PC主机的组成PPT学习教案

1、会计学1PC主机的组成主机的组成1 音箱音箱 5 CPU 2 调制解调器调制解调器 6 键盘键盘3 麦克风麦克风 7 鼠标器鼠标器 4 内存条内存条 8 CD驱动器驱动器9 软驱软驱10 硬盘驱动器硬盘驱动器11 打印机打印机12 I/O接口接口13 CRT显示器显示器14 扩展卡扩展卡扩展扩展空间空间 存储器插座存储器插座 处理器处理器插槽插槽外部设备插口外部设备插口(I/O接口接口)光驱及硬盘的光驱及硬盘的IDE连接器连接器电源连接器电源连接器 PCI总线槽总线槽 CPU插座插座显示卡的显示卡的插槽插槽南桥南桥芯片芯片 ROM BIOS CMOS 存储器存储器北桥北桥芯片芯片CPU插座插座

2、内存条插座内存条插座硬盘硬盘IDE连接器连接器PCI插槽插槽芯片组芯片组各种各种I/O插口插口显卡插槽显卡插槽PCI-E插槽插槽yALU寄存器组寄存器组CPU总线接口总线接口R6CPU(前端前端)总线总线I/O 总线总线主板扩展槽主板扩展槽PCI接口接口南桥芯片南桥芯片I/O 总线总线寄寄存存器器组组运运算算器器中央处理器中央处理器指令计数器指令计数器指令寄存器指令寄存器控制器磁盘控制器磁盘控制器以太网卡以太网卡USB控制器和接口控制器和接口鼠标器鼠标器键盘键盘网线网线disk声卡声卡视频卡视频卡光驱光驱主存储器主存储器0A北桥芯片北桥芯片y存储器总线存储器总线显卡CPU芯片芯片CPU前端总线

3、前端总线北桥北桥MCH图形卡接口图形卡接口双通道双通道南桥南桥ICH5USB 2.0接口接口(x8)以太网接口以太网接口PCI 插槽插槽(6个个)ROM BIOS硬盘接口硬盘接口(x2)音频音频CodecSuper I/O键盘键盘,鼠标鼠标,软驱软驱,并口并口,串口等串口等电话电话ModemDDR 2电源管理、时钟生成电源管理、时钟生成DDR 2存储器存储器n内存储器内存储器外存储器外存储器CPU指令指令1指令指令2指令指令k指令指令n程序程序数据数据1数据数据2数据数据m数据数据任务启动时，执行任务启动时，执行该任务的程序和数据该任务的程序和数据将从外存成批传送到将从外存成批传送到内存内存C

4、PU从内存中逐条从内存中逐条读取该程序的指令及读取该程序的指令及相关的数据相关的数据将指令的运算处理将指令的运算处理结果送回内存保存结果送回内存保存任务完成后，将处任务完成后，将处理得到的全部结果成理得到的全部结果成批传送到外存以长久批传送到外存以长久保存保存 逐 条 执 行 逐 条 执 行指 令 ， 按 指指 令 ， 按 指令 要 求 完 成令 要 求 完 成对 数 据 的 运对 数 据 的 运算和处理算和处理n外存储器外存储器(简称简称外存外存或辅存或辅存)n存取速度慢存取速度慢n成本低、容量很大成本低、容量很大n不与不与CPU直接连接，直接连接，计算机运行程序计算机运行程序时，外存中的程

5、序及相关数据必须先时，外存中的程序及相关数据必须先传送到内存，然后才能被传送到内存，然后才能被CPU使用。使用。n属于不挥发性存储器属于不挥发性存储器( (Nonvolatile) )，用于长久存放系统中几乎所有的信息用于长久存放系统中几乎所有的信息半导体半导体存储器存储器只只 读读存储器存储器(ROM)随机存取随机存取存储器存储器(RAM)静态随机存取存储器静态随机存取存储器SRAM动态随机存取存储器动态随机存取存储器DRAM 不可在线改写内容的不可在线改写内容的ROM快擦除存储器（快擦除存储器（Flash ROM）（用作（用作Cache存储器存储器） （用作（用作主存储器）主存储器） 每个

6、存储单元每个存储单元(cell)由由6个晶体管组成个晶体管组成 只要加上电源，信息就能一直保持只要加上电源，信息就能一直保持 对电器干扰相对不很敏感对电器干扰相对不很敏感 比比DRAM更快，也更贵更快，也更贵 每个存储单元由每个存储单元由1个电容和个电容和1个晶体管组成个晶体管组成. 每每10-100 ms必须刷新一次必须刷新一次 对电器干扰比较敏感对电器干扰比较敏感 比比SRAM慢，但便宜慢，但便宜（用作（用作BIOS存储器）存储器）(图形卡、硬盘控制器图形卡、硬盘控制器)0110100110101010存储内容存储内容00001000000001000011001001111011111存

