一.主机系统架构:
1.pc系统内部组织基本方块图:
2.主机系统内部基本架构图:
3.主机系统内部基本方块图说明:
3-1.频率产生器:产生各个系统所需要的频率,是传送各种信号及数据的交通工具,以及各系统与系统之间的同步信号,最主要是提供给 cpu 作为系统的处理频率。
3-2.cpu 中央处理单元 :cpu 中央处理单元是整个系统的核心,是整个系统的最高执行单位,负责整个系统数据的处理,执行,控制,运算的功能,整个系统数据处理速度的快慢,取决于 cpu 的工作频率。
3-3. address bus (地址总线) :cpu的地址线越多条,即代表主机系统,内存扩充能力愈强,自386 cpu 至pentium 系列 cpu 主机其地址线有 a0-a31共有 32 条,其寻址的 能力有= 4gb 。
3-4.data bus (数据总线) : cpu
的资料线越多条,代表每次传送数据位数愈多,其数据搬运的速度也愈快,486 的数据线是 32 条,所以是 32位的计算机,586 ,686
cpu 外部的数据线是 64 条,所以是 64 位的计算机。资料线愈多条,就像高速公路的线道愈多条 一样,载运旅客的流通量就愈大,速度就愈快。
3-5.control bus (控制总线) :控制传送地址信号,数据信号以及下达各种命令信号及控制信号的信道。
4.总线控制器 :接受
cpu 的命令,执行 cpu 所要传送的各种控制信号,如地址控制信号 (ale)、数据控制信号 (den)、资料方向控制信号 (dt/r)
以及代替 cpu 下达各种命令,如对内存下达读写命令 (-memr、-memw)对 i/o 下达读写命令(-ior、-iow)、对中断控制器
(8259) 下达 inta 命令等,它也是一个执行单位,是总经理,在古时候,它的官位是替皇帝传达圣旨及命令的太监。
5.中断控制器 : 8259
是介于 cpu 与外面各种外围设备沟通的桥梁,当外界的外围设备,要请求 cpu 来处理数据时候必须经过中断控制器 8259 来通知 cpu
处理,而且每次只能安排一种外围设备,目前使用的通道有 irq0-irq15 共有15 种,如软
碟、硬盘、键盘、打印机等是,这些通道,有些是专属的,有些是大家公用的,同时要求处理时,中断控制器还会比大小,大客户优先,小客户稍待,所以中断控制器,是安排各种不同的周客户与总经理见面的秘书。
6.主板 i/o :中断控器 82592。外面的各种接口设备 (irq0-irq15),经中断控制器的安排请求 cpu 来处理数据,是各外围与 cpu 沟通的桥梁, 每次仅安排一个外围与 cplorem 沟通。
7. dma 控制器 82372 : 外面的外围设备,不经过中断控制器
(8259) 通知 cpu 处理数据,而直接由 dma (8237)
的控制,把外围设备的数据直接传送到内存直接传送到外围设备,这种数据直接传送的方式叫作 dma (direct memory
access),这种传送,在大量资料搬运的时候,可以获得较快的传输,但是要做 dma 的控制以前,必须先获得 cpu
的同意,整个系统的总线控制权交给 dma 控制器 (8237) 来接管。目前作 dma 的外围,有软盘、新型ide 界面有 ultra dma
二.主板界面卡 bus 架构图:
1.主板界面:
2.什么叫主板芯片组的南桥与北桥 :
2-1.在 586/pentium 系列的主板将功能较强,速度较快的负责与 cpu 主存储器,内存译码,agp 的沟通,此晶就 好像较接近台北,我们称为北桥。
2-2.另一个次要的芯片组是负责控制速度较慢的
i/o 外围,如 ide port 的硬盘、光盘、pci 所插的外围 vga card 网路卡、声卡、usb 所插的 scanner
、数字相机、mouse 以及 isa 扩展槽所插的接口外围等,都是由离 cpu 较远程的芯片组来控制,就像南部的高雄,我们称为南桥。
3.什么叫 irq?
