计算机组成与工作原理-全套PPT课件.pptx

《计算机组成与工作原理 》 电子教案;第1章 微型计算机组成概述 ;1.1 主机箱内部的组成;;1.1.2 主板; 芯片组与主板的关系就象CPU与整机一样，它提供了主板上的核心逻辑，主板所使用的芯片组的类型直接影响主板甚至整机的性能。 主板上的扩展插槽是总线的物理表现，是主机通过总线与外部设备联接的部分。扩展插槽的多少反映了微机系统的扩展能力。 ;1.1.3 主板上的主要部件 ;;(二) 内存储器 内存储器简称内存，用来存放CPU运行时需要的程序和数据。内存分为只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两类，我们平时所说的内存一般指RAM，RAM中保存的数据在电源中断后将全部丢失。由于内存直接与CPU进行数据交换，所以内存的存取速度要求与CPU的处理速度相匹配。 目前的微型计算机的主板大多采用内存条（SIMM）结构，该结构的主板上提供有内存插槽。如图1-6所示。 ;(三) 输入/输出接口 输入/输出接口是微型计算机的CPU和外部设备之间的连接通道。由于微型机的外设本身品种繁多且各自工作原理也不尽相同，同时CPU与外设之间也存在着信号逻辑、工作时序、速度等的不匹配问题，所以微型机的输入/输出设备必须通过输入/输出接口电路与系统总线相连，然后才能通过系统总线与CPU进行信息交换。接口在系统总线和输入/输出设备之间传输信息，提供数据缓冲，以满足接口两边的时序要求。具体地说，接口应具有数据缓冲及转换功能、设备选择和寻址功能、联络功能、解释并执行CPU命令功能、中断管理功能、错误检测功能等。 微型计算机的输入/输出接口一般使用大规模、超大规模集成电路技术做成电路板的形式，插在主机板的扩展槽内，常称作适配器，也称作“卡”，如声卡、显卡、网卡等，如图1-7所示。 ;;(四) 总线 总线是微型计算机中各硬件组成部件之间传递信息的公共通道，是连接各硬件模块的纽带，微型计算机的各组成部件就是通过系统总线相互连接而形成计算机系统的。 在微型计算机中，总线实际上可理解为一组导线，是整个微型计算机系统的“大动脉”，对微型计算机系统的功能和数据传送速度有极大的影响。在一定时间内可传送的数据量称作??线的带宽，数据总线的宽度与计算机系统的字长有关。 ;1.1.4 外存储器 ;2．硬盘 硬磁盘由硬质的合金材料构成的多张盘片组成，硬磁盘与硬盘驱动器作为一个整体被密封在一个金属盒内，合称为硬盘，硬盘通常又固定在主机箱内。硬盘具有使用寿命长、容量大、存取速度快等优点。如图1-10所示。 ;3．光盘驱动器 光盘存储器由光盘和光盘驱动器组成，光盘驱动器使用激光技术实现对光盘信息的写入和读出。光盘具有体积小、容量大、信息保存长久等特点，是多媒体技术获得快速推广的重要因素。光盘按读/写方式分为只读型光盘、一次写入型光盘和可重写型光盘三类。如图1-11所示。 4．移动存储设备 移动存储设备主要有闪存类存储器和活动硬盘。闪存类存储器的存储介质为半导体电介质，主要有U盘和各种存储卡。活动硬盘可分为两类：一类是机架内置式活动硬盘，可内置于机箱的5英寸机架上，硬盘安放在一个可抽取的硬盘盒中，可抽出并随意移动；另一类是外置式活动硬盘，外置于机箱之外，通过USB接口与主机连接。 ;1.2 输入/输出系统 ;1.2.2 I/O接口的基本概念 ;1．接口的基本结构 ⑴ 数据输入寄存器 数据输入寄存器用于暂存外围设备送往CPU的数据或在DMA方式下送往内存的数据。 ⑵ 数据输出寄存器 数据输出寄存器用于暂存CPU送往外围设备的数据或在DMA方式下内存送往外围设备的数据。 ⑶ 状态寄存器 状态寄存器用于保存I/O接口的状态信息。CPU通过对状态寄存器内容的读取和检测可以确定I/O接口的当前工作状态。;⑷ 控制寄存器 控制寄存器用于存放CPU发出的控制命令字，以控制接口和设备所执行的动作，如对数据传输方式、速率等参数的设定，数据传输的启动、停止等。 ⑸ 中断控制逻辑 当CPU与I/O接口以中断方式交换信息时，中断控制逻辑电路用于实现外围设备准备就绪时向CPU发出中断请求信号，接收来自CPU的中断响应信号以及提供相应的中断类型码等功能。 ;2．接口的功能 ⑴ 控制--接口靠程序的指令信息来控制外围设备的动作，如启动、关闭设备等。 ⑵ 缓冲—接口内部设有缓冲寄存器，可实现数据缓冲作用，使主机与外设在工作速度上达到匹配，避免数据丢失和错乱。 ⑶ 状态--接口监视外围设备的工作状态并保存状态信息。状态信息包括数据“准备就绪”、“忙”、“错误”等等，供CPU询问外围设备时进行分析之用。 ⑷ 转换--接口可以完成任何要求的数据转换，主机与接口间传输的数据是数字信号，但接口与外设间传输的数据格式却因外设而异，为满足各种外设的要求，接口电路中必须实现各种数据格式的相互转换。例如：