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lecture 1 第2章 IA-32 Intel计算机的总体结构 IA-32 Intel 计算机的含义： 以IA-32 Intel CPU和芯片组为基础所组成的计算机硬件系统。 分为： 普及型PC机、 高性能（performance）PC机、 便携式（ portable ）PC机、 嵌入式（embedded）计算机、 服务器（server）、 工作站（workstation）等： 嵌入式计算机系统的特点： 把计算机与应用系统融为一体，即把计算机插入到应用系统中，因而看不出有独立的计算机存在。 主要使用的CPU： 微控制器（microcontroller）、 数字信号处理器DSP（Digital Signal Processor）、 x86CPU。 服务器和工作站的特点： 服务器和工作站是IA-32 Intel计算机中性能最高的机种，通常采用对称多处理结构SMP（Symmetrical Multi-Processing）。 从硬件结构上来说，二者极其相似，差别仅仅在于工作站配有监视器（monitor），服务器则不配监视器，而配客户机（client）。所以，可以形象地说，服务器就是去掉头部的工作站。 IA-32 Intel计算机中的互连技术 计算机模块的功能及其所使用的信号 计算机的硬件功能模块有三种： 存储器模块、I/O模块和CPU模块。 各模块交换信息时所使用的信号是： 地址信号、控制信号、数据信号。 （注意：信号线上的箭头方向。） 存储器模块内部所存放的内容有两部分： 一是二进制的指令代码（程序）， 二是二进制的数据，即原始数据和结果。 存储器的两种操作： 读操作： 把存储器模块中的二进制代码传送给CPU或其他主控设备。? 写操作： 把来自CPU或其他主控设备（master）的二进制代码接收到存储器模块。 读/写操作的基本单位是存储单元（location）。 存储器模块的组织方法是： 存储器模块必须以存储单元为单位进行组织。 在IA-32 Intel计算机中，无论哪种型号的系统，存储器模块中存储单元的长度均为一个字节。 存储器模块的访问方法是： 按存储单元所对应的地址进行读/写操作。 存储单元的地址： 在设计存储器模块时，为每个存储单元分配一个唯一的二进制代码，称之为地址代码。以此来保证正确区分存储器单元。 CPU的寻址能力： 台式机CPU或其他主控设备所发出的地址信号可达32条，理论上可区分4GB的存储器单元，称之为寻址能力为4GB。 服务器和工作站CPU（带Xeon）的寻址能力可达到64GB。 IA-32 计算机的两个地址空间是： 存储器地址空间和I/O地址空间。 I/O模块中的寄存器种类： 数据寄存器、控制寄存器和状态寄存器。 I/O模块中的端口： 一般地寄存器称为一个端口。 2.2.1??? 总线与芯片组技术 总线（bus）： 是一组公共的信号线，凡与总线相连的功能模块，均可以经由总线传送信息。有的可以发送信息，有的可以接收信息。 但同一时刻，发送信息的功能模块只能有一个，否则会引起总线上的信息混乱。 系统中的总线可分为： 数据总线、 地址总线、 控制总线。 数据总线的宽度： 为所包含的信号线的数目。 数据总线为双向的。 地址总线是单向总线： 总是由CPU模块或其他的主控设备（即DMA控制器）发出，由存储器模块或I/O模块接收。 总线的高位地址信号经译码后用来选择模块，而低位地址信号用来选择模块内的各个单元。 芯片组的功能包括： 进行信号变换、负载匹配、译码驱动、提供数据通路。 在现代的芯片组中还往往包含了许多I/O控制器，即I/O接口的功能。 IA—32 计算的总体结构 结构图 采用多级总线（hierarchical bus）： 按速度的不同，对各功能模块进行分层总线互连，以便使系统工作速度最佳化。 MCH（Memory Controller Hub）： 存储器控制中心。 GMCH（Graphics Memory Controller Hub）： 图形与存储器控制中心。 MCH/GMCH 也称为主桥。 MCH和GMCH的主要区别是： GMCH含有内置的图形加速器，而MCH则没有。 因此，使用GMCH的主板上即便不设置AGP接口，直接就可以和监视器（monitor）相连接。使用MCH的主板上必须设置AGP接口，通过外加的图形控制板，才可以和监视器相连接。 ICHx（I/O Controller Hub）: