第1章 计算机组成原理-2.ppt

,信息技术基础习题册已到，请各位老师通知学生到A508购买，购买形式为集中购买，时间从3月31日开始。每本售价6,这不是一个枯燥沉闷、进展缓慢的领域，新想法不会被忽视而遭到扼杀。自1985年以来，已经出现了6种似乎将导致计算机产业大革命的新机器，仅仅因为有其他人制造了更好的计算机就中断了这些革命。,DavidPatterson,Risc倡导者,三、PC机的主机,本节主要内容,1、PC机的物理结构、主板上各部件的功能2、内存储器3、I/O总线与I/O接口,PC机的物理结构,PC机物理部件：机箱、显示器、键盘、鼠标器、打印机等机箱内部件：主板、硬盘、软驱、光驱、电源、风扇等主板上安装了：CPU、内存、总线、I/O控制器等，是PC机的核心部件。,1、主板,主板，又称母板，通常安装有：CPU插座(或插槽)插入CPU芯片CPU调压器主板芯片组第2级高速缓存(有些已做在CPU中)存储器插座插入内存条总线插槽(扩展槽)插入扩充卡超级I/O芯片、I/O端口BIOS芯片，CMOS芯片，时钟发生器，电池主板物理尺寸标准化，如ATX规格,主板,主板实物照片-1,CPU插座,芯片组,软驱、硬盘IDE连接器,电源连接器,I/O接口,PCI总线插槽,华硕P4T主板实物照片,主板实物照片-2,华硕P4T主板I/O端口部分,芯片组是构成计算机主板电路的核心。集中了主板上几乎所有的控制功能，把以前复杂的控制电路和元件最大限度地集成在几个芯片内，提供CPU的系统时钟及各种与其同步的时钟，决定主板上所能安装的内存最大容量、速度及可使用的内存条的类型。在一定意义上，芯片组决定了主板的级别和档次。不同类型的CPU使用不同的芯片组。,（1）芯片组Chipset,芯片组举例,CPU类型或参数不同是需要配用不同的芯片组。Intel芯片组系列台式机芯片组Intel875P，Intel865G，Intel850，Intel845等（以上均支持P4处理器）笔记本电脑芯片组Intel855，Intel852GM等服务器芯片组IntelE7502，IntelE7201等,芯片组举例,以Pentium4CPU使用的芯片组Chipset865P为例，该芯片组共2片：82865P存储控制器（MCH），引出：CPU总线、存储器总线、AGP图形显示接口、千兆网接口。82801I/O控制器（ICH5），引出：I/O总线、USB接口、硬盘接口、局域网接口、数字环绕立体声接口、BIOS芯片接口、PCI插槽、音频/电话接口等。,Pentium4及865P芯片组与及其他部件的连接,CPU前端总线(400或533MHz),82865PMCH,AGP8X4X图形卡接口,(2.1GB/s)2.7GB/s,82801EICH5,USB接口(x4),以太网接口,PCI2.2插槽主存存取速度的提高，计算机需要解决两者速度不平衡的矛盾。如何解决？在CPU和主存之间建立由高速存储器组成的缓冲区高速缓冲存储器（cache）。,Cache中存放的内容正在被访问的或经常被访问的程序或数据。如果一个已被加载的程序或数据长久未被访问，该程序将从cache被替换回主存。Cache的物理形态有SRAM组成。一级cache在CPU内部，二级cache集成在主板上。Intel从P4开始，二级cache也做到了CPU内部。注意：cache只是主存中最活跃部分的投影，不能理解为主存的扩充。,小结,熟悉计算机存储器的层次结构中各种存储器的性能。熟悉半导体存储器芯片的主要类别与特性。熟悉PC机主存储器的物理形态和性能指标。了解高速缓冲存储器。,随堂练习,判断RAM代表随机存取存储器，ROM代表只读存储器，关机后前者所存储的信息会丢失，后者则不会。用来衡量存储容量的度量单位是。A.MIPSB.BpsC.dpiD.GB,正确,D,随堂练习,多选可以存储当前正在CPU中运行的程序和处理的数据的存储器有。A.cacheB.ROMC.RAMD.硬盘E.软盘F.光盘,ABC,随堂练习,多选DRAM芯片与SRAM芯片相比具有的特性有。存取速度相对慢单个芯片上的存储容量相对大价格相对高能更长久地保存数据,AB,随堂练习,单选建立高速缓冲存储器cache的目的是。