1、會計學1PC主機的組成主機的組成1 音箱音箱 5 CPU 2 調制解調器調制解調器 6 鍵盤鍵盤3 麥克風麥克風 7 鼠標器鼠標器 4 內存條內存條 8 CD驅動器驅動器9 軟驅軟驅10 硬盤驅動器硬盤驅動器11 打印機打印機12 I/O接口接口13 CRT顯示器顯示器14 擴展卡擴展卡擴展擴展空間空間 存儲器插座存儲器插座 處理器處理器插槽插槽外部設備插口外部設備插口(I/O接口接口)光驅及硬盤的光驅及硬盤的IDE連接器連接器電源連接器電源連接器 PCI總線槽總線槽 CPU插座插座顯示卡的顯示卡的插槽插槽南橋南橋芯片芯片 ROM BIOS CMOS 存儲器存儲器北橋北橋芯片芯片CPU插座插座

2、內存條插座內存條插座硬盤硬盤IDE連接器連接器PCI插槽插槽芯片組芯片組各種各種I/O插口插口顯卡插槽顯卡插槽PCI-E插槽插槽yALU寄存器組寄存器組CPU總線接口總線接口R6CPU(前端前端)總線總線I/O 總線總線主板擴展槽主板擴展槽PCI接口接口南橋芯片南橋芯片I/O 總線總線寄寄存存器器組組運運算算器器中央處理器中央處理器指令計數器指令計數器指令寄存器指令寄存器控制器磁盤控制器磁盤控制器以太網卡以太網卡USB控制器和接口控制器和接口鼠標器鼠標器鍵盤鍵盤網線網線disk聲卡聲卡視頻卡視頻卡光驅光驅主存儲器主存儲器0A北橋芯片北橋芯片y存儲器總線存儲器總線顯卡CPU芯片芯片CPU前端總線

3、前端總線北橋北橋MCH圖形卡接口圖形卡接口雙通道雙通道南橋南橋ICH5USB 2.0接口接口(x8)以太網接口以太網接口PCI 插槽插槽(6個個)ROM BIOS硬盤接口硬盤接口(x2)音頻音頻CodecSuper I/O鍵盤鍵盤,鼠標鼠標,軟驅軟驅,并口并口,串口等串口等電話電話ModemDDR 2電源管理、時鐘生成電源管理、時鐘生成DDR 2存儲器存儲器n內存儲器內存儲器外存儲器外存儲器CPU指令指令1指令指令2指令指令k指令指令n程序程序數據數據1數據數據2數據數據m數據數據任務啟動時，執行任務啟動時，執行該任務的程序和數據該任務的程序和數據將從外存成批傳送到將從外存成批傳送到內存內存C

4、PU從內存中逐條從內存中逐條讀取該程序的指令及讀取該程序的指令及相關的數據相關的數據將指令的運算處理將指令的運算處理結果送回內存保存結果送回內存保存任務完成后，將處任務完成后，將處理得到的全部結果成理得到的全部結果成批傳送到外存以長久批傳送到外存以長久保存保存 逐 條 執 行 逐 條 執 行指 令 ， 按 指指 令 ， 按 指令 要 求 完 成令 要 求 完 成對 數 據 的 運對 數 據 的 運算和處理算和處理n外存儲器外存儲器(簡稱簡稱外存外存或輔存或輔存)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不與不與CPU直接連接，直接連接，計算機運行程序計算機運行程序時，外存中的程

5、序及相關數據必須先時，外存中的程序及相關數據必須先傳送到內存，然后才能被傳送到內存，然后才能被CPU使用。使用。n屬于不揮發性存儲器屬于不揮發性存儲器( (Nonvolatile) )，用于長久存放系統中幾乎所有的信息用于長久存放系統中幾乎所有的信息半導體半導體存儲器存儲器只只 讀讀存儲器存儲器(ROM)隨機存取隨機存取存儲器存儲器(RAM)靜態隨機存取存儲器靜態隨機存取存儲器SRAM動態隨機存取存儲器動態隨機存取存儲器DRAM 不可在線改寫內容的不可在線改寫內容的ROM快擦除存儲器（快擦除存儲器（Flash ROM）（用作（用作Cache存儲器存儲器） （用作（用作主存儲器）主存儲器） 每個

6、存儲單元每個存儲單元(cell)由由6個晶體管組成個晶體管組成 只要加上電源，信息就能一直保持只要加上電源，信息就能一直保持 對電器干擾相對不很敏感對電器干擾相對不很敏感 比比DRAM更快，也更貴更快，也更貴 每個存儲單元由每個存儲單元由1個電容和個電容和1個晶體管組成個晶體管組成. 每每10-100 ms必須刷新一次必須刷新一次 對電器干擾比較敏感對電器干擾比較敏感 比比SRAM慢，但便宜慢，但便宜（用作（用作BIOS存儲器）存儲器）(圖形卡、硬盤控制器圖形卡、硬盤控制器)0110100110101010存儲內容存儲內容00001000000001000011001001111011111存

