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文檔簡介
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)
主講:馮光輝
第二篇計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)
第2章計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)
2.1計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)
2.2總線
2.3存儲(chǔ)器
2.4CPU
2.5輸入輸出系統(tǒng)
2.6計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
LIVES
教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
?計(jì)算機(jī)的硬件組成
?:?總線
?CPU
?:?輸入輸出系統(tǒng)
?:?硬盤
?:?計(jì)算機(jī)組裝
LIVES
CHANGE
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計(jì)算機(jī)的硬件組成
■主板^
■CPU
■硬盤
■內(nèi)存
■顯卡
■聲卡
■網(wǎng)卡
■光驅(qū)
■機(jī)箱聲卡、網(wǎng)卡和顯卡可以集
成在主板卜?
■顯示器多數(shù)主板集晟聲卡和網(wǎng)卡
■鍵盤
■鼠標(biāo)CHANGEB
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2」計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)
?:?以內(nèi)存和中央處理器為核心構(gòu)成的硬件部分稱為
主機(jī),負(fù)責(zé)輸入輸出的稱為外圍設(shè)備,支撐計(jì)算
機(jī)各個(gè)部件靈活配置、協(xié)調(diào)運(yùn)行的是主板。
?:?以存儲(chǔ)器為中心的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)
■計(jì)算機(jī)硬件組成安裝功能分成5大部分:控制器、運(yùn)算
器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備
■控制器和運(yùn)行器構(gòu)成CPU。
?細(xì)化的計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)
TTAXT/S^i
H
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馮^依曼結(jié)構(gòu)
?:?說到計(jì)算機(jī)的發(fā)展,就不能不提到德國科學(xué)家馮諾依曼。從20世紀(jì)初,物理學(xué)和電子
學(xué)科學(xué)家們就在爭論制造可以進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的機(jī)器應(yīng)該采用什么樣的結(jié)構(gòu)。人們被十
進(jìn)制這個(gè)人類習(xí)慣的計(jì)數(shù)方法所困擾。所以,那時(shí)以研制模擬計(jì)算機(jī)的呼聲更為響亮
和有力。20世紀(jì)30年代中期,德國科學(xué)家馮諾依曼大膽的提出,拋棄十進(jìn)制,采用二
進(jìn)制作為數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制基礎(chǔ)。同時(shí),他還說預(yù)先編制計(jì)算程序,然后由計(jì)算機(jī)來
按照人們事前制定的計(jì)算順序來執(zhí)行數(shù)值計(jì)算工作。
馮諾依曼理論的要點(diǎn)是:數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制;計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照程序順序執(zhí)
行。
其主要內(nèi)容是:
1.計(jì)算機(jī)由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部分組成。
2.程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制代碼形式不加區(qū)別地存放在存儲(chǔ)器中,存放位置由地址確定。
3.控制器根據(jù)存放在存儲(chǔ)器中地指令序列(程序)進(jìn)行工作,并由一個(gè)程序計(jì)數(shù)器控
制指令地執(zhí)行??刂破骶哂信袛嗄芰?,能根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇不同的工作流程。
從ENIAC到當(dāng)前的計(jì)算機(jī)都采用馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。所以馮諾依曼是當(dāng)之無愧的數(shù)字
計(jì)算機(jī)之父。
根據(jù)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成的計(jì)算機(jī),必須具有如下功能:
■把程序和數(shù)據(jù)送至計(jì)算機(jī)中.具有記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及運(yùn)算結(jié)果的能力。
■能完成算術(shù)、邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送能力。能按需要控制程序走向,根據(jù)指令控制各部件操作。
-能夠?qū)⑻幚斫Y(jié)果輸出給用戶。
為了完成上述的功能,計(jì)算機(jī)必須具備五大基本組成部件,包括:
■輸入設(shè)備;存儲(chǔ)器;運(yùn)算器;控制器;輸出設(shè)備.\!
