1、2.3 PC主機主機2.3.1 主板、芯片組與主板、芯片組與BIOS 2.3.2 內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器2.3.3 I/O總線和總線和I/O接口接口22.3 PC主機主機 臺式臺式PC的物理組成的物理組成臺式機臺式臺式PC主機主機外部設備外部設備機箱、電源機箱、電源主板主板CPU內(nèi)存條內(nèi)存條顯示卡顯示卡芯片組芯片組BIOS ROMCMOSPCI插槽插槽(I/O總線總線)網(wǎng)卡網(wǎng)卡輸入設備輸入設備外存儲器外存儲器鍵盤鍵盤鼠標器鼠標器麥克風麥克風攝像頭攝像頭輸出設備輸出設備U盤、移動硬盤盤、移動硬盤顯示器顯示器打印機打印機音箱音箱/耳機耳機聲卡聲卡插頭和插座插頭和插座(I/O接口接口)硬盤、軟驅硬盤、軟驅

2、光盤驅動器光盤驅動器32.3 PC主機主機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(nèi)存條內(nèi)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42.3 PC主機主機2.3.1 主板、芯片組與主板、芯片組與BIOS52.3 PC主機主機臺式臺式PC機機(立式立式)的主機箱的主機箱擴展擴展空間空間62.3 PC主機主機(1) 主板主板n主板的作用：安裝所有的電子器件、電路與連接件主板的作用：安裝所有的電子器件、電路與連接件n主板安裝內(nèi)容：見上圖

3、主板安裝內(nèi)容：見上圖nROM BIOS：存放最基礎的軟件：存放最基礎的軟件基本輸入基本輸入/輸出系統(tǒng)輸出系統(tǒng)(BIOS) nCMOS存儲器：存放硬件配置信息和系統(tǒng)的基本參數(shù)（日期、時間、存儲器：存放硬件配置信息和系統(tǒng)的基本參數(shù)（日期、時間、口令等）口令等） 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)光驅及硬盤的光驅及硬盤的IDE連接器連接器電源連接器電源連接器 PCI總線槽總線槽 CPU插座插座顯示卡的顯示卡的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72.3 PC主機主機例：華碩例：華碩P5Q主板主板CPU插座

4、插座內(nèi)存條插座內(nèi)存條插座硬盤硬盤IDE連接器連接器PCI插槽插槽芯片組芯片組各種各種I/O插口插口顯卡插槽顯卡插槽PCI-E插槽插槽82.3 PC主機主機 (2) 芯片組的作用芯片組的作用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(shù)器指令計數(shù)器指令寄存器指令寄存器控制器磁盤控制器磁盤控制器以太網(wǎng)卡以太網(wǎng)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(wǎng)線網(wǎng)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

5、橋芯片y存儲器總線存儲器總線顯卡92.3 PC主機主機芯片組的作用芯片組的作用n芯片組芯片組是是PC機各組成部分相互連接和通信的樞紐機各組成部分相互連接和通信的樞紐n北橋芯片：北橋芯片：1. 存儲器控制功能；存儲器控制功能；2. 連接連接CPU、存儲器、顯卡、南橋芯片的樞紐、存儲器、顯卡、南橋芯片的樞紐n南橋芯片：南橋芯片：1. 多種多種I/O設備的控制功能；設備的控制功能；2. I/O總線總線(PCI總線總線) 功能；功能；3. 提供了各種提供了各種I/O接口接口CPU芯片芯片CPU前端總線前端總線北橋北橋MCH圖形卡接口圖形卡接口雙通道雙通道南橋南橋ICH5USB 2.0接口接口(x8)以

6、太網(wǎng)接口以太網(wǎng)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電源管理、時鐘生成電源管理、時鐘生成DDR 2存儲器存儲器102.3 PC主機主機關于芯片組的一些說明關于芯片組的一些說明n芯片組與芯片組與CPU芯片同步發(fā)展，有什么樣功能和速度的芯片同步發(fā)展，有什么樣功能和速度的CPU，就，就有什么樣的芯片組與之配套有什么樣的芯片組與之配套 n由于集成電路集成度越來越高，為降低系統(tǒng)成本，芯片組中集由于集成電路集成度越來越高，為降低系統(tǒng)成本，芯片組中集成了越來越多

7、的功能，包括網(wǎng)卡、顯卡、聲卡等功能成了越來越多的功能，包括網(wǎng)卡、顯卡、聲卡等功能 n生產(chǎn)芯片組的公司：生產(chǎn)芯片組的公司：nIntel芯片芯片(如如X48、P43、P45和和G41、G43、G45、B43、Q43、Q45；ICH7、ICH8、ICH9和和ICH10等）等）nVIA（威盛，中國臺灣）（威盛，中國臺灣）nnVIDIA（美國）（美國）nAMD（美國）（美國）112.3 PC主機主機(3) BIOSn什么是什么是BIOS （Basic Input/Output System） ？n中文名為中文名為“基本輸入基本輸入/輸出系統(tǒng)輸出系統(tǒng)”，它是存放在主板上它是存放在主板上只讀存儲器只讀存儲器

8、（ROM）芯片中的芯片中的一組機器語言程序一組機器語言程序n功能：功能：n診斷計算機故障診斷計算機故障n啟動計算機工作啟動計算機工作n控制基本外設的輸入輸出操作控制基本外設的輸入輸出操作(鍵盤、鼠標、磁盤讀寫、鍵盤、鼠標、磁盤讀寫、屏幕顯示等屏幕顯示等)nBIOS 芯片芯片n保存保存BIOS的只讀存儲器的只讀存儲器(ROM)芯片芯片122.3 PC主機主機BIOS 芯片中包含的程序芯片中包含的程序n加電自檢程序加電自檢程序程序程序（POST） (Power On Self Test)用于用于檢測計算機硬件故障檢測計算機硬件故障n系統(tǒng)自舉程序系統(tǒng)自舉程序（Boot） 啟動計算機工作，加載并進入操

9、作系統(tǒng)運行狀態(tài)啟動計算機工作，加載并進入操作系統(tǒng)運行狀態(tài)nCMOS設置程序設置程序 設置系統(tǒng)參數(shù)：日期、時間、口令、配置參數(shù)等設置系統(tǒng)參數(shù)：日期、時間、口令、配置參數(shù)等n常用外部設備的驅動程序常用外部設備的驅動程序（Driver） 實現(xiàn)對鍵盤、顯示器、軟驅和硬盤等常用外部設備輸實現(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入輸出操作的控制132.3 PC主機主機2.3.2 內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器142.3 PC主機主機內(nèi)存與外存的關系及比較內(nèi)存與外存的關系及比較n內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存簡稱內(nèi)存或主存)n存取速度快存取速度快n成本高、容量相對較小成本高、容量相對較小n直接與直

10、接與CPU連接，連接，CPU(指令指令)可以可以對對內(nèi)存中的指令及數(shù)據(jù)進行讀、寫內(nèi)存中的指令及數(shù)據(jù)進行讀、寫操作操作n屬于揮發(fā)性存儲器屬于揮發(fā)性存儲器( (volatile) )，用于，用于臨時存放正在運行的程序和數(shù)據(jù)臨時存放正在運行的程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存儲器內(nèi)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(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)m數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)任務啟動時，執(zhí)行任務啟動時，執(zhí)行該任務的程序和數(shù)據(jù)該任務的程序和數(shù)據(jù)將從外存成批傳送到將從外存成批傳送到內(nèi)存內(nèi)存CPU從內(nèi)存中逐條從內(nèi)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(shù)據(jù)相關的數(shù)據(jù)將指令的運算處理將指令的運算處理

11、結果送回內(nèi)存保存結果送回內(nèi)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 逐 條 執(zhí) 行指 令 ， 按 指指 令 ， 按 指令 要 求 完 成令 要 求 完 成對 數(shù) 據(jù) 的 運對 數(shù) 據(jù) 的 運算和處理算和處理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，計算機運行程序計算機運行程序時，外存中的程序及相關數(shù)據(jù)必須先時，外存中的程序及相關數(shù)據(jù)必須先傳送到內(nèi)存，然后才能被傳送到內(nèi)存，然后才能被CPU使用。使用。n屬

