2.3PC主機的組成2.3.1

主板、芯片組與BIOS2.3.2內存儲器2.3.3

I/O總線和I/O接口臺式PC的物理組成臺式機臺式PC主機外部設備機箱、電源主板CPU內存條顯示卡芯片組BIOSROMCMOSPCI插槽(I/O總線)網卡輸入設備外存儲器鍵盤鼠標器麥克風攝像頭輸出設備U盤、移動硬盤顯示器打印機音箱/耳機聲卡插頭和插座(I/O接口)硬盤、軟驅光盤驅動器1音箱5CPU2調制解調器6鍵盤3麥克風7鼠標器4內存條8CD驅動器9軟驅10硬盤驅動器11打印機12I/O接口13CRT顯示器14擴展卡主板2.3.1

主板、芯片組與BIOS臺式PC機(立式)的主機箱擴展空間(1)主板主板的作用：安裝所有的電子器件、電路與連接件ROMBIOS：存放最基礎的軟件——基本輸入/輸出系統(BIOS)CMOS存儲器：存放硬件配置信息和系統基本參數（日期、時間、口令等）存儲器插槽處理器插座

I/O設備插口光驅及硬盤連接器電源連接器擴充卡插槽(PCI)CPU插座北橋芯片南橋芯片

BIOSROMCMOS存儲器擴充卡插槽(PCI-Ex1)顯示卡插槽(PCI-Ex16)例：華碩P8B75-VCorei7/i5/i3獨立顯卡PCI插槽(3個)最大容量32GB(5個)PCI-Ex1插槽(2個)音頻端口PS/2接口(4個)安裝了CPU和內存條的主板(2)芯片組的作用芯片組是PC機各組成部分相互連接和通信的樞紐北橋芯片：1.存儲器控制功能；2.連接CPU、存儲器、顯卡、南橋芯片的樞紐南橋芯片：1.多種I/O設備的控制功能；2.I/O總線(PCI總線)功能；3.提供了各種I/O接口CPU芯片CPU前端總線北橋MCH圖形卡接口雙通道南橋ICH5USB2.0接口(x8)以太網接口PCI插槽(≤6個)ROMBIOS硬盤接口(x2)音頻CodecSuperI/O鍵盤,鼠標,軟驅,并口,串口等電話ModemDDR2電源管理、時鐘生成DDR2存儲器關于芯片組的一些說明芯片組與CPU芯片同步發展，有什么樣功能和速度的CPU，就有什么樣的芯片組與之配套由于集成電路集成度越來越高，為降低系統成本，芯片組中集成了越來越多的功能，包括網卡、顯卡、聲卡等功能由于CPU芯片越來越復雜，功能越來強大（如Corei3/i5/i7），有些已將北橋芯片的存儲器控制器和圖形控制器功能集成在CPU芯片之中，因此主板上北橋芯片已經消失，只需一塊南橋芯片即可。單芯片的芯片組DDR3內存條DDR3內存條6xSATA；eSATAIntel硬盤陣列技術IntelME固件與BIOS支持PCI-E3.0x16顯卡PCI-E3.0x8顯卡PCI-E3.0x8顯卡8xPCI-E2.0x1

Intel集成以太網10/100/1000千兆以太網連接IntelCorei7處理器PCHZ77高速芯片組16GB/s8GB/s8GB/s或1GB/s(每個)16GB/s16GB/sDMI2.06Gb/s支持3個顯示器10xUSB2.04xUSB3.0Intel高清晰音頻PCI-Ex1SMbusFDI(3)BIOS什么是BIOS（BasicInput/OutputSystem）？中文名為“基本輸入/輸出系統”，它是存放在主板上只讀存儲器（ROM）芯片中的一組機器語言程序功能：診斷計算機故障啟動計算機工作控制基本外設的輸入輸出操作(鍵盤、鼠標、磁盤讀寫、屏幕顯示等)BIOS芯片保存BIOS的只讀存儲器(ROM)芯片BIOS芯片中包含的程序加電自檢程序程序（POST）

