第3章微机系统new

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1、1了解微机硬件系统了解微机硬件系统的常见部件、结构及的常见部件、结构及其初步工作原理，掌其初步工作原理，掌握基本的微机配置和握基本的微机配置和组装能力。组装能力。2主要内容主要内容n微机概况微机概况n微处理器微处理器n主板主板n总线总线nI/O接口接口n存储器存储器n输入输入/输出设备输出设备微机性能指标微机性能指标微机基本结构微机基本结构主板主板总线总线I/O接口接口3主要内容主要内容n微机性能指标微机性能指标n微机基本结构微机基本结构n主板主板n总线总线nI/O接口接口4微机性能指标微机性能指标n字长字长uCPU一次能处理的二进制数据的位数，一般为一次能处理的二进制数据的位数，一般为8的倍

2、数的倍数u字长愈长，计算机的处理能力愈强字长愈长，计算机的处理能力愈强n主频主频uCPU的时钟频率的时钟频率u主频越高，执行一条指令的时间就越短，因而主频越高，执行一条指令的时间就越短，因而运算速度就愈快运算速度就愈快n存储容量存储容量n性能性能/价格比：综合评价微机性能价格比：综合评价微机性能5主要内容主要内容n微机性能指标微机性能指标n微机基本结构微机基本结构n主板主板n总线总线nI/O接口接口6微机结构特点微机结构特点n采用微处理器作为采用微处理器作为CPUn采用总线实现各部件连接采用总线实现各部件连接7微机基本结构微机基本结构8微机基本结构（续）微机基本结构（续）9 主要内容主要内容n

3、微机性能指标微机性能指标n微机基本结构微机基本结构n主板主板n总线总线nI/O接口接口10主板主板n 安装在主机机箱内最大的一块矩形电路板安装在主机机箱内最大的一块矩形电路板n 用于将微机各部件有机地整合在一起用于将微机各部件有机地整合在一起n 一般由一般由PCBPCB、CPUCPU插座、内存槽、芯片组、插座、内存槽、芯片组、总线扩展槽、外设接口、总线扩展槽、外设接口、BIOSBIOS芯片、跳线等芯片、跳线等组成组成113.3 微机结构12主板（续）主板（续）n CPU插座插座u用于安装用于安装CPU的基座的基座uSocket架构架构具有方形的引脚插座，其中1个 或2个角缺针，边上有一根推杆u

4、Slot架构架构是一个狭长的引脚插槽，像一个总线扩展槽，而CPU就像插件卡13主板（续）主板（续）n 芯片组芯片组u直接连接在主板上的一组核心芯片直接连接在主板上的一组核心芯片北桥芯片：也称主桥，负责与CPU的接口南桥芯片：负责数据传输相对较慢的软驱、硬盘、键盘等I/O接口以及USB端口的连接控制。14主板（续）主板（续）nCMOSu主板上的主板上的RAM芯片，芯片，128256字节大小字节大小u作用：保存系统初始化时要用到的许多参数，如作用：保存系统初始化时要用到的许多参数，如硬件配置、启动盘顺序和开机密码等硬件配置、启动盘顺序和开机密码等uCMOS电池：自动充电，保持电池：自动充电，保持C

5、MOS参数参数u设置设置CMOS：开机按：开机按Del键进入键进入CMOS设置程序设置程序u清除清除CMOS数据：数据： “CLRTC”跳线跳线15主板（续）主板（续）nBIOS芯片芯片u一种特殊的一种特殊的ROM芯片，主要用于存储以下程序：芯片，主要用于存储以下程序：BIOS（基本输入/输出系统）程序。CMOS参数设置程序。POST（上电自检）程序：测试CPU、内存、主板、显示器、键盘等硬件是否正常。系统启动自举程序：按CMOS设置的启动顺序，将软盘、硬盘或CDROM作为启动盘，读取并执行其系统引导记录，从而加载并运行操作系统16主板（续）主板（续）n 总线扩展插槽总线扩展插槽u用于固定扩展

6、卡（如显卡、声卡、网卡等）并将用于固定扩展卡（如显卡、声卡、网卡等）并将其连接到系统总线上其连接到系统总线上u通过总线扩展插槽可以连接外部设备（如显示器、通过总线扩展插槽可以连接外部设备（如显示器、音箱），从而实现系统扩充音箱），从而实现系统扩充u常见扩展槽类型：常见扩展槽类型：ISAPCIAGPPCI Express17 主要内容主要内容n微机性能指标微机性能指标n微机基本结构微机基本结构n主板主板n总线总线nI/O接口接口18 总线总线n微机各部件之间进行互连和传输信息的通用线路微机各部件之间进行互连和传输信息的通用线路n性能指标性能指标u总线宽度：总线宽度：一次可以同时传输数据的位数，单

7、位为一次可以同时传输数据的位数，单位为bitu总线频率总线频率：每秒钟能传输数据的次数，单位为：每秒钟能传输数据的次数，单位为MHzu总线带宽：总线带宽：总线每秒能传输的最大字节量，用总线每秒能传输的最大字节量，用MB/s 表示表示 总线带宽总线带宽 = 总线频率总线频率总线宽度总线宽度/8例：例：若总线频率为若总线频率为33MHz，宽度为，宽度为32位，则带宽为：位，则带宽为： 33MHz32/8= 132MB/s注意注意：1MB/s=1000KB/s (衡量数据传输速度衡量数据传输速度) 1MB =1024KB (衡量数据容量大小衡量数据容量大小)19总线（续）总线（续）n分类分类u根据功

