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[计算机硬件及网络]硬件系统基本组成及工作原理

第三节 硬件系统基本组成及工作原理 二、微型计算机的结构特点 (一)概念 1、主机板(系统主板/主板/母板) 是主机箱中最大的一块IC板，是电脑的中枢，电脑就是通过主板将CPU等各种器件与外设有机地结合起来，形成完整的系统。 2、I/O接口 是CPU与外设的连接缓冲，实现工作方式、速度及信号类型的匹配。 串口(COM1/2)和并口(LPT1/PRN)，逐渐被USB接口取代。 I/O接口进一步通过总线与CPU、内存通信。 3、微处理器 微处理器是采用超大规模集成电路技术将运算器和控制器集成在一块芯片。 频率是指1秒钟内发生的脉冲信号数。 时钟频率：是指电子设备的时钟(能够提供规则间隔的电脉冲信号)振荡频率。 主频(内频)：指CPU的时钟频率，如PⅣ 1.6GHz。 外部时钟的频率称为外频(外部总线频率)，如PCI总线的工作频率为33MHz 。 4、微型计算机 微处理器＋内存＋I/O接口＋系统总线 5、微型计算机系统 微型机＋外设＋软件系统 6、CMOS (互补金属氧化物半导体) Complementary Metal Oxide Semiconductor，属硬件范畴。由主板电池供电，可长期保存信息。 7、BIOS 基本输入/输出系统，固化在由CMOS所制成的ROM或EEPROM里，提供机器启动(加电自检、初始化)功能的一组程序。目前可升级。 第三节 硬件系统基本组成及工作原理 (二)微型计算机的结构特点 1、采用微处理器作为CPU 特点：体积小、重量轻、成本低、工作可靠。 2、采用总线结构实现系统连接 (1)总线(BUS)的概念 作为计算机内部各个部件间传递信息的公共通道，物理形状是一束扁平的电缆线。CPU通过总线与各种外设连接，并通过总线进行数据交换。 CPU内部连接各寄存器及运算部件的总线称为内部总线；连接系统各部件(CPU、内存、I/O接口等)的总线称为外部(系统)总线。 补充资料 微型机采用总线结构的优势 采用标准的总线结构，便于各种插件板的通用和互换； 提高系统的可扩展性； 便于实现系统的模块化设计。 第三节 硬件系统基本组成及工作原理 (2)总线的分类 ①数据总线(Data Bus，DB) 双向，用来承载CPU与内存、CPU与I/O接口之间的数据信息； ②地址总线( Address Bus， AB) 单向(输出线)，用来把地址信息从CPU发出到内存或I/O接口，该信息指出所要访问的内存单元或I/O接口的地址。另外，决定寻址范围：如32位的AB可访问4GB的内存空间。 ③控制总线(Control Bus，CB) 双向，用来传送CPU与内存和I/O接口之间的控制信号(如读/写)和反馈信号(如打印完成)。 第三节 硬件系统基本组成及工作原理 2)常用微机总线 ①IBM PC／XT总线 Intel 8088的字长是16位，但数据总线的宽度为8位(内部结构是16位，而外部数据总线是8位)，一个总线周期只能处理1个字节。因此8088是一个准16位微处理器。 ②IBM PC／AT总线－－ ISA总线 数据总线宽度为16位，应用在16位微机，如80286，这种总线结构也称为工业标准结构。 ③ PCI(Peripheral Component Interconnect)局部总线 第三节 硬件系统基本组成及工作原理 32位总线，应用普遍。它不依附于CPU(与CPU及时钟频率无关)，即在CPU与ISA总线之间插入了一级总线。 可挂接高速外设(如IDE设备、网卡等)，由桥接电路实现CPU总线与PCI总线相连。 PCI－X(PCI　2.0)总线为64位。 ④AGP(Accelerated Graphics Port)总线 加速图形接口，为提高视频带宽而设计，最早出现在440LX芯片组。显卡通过AGP总线、芯片组与主存相连，直接读取主存中的显示数据，使得3D图形数据越过PCI总线，提高了显示芯片与主存的数据传输率。 第三节 硬件系统基本组成及工作原理 目前，AGP 8×(8 ×66MHz ×32b/8=2.1GB/s)主要用于Pentium 4系统。 ⑤USB总线(Universal Serial Bus) 是目前最流行的外设接口，可用于连接键盘、鼠标、FLASH　DISK、ADSL　MODEM等外设。 最新的USB 2.0规范(Windows XP支持)，传输速率为480Mbps，支持设备127个，可以热插拔。 补充资料 第三代I/O接口——PCI Express规范 ISA和PCI分别为第一代和第二代