gè)時(shí)鐘周期210nm。2.8087協(xié)處理器：8088在最大模式下可配接8087協(xié)處理器用來(lái)進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，使浮點(diǎn)運(yùn)算速度提高100倍。

3.存儲(chǔ)器：64K的ROM早期存放32K的Basic解釋程序，另32K固化BIOS，包括上電自檢程序、系統(tǒng)引導(dǎo)程序、日時(shí)鐘管理程序和基本的I/O設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序4.RAM內(nèi)存：IBMPC/XT的主板上可接插640K的內(nèi)存。5.8253/8254可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器：該片提供3個(gè)通道。通道0每55ms向CPU發(fā)一個(gè)時(shí)鐘中斷信號(hào)，通過(guò)計(jì)數(shù)，用來(lái)計(jì)算時(shí)鐘的時(shí)間；通道1用于DRAM的刷新；通道2輸出方波到揚(yáng)聲器。

521．3

PC機(jī)系列體系結(jié)構(gòu)

1.3.1基于

見(jiàn)圖1.3。6.8259可編程的中斷控制器：用于8級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)的控制，負(fù)責(zé)對(duì)外部的中斷進(jìn)行優(yōu)先排隊(duì)，將最高級(jí)中斷求發(fā)向CPU。7.8250串行通信控制器：實(shí)現(xiàn)串行到并行，并行到串行的轉(zhuǎn)換。8.8237DMA控制器：提供有4個(gè)通道起先高速數(shù)據(jù)傳送。通道0用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新；通道1留給用戶(hù)；通道2用于軟盤(pán)與內(nèi)存的DMA傳送；通道3用于硬盤(pán)與內(nèi)存的DMA傳送。9.8255并行接口：提供3個(gè)8位的并行端口。A端口用于讀取鍵盤(pán)按鍵的掃描碼。B端口用于控制，包括鍵盤(pán)接口電路的串行并行之間的轉(zhuǎn)換和揚(yáng)聲器的發(fā)聲。C端口用于讀取系統(tǒng)狀態(tài)，包括系統(tǒng)配置信息；如內(nèi)存容量、顯示器的類(lèi)型、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的個(gè)數(shù)等。10.I/O擴(kuò)展槽：PC/XT上有8個(gè)62線(xiàn)的擴(kuò)展槽。53見(jiàn)圖1.3。191.3.2基于80286的ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

PC/AT為PC/XT的擴(kuò)展型，采用80286作CPU，80286微處理器有24根地址線(xiàn)，物理尋址空間64K，16根數(shù)據(jù)線(xiàn)；軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)電路作在主板上，可選擇5.25英寸的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)3.5英寸的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、20M以上的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器；其體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.4。

1.數(shù)字運(yùn)算協(xié)處理器80287：進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算。2.定時(shí)控制器8254：有3個(gè)16位的定時(shí)計(jì)數(shù)通道。3.中斷控制器重8259：兩個(gè)聯(lián)級(jí)可管理15個(gè)外中斷源。其中IRQ0級(jí)中斷分配給定時(shí)器0，用來(lái)維持系統(tǒng)時(shí)鐘的運(yùn)行；IRQ1級(jí)中斷用于鍵盤(pán)；IRQ8用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘，IRQ13級(jí)用于協(xié)處理器。其余的中斷連到I/O通道，如IRQ3用于串行口COM1；IRQ4用于串行口COM2；IRQ7用于打印機(jī)。541.3.2基于80286的ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)

見(jiàn)圖1.4

4.DMA控制器8237：PC/AT微機(jī)，在PC/XT的基礎(chǔ)上又連了一個(gè)DMA控制器，又得到了3個(gè)DMA通道：即通道5-通道7，支持16位的數(shù)據(jù)DMA傳送；而其它通道仍用于8位數(shù)據(jù)的DMA傳送。

5.CMOS芯片：采用Motorola公司生產(chǎn)的M146818芯片，其內(nèi)含的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為系統(tǒng)提供年、月、日、星期、時(shí)、分、秒信息；防止丟失信息保證實(shí)時(shí)時(shí)鐘的準(zhǔn)確性，該芯片由后備電池供電。6.內(nèi)存：系統(tǒng)板上安裝了256K或512K的RAM，以后擴(kuò)展為640K。7.ROMBIOS：系統(tǒng)板上安裝了64K的ROM，可擴(kuò)展到128K。8.I/O擴(kuò)展槽：為保持與PC機(jī)的兼容性，保留了原來(lái)62線(xiàn)的總線(xiàn)插槽，在插槽的另一端增加了36線(xiàn)，新插槽，合拼成98線(xiàn)的稱(chēng)為“AT總線(xiàn)”，就是ISA總線(xiàn)。這樣在80286即AT的主板上有6個(gè)98線(xiàn)的ISA總線(xiàn)，有2個(gè)62線(xiàn)的XT總線(xiàn)。9.并行接口：沒(méi)有采用8255芯片，為保持與PC/XT的兼容，鍵盤(pán)接口電路由8042微控制器；系統(tǒng)信息由CMOSROM146818芯片提供。55見(jiàn)圖1.4211.3.3基于80386的ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)采用了Intel公司的80386微處理器的80386機(jī)器，80387協(xié)處理器用于浮點(diǎn)運(yùn)算；采用ISA總線(xiàn)來(lái)連接系統(tǒng)中的各個(gè)部件；具有高速緩沖器CACHE，采用一組多功能芯片代替原來(lái)的單功能的接口控制芯片；80386微機(jī)體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.51.采用ISA總線(xiàn):代替原來(lái)的PC總線(xiàn)，性能上兼容PC/AT總線(xiàn)，并且是一個(gè)公開(kāi)的總線(xiàn)協(xié)議。

2.系統(tǒng)系統(tǒng)芯片由幾個(gè)多功能芯片組成:芯片組代替PC/XT機(jī)中的多個(gè)單功能芯片組；由85C320AT總線(xiàn)信號(hào)控制器、85C310Cache存儲(chǔ)器控制器、85C330數(shù)緩沖器、82C206集成外圍控制器組成的芯片組。

3.支持24位地址線(xiàn)，16位數(shù)據(jù)線(xiàn):15級(jí)硬件中斷、7個(gè)DMA通道。561.3.3基于80386的ISA總線(xiàn)的微機(jī)結(jié)構(gòu)22

見(jiàn)圖1.5。

4.采用單列式SIMM存儲(chǔ)組件:進(jìn)行封裝的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器作為內(nèi)存條，主板支持單條256K、1M，總?cè)萘靠蛇_(dá)到16M。

5.80386微機(jī)有8個(gè)8位的擴(kuò)展槽：6個(gè)6位的擴(kuò)展槽。

6.核心邏輯芯片:將CPU的局部總線(xiàn)與ST/ISA、XT總線(xiàn)進(jìn)行隔離，速度慢的ROMBIOS、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)連接到系統(tǒng)核心邏輯上，高速的主存儲(chǔ)、高速緩存Cac