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?:?以存儲(chǔ)器為中心的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)
!-->運(yùn)算器
八
CPU
輸入設(shè)備存儲(chǔ)器輸出設(shè)備
AA
控制器
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細(xì)化計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)
主機(jī)
CPU
運(yùn)算器f
寄存器1
算術(shù)邏輯
單元ALU
寄存器n
主
存ii
儲(chǔ)o
器設(shè)
備
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程序計(jì)數(shù)器
為了保證程序(在操作系統(tǒng)中理解為進(jìn)程)能夠連續(xù)地執(zhí)行下去,CPU必須具有某
些手段來確定下一條指令的地址。而程序計(jì)數(shù)器正是起到這種作用,所以通常又稱為
指令計(jì)數(shù)器。在程序開始執(zhí)行前,必須將它的起始地址,即程序的一條指令所在的內(nèi)
存單元地址送入PC,因此程序計(jì)數(shù)器(PC)的內(nèi)容即是從內(nèi)存提取的第一條指令的
地址。當(dāng)執(zhí)行指令時(shí),CPU將自動(dòng)修改PC的內(nèi)容,即每執(zhí)行一條指令PC增加一個(gè)量,
這個(gè)量等于指令所含的字節(jié)數(shù),以便使其保持的總是將要執(zhí)行的下一條指令的地址。
由于大多數(shù)指令都是按順序來執(zhí)行的,所以修改的過程通常只是簡單的對(duì)PC加1。
當(dāng)程序轉(zhuǎn)移時(shí),轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行的最終結(jié)果就是栗改變PC的值,此PC值就是轉(zhuǎn)去的
地址,以此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。有些機(jī)器中也稱PC為指令指針I(yè)P(InstructionPointer)。
寄存器
寄存器是中央處理器內(nèi)的組成部分。寄存器是有限存貯容量的高速存貯部件,它們可
用來暫存指令、數(shù)據(jù)和位址。在中央處理器的控制部件中,包含的寄存器有指令寄存
器(IR)和程序計(jì)數(shù)器(PC)。在中央處理器的算術(shù)及邏輯部件中,包含的寄存器有累加
器(ACC)。
而運(yùn)算器中的寄存器則用來存放運(yùn)算用到的操作數(shù)以及運(yùn)算中間結(jié)果,以減少
訪問主存的次數(shù),節(jié)省時(shí)間。
寄存器的作用:1.可將寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)執(zhí)行算術(shù)及邏輯運(yùn)算;2.存于寄存器
內(nèi)的地址可用來指向內(nèi)存的某個(gè)位置,即尋址;3.可以用來讀寫數(shù)據(jù)到電腦的周邊設(shè)
備。..
寄存器的分類:數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器、通用目的寄存器、浮點(diǎn)寄存器、常
數(shù)寄存器、向量寄存器、特殊目的寄存器、指令寄存器、索引寄存器存儲(chǔ)器緩沖寄
存器、存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器、存儲(chǔ)器地址寄存器、存儲(chǔ)器型態(tài)范圍寄存器。
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控制器
控制器
由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成,它是發(fā)布命
令的“決策機(jī)構(gòu)”,即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。
主要功能:
從內(nèi)存中取出一條指令,并指出下一條指令在內(nèi)存中位置
對(duì)指令進(jìn)行譯碼或測試,并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào),以便啟動(dòng)規(guī)定的動(dòng)作;
指揮并控制CPU、內(nèi)存和輸入/輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。
控制器:根據(jù)事先給定的命令發(fā)出控制信息,使整個(gè)電腦指令執(zhí)行過程一步一步地進(jìn)行,
是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞。
算術(shù)邏輯單元
算術(shù)邏輯單元(Arithmetic-LogicUnit,ALU)是中央處理器(CPU)的執(zhí)行單元,是所有中
央處理器的核心組成部分,由“AndGate”和“OrGate”構(gòu)成的算術(shù)邏輯單元,主要功能
是進(jìn)行二位元的算術(shù)運(yùn)算,如加減乘(不包括整數(shù)除法)?;旧?,在所有現(xiàn)代CPU體系結(jié)
構(gòu)中,二進(jìn)制都以補(bǔ)碼的形式來表示。力口、減、乘、除、與、或、非、移位。
蟠i
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?:?CPU與主存之間的三種信息傳遞
■地址信息
■控制信息
■要存取的數(shù)據(jù)
CPU與主存之間的三種連線
■地址總線
■數(shù)據(jù)總線
■控制總線
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2.2總線
?:?總線的連接方式
?:?總線分類片內(nèi)總線部件總線系統(tǒng)總線外總線
?:?總線標(biāo)準(zhǔn)
■ISA(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線)
■PCI(外部組件互連總線)
■PCI-Express
■USB(通用串行總線)
蟠i
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總線的概念
總線(Bus)是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線,
它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束,按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類,計(jì)算
機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線,分別用來傳輸
數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。
總線是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu),它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信
息的公用通道,主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相連接,外部設(shè)備通過相應(yīng)
的接口電路再與總線相連接,從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系
統(tǒng)中,各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線,微型計(jì)算機(jī)是以總
線結(jié)構(gòu)來連接各個(gè)功能部件的。
蟠i
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工作原理
孝當(dāng)總線空閑(其他器件都以高阻態(tài)形式連接在總線上)
且一個(gè)器件要與目的器件通信時(shí),發(fā)起通信的器件驅(qū)動(dòng)總
線,發(fā)出地址和數(shù)據(jù)。其他以高阻態(tài)形式連接在總線上的
器件如果收到(或能夠收至I)與自己相符的地址信息后,
即接收總線上的數(shù)據(jù)。發(fā)送器件完成通信,修總線讓出
(輸出變?yōu)楦咦钁B(tài))。
爆i
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總線分類
?:?總線按功能和規(guī)范可分為三大類型:
(1)片總線(ChipBus,C-Bus)指芯片內(nèi)部的總線
又稱元件級(jí)總線,是把各種不同的芯片連接在一起構(gòu)成特定功能模塊(如CPU模塊)的信息傳輸通路。
(2)內(nèi)總線(InternalBus,l-Bus)
又稱系統(tǒng)總線或板級(jí)總線,是微機(jī)系統(tǒng)中各插件(模塊)之間的信息傳輸通路。例如CPU模塊和
存儲(chǔ)器模塊或I/O接口模塊之間的傳輸通路。
(3)外總線(ExternalBus,E-Bus)
又稱通信總線,是微機(jī)系統(tǒng)之間或微機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(儀器、儀表、控制裝置等)之間信息傳
輸?shù)耐?,如日ARS-232C、IEEE-488等
三類總線在微機(jī)系統(tǒng)中的地位和關(guān)系
爆i
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總線的主要技術(shù)指標(biāo)
?:?總線的帶寬(總線數(shù)據(jù)傳輸速率)
■總線的帶寬指的是單位時(shí)間內(nèi)總線上傳送的數(shù)據(jù)量,即每鈔鐘傳
送MB的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率。與總線密切相關(guān)的兩個(gè)因素是總線
的位寬和總線的工作頻率,它們之間的關(guān)系:
■總線的帶寬=總線的工作頻率*總線的位寬/8
?總線的位寬
■總線的位寬指的是總線能同時(shí)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù),或數(shù)據(jù)
總線的位數(shù),即32位、64位等總線寬度的概念??偩€的位寬越寬,
每秒鐘數(shù)據(jù)傳輸率越大,總線的帶寬越寬。
總線的工作頻率
■總線的工作時(shí)鐘頻率以MHZ為單位,工作頻率越高,總線工作速
度越快,總線帶寬越寬。
翼
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常見總線
ISA
ISA總線:(IndustryStandardArchitecture:工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu))是舊M公司為
PC/AT電腦而制定的總線標(biāo)準(zhǔn),為16位體系結(jié)構(gòu),只能支持16位的I/O設(shè)備,
數(shù)據(jù)傳輸率大約是8MB/S。也稱為AT標(biāo)準(zhǔn)。開始時(shí)PC機(jī)面向個(gè)人及辦公室,