7、儲存儲單元單元地址地址地址碼地址碼存儲單元地址寄存器地址譯碼器讀寫控制電路讀讀/寫的數據寫的數據讀讀/寫控制信號寫控制信號(64位)(36位)n目前流行的是目前流行的是DDR2和和DDR3內存條：內存條：n均采用雙列直插式，其觸點分布在內存條的兩面均采用雙列直插式，其觸點分布在內存條的兩面nDDR2 和和DDR3均有均有240個引腳，但不可互換使用個引腳，但不可互換使用nPC機主板中一般都配備有機主板中一般都配備有2個或個或4個個DIMM插槽插槽 4個內存條插槽個內存條插槽存儲器存儲器時鐘頻率時鐘頻率存儲器存儲器芯片名稱芯片名稱存儲器存儲器內部頻率內部頻率內存條內存條名名 稱稱每秒每秒傳輸次數

8、傳輸次數最大最大傳輸速率傳輸速率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時鐘頻率=100MHz 內部頻率=200MHz 傳輸頻率=400MHz存儲單元陣列數據總線時鐘頻率=100MHz 內部頻率=100MHz 傳輸頻率=200MHz存儲單元陣列數據總線緩沖器緩沖器緩沖器緩沖器DDRDDR2問題：由于問題：由于CPU工作速度很快，內存速度比較慢（差工作速度很快，內存速度比較

10、慢（差12個數量級），從內存取數或向內存寫數時，個數量級），從內存取數或向內存寫數時，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貝在貝在cache存儲器中存儲器中cache主存儲器主存儲器CPUCPU芯片芯片cache存儲器存儲器主存儲器主存儲器(RAM和和ROM)外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）內存儲器內存儲器外存儲器外存儲器寄存器寄存器典型容量典型容量1KB幾個幾個MB幾個幾個GB100GB-1TB10TB-100T

11、B典型存取時間典型存取時間1 ns2 ns10 ns10 ms10 s 分析：速度越快，成本較高。分析：速度越快，成本較高。 為了獲得好的為了獲得好的性能性能/價格比價格比，計算機中各，計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協調工作種存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協調工作 工作過程：工作過程：1）CPU運行時，需要的操作數大部分來自寄存器運行時，需要的操作數大部分來自寄存器2）如需要從）如需要從(向向)存儲器中取存儲器中取(存存) 數據時，先訪問數據時，先訪問cache，如在，取自，如在，取自cache3）如操作數不在）如操作數不在cache，則訪問，則訪問RAM，如在

12、，如在RAM中，則取自中，則取自RAM4）如操作數不在）如操作數不在RAM，則訪問硬盤，操作數從硬盤中讀出，則訪問硬盤，操作數從硬盤中讀出RAM cache對應主板上兩種擴充插槽：對應主板上兩種擴充插槽： PCI插槽插槽 PCI-E插槽插槽各種各種I/O插口插口PCI插槽插槽工作頻率工作頻率:33MHz，數據線數據線:32位位傳輸速率傳輸速率:133MB/s PCI-E x1插槽插槽1個串行傳輸個串行傳輸通道；通道； 最高傳輸速率最高傳輸速率:250MB/s 顯卡插槽顯卡插槽 (PCI-E x16)16個串行傳輸通道；個串行傳輸通道； 最高傳輸速率最高傳輸速率:5GB/s 串行口串行口9針針并

13、行口并行口VGA視頻口視頻口鍵盤接口鍵盤接口雙絞線接口雙絞線接口PS/2接口接口串行口串行口25針針同軸電纜網絡接口同軸電纜網絡接口顯示器顯示器接口接口麥克風麥克風音音 箱箱鍵盤接口鍵盤接口并行口并行口USB接口接口以太網以太網雙絞線接口雙絞線接口串行口串行口鼠標器鼠標器接口接口(安裝在主板上的安裝在主板上的I/O設備接口設備接口)名名 稱稱數據傳數據傳輸方式輸方式數據傳輸速率數據傳輸速率標標 準準插頭插頭/插座插座形式形式可連接的可連接的設備數目設備數目通常連接的設備通常連接的設備串行口串行口串行串行,雙向雙向5019200 b/sEIA-232或或EIA-422DB25F或或DB9F1鼠標