12、于不揮發(fā)性存儲器屬于不揮發(fā)性存儲器( (Nonvolatile) )，用于長久存放系統(tǒng)中幾乎所有的信息用于長久存放系統(tǒng)中幾乎所有的信息152.3 PC主機主機內(nèi)存儲器的分類及應用內(nèi)存儲器的分類及應用n內(nèi)存由半導體存儲器芯片組成，芯片有多種類型：內(nèi)存由半導體存儲器芯片組成，芯片有多種類型：半導體半導體存儲器存儲器只只 讀讀存儲器存儲器(ROM)隨機存取隨機存取存儲器存儲器(RAM)靜態(tài)隨機存取存儲器靜態(tài)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(nèi)容的不可在線改寫內(nèi)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）

13、（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)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)162.3 PC主機主機主存儲器主存儲器(RAM)的功能與原理的功能與原理n主存是

14、主存是CPU可直接訪問的可直接訪問的存儲器，用于存放供存儲器，用于存放供CPU處理的指令和數(shù)據(jù)處理的指令和數(shù)據(jù)n特點：特點：n以字節(jié)為單位進行以字節(jié)為單位進行連續(xù)編址連續(xù)編址，每個存儲單元為，每個存儲單元為1個字節(jié)（個字節(jié)（8個二進位）個二進位）n存儲容量：存儲容量：主存儲器中所包含的存儲單元的總數(shù)（單位：主存儲器中所包含的存儲單元的總數(shù)（單位：MB或或GB）n存取時間：從存取時間：從CPU送出內(nèi)存單元的地址碼開始，到主存讀出數(shù)據(jù)并送到送出內(nèi)存單元的地址碼開始，到主存讀出數(shù)據(jù)并送到CPU（或者是把（或者是把CPU數(shù)據(jù)寫入主存）所需要的時間（單位：數(shù)據(jù)寫入主存）所需要的時間（單位：ns，1 ns

15、 = 10-9 s）0110100110101010存存儲儲內(nèi)內(nèi)容容00001000000001000011001001111011111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(shù)據(jù)寫的數(shù)據(jù)讀讀/寫控制信號寫控制信號(64位)(36位)172.3 PC主機主機PC機主存儲器的物理結構機主存儲器的物理結構n主存儲器由主存儲器由1 14 4個內(nèi)存條組成個內(nèi)存條組成n內(nèi)存條的組成：內(nèi)存條的組成：把若干片把若干片DRAM芯片焊裝在一小條印制電路板上制成芯片焊裝在一小條印制電路板上制成n內(nèi)存條必須插在主板上的內(nèi)存條插槽中才能使用內(nèi)存條必須插在主板上的內(nèi)存條插

16、槽中才能使用n目前流行的是目前流行的是DDR2和和DDR3內(nèi)存條：內(nèi)存條：n均采用雙列直插式，其觸點分布在內(nèi)存條的兩面均采用雙列直插式，其觸點分布在內(nèi)存條的兩面nDDR2 和和DDR3均有均有240個引腳，但不可互換使用個引腳，但不可互換使用nPC機主板中一般都配備有機主板中一般都配備有2個或個或4個個DIMM插槽插槽 4個內(nèi)存條插槽個內(nèi)存條插槽182.3 PC主機主機教學參考：教學參考： DDR存儲器的類型、速率及相關參數(shù)存儲器的類型、速率及相關參數(shù)存儲器存儲器時鐘頻率時鐘頻率存儲器存儲器芯片名稱芯片名稱存儲器存儲器內(nèi)部頻率內(nèi)部頻率內(nèi)存條內(nèi)存條名名 稱稱每秒每秒傳輸次數(shù)傳輸次數(shù)最大最大傳輸速

