PC主机的组成

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1、2.1 PC主机的组成2.1.1 主板、芯片组与BIOS 2.1.2 内存储器2.1.3 I/O总线和I/O接口22.3 PC机的主机BIOSn什么是BIOS （Basic Input/Output System） ？n中文名为“基本输入/输出系统”，它是存放在主板上只 读存储器（ROM）芯片中的一组机器语言程序n功能：n诊断计算机故障n启动计算机工作n控制基本外设的输入输出操作(键盘、鼠标、磁盘读写 、屏幕显示等)nBIOS 芯片n保存BIOS的只读存储器(ROM)芯片32.3 PC机的主机BIOS 芯片中包含的程序n加电自检程序程序（POST）(Power On Self Test)用于检

2、测计算机硬件故障n系统自举程序（Boot）启动计算机工作，加载并进入操作系统运行状态nCMOS设置程序设置系统参数：日期、时间、口令、配置参数等n常用外部设备的驱动程序（Driver）实现对键盘、显示器、软驱和硬盘等常用外部设备输入 输出操作的控制42.3 PC机的主机内存与外存的关系及比较n内存储器(简称内存或主存)n存取速度快n成本高、容量相对较小n直接与CPU连接，CPU(指令)可以对内存中的指令及数据进行读、写操作n属于挥发性存储器(volatile)，用于 临时存放正在运行的程序和数据内存储器外存储器CPU指令1指令2指令k指令n程序数据1数据2数据m数据任务启动时，执行 该任务的程

3、序和数据 将从外存成批传送到 内存CPU从内存中逐条 读取该程序的指令及 相关的数据将指令的运算处理 结果送回内存保存任务完成后，将处 理得到的全部结果成 批传送到外存以长久 保存逐条执行 指令，按指 令要求完成 对数据的运 算和处理n外存储器(简称外存或辅存)n存取速度慢n成本低、容量很大n不与CPU直接连接，计算机运行程序 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CPU使用。n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52.3 PC机的主机内存储器的分类及应用n内存由半导体存储器芯片组成，芯片有多种类型：半导体 存储器只 读 存储器 (

4、ROM)随机存取 存储器 (RAM)静态随机存取存储器SRAM动态随机存取存储器DRAM不可在线改写内容的ROM快擦除存储器（Flash ROM）（用作Cache存储器）（用作主存储器） 每个存储单元(cell)由6个晶体管组成 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 比DRAM更快，也更贵 每个存储单元由1个电容和1个晶体管组成. 每10-100 ms必须刷新一次 对电器干扰比较敏感 比SRAM慢，但便宜（用作BIOS存储器） (图形卡、硬盘控制器)62.3 PC机的主机主存储器n主存是CPU可直接访问的存储器，用于存放供 CPU处理的指令和数据n目前流行的是DDR2和DDR

5、3内存条7存储器与CPU速度差距愈来愈大n主存DRAM, 硬盘与CPU 之间的速度差距愈来愈大 ：问题：由于CPU工 作速度很快，内存 速度比较慢（差1 2个数量级），从内 存取数或向内存写 数时，CPU往往需 要等待8解决方案高速缓存(cache)ncache是一种小容量高速缓冲存储器，它由SRAM组成ncache直接制作在CPU芯片内，速度几乎与CPU一样快n程序运行时，CPU使用的一部分数据/指令会预先成批拷贝在cache中，cache的内容是主存储器中部分内容的映象n当CPU需要从内存读(写)数据或指令时，先检查cache中有没有，若有，就直接从cache中读取，而不用访问主存储器01

6、2345678910111213141589143444101010主存中的部分信息拷 贝在cache存储器中cache主存储器CPUCPU芯片9如何提高cache的命中率？n增大cache容量n采用多级cache技术(2级或3级等)10计算机存储器的层次结构cache存储器主存储器(RAM和ROM)外存储器（软盘、硬盘、光盘）后备存储器（磁带库、光盘库）内存储器外存储器寄存器典型容量1KB几个MB几个GB100GB-1TB10TB-100TB典型存取时间1 ns2 ns10 ns10 ms10 s11关于计算机中的总线n总线的定义：n用于在CPU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输信息的一

7、个共 享的信息传输通路及其控制部件。n总线的特点：1 共享 ； 2 高速 n总线的性能：数据通路宽度；总线工作频率；每秒传输次数总线带宽(最高传输速率)(数据通路宽度/8) x 总线工作频率 x 传输次数n总线的类型：nCPU总线（前端总线FSB）n存储器总线nI/O总线（ 目前使用的是PCI 和PCI-E 两种）对应主板上两种扩充插槽 ： PCI插槽 PCI-E插槽12PCI 和 PCI-E 扩充卡插槽各种 I/O 插口PCI插槽工作频率: 33MHz， 数据线:32位 传输速率: 133MB/s PCI-E x1插槽 1个串行传输 通道； 最高传输速率 : 250MB/s 显卡插槽 (PC

8、I-E x16)16个串行传输通道； 最高传输速率:5GB/s 13关于USB接口n通用串行总线式接口（Universal Serial Bus ）n高速、可连接多个设备、串行传输n传输速率：nUSB的1.1版：1.5 Mb/s和12 Mb/snUSB2.0版：最高达 480Mb/s（60MB/s）nUSB3.0版：最高达 3.2Gbps（400MB/s）nUSB2.0使用4线连接器，体积小，符合即插即用规范（Plug & Play,即PnP）n使用“USB集线器” 扩展机器的USB接口，最多连接127个设备n可通过USB接口由主机向外设提供电源(5V，100500 mA) USB标识USB