定義了8位的ISA總線結(jié)構(gòu),對(duì)外公開,成為標(biāo)準(zhǔn)(ISOISA標(biāo)準(zhǔn))。第三方
開發(fā)出許多ISA擴(kuò)充板卡,推動(dòng)了PC機(jī)的發(fā)展。1984年推出舊M-PC/AT系統(tǒng),
ISA從8位擴(kuò)充到16位,地址線從20條擴(kuò)充到24條。
PCI
1991年下半年,Intel公司首先提出了PCI的概念,并聯(lián)合IBM、Compaq.AST、HP、
DEC等100多家公司成立了PCI集團(tuán),其英文全稱為:PeripheralComponentInterconnect
SpecialInterestGroup(外圍部件互連專業(yè)組),簡稱PCISIG。PCI有32位和64位兩種,32位PCI
有120引腳,64位有184引腳,目前常用的是32位PCL32位PCI的數(shù)據(jù)傳輸率為133MB/s,大
大高于ISA。
PCI總線的主要性能
(1)支持10臺(tái)外設(shè)(2)總線時(shí)鐘頻率33.3MHz/66MHz
(3)最大數(shù)據(jù)傳輸速率133MB/S(4)時(shí)鐘同步方式
(5)與CPU及時(shí)鐘頻率無關(guān)(6)總線寬度32位(5V)/64位(3.3V)
(7)能自動(dòng)識(shí)別外設(shè)Page18/51TTV/1
常見總線
PCI-Express
PCIExpress是新一代的總線接口,而采用此類接口的顯卡產(chǎn)品,已經(jīng)在2004年
正式面世。在2001年底,包括Intel、AMD、DELL、舊M在內(nèi)的20多家業(yè)界主導(dǎo)公司
開始起草新技術(shù)的規(guī)范,并在2002年完成,對(duì)其正式命名為PCIExpress。PCI
Express采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接,PCIExpress的雙單工連接能提供
更高的傳輸速率和質(zhì)量,它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。PCIExpress的接
口根據(jù)總線位寬不同而有所差異,包括X1(250MB/秒)、X4、X8以及X16。PCI
Express卡支持的三種電壓分別為+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用于取代AGP接口的
PCIExpress接口位寬為X16,將能夠提供4GB/S的帶寬。
傳輸通道數(shù)腳Pin總數(shù)主接口區(qū)Pin數(shù)總長度主接口區(qū)長度
x1361425mm7.65mm
x4644239mm21.65mm
x8987656mm38.65mm
x1616414289mm71.65mm
CH&]
■1aw
Page19/51L1-T1V▼
USB
USB,是英文UniversalSerialBUS(通用串行總線)的縮寫,而其中文簡稱為“通串線,是一個(gè)外部
總線標(biāo)準(zhǔn),用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持
設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、舊M、Microsoft等多家公司
聯(lián)合提出的。
USB的版本
第一代:USB1.0/1.1的最大傳輸速率為12Mbp1996年推出。
第二代:USB2.0的最大傳輸速率高達(dá)480Mbps。USB1.0/1.1與USB2.0的接口是相互兼容的。
第三代:USB3.0最大傳輸速率5Gbps,向下兼容USB1.0/1.1/2.0
USB3.0標(biāo)準(zhǔn)正式完成并發(fā)布
由Intel、微軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業(yè)界巨頭組成的USB3.0組織負(fù)責(zé)制定的新一
代USB3.0標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)正式完成并公開發(fā)布。新規(guī)范提供了十倍于USB2.0的傳輸速度和更高的節(jié)能
效率,可廣泛用于PC外圍設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)品。一版USB1.0是在1996年出現(xiàn)的,速度只有
1.5Mbps;兩年后升級(jí)為USB1.1,速度也大大提升到12Mbps;2000年4月,USB2.0推出,速度
達(dá)至U了480Mbps,是USB1.1的四十倍;USB2.0的速度早已經(jīng)無法滿足應(yīng)用需要,USB3.0也就
應(yīng)運(yùn)而生,最大傳輸帶寬高達(dá)5.0Gbps,也就是625MB/S,同時(shí)在使用A型的接口時(shí)向下兼容。
USB2.0基于半雙工二線制總線,只能提供單向數(shù)據(jù)流傳輸,而USB3.0采用了對(duì)偶單純形四線制
差分信號(hào)線,故而支持雙向并發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸,這也是新規(guī)范速度猛增的關(guān)鍵原因。
除此之外,USB3.0還引入了新的電源管理機(jī)制,支持待機(jī)、休眠和暫停等狀態(tài)。
蟠i
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2.3存儲(chǔ)器
?:?存儲(chǔ)器的性能要求
■容量造價(jià)速度
?計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)
■寄存器緩存內(nèi)存輔存
■內(nèi)存(重點(diǎn))