17、率傳輸速率100MHzDDR-200100MHzPC-1600200M1.6 GB/sDDR2-400200MHzPC2-3200400M3.2 GB/sDDR3-800400MHzPC3-6400800M6.4 GB/s133MHzDDR-266133MHzPC-2100266M2.1 GB/sDDR2-533266MHzPC2-4200533M4.2 GB/sDDR3-1066533MHzPC3-85001066M8.5 GB/s167MHzDDR-333167MHzPC-2700333M2.7 GB/sDDR2-667333MHzPC2-5300667M5.3 GB/sDDR3-1333

18、667MHzPC3-106001333M10.6 GB/s200MHzDDR400200MHzPC-3200400M3.2 GB/sDDR2-800400MHzPC2-6400800M6.4 GB/sDDR3-1600800MHzPC3-128001600M12.8 GB/s時鐘頻率=100MHz 內(nèi)部頻率=200MHz 傳輸頻率=400MHz存儲單元陣列數(shù)據(jù)總線時鐘頻率=100MHz 內(nèi)部頻率=100MHz 傳輸頻率=200MHz存儲單元陣列數(shù)據(jù)總線緩沖器緩沖器緩沖器緩沖器DDRDDR2192.3 PC主機的組成主機的組成存儲器與存儲器與CPU速度差距愈來愈大速度差距愈來愈大nDRAM, 硬

19、盤與硬盤與CPU 之間的速度差距愈來愈大：之間的速度差距愈來愈大：問題：由于問題：由于CPU工工作速度很快，內(nèi)存作速度很快，內(nèi)存速度比較慢（差速度比較慢（差12個數(shù)量級），個數(shù)量級），從內(nèi)存取數(shù)或向內(nèi)從內(nèi)存取數(shù)或向內(nèi)存寫數(shù)時，存寫數(shù)時，CPU往往往需要等待往需要等待202.3 PC主機的組成主機的組成解決方案解決方案高速緩存高速緩存(cache)ncache是一種小容量高速緩沖存是一種小容量高速緩沖存儲器，它由儲器，它由SRAM組成組成ncache直接制作在直接制作在CPU芯片內(nèi)，芯片內(nèi)，速度幾乎與速度幾乎與CPU一樣快一樣快n程序運行時，程序運行時，CPU使用的一部分使用的一部分數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/指

20、令會預先成批拷貝在指令會預先成批拷貝在cache中，中，cache的內(nèi)容是主存的內(nèi)容是主存儲器中部分內(nèi)容的映象儲器中部分內(nèi)容的映象n當當CPU需要從內(nèi)存讀需要從內(nèi)存讀(寫寫)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)或指令時，先檢查指令時，先檢查cache中有沒有，中有沒有，若有，就直接從若有，就直接從cache中讀取，中讀取，而不用訪問主存儲器而不用訪問主存儲器012345678910111213141589143444101010主存中的部分信息拷主存中的部分信息拷貝在貝在cache存儲器中存儲器中cache主存儲器主存儲器CPUCPU芯片芯片212.3 PC主機的組成主機的組成如何提高如何提高cache的命中率？的命中

21、率？n增大增大cache容量容量n采用多級采用多級cache技術技術(2級或級或3級等級等)ncache中采用快速的查找算法，判定是否命中中采用快速的查找算法，判定是否命中n不能命中時，采用有效的算法將讀入的內(nèi)容替換不能命中時，采用有效的算法將讀入的內(nèi)容替換cache中暫時不使用的內(nèi)容中暫時不使用的內(nèi)容n編譯器優(yōu)化目標程序編譯器優(yōu)化目標程序n程序員寫出程序員寫出cache-friendly的程序的程序222.3 PC主機的組成主機的組成小結：計算機存儲器的層次結構小結：計算機存儲器的層次結構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

22、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(nèi)存儲器內(nèi)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1KB幾個幾個MB幾個幾個GB100GB-1TB10TB-100TB典型存取時間典型存取時間1 ns2 ns10 ns10 ms10 s 分析：速度越快，成本較高。分析：速度越快，成本較高。 為了獲得好的為了獲得好的性能性能/價格比價格比，計算機中各，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)調工作種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(shù)大部分來自寄存器運行時，需要的操作數(shù)大部分來自寄存器2）如需

23、要從）如需要從(向向)存儲器中取存儲器中取(存存) 數(shù)據(jù)時，先訪問數(shù)據(jù)時，先訪問cache，如在，取自，如在，取自cache3）如操作數(shù)不在）如操作數(shù)不在cache，則訪問，則訪問RAM，如在，如在RAM中，則取自中，則取自RAM4）如操作數(shù)不在）如操作數(shù)不在RAM，則訪問硬盤，操作數(shù)從硬盤中讀出，則訪問硬盤，操作數(shù)從硬盤中讀出RAM cache232.3 PC主機的組成主機的組成2.3.3 I/O總線與總線與I/O接口接口242.3 PC主機的組成主機的組成n 輸入的任務：輸入的任務：n將輸入設備輸入的信息送到內(nèi)存儲器的指定區(qū)域將輸入設備輸入的信息送到內(nèi)存儲器的指定區(qū)域n 輸出的任務：輸出的

24、任務：n將內(nèi)存儲器指定區(qū)域的內(nèi)容送出到輸出設備將內(nèi)存儲器指定區(qū)域的內(nèi)容送出到輸出設備 （I/O操作也包括外存與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸）操作也包括外存與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸）n I/O操作的特點：操作的特點：nI/O操作與操作與CPU的運算可同時進行的運算可同時進行n多個多個I/O設備的操作也可同時進行工作設備的操作也可同時進行工作n每類每類I/O設備都有各自的控制器，它們按照設備都有各自的控制器，它們按照CPU的的I/O操作命令，操作命令，獨立地控制獨立地控制I/O操作的全過程！操作的全過程！ I/O操作的任務與特點操作的任務與特點252.3 PC主機的組成主機的組成 關于計算機中的總線關于計算機中

25、的總線n總線的定義：總線的定義：n用于在用于在CPU、內(nèi)存、外存和各種輸入輸出設備之間傳輸信息的一個共內(nèi)存、外存和各種輸入輸出設備之間傳輸信息的一個共享的信息傳輸通路及其控制部件。享的信息傳輸通路及其控制部件。n總線的特點：總線的特點：1 共享共享 ； 2 高速高速 n總線的性能：數(shù)據(jù)通路寬度；總線工作頻率；每秒傳輸次數(shù)總線的性能：數(shù)據(jù)通路寬度；總線工作頻率；每秒傳輸次數(shù)總線帶寬總線帶寬(最高傳輸速率最高傳輸速率)(數(shù)據(jù)通路寬度數(shù)據(jù)通路寬度/8) x 總線工作頻率總線工作頻率 x 傳輸次數(shù)傳輸次數(shù)n總線的類型：總線的類型：nCPU總線（前端總線總線（前端總線FSB）n存儲器總線存儲器總線nI/

26、O總線（總線（ 目前使用的是目前使用的是PCI 和和PCI-E 兩種）兩種）對應主板上兩種擴充插槽：對應主板上兩種擴充插槽： PCI插槽插槽 PCI-E插槽插槽262.3 PC主機的組成主機的組成PCI 和和 PCI-E 擴充卡插槽擴充卡插槽各種各種I/O插口插口PCI插槽插槽工作頻率工作頻率:33MHz，數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線:32位位傳輸速率傳輸速率:133MB/s PCI-E x1插槽插槽1個串行傳輸個串行傳輸通道；通道； 最高傳輸速率最高傳輸速率:250MB/s 顯卡插槽顯卡插槽 (PCI-E x16)16個串行傳輸通道；個串行傳輸通道； 最高傳輸速率最高傳輸速率:5GB/s 272.3 PC主

27、機的組成主機的組成教學參考：教學參考： 什么是什么是PCI-E？n由英特爾提出，原名為由英特爾提出，原名為“3GIO” ，改名為，改名為“PCI-Express” （PCI-E 或或 PCIe）。目標是全面取代現(xiàn)行的）。目標是全面取代現(xiàn)行的PCI和和AGP，實現(xiàn)總線接口的統(tǒng)一，實現(xiàn)總線接口的統(tǒng)一n采用高速串行傳輸，以點對點的方式與主機進行通信采用高速串行傳輸，以點對點的方式與主機進行通信282.3 PC主機的組成主機的組成教學參考：教學參考： PCI-E的優(yōu)點的優(yōu)點n傳輸速率高：傳輸速率高： x1速率可達速率可達250MB/s， x16速率可達速率可達5GB/s（2.0版速率提高為版速率提高為