14、器，鼠標器，MODEM并行口并行口(增強式增強式)并行并行,雙向雙向1.5MB/sIEEE 1284DB25M1打印機，掃描儀打印機，掃描儀USB(1.0)USB(1.1)串行串行,雙向雙向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鍵盤，鼠標器，數碼鍵盤，鼠標器，數碼相機，移動盤等相機，移動盤等USB(2.0)串行串行,雙向雙向60MB/s(高速高速)USB-IFA型，型，B型，型，Mini型型最多最多127外接硬盤，數字視頻外接硬盤，數字視頻設備，掃描儀等設備，掃描儀等IEEE 1394aIEEE 1394b 串行串行,雙向雙向50MB/s

15、,100MB/s, 200MB/sFireWire(i.Link)最多最多63數字視頻設備數字視頻設備IDE并行并行,雙向雙向66MB/s100MB/s133MB/sUltra ATA/66 Ultra ATA/100Ultra ATA/133(E-IDE)14硬盤，光驅，軟驅硬盤，光驅，軟驅SATA串行串行,雙向雙向150MB/s300MB/sSATA1.0SATA2.07針插頭針插頭/插插座座1硬盤硬盤顯示器輸出顯示器輸出接口接口并行并行,單向單向200500MB/sVGAHDB151顯示器顯示器PS/2接口接口串行串行,雙向雙向低速低速IBM1鍵盤或鼠標器鍵盤或鼠標器紅外線接口紅外線接口

16、(IrDA)串行串行,雙向雙向115,000 bps 或或 4 Mbps紅外線數據協會紅外線數據協會不需要不需要1鍵盤，鼠標器，打印鍵盤，鼠標器，打印機等機等USB標識標識USB 3.0接口類型接口類型A,通常在通常在PC上出現上出現接口類型接口類型B,通常在通常在USB設備上出現設備上出現Mini-USB,數碼相機、移動硬盤等設備經常使用數碼相機、移動硬盤等設備經常使用USB集線器集線器, 可擴展可擴展PC機的機的USB接口接口黑黑地地GND4綠綠數據數據DATA3白白數據數據DATA2紅紅電源電源VCC1導線顏色導線顏色名名 稱稱信信 號號引引 腳腳打印機打印機掃描儀掃描儀顯示器顯示器麥克

17、風麥克風網線網線I/O總線總線I/O接口接口硬盤硬盤光驅光驅I/O設備設備CPU主板主板I/O設備設備I/O控制器控制器（擴充卡）（擴充卡）機箱機箱插座插座板卡板卡插座插座I/O控制器控制器PCI插槽插槽內存內存主主板板插插槽槽機機 箱箱芯片組芯片組IDE接口接口機箱機箱插座插座I/O設備設備鍵盤鍵盤鼠標器鼠標器yALU寄存器組寄存器組CPU總線接口總線接口R6CPU(前端前端)總線總線I/O 總線總線主板擴展槽主板擴展槽PCI接口接口南橋芯片南橋芯片I/O 總線總線磁盤控制器磁盤控制器以太網卡以太網卡USB控制器和接口控制器和接口鼠標器鼠標器鍵盤鍵盤網線網線disk聲卡聲卡視頻卡視頻卡光驅光

18、驅主存儲器主存儲器0A北橋芯片北橋芯片y存儲器總線存儲器總線顯卡6管靜態管靜態NMOS存儲單元存儲單元讀出時：讀出時： - 置置2個位線為高電平個位線為高電平 - 置字線為置字線為1 - 根據存儲單元的狀態改變位線的輸出電平根據存儲單元的狀態改變位線的輸出電平寫入時：寫入時： - 位線上是被寫入的二進位信息位線上是被寫入的二進位信息0或或1 - 置字線為置字線為1 - 存儲單元存儲單元(觸發器觸發器)按位線的狀態設置成按位線的狀態設置成0或或1信息存儲原理：信息存儲原理： 看作帶時鐘的看作帶時鐘的RS觸發器觸發器V1V3V6V5V2V4UDDQQV7V8列選線YI / OI / O行選線X位線

19、D存儲單元V1V3V6V5V2V4UDDV7V8YI / OI / OX位線D位線D位線D(a)(b)存儲單元存儲單元字線字線位線位線D位線位線D單管動態單管動態MOS存儲單元存儲單元 讀出時：讀出時：字線位線V Cnode / CBL寫入時：寫入時：字線位線V電容Cnode信息存儲原理信息存儲原理 電容電容Cnode處于充電狀態時，表示處于充電狀態時，表示1； 電容電容Cnode處于放電狀態時，表示處于放電狀態時，表示0字線字線位線位線接地接地存儲單元存儲單元字線字線位線位線C讀放大器讀放大器 主要組成部分：主要組成部分： 存儲矩陣存儲矩陣 地址譯碼器地址譯碼器 讀讀/寫緩沖及控制電路寫緩沖及控制電路 工作過程：工作過程：使用行地址和行選通信號使用行地址和行選通信號(RAS) 選擇某一