(PowerOnSelfTest)用于檢測計算機硬件故障系統自舉程序（Boot）啟動計算機工作，加載并進入操作系統運行狀態CMOS設置程序設置系統參數：日期、時間、口令、配置參數等常用外部設備的驅動程序（Driver）實現對鍵盤、顯示器、軟驅和硬盤等常用外部設備輸入輸出操作的控制2.3.2內存儲器復習：內存與外存的關系及比較內存儲器(簡稱內存或主存)存取速度快成本高、容量相對較小直接與CPU連接，CPU(指令)可以對內存中的指令及數據進行讀、寫操作屬于揮發性存儲器(volatile)，用于臨時存放正在運行的程序和數據內存儲器外存儲器CPU指令1指令2指令k指令n程序數據1數據2數據m數據①任務啟動時，執行該任務的程序和數據將從外存成批傳送到內存②CPU從內存中逐條讀取該程序的指令及相關的數據④將指令的運算處理結果送回內存保存⑤任務完成后，將處理得到的全部結果成批傳送到外存以長久保存③逐條執行指令，按指令要求完成對數據的運算和處理外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度慢成本低、容量很大不與CPU直接連接，計算機運行程序時，外存中的程序及相關數據必須先傳送到內存，然后才能被CPU使用。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內存儲器的分類及應用內存由半導體存儲器芯片組成，芯片有多種類型：半導體存儲器只讀存儲器(ROM)隨機存取存儲器(RAM)靜態隨機存取存儲器SRAM動態隨機存取存儲器DRAM不可在線改寫內容的ROM快擦除存儲器（FlashROM）（用作Cache存儲器）

（用作主存儲器）每個存儲單元(cell)由6個晶體管組成只要加上電，信息就能一直保持對電器干擾相對不很敏感比DRAM更快，也更貴每個存儲單元由1個電容和1個晶體管組成.每10-100ms必須刷新一次對電器干擾比較敏感比SRAM慢，但便宜（用作BIOS存儲器）(顯卡、U盤、存儲卡)主存儲器(RAM)的功能與原理主存是CPU可直接訪問的存儲器，用于存放供CPU處理的指令和數據特點：以字節為單位進行連續編址，每個存儲單元為1個字節（8個二進位）存儲容量：主存儲器中所包含的存儲單元的總數（單位：MB或GB）存取時間：從CPU送出內存單元的地址碼開始，到主存讀出數據并送到CPU（或者是把CPU數據寫入主存）所需要的時間（單位：ns，1ns=10-9s）····· 0110100110101010存儲內容00001000000001000011001001111011111·······存儲單元地址地址碼存儲單元地址寄存器地址譯碼器地址線讀寫控制電路數據線控制線讀/寫的數據讀/寫控制信號(64位)(36位)PC機主存儲器的物理結構主存儲器由1～4個內存條組成內存條的組成：把若干片DRAM芯片焊裝在一小條印制電路板上制成內存條必須插在主板上的內存條插槽中才能使用目前流行的是DDR2和DDR3內存條：均采用雙列直插式，其觸點分布在內存條的兩面DDR2和DDR3均有240個引腳，但不可互換使用PC機主板中一般都配備有2個或4個內存條插槽