28、2倍倍,3.0版為版為4倍）倍）n適應性好：包括適應性好：包括x1、x4、x8 及及x16，292.3 PC主機的組成主機的組成關于關于I/O接口接口nI/O接口：接口：I/O設備與主機之間的連接器設備與主機之間的連接器包括：插頭包括：插頭/插座的形式、通訊規(guī)程和電器特性等插座的形式、通訊規(guī)程和電器特性等n分類：分類：n從數(shù)據(jù)傳輸方式來分：從數(shù)據(jù)傳輸方式來分：n串行（一次只傳輸串行（一次只傳輸1位）位）n并行（多位一起進行傳輸）并行（多位一起進行傳輸）n從是否能連接多個設備來分：從是否能連接多個設備來分：n總線式（可連接多個設備）總線式（可連接多個設備）n獨占式（只能連接獨占式（只能連接1個設

29、備）個設備）n從是否符合標準來分：從是否符合標準來分：n標準接口標準接口 （通用接口）（通用接口）n專用接口專用接口 （專用接口）（專用接口）302.3 PC主機的組成主機的組成CPU與與I/O設備設備進行數(shù)據(jù)交換時存在以下問題進行數(shù)據(jù)交換時存在以下問題CPU與與I/O設備進行數(shù)據(jù)交換時存在以下問題：設備進行數(shù)據(jù)交換時存在以下問題：n速度不匹配速度不匹配 n時序不匹配時序不匹配 n信息格式不匹配信息格式不匹配 n信息類型不匹配信息類型不匹配 312.3 PC主機的組成主機的組成I/O接口的功能接口的功能n設置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯，以適應設置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯，以適應CPU與外設之與外設之間的

30、速度差異間的速度差異 n能夠進行信息格式的轉換能夠進行信息格式的轉換 n能夠協(xié)調能夠協(xié)調CPU和外設兩者在信息的類型和電平的差和外設兩者在信息的類型和電平的差異異 n協(xié)調時序差異協(xié)調時序差異 n地址譯碼和設備選擇功能地址譯碼和設備選擇功能 n設置中斷和設置中斷和DMA控制邏輯控制邏輯 322.3 PC主機的組成主機的組成I/O接口的控制方式接口的控制方式n程序查詢方式程序查詢方式n中斷處理方式中斷處理方式nDMA傳送方式傳送方式332.3 PC主機的組成主機的組成I/O設備接口設備接口串行口串行口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

31、口25針針同軸電纜網(wǎng)同軸電纜網(wǎng)絡接口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(wǎng)以太網(wǎng)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(安裝在主板上的安裝在主板上的I/O設備接口設備接口)342.3 PC主機的組成主機的組成常用的常用的I/O接口及其性能參數(shù)接口及其性能參數(shù)名名 稱稱數(shù)據(jù)傳數(shù)據(jù)傳輸方式輸方式數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率標標 準準插頭插頭/插座插座形式形式可連接的可連接的設備數(shù)目設備數(shù)目通常連接的設備通常連接的設備串行口串行口串行串行,雙向雙向5019200 b/sEIA-232或或EIA-422DB25F或或DB9F1鼠標器，

32、鼠標器，MODEM并行口并行口(增強式增強式)并行并行,雙向雙向1.5MB/sIEEE 1284DB25M1打印機，掃描儀打印機，掃描儀USB(1.0)USB(1.1)串行串行,雙向雙向1.5Mb/s(慢速慢速)1.5MB/s(全速全速)USB-IFA型，型，B型型最多最多127鍵盤，鼠標器，數(shù)碼鍵盤，鼠標器，數(shù)碼相機，移動盤等相機，移動盤等USB(2.0)串行串行,雙向雙向60MB/s(高速高速)USB-IFA型，型，B型，型，Mini型型最多最多127外接硬盤，數(shù)字視頻外接硬盤，數(shù)字視頻設備，掃描儀等設備，掃描儀等IEEE 1394aIEEE 1394b 串行串行,雙向雙向50MB/s,1