8、能分类根据功能分类地址总线地址总线传送地址信息的信号线，决定直接寻址的范围例：32根地址线的寻址能力是232=4GB数据总线数据总线传送数据和指令代码的信号线控制总线控制总线传送控制信息的信号线用于实现命令或状态传送、中断请求等电源线和地线电源线和地线为连接部件提供电源20总线（续）总线（续）n分类（续）分类（续）u根据位置分类根据位置分类片内总线片内总线（位于芯片内部总线）片间总线片间总线（局部总线，位于电路板芯片之间）系统总线系统总线（I/O总线，位于系统各电路板之间）外部总线外部总线（通信总线，位于系统与系统之间）21总线（续）总线（续）n系统总线标准系统总线标准uISAPCIPCI E

9、xpressuISA总线总线工业标准体系结构总线总线宽度：8/16位，频率8MHz，带宽可达16MB/s22总线（续）总线（续）n系统总线标准（续）系统总线标准（续）uPCI总线总线高性能的、32/64位地址/数据线复用的系统总线工作频率为33/66MHz，带宽可达264MB/s常用： 32位、33MHz23总线（续）总线（续）n系统总线标准（续）系统总线标准（续）uPCI Express总线总线快速PCI串行总线，克服了PCI并行总线的极限频率限制（约1GHz），工作频率可达2.5GHz特点：采用点对点的连接方式采用串行方式传输数据采用双单工运作模式（2线发送，2线接收）采用内嵌时钟技术。使

10、用8b/10b编码技术24总线（续）总线（续）n系统总线标准（续）系统总线标准（续）uPCI Express总线（续）总线（续）多种规格：X1、X2、X4、X8、X16和X32主流规格：X1和 X16PCI Express X1总线的双向带宽： 2.5GHz1/88b/10b2（双向）（双向） = 500MB/sPCI Express X16 总线的双向带宽： 2.5GHz16/88b/10b2（双向）（双向）= 8GB/s较短的PCI Express卡可以插入较长的PCI Express插槽中使用，并且允许热插拔25总线（续）总线（续）n系统总线标准（续）系统总线标准（续）uPCI Expr

11、ess总线（续）总线（续）PCI Express显卡和插槽26 主要内容主要内容n微机性能指标微机性能指标n微机基本结构微机基本结构n主板主板n总线总线nI/O接口接口27 I/O接口接口n基本结构基本结构uI/O接口：连接主机和外部设备之间的逻辑部件，接口：连接主机和外部设备之间的逻辑部件，由由I/O接口电路接口电路、连接器连接器和和接口软件接口软件组成组成uI/O接口电路：包括接口电路：包括功能电路功能电路、总线接口电路总线接口电路和和外设接口电路外设接口电路。又称为。又称为I/O适配器适配器28 I/O接口（续）接口（续）n分类分类u内置内置I/O接口接口将I/O接口电路内嵌在主板中，由

12、主板直接提供外设接口插座如：键盘接口、鼠标接口、USB接口以及软盘和硬盘接口等u外置外置I/O接口接口将I/O接口电路集成到一块独立的电路板上，称为接口卡（或称适配器卡、扩展插件卡）如：显卡、声卡、网卡等接口卡必须插在总线扩展插槽（如ISA、PCI、PCI Express等插槽）上，并由接口卡提供外设接口插座29 I/O接口（续）接口（续）n微机常见外设接口插座微机常见外设接口插座30 I/O接口（续）接口（续）n基本功能基本功能u主机与外设的通信控制主机与外设的通信控制u数据的寄存、缓冲数据的寄存、缓冲u信号格式转换信号格式转换31 I/O接口（续）接口（续）n并行接口并行接口u并行传输：多

13、位（如并行传输：多位（如8位）数据同时在多个并位）数据同时在多个并行数据通道上进行传送行数据通道上进行传送u并行接口：采用并行传输方式来传输数据的接并行接口：采用并行传输方式来传输数据的接口，如打印机接口（口，如打印机接口（LPT）32I/O接口（续）接口（续）n串行接口串行接口u串行传输：一位接一位地传送串行传输：一位接一位地传送u串行接口：采用串行传输方式来传输数据的接串行接口：采用串行传输方式来传输数据的接口，如口，如COM1、COM2和和PS/2等等33I/O接口（续）接口（续）nUSB接口接口uUSB：通用串行总线：通用串行总线USB1.1规范较早的USB规范，支持的最高传输速率为1

14、2Mbps用于连接低、中速的外设，如键盘、鼠标、打印机、数码相机、Modem等USB2.0规范传输速率达到480Mbps主要用于连接高性能外设，如摄像头、高分辨率扫描仪以及大容量的便携存储器USB 3.0规范传输速率达5.0Gbps34I/O接口（续）接口（续）nUSB接口（续）接口（续）u可用于可用于连接功能设备、集线器和复合设备连接功能设备、集线器和复合设备u连接方便，支持热插拔和即插即用，并可提供连接方便，支持热插拔和即插即用，并可提供功率有限的电源功率有限的电源35I/O接口（续）接口（续）nIEEE 1394接口接口u高效串行接口，也称为高效串行接口，也称为Firewire（火线）（火线）或或i.Link。传。传输速率有输速率有100、200和和400Mbpsu一般使用一般使用6芯线缆或芯线缆或4芯线缆芯线缆u支持热插拔和即插即用，并可向外设提供电源支持热插拔和即插即用，并可向外设提供电源u与与USB相比，相比，1394速度快、成本高，主要用于数字视速度快、成本高，主要用于数字视频传输；而频传输；而USB速度慢、成本低速度慢、成本低36 小结小结n微机性能指标微机性能指标n微机基本结构微机基本结构n主板主板n总线总线nI/O接口接口