扩大主存的容量提高构成主存的DRAM芯片的存取速度解决CPU的执行速度与主存存取速度不匹配的矛盾增加CPU内部寄存器的数量,C,3I/O总线与I/O接口,I/O设备是一个独立的物理实体，通过各自不同的I/O接口（I/OPort）与主机连接。是计算机系统与外界（包括人、环境、其他计算机等）交换信息的媒介。I/O操作将输入设备输入的信息送入内存储器的指定区域；将内存储器指定区域的内容送出到输出设备。,(1)I/O操作,I/O操作的特点,因为I/O设备工作速度通常比CPU慢得多，因此I/O操作与CPU数据处理操作通常是并行的。此外，多个I/O设备必须能同时工作。,(2)I/O控制器,I/O设备的特点：不同计算机所配I/O设备数量、品种和性能差别很大，且需经常增减和更新。操控不同设备的复杂度相差大，种类繁多、性能各异、连机方式各不相同。注意:每个(类)I/O设备都有各自专用的控制器，按CPU的I/O操作命令，独立地控制I/O操作的全过程。,I/O控制器的物理形态,键盘、鼠标器、打印机等的I/O控制器比较简单，已集成在主板的芯片组内。显示器等设备的I/O控制器比较复杂，就制作成扩充卡插在主板的扩充槽内。随着集成度的提高，扩充卡的功能越来越多地集成在芯片组内，这既缩小了机器的体积，提高了可靠性，也降低了机器的成本。,(3)I/O总线,总线(bus)：计算机各部件之间传输信息的一组公用的信号线。系统总线包括：CPU总线：系统总线中与CPU、存储器有关的部分；I/O总线：系统总线中与I/O有关的部分。,I/O总线(主板总线）是各类I/O设备控制器与CPU、存储器之间相互交换信息、传输数据的一组公用信号线，物理上与主板上扩充插槽中的各扩充板卡（I/O控制器）直接连接。I/O总线的类别总线上有三类信号：数据信号、地址信号和控制信号，相应的，总线类别也有三类：数据线数据信号地址线地址信号控制线控制信号,内存储器,中央处理器,I/O控制器1,I/O控制器2,I/O设备1,I/O设备2,DMA控制器,1.启动,2.命令,3.应答,4.请求传输,5.认可,6.数据传输,6.数据传输,7.完成,总线性能指标,总线数据传输速率(总线带宽)单位时间内总线上可传送字节数总线带宽(MB/s)=(数据线根数/8)总线工作频率(MHz)每个总线周期的传输次数例如，32bPCI总线数据线宽度32位，总线工作频率33.3MHz,每个总线周期传送1次，总线传输速率=(32/8)*33.3*1=133MB/s,I/O总线标准,总线标准化使得市场上有大量兼容的I/O产品可供选择。,(4)I/O设备接口,简称I/O接口(I/Oport)计算机中用于连接输入/输出设备的各种插头/插座以及相应的通信规程及电器特性。,I/O接口分类,根据数据传输方式串行口（COM1,COM2），一次只传输1位二进制数。可以连接鼠标、MODEM，连接两台pc机并行口（LTP1），一次可传输8位二进制数。一般用于连接打印机,连接两台pc机根据数据传输速率高速口低速口,根据是否能连接多个设备总线式接口（可同时连接多个设备，被多个设备共享，例如USB）独占式接口（只能连接1个设备）根据是否符合标准标准接口（可连接多种设备，例如USB）专用接口（只能连接专门设备，例如视频口VIDEO）,USB接口,USB是一种通用串行总线接口，可连接多种不同类型的外部设备。例如：移动硬盘、数码相机、打印机、鼠标等。USB也是一种外部设备总线标准。,USB特性与传输速率,USB的特性：高速、串行传输、可连接多个设备；所有设备共享总线的带宽；可通过USB接口有主机向外设提供电源；符合即插即用规范，支持热拔插。USB的数据传输速率有两种：USB1.1，1.5MB/sUSB2.0，60MB/s,小结,关于I/O操作及I/O控制器掌握I/O操作的任务与特点了解I/O控制器的作用及I/O操作的过程关于I/O总线及I/O接口掌握I/O总线的作用、信号线类型与总线带宽的计算熟悉I/O接口的作用、类型与特点了解PC机常用各类I/O接口的特性（串行口、并行口、视频接口、IDE、PS/2、1394）熟悉USB的作用、特性和传输速率,随堂练习,单选题PC机中的IDE接口标准主要用于连接。A.打印机与主机B.显示器与主机C.图形卡与主机D.硬盘与主机填空既可以连接键盘、鼠标，也可以连接数码相机和外界移动硬盘的外设接口是。,D,USB,随堂练习,单选题一台PC机种允许安装的内存最大容量，首先与主板上的能否支持有关