LIVES
內(nèi)存
黑金剛512MDDR400
內(nèi)存內(nèi)存類型DDR
適用機(jī)型臺(tái)式機(jī)內(nèi)存
■類型內(nèi)存容量512MB
■容量金手指184針腳
工作頻率(MHz)400MHz
封裝模式FBGA
電壓(V)1.8V
金士頓1GBDDRII533
內(nèi)存類型DDRII
適用機(jī)型臺(tái)式機(jī)內(nèi)存
內(nèi)存容量1GB
金手指240針腳
工作頻率(MHz)533MHz
爆i
封裝模式BGA
Page;電壓(V)1.8V
內(nèi)存
內(nèi)存一般采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元,包括隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM),只讀存儲(chǔ)器(ROM),以及高速緩存
(CACHE)?只不過因?yàn)镽AM是其中最重要的存儲(chǔ)器。S(synchronous)DRAM同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)
存取存儲(chǔ)器:SDRAM為168腳,這是目前PENTIUM及以上機(jī)型使用的內(nèi)存。SDRAM將CPU與
RAM通過一個(gè)相同的時(shí)鐘鎖在一起,使CPU和RAM能夠共享一個(gè)時(shí)鐘周期,以相同的速度同步工
作,每一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿便開始傳遞數(shù)據(jù),速度比EDO內(nèi)存提高50%。DDR(DOUBLE
DATARATE)RAM:SDRAM的更新?lián)Q代產(chǎn)品,他允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù),
這樣不需要提高時(shí)鐘的頻率就能加倍提高SDRAM的速度。
目前市場中主要有的內(nèi)存類型有SDRAM、DDRSDRAM和RDRAM三種,其中DDRSDRAM內(nèi)存占據(jù)
了市場的主流,而SDRAM內(nèi)存規(guī)格已不再發(fā)展,處于被淘汰的行列。RDRAM則始終未成為市場
的主流。
SDRAM:SynchronousDynamicRandomAccessMemory,同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器
飛
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DDR應(yīng)該叫DDRSDRAM,人們習(xí)慣稱為DDR,部分初學(xué)者也??吹?/p>
DDRSDRAM,就認(rèn)為是SDRAM。DDRSDRAM是DoubleDataRate
SDRAM的縮寫,是雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的意思。DDL(Delay
LockedLoop,延時(shí)鎖定回路提供一個(gè)數(shù)據(jù)濾波信號(hào))技術(shù)本質(zhì)上不需要提
高時(shí)鐘頻率就能加倍提高SDRAM的速度,它允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下
降沿讀出數(shù)據(jù),因而其速度是標(biāo)準(zhǔn)SDRA的兩倍。從外形體積上DDR與
SDRAM相比差別并不大,他們具有同樣的尺寸和同樣的針腳距離。但DDR
為184針腳,比SDRAM多出了16個(gè)針腳,主要包含了新的控制、時(shí)鐘、電源
和接地等信號(hào)。DDR內(nèi)存采用的是支持2.5V電壓的SSTL2標(biāo)準(zhǔn),而不是
SDRAM使用的3.3V電壓的LVTTL標(biāo)準(zhǔn)。
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DDR2/DDRII(DoubleDataRate2)SDRAM是由JEDEC(電子設(shè)號(hào)工程聯(lián)合
委員會(huì))進(jìn)行開發(fā)的新生代內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),它與上一代DDR內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大的不同
就雖然同是采用了在時(shí)鐘的上升/下降延同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞剑獶QR2
內(nèi)存卻擁薔兩倍于上一代DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力(即:4bit數(shù)據(jù)讀預(yù)?。?。,奐句話啊
DDR2內(nèi)存每個(gè)時(shí)鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數(shù)據(jù),并且能夠以內(nèi)邰控制M線4
倍的速度運(yùn)行。
?HOME
9CNOMC
CHXMJE二
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DDR3是一種電腦內(nèi)存規(guī)格。它屬于SDRAM家族的內(nèi)存產(chǎn)品,提供了相較于DDR2SDRAM更
高的運(yùn)行效能與更低的電壓,是DDR2SDRAM(四倍資料率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存)的后繼者(
增加至八倍),也是現(xiàn)時(shí)流行的內(nèi)存產(chǎn)品.
