微型计算机的组成及应用

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第2章 微型计算机的组成及应用 2.1 微型计算机概述 12.1.1 微型计算机系统的层次及分类u微型计算机 具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格 便宜、使用方便和软件丰富等优点。 1. 微型计算机的层次结构 微型计算机系统 微型计算机 微处理器 2 2. 微型计算机分类 按主机、I/0接口和系统总线组成部件所在 位置(按功能和复杂程度)划分为：① 单片机：各部件集成在一个超大规模芯片上, 用于控制仪器仪表等。② 单板机：各组成部件装配在一块电路板上， 常用于实验控制。③ 多板机：各组成部件装配在多块电路板上， 如台式微型计算机、便携式PC机。 3 2.2 微型计算机系统的配件 1.主机箱及箱外配件 2.箱内配件 微型计算机硬件由： u 系统主板 u 微处理器 u 存储器 u 输入／输出(I/O)接口电路组成。采用总线结构将各部件连接起来。 42.2 微型计算机主板简介 2.2.1 系统主板 系统主板是一块连接组装其它器(部)件的母板。 微型计算机通过主板将CPU等各种器件和外部设备 有机地结合起来，形成一 套完整系统。 5 2.2.2 主板中主要部件及其作用n CPU插座(80386引脚数132条,P4为423条，双核为 775至940条)n 芯片组(固定在主板上的一组——南桥和北桥—— 超大规模集成电路芯片总称)n 内存插槽(30、72、168、184、240线)n 系统BIOS(含上电自检、系统初始化、系统设置)n CMOS RAM(存储系统配置信息)n 总线扩展槽n 串行、并行接口 6 2.3 微处理器 运算器、控制器，另加寄存器组组成微处理器。 一般将这一结构封装在一个集成电路芯片中，通过 引脚与外部电路相连。1.CPUØ 目前微型计算机CPU的主导产品是Pentium D系列。系列中又有不同工作频率的产品 。Ø 双核、4核CPU已面向普通用户。 72.3.1 微处理器及其内部结构l 中央处理器简称CPU，是计算机 地址 数据 控制信号 的核心，主要包括： 控制逻辑单元 运算器 控制器 CPU内部总线 寄存器组 运算器 内部寄存器组可选：高速缓冲存储器(cache) 图 CPU基本结构 8 2.3.2 CPU性能指标 u 执行指令的速度，每秒所能执行的指令的条数； u Intel 4004 速度：5万/秒 u Pentium D: n亿/秒与“系统时钟”有直接关系:Ø CPU外频：指CPU总线频率， 是主板为CPU提供的 基准时钟频率。 Ø CPU主频：也称工作频率，是CPU内核(运算器) 电路的实际运行频率，也称CPU内频。Ø CPU倍频：主频与外频间的比值。主频=外频x倍频 9u 指令本身的功能和丰富程度Ø CPU字长：CPU内部各寄存器之间一次能够传递的数 据位数，即在单位时间内一次处理二进制数的位数Ø 位宽： CPU通过外部数据总线与外部设备之间一次 能够传递的数据位。 102.4 微型机系统存储器内存是微机重要配置之一，内存容量及性能是影响微机性能的重要因素。 包括：RAM、ROM、CMOS、高速缓存、虚拟存储器。 u 作用： 用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序 11 存储器系统u 将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同 的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法 连接起来 ——— 构成存储系统。u 系统的存储速度接近最快的存储器，容量接近 最大的存储器。 12 存储器系统u 一般计算机中主要有两种存储系统: 主存储器 Cache存储系统 高速缓冲存储器 主存储器 虚拟存储系统 磁盘存储器 13 计算机的存储系统高 小 快 通用寄存器 高 速 缓 存 价 容 速 格 量 度 主 存 储 器 联 机 外 存 脱 机 外 存低 大 慢 14 内存储器 随机存取存储器(RAM) 只读存储器(ROM)RAM的特点:u 存取速度较快，容量相对较小，在系统 关机后其内部存放的信息会丢失。 15 内存储器几个概念：1. 内存容量 Ø 内存所含存储单元的个数，以字节为单位。 Ø 内存容量的大小依CPU的寻址范围而定 (即CPU地址信号线的位数)。 162. 内存的操作 Ø 只有读写操作 173. 内存单元的地址和内容 Ø 每个单元都对应一个地址，以实现对单元内容 的寻址。 单元内容 38F04H 10110110 内存地址 182.4.2 CMOS——“小随机存储器”u靠电池供电。u用于保存系统当前配置的数据。如系统日期和时间、硬盘格式和容量、内存容量等。这些信息既是系统启动时必读信息，也是更新硬件时要修改的信息。 192.4.1 BIOS芯片 u BIOS “基本输入/输出系统”，全称是ROM-BIOS， 由一组固化的程序组成。 u 早期的主板由EPROM存储BIOS。 u 现在的主板大都由Flash ROM存储BIOS。BIOS中主要包括：ØCMOS设置程序——为系统配置操作界面，允许用户 设置磁盘驱动器格式及参数；系统时间日期等参数。 并把这些参数保存到CMOS中。Ø自诊断程序——通过读取CMOS RAM中的硬件配置参 数，对系统自检和初始化。Ø系统自举装载程序——自检成功后将硬盘上的操作系 统引导程序装入内存并运行，以装入和运行操作系统 202.4.3 高速缓存Cache 是高速存取信息的芯片。它存取速度比内存快，但容量不大，主要用于存放当前使用最多的程序段和数据块，并以接近CPU的速度向CPU提供程序指令和数据。2.4.4 虚拟存储器 “虚拟存储技术”是通过软件方法，将主存和一部分外存空间构成一个整体，提供一个比实际物理内存储器大得多的存储空间，称之为“虚拟存储器”。 212.5 微型计算机总线结构与接口u 总线——是微型计算机内部件之间、设备之间传输 信息的公用信号线。u 接口——将总线信号连接到某个部件或设备的电路 微型计算机结构图 这些特点使微型计算机产品实现了标准化、系列化、并具有 通用性。 222.5.1 总线基础知识 u 是一组导线和相关控制、驱动电路的集合。 是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控 制信息的通道。 按传送信息的类别分为： 地址总线(AB) 数据总线(DB) 控制总线(CB) 23 数据总线n 在系统模块中提供传输数据的通信线路的集合体称为 数据总线，是双向总线。 Ø CPU既可通过DB从内存或输入设备读入数据也可通 过DB将内部数据传送给内存或输入设备 Ø 典型的数据总线有8条、16条、32条、 64条，即 指数据总线的宽度。如64条数据线表示每次可以 交换64位二进制数。 24 地址总线n 用于传送CPU发出的地址信息，即指明数据 总线上的数据的源地址或目的地址，是单向 总线。 Ø 地址总线的宽度决定了CPU的最大寻址能力 如：假如CPU有24根地址线，其最大寻址能 力为 16 MB。32根则可寻址4GB。 264 =1.844674407371 * 10^19 关 键 词： 微型计算机的组成及应用 ppt、pptx格式 免费阅读 下载 天天文库

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