微型計算機硬體系統

2022-09-19 00:33:10 字數 1875 閱讀 8341

學習微型計算機硬體結構,掌握對微型計算機的巨集觀認識。

了解匯流排的概念、三種匯流排的作用、三種匯流排的關係。

了解 ram 和 rom 的作用。

了解輸入/輸出介面、介面卡和網絡卡的概念。

微型計算機的硬體結構也是同樣遵循馮·諾依曼體系結構,不過微型計算機採用了匯流排結構。微型計算機的各個部件通過匯流排交換資訊。

匯流排就是一組公共資訊傳輸線路,分為資料匯流排、位址匯流排和控制匯流排。匯流排的位寬指的是匯流排能同時傳送的二進位制資料的位數,或資料匯流排的位數,即 32 位、64 位等匯流排寬度的概念。匯流排的位寬越寬,每秒鐘資料傳輸率越大。

設想,記憶體與 cpu 之間互相連線起來需要一條線,cpu 與 i/o 介面互相連線起來也需要一條線,i/o 介面與記憶體連線也需要一條線。隨著硬體數量增多,它們相互連線起來所需要的線也增多。

乙個城市有許多條主幹道,主幹道與許多條分道連線,構成城市的交通網路。如果有乙個新的社群,只需要把分道連線到主幹道上即可。這樣做的好處就是,社群增多不會擾亂其他分道,並且社群之間可以通過主幹道輕鬆互通。

計算機採用匯流排結構也是一樣的道理,匯流排連線著其他硬體,cpu 通過匯流排可以獲取到記憶體的資訊,i/o 介面的資料也能夠送往記憶體中。

資料匯流排就是專門用於傳輸資料的匯流排。例如,cpu 通過資料匯流排讀取到記憶體的資料;i/o 裝置通過資料匯流排將資料傳輸到記憶體中。

位址匯流排就是專門用於傳輸位址的匯流排。例如,cpu 通過控制匯流排傳送乙個「取」指令,並通過位址匯流排傳送獲取的資料在記憶體中的位址碼,然後記憶體結合指令和位址碼將資料取出,再通過資料匯流排向 cpu 傳輸對應的資料。

控制匯流排就是專門用於傳輸指令的匯流排。在上一小節中的例子中,記憶體要實現乙個取出資料的操作,需要接收從 cpu 傳來的「取」指令。

隨著積體電路製作工藝的不斷進步,出現了大規模積體電路和超大規模積體電路,可以把計算機的核心部件運算器和控制器整合在一塊電路晶元內,稱之為微處理器,也稱**處理器。

**處理器主要包括運算器和控制器兩大部件,是計算機的核心部件。cpu 主要的效能指標有主頻、外頻、cpu 字長等。

記憶體是僅次於 cpu 的最重要的器件之一,是影響計算機效能的重要部分。記憶體一般按位元組分成許許多多的單元,每乙個單元均有乙個編號,稱之為位址。cpu 通過位址查詢所需要的單元,此操作叫作讀操作,把資料寫入指定的單元叫作寫操作。

ram 中的資訊可以隨時讀出和寫入,是計算機對程式和資料進行操作的工作區域。在計算機工作時,只有將要執行的程式和資料放入 ram 中,才能被 cpu 執行。由於 ram 儲存的資料斷電即丟失,所以一般儲存到外儲存器中,當要執行該程式時,再將其從外儲存器中讀入到 ram 中,才能執行。

rom 中的資訊只能讀出,不能寫入。它的資訊是由晶元廠商在生產過程中寫入的,並且斷電之後資訊也不會丟失,因此常用 rom 來存放重要的、固定的並且反覆使用的程式和資料。

匯流排(bus)是連線 cpu、儲存器和外部裝置的公共資訊通道,各部件均用過匯流排連線在一起進行資訊交換。

匯流排的效能主要由匯流排寬度和匯流排頻率來表示。匯流排寬度為一次能並行傳輸的二進位制數字,匯流排越寬,速度越快。

cpu 與外部裝置、外儲存器的連線和資料交換都需要通過介面裝置來實現。

不同型別的輸入/輸出裝置的按照介面的標準來生產,裝置本身的質量、效能只與廠商有關。這樣做的好處就是,外部裝置與計算機能夠解耦,不繫結生產,也方便使用者更換。所以,輸出/輸出介面也叫作介面卡或裝置控制器,由於這些輸入/輸出介面一般製作成電路板的形式,所以常把它們稱為 xx 卡,例如,音效卡、顯示卡、網絡卡等。

主機板是乙個提供各種插槽和匯流排以及擴充套件匯流排的電路板。主機上的各種插槽用來安裝組成微型計算機的各部件,而主機板的匯流排可實現各部件之間的通訊,所以說主機板是微型計算機各部件的連線載體。

主機板一般整合了音效卡、網絡卡等介面卡,所以使用者不需要單獨安裝介面卡。

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