DDR3SDRAM為了更省電、傳輸效率更快,使用了SSTL15的I/O接口,運(yùn)作I/O電壓是1.5V
,采用CSP、FBGA封裝方式包裝,除了延續(xù)DDR2SDRAM的ODT、OCD、PostedCAS>AL控
制方式外,另外新增了更為精進(jìn)進(jìn)的CWD、Reset,ZQ、SRT、RASR功能。
CWD是作為寫入延遲之用,Reset提供了超省電功能的命令,可以讓DDR3SDRAM內(nèi)存顆粒
電路停止運(yùn)作、進(jìn)入超省電待命模式,ZQ則是一個(gè)新增的終端電阻校準(zhǔn)功能,新增這個(gè)線路腳位
提供了ODCE(OnDieCalibrationEngline)用來校準(zhǔn)ODT(OnDieTermination)內(nèi)部中斷電
阻,新增了SRT(Self-ReflashTemperature)可編程化溫度控制內(nèi)存時(shí)脈功能,SRT的加入讓內(nèi)
存顆粒在溫度、時(shí)脈和電源管理上進(jìn)行優(yōu)化,可以說在內(nèi)存內(nèi),就做了電源管理的功能,同時(shí)讓內(nèi)
存顆粒的穩(wěn)定度也大為提升,確保內(nèi)存顆粒不致于工作時(shí)脈過高導(dǎo)致燒毀的狀況,同時(shí)DDR3
SDRAM還力口入RASR(PartialArraySelf-Refresh)局部Bank刷新的功能,可以說針對(duì)整個(gè)內(nèi)存
Bank做更有效的資料讀寫以達(dá)到省電功效.
內(nèi)存插槽
?:?SIMM(SingleInlineMemoryModule,單內(nèi)聯(lián)內(nèi)存模塊
內(nèi)存條通過金手指與主板連接,內(nèi)存條正反兩面都帶有金手指。金手指可以在兩面提供不同的
信號(hào),也可以提供相同的信號(hào)。SIMM就是一種兩側(cè)金手指都提供相同信號(hào)的內(nèi)存結(jié)構(gòu),它多用于
早期的FPM和EDDDRAM,最初一次只能傳輸8bif數(shù)據(jù),后來逐漸發(fā)展出16bit、32bit的SIMM模
組,其中8bit和16bitSIMM使用30pin接口,32bit的則使用72pin接口。在內(nèi)存發(fā)展進(jìn)入SDRAM時(shí)
代后,SIMM逐漸被DIMM技術(shù)取代。
DIMM
。DIMM與SIMM相當(dāng)類似,不同的只是DIMM的金手指兩端不像SIMM那樣是互通的,它們各自
獨(dú)立傳輸信號(hào),因此可以滿足更多數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送需要。同樣采用DIMM,SDRAM的接口與DDR
內(nèi)存的接口也略有不同,SDRAMDIMM為168PinDIMM結(jié)構(gòu),金手指每面為84Pin,金手指上有
兩個(gè)卡口,用來避免插入插槽時(shí),錯(cuò)誤將內(nèi)存反向插入而導(dǎo)致燒毀;DDRDIMM則采用184Pin
DIMM結(jié)構(gòu),金手指每面有92Pin,金手指上只有一個(gè)卡口??跀?shù)量的不同,是二者最為明顯的區(qū)
另限D(zhuǎn)DR2DIMM為240pinDIMM結(jié)構(gòu),金手指每面有120Pin,與DDRDIMM一樣金手指上也只有
一個(gè)卡口,但是卡口的位置與DDRDIMM稍微有一些不同,因此DDR內(nèi)存是插不進(jìn)DDR2DIMM的
,同理DDR2內(nèi)存也是插不進(jìn)DDRDIMM的,因此在一些同時(shí)具有DDRDIMM和DDR2DIMM的主
板上,不會(huì)出現(xiàn)將內(nèi)存插錯(cuò)插槽的問題。
RIMM
RIMM是Rambus公司生產(chǎn)的RDRAM內(nèi)存所采用的接口類型,RIMM內(nèi)存與DIMM的外型尺寸
差不多,金手指同樣也是雙面的。RIMM有也184Pin的針腳,在金手指的中間部分有兩個(gè)靠的很近
的卡口。RIMM非ECC版有16位數(shù)據(jù)寬度,ECC版則都是18位寬。由于RDRAM內(nèi)存較高的價(jià)格,
此類內(nèi)存在DIY市場很少見到,RIMM接口也就難得一見了
TTA\TT-1順
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內(nèi)存插槽
■SIMMDIMMRIMM
CHANGE爆i
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?BIOSROM芯片里存儲(chǔ)著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行
的一些重要程序,包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本輸入輸
出程序,系統(tǒng)信息設(shè)置程序,開機(jī)上電自檢程序
和系統(tǒng)啟動(dòng)自舉程序。
CMOS存儲(chǔ)器中存放著計(jì)算機(jī)的基本設(shè)置。
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2.4中央處理器CPU
?:?外觀結(jié)構(gòu)
?:?性能指標(biāo)