9、3.014近年一级相关试题n n计算机中总线的重要指标之一是带宽，它指的是总线中计算机中总线的重要指标之一是带宽，它指的是总线中 数据线的宽度，用二进位数目来表示（如数据线的宽度，用二进位数目来表示（如1616位，位，3232位总位总 线）。（线）。（ ）n nCPUCPU主要由运算器、控制器和寄存器组三部分组成。（主要由运算器、控制器和寄存器组三部分组成。（ ）n n下列关于个人计算机的叙述中，错误的是下列关于个人计算机的叙述中，错误的是_ _ 。A A个人计算机中的微处理器就是个人计算机中的微处理器就是CPUCPUB B个人计算机的性能在很大程度上取决于个人计算机的性能在很大程度上取决于C

10、PUCPU的性能的性能C C一台个人计算机中通常包含多个微处理器一台个人计算机中通常包含多个微处理器D D个人计算机通常不会由多人同时使用个人计算机通常不会由多人同时使用 以下_与CPU的运算速度有关。工作 频率指令系统Cache 容量运算器的逻辑 结构A只有和 B只有C除以外、和 D、和 键盘与主机的接口有多种形式，如AT接口或 PS/2接口，比较新的产品采用USB接口。 ( ) 下列I/O接口中，目前用得最多的接口是 _。ASCSI接口 BPS/2接口CUSB接口 DFirewire 接口 PentiumPentium系列微机的主板，其存放系列微机的主板，其存放BIOSBIOS系统的大系统

11、的大 都是都是_。A A芯片组芯片组 B B闪存闪存(Flash ROM)(Flash ROM)C C超级超级I IOO芯片芯片 D D双倍数据速率双倍数据速率(DDR)SDRAM(DDR)SDRAM USBUSB（2.02.0）接口传输方式为串行、双向，传输速）接口传输方式为串行、双向，传输速 率可达率可达60_/s60_/s。 PCPC机机I/OI/O接口可分为多种类型，按数据传输方式的接口可分为多种类型，按数据传输方式的 不同可以分为不同可以分为_和并行两种类型的接口。和并行两种类型的接口。 字节（字节（bytebyte）是计算机中处理、存储、传输信息）是计算机中处理、存储、传输信息 的

12、最小单位。（的最小单位。（ ）关于基本输入输出系统（关于基本输入输出系统（BIOSBIOS）及）及CMOSCMOS 存储器，下列说法中错误的是存储器，下列说法中错误的是_。 A ABIOSBIOS存放在存放在ROMROM中，是非易失性的中，是非易失性的 B BCMOSCMOS中存放着基本输入输出设备的驱中存放着基本输入输出设备的驱动程序动程序 C CBIOS BIOS 是是PCPC机软件最基础的部分，包含机软件最基础的部分，包含 CMOSCMOS设置程序等设置程序等 D DCMOSCMOS存储器是易失性存储器存储器是易失性存储器计计计计算机的性能在很大程度上是由算机的性能在很大程度上是由CPU

13、CPU决定的。决定的。 CPUCPU的性能主要体的性能主要体现为现为现为现为 它的运算速度。下列有它的运算速度。下列有 关关CPUCPU性能的叙述中，性能的叙述中，_是正确的。是正确的。 A ACache Cache 存存储储储储器的有无和容量大小器的有无和容量大小对计对计对计对计 算机算机 的性能影响不大的性能影响不大 B B寄存器数目的多少不影响计算机的性能寄存器数目的多少不影响计算机的性能 C C指令系统的功能不影响计算机的性能指令系统的功能不影响计算机的性能 D D提高主频有助于提高提高主频有助于提高CPUCPU的性能的性能 近些年来，近些年来，PCPC机开始流行使用一种机开始流行使用

14、一种 基于串行基于串行传输传输传输传输 原理的性能更好的高速原理的性能更好的高速 PCI-EPCI-E总线总线总线总线 。（。（ ） 高速缓缓存（Cache）可以看作主存 的延伸，与主存统统一编编址，接受CPU 的访问访问 ，但其速度要比主存高得多。 （ ） 在RAM、ROM、PROM、CD-ROM 四种存储器中，_是易失性存储器 。 CPU执行指令需要从存储器读取数据 时，数据搜索的顺序是_ 。 Acache、DRAM和硬盘 BDRAM、cache和硬盘 C硬盘、DRAM和cache DDRAM、硬盘和cache Pentium 4的前端总线的数据线共_条。A16B32C36D64 键盘、显

15、示器和硬盘等常用外围设备在操作系 统启动时都需要参与工作，所以它们的基本驱 动程序都必须预先存放在_中。A硬盘BBIOS ROMCRAMDCPU 地址线宽度为32位的CPU可以访问的物理 内存的最大容量通常为_GB。 1个CPU的寻址能力为8KB，那么它的地址 总线的宽度为 ？注：内存单元的单位是字节注：内存单元的单位是字节 下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是_。 A A包含有多个处理器的计算机系统是巨型计包含有多个处理器的计算机系统是巨型计 算机算机 B B计算机系统中的处理器就是指中央处理器计算机系统中的处理器就是指中央处理器 C C一台计算机只能有一个中央处理器一台计算机只能有一个中央处理器 D D显卡上的处理器负责图形绘制，视频卡上显卡上的处理器负责图形绘制