33、00MB/s, 200MB/sFireWire(i.Link)最多最多63數(shù)字視頻設備數(shù)字視頻設備IDE并行并行,雙向雙向66MB/s100MB/s133MB/sUltra ATA/66 Ultra ATA/100Ultra ATA/133(E-IDE)14硬盤，光驅，軟驅硬盤，光驅，軟驅SATA串行串行,雙向雙向150MB/s300MB/sSATA1.0SATA2.07針插頭針插頭/插插座座1硬盤硬盤顯示器輸出顯示器輸出接口接口并行并行,單向單向200500MB/sVGAHDB151顯示器顯示器PS/2接口接口串行串行,雙向雙向低速低速IBM1鍵盤或鼠標器鍵盤或鼠標器紅外線接口紅外線接口(I

34、rDA)串行串行,雙向雙向115,000 bps 或或 4 Mbps紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會不需要不需要1鍵盤，鼠標器，打印鍵盤，鼠標器，打印機等機等352.3 PC主機的組成主機的組成關于關于USB接口接口n通用串行總線式接口通用串行總線式接口（Universal Serial Bus ）n高速、可連接多個設備、串行傳輸高速、可連接多個設備、串行傳輸n傳輸速率：傳輸速率：nUSB的的1.1版：版：1.5 Mb/s和和12 Mb/snUSB2.0版：最高達版：最高達 480Mb/s（60MB/s）nUSB3.0版：最高達版：最高達 3.2Gbps（400MB/s）nUSB2.0使用使用4線

35、連接器，體積小，符合即插即用規(guī)范（線連接器，體積小，符合即插即用規(guī)范（Plug & Play,即即PnP）n使用使用“USB集線器集線器” 擴展機器的擴展機器的USB接口，最多連接接口，最多連接127個設個設備備n可通過可通過USB接口由主機向外設提供電源接口由主機向外設提供電源(5V，100500 mA) USB標識標識USB 3.0362.3 PC主機的組成主機的組成USB接口的接口的3種類型種類型接口類型接口類型A,通常通常在在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設備上出現(xiàn)設備上出現(xiàn)Mini-USB,數(shù)碼數(shù)碼相機、移動硬盤相機、移動硬盤等設備經(jīng)常使用等設備經(jīng)常使

36、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(shù)據(jù)數(shù)據(jù)DATA3白白數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)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372.3 PC主機的組成主機的組成小結小結1： I/O總線總線,I/O控制器控制器,I/O接口與接口與I/O設備的關系設備的關系nI/O設備通常都是物理上相互獨立的設備，它們一般通過設備通常都是物理上相互獨立的設備，它們一般通過I/O接接口與口與I/O控制器控制器(或或I/O總線總線)連接連接nI/O控制器通過擴展卡或者南橋芯片與控制器通過擴展卡或者南橋芯片與I/O總線連接總線連接nI/O總線經(jīng)過北橋芯片與

37、內(nèi)存、總線經(jīng)過北橋芯片與內(nèi)存、CPU連接連接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(wǎng)線網(wǎng)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(nèi)存內(nèi)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382.3 PC主機的組成主機的組成小結小結2： I/O總線總線,I/O控制器控制器,I/O接口與接口與I/O設備的關系設備的關系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 總線總線磁盤控制器磁盤控制器以太網(wǎng)卡以太網(wǎng)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(wǎng)線網(wǎng)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392.3 PC主機的組成主機的組成附附 錄錄402.3 PC主機的組成主機的組成SRAM的存儲單元的存儲單元6管靜態(tài)管靜態(tài)NMOS存儲單元存儲單元讀出時：讀出時： - 置置2個位線為高電平個位線為高電平 - 置字線為置字線為1 - 根據(jù)存儲單元的狀態(tài)根據(jù)存儲單元的狀態(tài)改變位線的輸出電平改變位線的輸出電平寫入時