?:?工作原理
CHANGE
LIVES
常見的CPU品牌
Intel酷睿i7處理器價(jià)格6448元
適用類型臺(tái)式CPU
vIntelCPU系列酷睿i7
■酷睿i7核心類型Bloomfield
CPU架構(gòu)nehalem
?賽揚(yáng)核心數(shù)量四核心
主頻(MHz)3300MHz
總線頻率(MHz)6.4GT/S
?:?AMD倍頻(倍)25
插槽類型LGA1366
針腳數(shù)1366pin
L1緩存(KB)128KB
L2緩存(KB)1MB
多媒體指令集MMX,SSE1-4.2,HT,EM64
內(nèi)核電壓(V)0.8-1.375
制作工藝(微米)45納米
<31/51
常見的CPU品牌
Intel賽揚(yáng)雙核E1600處理器500
適用類型臺(tái)式CPU
CPU系列賽揚(yáng)dualcore
CPU內(nèi)核Prescott
內(nèi)核雙核
主頻(MHz)2400MHz
總線頻率(MHz)800MHz
倍頻(倍)12
插槽類型LGA775
針腳數(shù)775pin
L1緩存(KB)16KB
L2緩存(KB)512KB
多媒體指令集MMX,SSE,SSE2,SSE3
內(nèi)核電壓(V)1.3
制作工藝(微米)655⑴
常見的CPU品牌
AMDAthlon643200+處理器
適用類型臺(tái)式CPU
CPU系列羿龍
CPU內(nèi)核Agena
賽
■揚(yáng)
核心數(shù)量4
封裝模式mPGA封裝
AMD主頻(MHz)2500MHz
總線頻率(MHz)2000MHz
倍頻(倍)12.5
插槽類型SocketAM2+
針腳數(shù)940pin
L1緩存(KB)256KB
L2緩存(KB)2M
多媒體指令集MMX(+),3Dnow,3DNow!(+),
SSE,SSE2,SSE3,SSE4A
內(nèi)核電壓()
ageV1.5
制作工藝(微米)65納米
一
CPU
?CPU:中央處理器(CentralProcessingUnit)
?是整個(gè)計(jì)算機(jī)運(yùn)算與控制的核心
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CPU的常用參數(shù)
主頻
CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率,其他條
?:?緩存件相同的情況下,主頻越高,CPU
運(yùn)算速度越快。
?雙核心技術(shù)外頻是主板產(chǎn)生的、控制主板上部件
工作的、單位時(shí)間內(nèi)的節(jié)拍。
接口CPU的速度通常用每秒鐘執(zhí)行的指
令條數(shù)來描述,單位記做MIPS即每
控制器秒執(zhí)行百萬條指令。例如英特爾Core
i7Extreme965的為80789MIPS。
由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和
操作控制器組成,它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”,即完成協(xié)調(diào)
和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。
主要功能:
從內(nèi)存中取出一條指令,并指出下一條指令在內(nèi)存中位置
對(duì)指令進(jìn)行譯碼或測試,并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào),以
便啟動(dòng)規(guī)定的動(dòng)作;
指揮并控制CPU、內(nèi)存和輸入/輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動(dòng)的方
向。
控制器:根據(jù)事先給定的命令發(fā)出控制信息,使整個(gè)電腦
指令執(zhí)行過程一步一步地進(jìn)行,是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞。
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流水線技術(shù)
流水線技術(shù)是一種將每條指令分解為多步,并讓各步操作重疊,從而實(shí)現(xiàn)幾條指令并行處理的技術(shù)。
程序中的指令仍是一條條順序執(zhí)行,但可以預(yù)先取若干條指令,并在當(dāng)前指令尚未執(zhí)行完時(shí),提前啟動(dòng)
后續(xù)指令的另一些操作步驟。這樣顯然可加速一段程序的運(yùn)行過程。
市場上推出的各種不同的16位/32位微處理器基本上都采用了流水線技術(shù)。如80486和Pentiu
m均使用了6步流水線結(jié)構(gòu),流水線的6步為:
(1)取指令。CPU從高速緩存或內(nèi)存中取一條指令。
(2)指令譯碼。分析指令性質(zhì)。
(3)地址生成。很多指令要訪問存儲(chǔ)器中的操作數(shù),操作數(shù)的地址也許在指令字中,也許要經(jīng)過某
些運(yùn)算得到。
(4)取操作數(shù)。當(dāng)指令需要操作數(shù)時(shí);就需再訪問存儲(chǔ)器,對(duì)操作數(shù)尋址并讀出。
(5)執(zhí)行指令。由ALU執(zhí)行指令規(guī)定的操作。