7、储存储单元单元地址地址地址码地址码存储单元地址寄存器地址译码器读写控制电路读读/写的数据写的数据读读/写控制信号写控制信号(64位)(36位)n目前流行的是目前流行的是DDR2和和DDR3内存条：内存条：n均采用双列直插式，其触点分布在内存条的两面均采用双列直插式，其触点分布在内存条的两面nDDR2 和和DDR3均有均有240个引脚，但不可互换使用个引脚，但不可互换使用nPC机主板中一般都配备有机主板中一般都配备有2个或个或4个个DIMM插槽插槽 4个内存条插槽个内存条插槽存储器存储器时钟频率时钟频率存储器存储器芯片名称芯片名称存储器存储器内部频率内部频率内存条内存条名名 称称每秒每秒传输次数

8、传输次数最大最大传输速率传输速率100MHzDDR-200100MHzPC-1600200M1.6 GB/sDDR2-400200MHzPC2-3200400M3.2 GB/sDDR3-800400MHzPC3-6400800M6.4 GB/s133MHzDDR-266133MHzPC-2100266M2.1 GB/sDDR2-533266MHzPC2-4200533M4.2 GB/sDDR3-1066533MHzPC3-85001066M8.5 GB/s167MHzDDR-333167MHzPC-2700333M2.7 GB/sDDR2-667333MHzPC2-5300667M5.3 GB

9、/sDDR3-1333667MHzPC3-106001333M10.6 GB/s200MHzDDR400200MHzPC-3200400M3.2 GB/sDDR2-800400MHzPC2-6400800M6.4 GB/sDDR3-1600800MHzPC3-128001600M12.8 GB/s时钟频率=100MHz 内部频率=200MHz 传输频率=400MHz存储单元阵列数据总线时钟频率=100MHz 内部频率=100MHz 传输频率=200MHz存储单元阵列数据总线缓冲器缓冲器缓冲器缓冲器DDRDDR2问题：由于问题：由于CPU工作速度很快，内存速度比较慢（差工作速度很快，内存速度比较

10、慢（差12个数量级），从内存取数或向内存写数时，个数量级），从内存取数或向内存写数时，CPU往往需要等待往往需要等待012345678910111213141589143444101010主存中的部分信息拷主存中的部分信息拷贝在贝在cache存储器中存储器中cache主存储器主存储器CPUCPU芯片芯片cache存储器存储器主存储器主存储器(RAM和和ROM)外存储器（软盘、硬盘、光盘）外存储器（软盘、硬盘、光盘）后备存储器（磁带库、光盘库）后备存储器（磁带库、光盘库）内存储器内存储器外存储器外存储器寄存器寄存器典型容量典型容量1KB几个几个MB几个几个GB100GB-1TB10TB-100T

11、B典型存取时间典型存取时间1 ns2 ns10 ns10 ms10 s 分析：速度越快，成本较高。分析：速度越快，成本较高。 为了获得好的为了获得好的性能性能/价格比价格比，计算机中各，计算机中各种存储器组成一个层状的塔式结构，取长补短，协调工作种存储器组成一个层状的塔式结构，取长补短，协调工作 工作过程：工作过程：1）CPU运行时，需要的操作数大部分来自寄存器运行时，需要的操作数大部分来自寄存器2）如需要从）如需要从(向向)存储器中取存储器中取(存存) 数据时，先访问数据时，先访问cache，如在，取自，如在，取自cache3）如操作数不在）如操作数不在cache，则访问，则访问RAM，如在

12、，如在RAM中，则取自中，则取自RAM4）如操作数不在）如操作数不在RAM，则访问硬盘，操作数从硬盘中读出，则访问硬盘，操作数从硬盘中读出RAM cache对应主板上两种扩充插槽：对应主板上两种扩充插槽： PCI插槽插槽 PCI-E插槽插槽各种各种I/O插口插口PCI插槽插槽工作频率工作频率:33MHz，数据线数据线:32位位传输速率传输速率:133MB/s PCI-E x1插槽插槽1个串行传输个串行传输通道；通道； 最高传输速率最高传输速率:250MB/s 显卡插槽显卡插槽 (PCI-E x16)16个串行传输通道；个串行传输通道； 最高传输速率最高传输速率:5GB/s 串行口串行口9针针并

13、行口并行口VGA视频口视频口键盘接口键盘接口双绞线接口双绞线接口PS/2接口接口串行口串行口25针针同轴电缆网络接口同轴电缆网络接口显示器显示器接口接口麦克风麦克风音音 箱箱键盘接口键盘接口并行口并行口USB接口接口以太网以太网双绞线接口双绞线接口串行口串行口鼠标器鼠标器接口接口(安装在主板上的安装在主板上的I/O设备接口设备接口)名名 称称数据传数据传输方式输方式数据传输速率数据传输速率标标 准准插头插头/插座插座形式形式可连接的可连接的设备数目设备数目通常连接的设备通常连接的设备串行口串行口串行串行,双向双向5019200 b/sEIA-232或或EIA-422DB25F或或DB9F1鼠标

14、器，鼠标器，MODEM并行口并行口(增强式增强式)并行并行,双向双向1.5MB/sIEEE 1284DB25M1打印机，扫描仪打印机，扫描仪USB(1.0)USB(1.1)串行串行,双向双向1.5Mb/s(慢速慢速)1.5MB/s(全速全速)USB-IFA型，型，B型型最多最多127键盘，鼠标器，数码键盘，鼠标器，数码相机，移动盘等相机，移动盘等USB(2.0)串行串行,双向双向60MB/s(高速高速)USB-IFA型，型，B型，型，Mini型型最多最多127外接硬盘，数字视频外接硬盘，数字视频设备，扫描仪等设备，扫描仪等IEEE 1394aIEEE 1394b 串行串行,双向双向50MB/s

15、,100MB/s, 200MB/sFireWire(i.Link)最多最多63数字视频设备数字视频设备IDE并行并行,双向双向66MB/s100MB/s133MB/sUltra ATA/66 Ultra ATA/100Ultra ATA/133(E-IDE)14硬盘，光驱，软驱硬盘，光驱，软驱SATA串行串行,双向双向150MB/s300MB/sSATA1.0SATA2.07针插头针插头/插插座座1硬盘硬盘显示器输出显示器输出接口接口并行并行,单向单向200500MB/sVGAHDB151显示器显示器PS/2接口接口串行串行,双向双向低速低速IBM1键盘或鼠标器键盘或鼠标器红外线接口红外线接口

16、(IrDA)串行串行,双向双向115,000 bps 或或 4 Mbps红外线数据协会红外线数据协会不需要不需要1键盘，鼠标器，打印键盘，鼠标器，打印机等机等USB标识标识USB 3.0接口类型接口类型A,通常在通常在PC上出现上出现接口类型接口类型B,通常在通常在USB设备上出现设备上出现Mini-USB,数码相机、移动硬盘等设备经常使用数码相机、移动硬盘等设备经常使用USB集线器集线器, 可扩展可扩展PC机的机的USB接口接口黑黑地地GND4绿绿数据数据DATA3白白数据数据DATA2红红电源电源VCC1导线颜色导线颜色名名 称称信信 号号引引 脚脚打印机打印机扫描仪扫描仪显示器显示器麦克

17、风麦克风网线网线I/O总线总线I/O接口接口硬盘硬盘光驱光驱I/O设备设备CPU主板主板I/O设备设备I/O控制器控制器（扩充卡）（扩充卡）机箱机箱插座插座板卡板卡插座插座I/O控制器控制器PCI插槽插槽内存内存主主板板插插槽槽机机 箱箱芯片组芯片组IDE接口接口机箱机箱插座插座I/O设备设备键盘键盘鼠标器鼠标器yALU寄存器组寄存器组CPU总线接口总线接口R6CPU(前端前端)总线总线I/O 总线总线主板扩展槽主板扩展槽PCI接口接口南桥芯片南桥芯片I/O 总线总线磁盘控制器磁盘控制器以太网卡以太网卡USB控制器和接口控制器和接口鼠标器鼠标器键盘键盘网线网线disk声卡声卡视频卡视频卡光驱光

18、驱主存储器主存储器0A北桥芯片北桥芯片y存储器总线存储器总线显卡6管静态管静态NMOS存储单元存储单元读出时：读出时： - 置置2个位线为高电平个位线为高电平 - 置字线为置字线为1 - 根据存储单元的状态改变位线的输出电平根据存储单元的状态改变位线的输出电平写入时：写入时： - 位线上是被写入的二进位信息位线上是被写入的二进位信息0或或1 - 置字线为置字线为1 - 存储单元存储单元(触发器触发器)按位线的状态设置成按位线的状态设置成0或或1信息存储原理：信息存储原理： 看作带时钟的看作带时钟的RS触发器触发器V1V3V6V5V2V4UDDQQV7V8列选线YI / OI / O行选线X位线

19、D存储单元V1V3V6V5V2V4UDDV7V8YI / OI / OX位线D位线D位线D(a)(b)存储单元存储单元字线字线位线位线D位线位线D单管动态单管动态MOS存储单元存储单元 读出时：读出时：字线位线V Cnode / CBL写入时：写入时：字线位线V电容Cnode信息存储原理信息存储原理 电容电容Cnode处于充电状态时，表示处于充电状态时，表示1； 电容电容Cnode处于放电状态时，表示处于放电状态时，表示0字线字线位线位线接地接地存储单元存储单元字线字线位线位线C读放大器读放大器 主要组成部分：主要组成部分： 存储矩阵存储矩阵 地址译码器地址译码器 读读/写缓冲及控制电路写缓冲及控制电路 工作过程：工作过程：使用行地址和行选通信号使用行地址和行选通信号(RAS) 选择某一