所谓 irq (interrupt request),irq 是中断控制器对 cpu 发出的一种信号,请求 cpu 处理数据。主机板内部有两个中断控制器 (82592),第一个 (master 8259) 中断控制器能接受八种不同外围 (irq0-irq7),第二个 (slave 8259)中断控制器接受 (irq8-irq15)。以下是 irq 编号及说明:
- irq0 : 主机内 8254-10 脚,定时器输出,每隔 55ms 产生一个 clk 提供给中断控制器 8259-18 脚 irq0,作系统计时用。
- irq1 : 键盘使用,经 8042 keyboard bios 提供 8259-19 脚通知 cpu 中断处理。
- irq2 : 接收第二个 slave 8259 代表 irq8-irq15 所接的外围设备通知 cpu。
- irq3 : serial port 2 串行 por 2 (com2),一般接modem。
- irq4 : serial port 1 串行 por 1 (com1),一般接mouse。
- irq5 : parallel port 2 并列 port 2 (lpt2),或声霸卡。
- irq6 : floppy disk 软盘驱动器。
- irq7 : parallel port1 并列 port1 (lpt1),一般接打印机或光盘。
- irq8 : 时钟闹铃 real time clk 由146818 cmos ic 提供。
- irq9 : 软件中断指向 irq2。
- irq10 : 保留或 pci vga card。
- irq11 : 保留或 ide3。
- irq12 : 保留或 ps2 mouse。
- irq13 : 数学 cpu 浮点运算器错误 (80287/80387)。
- irq14 : 第一组 hard disk (ide 1)。
- irq15 : 第二组 hard disk (ide 2)。
irq 优先级为:
- irq0->irq1->irq2->irq8->irq9->irq10->irq11->irq12->irq13->irq14->irq15->irq3->irq4->irq5->irq6->irq7
4 . 什么是 agp 总线 :
所谓
agp (accelerated graphic port) 加速绘图埠 ,其最主要的架构是在 agp
芯片的影像绘图卡与主存储器之间专属的信道, 使主存储器的 dram module 与影像绘图卡的 video ram
建立一条新的数据传输信道,让影像信号直接与 cpu 沟通不需要经过 pci bus 的通道,agp bus 为 32 bit 资料及 66
mhz 带宽的总线,速度较 pci 为快,为 pci bus 的 4 倍,可将影像图形的数据直接由 cpu 置于主存储器内,再由快速的 agp
的系统芯片组与外界作影像图形数据的传送。
5 . 什么叫 bios :
bios
是basic input/output system
的缩写,控制整个系统基本的输入/输出系统,它是一个韧体(硬件 软件)的结构,是整个计算机系统的灵魂,就像是公司最高决策单位
,发号施令,领导整个公司的董事长。当我们一开机,cpu (总经理) 立即会奔向 bios (董事长) 住的地址
(ffffff0h),打开大门去读取一些智能领取控制整个系统的指令,然后作主机系统的自我测试,cmos 设定检查….etc。
.6什么叫 drq :所谓
drq是指 (dma request) ,外界外围设备不一定透过 irq 的方式经过 8259 来通知 cpu,请求 cpu
来处理资料,也可以透过 dma 控制器 8237 的 ic 来控制即可,但是首先要经过 cpu 同意。在主板内有两个 8237,一个8237
(drq0-drq3),是控制八位适配卡 dma 控制器,另一个 8237 (drq4-drq7) 是控制十六位 dma 控制器以下为 drq
编号及说明 :
- drq0 : 保留。
- drq1 : 声卡。
- drq2 : 磁盘驱动器专用。
- drq3 : 保留。
- drq4 : 由第一个 8237 dma 控制器串接至 drq。
- drq5 : 声霸卡使用。
- drq6 : 一般 scsi 卡。
- drq7 : 保留 (网络卡/mpeg card)。
三.有关于cpu
1.什么是cpu :cpu 是中央处理单元,central processing unit 的缩写,是整个系统的核心,也是整个系统最高的执行单位,负责整个系统指令的执行,算数与逻辑的运算,数据的储存与搬移,以及对内对外输出与输入的控制。
2. cpu 主要的两大单元 :cu : control unit 负责控制指挥协调 cpu 内外各单元之执行、暂存、堆栈、运算、译码、交换、为计算机的控制中心。alu : arithmetic & logical unit 执行算术及逻辑运算。
3 . 什么是cpu 的工作频率 :每一个
cpu 都有一个叫 clock 的接脚,简称 clk ,也就是提供给 cpu 处理数据的工作频率,有时我们称为频率, 以 mhz (mega
hettz )为单位,提供给 cpu 频率的高低,牵涉到 cpu 的倍频或除频,此内部的频率,才是 cpu 执行指令的工作频率。
4 . 什么是cpu 的外频,倍频,内频 :
频率产生器提供给 cpu 的处理频率,也就是提供给 cpu 使用的频率,它会随着 cpu 的型号规格而不同,早期 286/386 的 cpu
因为它的内部有除以 2 的除频电路,如 80286-20,80386-20,则 cpu 外部频率产生器会提供 40 mhz 的频率给
cpu,在经 cpu 内部除以 2 即为 80286-20 或 80386-20 的20 mhz 的处理频率。但是自
486dx2,486dx4,pentium cpu 以后,cpu 的内部以倍频型态出现,一方面在 cpu 内部倍频较不影响外部的外围设备,cpu
可以作
1.5/2/3/3.5/4/4.5/5/6/6.5/7 倍频的提升。
5.cpu 的外频 :在cpu 外部还没经过 cpu 内部的频率,一般由频率产生器提供,也就是 cpu bus 的频率,有时称 local bus一般 cpu 外部也有除频的电路,现在大部份都由多频多任务频率产生器产生,现在 cpu 的外频大部份为
50/60/66/75/83/100/133/200 。
5-1.cpu 的倍频 :在 cpu 内部经过 cpu 内部作倍频的转换,在提供给 cpu 作为 cpu 内部的处理频率。
5-2.cpu 的内频 :外部的频率经过 cpu 的倍频,作为 cpu 的处理频率,即为 cpu 的内频。
备注:以上一些专业名词大家没事可以看看,未来在学习的过程中一定会接触到,大家如果有看不懂的先可以收藏然后再慢慢消化。