(6)存儲(chǔ)或'寫回”結(jié)果。最后運(yùn)算結(jié)果存放至某一內(nèi)存單元或?qū)懟乩奂悠鰽。
在理想情況下,每步需要一個(gè)時(shí)鐘周期。當(dāng)流水線完全裝滿時(shí):每個(gè)時(shí)鐘周期平均有一條指令從流
水線上執(zhí)行完畢,輸出結(jié)果,就像轎車從組裝線上開出來一樣。Pentium、PentiumPro和PentiumII
處理器的超標(biāo)量設(shè)計(jì)更是分別結(jié)合了兩條和三條獨(dú)立的指令流水線,每條流水線平均在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)
執(zhí)行一條指令,所以它們平均一個(gè)時(shí)鐘周期分別可執(zhí)行2條和3條指令。
流水線技術(shù)是通過增加計(jì)算機(jī)硬件來實(shí)現(xiàn)的。例如要能預(yù)取指令,就需要增加取指令的硬件電路,
并把取來的指令存放到指令隊(duì)列緩存器中,使MPU能同時(shí)進(jìn)行取指令和分析、執(zhí)行指令的操作。因此,
在16位/32位微處理器中一般含有兩個(gè)算術(shù)邏輯單元ALU,一個(gè)主ALU用于執(zhí)行指令,另一個(gè)ALU專
用于地址生成,這樣才可使地址計(jì)算與其它操作重疊進(jìn)行。
蟠i
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超標(biāo)量技術(shù)
超標(biāo)量(superscalar)是指在CPU中
有一條以上的流水線,并且每時(shí)鐘周期內(nèi)可
以完成一條以上的指令,這種設(shè)計(jì)就叫超標(biāo)
量技術(shù)。
CPU的速度與主頻有關(guān),但是也受到
CPU結(jié)構(gòu)的影響,比如結(jié)構(gòu)是否采用流水、
超標(biāo)量技術(shù)。
計(jì)算機(jī)速度的提高需要軟件和硬件的配
合。
TTAXTfL輻i
H
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機(jī)器字長
機(jī)器字長:是指計(jì)算機(jī)能直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù),它
決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度。常見32、64位
機(jī)器字長是指CPU一次能處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù),通常與
CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)。字長越長,數(shù)的表示范圍也越大,精
度也越高。機(jī)器的字長也會(huì)影響機(jī)器的運(yùn)算速度。倘若CPU字
長較短,又要運(yùn)算位數(shù)較多的數(shù)據(jù),那么需要經(jīng)過兩次或多次
的運(yùn)算才能完成,這樣勢必影響整機(jī)的運(yùn)行速度。
地址總線寬度地址總線寬度決定了CPU可以訪問的物理
地址空間,簡單地說就是CPU到底能夠使用多大容量的內(nèi)存。
16位的微機(jī)我們就不用說了,但是對(duì)于486以上的微機(jī)系統(tǒng),地
址線的寬度為32位,最多可以直接訪問4096MB(4GB)的物
理空間。WE
TTAXTz^H^i
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CPU的常用參數(shù)
主頻
緩存
?雙核心技術(shù)
?:*接口
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CPU的常用參數(shù)
—■級(jí)緩存
主頻
緩存
?雙核心技術(shù)
?:?接口
當(dāng)CPU要讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí),首先從
緩存中查找,如果找到就立即讀取
并送給CPU處理;如果沒有找到,
就從內(nèi)存中讀取并送給CPU處理,
同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入
緩存中
喈E爆i
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CPU的常用參數(shù)
主頻
線程線程
緩存
?多核心技術(shù)
?:?接口CPU
處理器處理器
核心核心
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CPU的常用參數(shù)
主頻
?緩存
雙核心技術(shù)
?:?接口
選擇CPU和主板時(shí),要注意選擇接
口相同的CPU和主板
CHANGE爆i
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2.5輸入輸入出系統(tǒng)
*2.5.1外圍設(shè)備
■外存儲(chǔ)設(shè)備硬盤光盤U
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