4個內存條插槽存儲器與CPU速度差距愈來愈大DRAM,硬盤與CPU之間的速度差距愈來愈大：問題：由于CPU工作速度很快，內存速度比較慢（差1～2個數量級），從內存取數或向內存寫數時，CPU往往需要等待解決方案——高速緩存(cache)cache是一種小容量高速緩沖存儲器，它由SRAM組成cache直接制作在CPU芯片內，速度幾乎與CPU一樣快程序運行時，CPU使用的一部分數據/指令會預先成批復制在cache中，cache的內容是主存儲器中部分內容的映象當CPU需要從內存讀(寫)數據或指令時，先檢查cache中有沒有，若有，就直接從cache中讀取，而不用訪問主存儲器012345678910111213141589143444101010主存中的部分信息復制在cache存儲器中cache主存儲器CPUCPU芯片小結：計算機存儲器的層次結構cache存儲器主存儲器(RAM和ROM)外存儲器（軟盤、硬盤、光盤）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）內存儲器外存儲器寄存器典型容量<1KB幾個MB幾個GB100GB-1TB10TB-100TB典型存取時間1ns2ns10ns10ms10s分析：速度越快，成本較高。為了獲得好的性能/價格比，計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協調工作工作過程：1）CPU運行時，需要的操作數大部分來自寄存器2）如需要從(向)存儲器中取(存)數據時，先訪問cache，如在，取自cache3）如操作數不在cache，則訪問RAM，如在RAM中，則取自RAM4）如操作數不在RAM，則訪問硬盤，操作數從硬盤中讀出→RAM→cache2.3.3

I/O控制與I/O接口輸入的任務：將輸入設備輸入的信息送到內存儲器的指定區域輸出的任務：將內存儲器指定區域的內容送出到輸出設備

（I/O操作也包括外存與內存之間的數據傳輸）I/O操作的特點：I/O操作與CPU的運算可同時進行多個I/O設備的操作也可同時進行工作每類I/O設備都有各自的控制器，它們按照CPU的I/O操作命令，獨立地控制I/O操作的全過程！

I/O操作的任務與特點關于計算機中的總線總線的定義：用于在CPU、內存、外存和各種輸入輸出設備之間傳輸信息的一個共享的信息傳輸通路及其控制部件?？偩€的特點：1共享；2高速總線的參數：數據通路寬度；總線工作頻率；每秒傳輸次數總線帶寬(最高傳輸速率)＝(數據通路寬度/8)x總線工作頻率x傳輸次數總線的類型：CPU總線（前端總線FSB）存儲器總線I/O總線（目前使用的是PCI和PCI-E兩種）對應主板上的兩種擴充插槽：

PCI插槽

PCI-E插槽PCI和PCI-E擴充卡插槽各種I/O插口PCI插槽工作頻率:33MHz，數據線:32位傳輸速率:133MB/sPCI-Ex1插槽1個串行傳輸通道；最高傳輸速率:250MB/s顯卡插槽(PCI-Ex16)16個串行傳輸通道；最高傳輸速率:5GB/s關于I/O接口I/O接口：I/O設備與主機之間的連接器包括：插頭/插座的形式、通訊規程和電器特性等分類：從數據傳輸方式來分：串行（一次只傳輸1位）并行（多位一起進行傳輸）從是否能連接多個設備來分：總線式（可連接多個設備）獨占式（只能連接1個設備）從是否符合標準來分：標準接口（通用接口）專用接口（專用接口）串行接口并行接口臺式PC機箱背部的I/O設備接口顯示器接口(3種)麥克風音箱鍵盤接口HDMI接口USB接口以太網RJ-45接口鼠標器接口數字音頻接口(同軸電纜接口)

數字音頻接口（光纖接口）

e-SATA接口常用的I/O接口及其性能參數名稱傳輸方式數據傳輸速率插頭/插座形式連接設備數目連接的設備PS/2接口串行,雙向低速圓形6針1鼠標器，鍵盤USB(2.0)串行,雙向60MB/s（高速）矩形4線最多127幾乎所有外圍設備USB(3.0)串行,雙向400MB/s（超高速）矩形8線最多127幾乎所有外圍設備IEEE1394串行,雙向12.5,25,50MB/s100MB/s矩形6線最多63數字視頻設備,光驅，硬盤ATA并行,雙向66,100,133MB/s(E-IDE)40/80線1~4硬盤，光驅，軟驅SATA(串行ATA)串行,雙向150、300、600MB/s7針插頭/插座1硬盤，光盤eSATA串行,雙向300MB/s連接線最長2m1外置的SATA接口，連接移動硬