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总线的连接方式/电脑硬件

1.单总线结构


在许多单处理器的计算机中,使用一条单一的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备,叫做单总线结构。CAI演示如图所示点击演示

此时要求连接到总线上的逻辑部件必须高速运行,以便在某些设备需要使用总线时能迅速获得总线控制权;而当不再使用总线时,能迅速放弃总线控制权。

(1)取指令:当CPU取一条指令时,首先把程序计数器PC中的地址同控制信息一起送至总线上。在“取指令”情况下的地址是主存地址,此时该地址所指定的主存单元的内容一定是一条指令,而且将被传送给CPU。

(2)传送数据:取出指令之后,CPU将检查操作码。操作码规定了对数据要执行什么操作,以及数据是流进CPU还是流出CPU。

(3)I/O操作:如果该指令地址字段对应的是外围设备地址,则外围设备译码器予以响应,从而在CPU和与该地址相对应的外围设备之间发生数据传送,而数据传送的方向由指令操作码决定。

(4)DMA操作: 某些外围设备也可以指定地址。如果一个由外围设备指定的地址对应于一个主存单元,则主存予以响应,于是在主存和外设间将进行直接存储器传送(DMA)。

(5)单总线结构容易扩展成多CPU系统:这只要在系统总线上挂接多个CPU即可。

2.双总线结构

这种结构保持了单总线系统简单、易于扩充的优点,但又在CPU和主存之间专门设置了一组高速的存储总线,使CPU可通过专用总线与存储器交换信息,并减轻了系统总线的负担,同时主存仍可通过系统总线与外设之间实现DMA操作,而不必经过CPU。当然这种双总线系统以增加硬件为代价。

分类/电脑硬件

只读存储器(ROM)

ROM表示只读存储器(Read Only Memory),在制造ROM的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器停电,这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。

随机存储器(RAM)


随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存,内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少RAM集成块占用的空间。市场上常见的内存条有1G/条,2G/条,4G/条等。

高速缓冲存储器(Cache)


Cache也是我们经常遇到的概念,也就是平常看到的一级缓存(L1 Cache)、二级缓存(L2 Cache)、三级缓存(L3 Cache)这些数据,它位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时,CPU就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存中的数据。

物理存储器和地址空间


物理存储器和存储地址空间是两个不同的概念。但是由于这两者有十分密切的关系,而且两者都用B、KB、MB、GB来度量其容量大小,因此容易产生认识上的混淆。初学者弄清这两个不同的概念,有助于进一步认识内存储器和用好内存储器。

物理存储器是指实际存在的具体存储器芯片。如主板上装插的内存条和装载有系统的BIOS的ROM芯片,显示卡上的显示RAM芯片和装载显示BIOS的ROM芯片,以及各种适配卡上的RAM芯片和ROM芯片都是物理存储器。

存储地址空间是指对存储器编码(编码地址)的范围。所谓编码就是对每一个物理存储单元(一个字节)分配一个号码,通常叫作“编址”。分配一个号码给一个存储单元的目的是为了便于找到它,完成数据的读写,这就是所谓的“寻址”(所以,有人也把地址空间称为寻址空间)。

地址空间的大小和物理存储器的大小并不一定相等。举个例子来说明这个问题:某层楼共有17个房间,其编号为801~817。这17个房间是物理的,而其地址空间采用了三位编码,其范围是800~899共100个地址,可见地址空间是大于实际房间数量的。

对于386以上档次的微机,其地址总线为32位,因此地址空间可达2的32次方,即4GB。(虽然如此,但是我们一般使用的一些操作系统例如windows xp、却最多只能识别或者使用3.25G的内存,64位的操作系统能识别并使用4G和4G以上的的内存,

好了,可以解释为什么会产生诸如:常规内存、保留内存、上位内存、高端内存、扩充内存和扩展内存等不同内存类型。

常用内存

EDORAM、 FPRAM、 SDRAM、 DDR、 DDR2、 DDR3、DDR4、 Rambus、DDR5

显卡分类/电脑硬件

集成显卡


集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上,与其融为一体;集成显卡的显示芯片有单独的,但大部分都集成在主板的北桥芯片中;一些主板集成的显卡也在主板上单独安装了显存,但其容量较小,集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱,不能对显卡进行硬件升级,但可以通过CMOS调节频率或刷入新BIOS文件实现软件升级来挖掘显示芯片的潜能。

集成显卡的优点:是功耗低、发热量小、部分集成显卡的性能已经可以媲美入门级的独立显卡,所以不用花费额外的资金购买独立显卡。

集成显卡的缺点:性能相对略低,且固化在主板或CPU上,本身无法更换,如果必须换,就只能换主板。

独立显卡


独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上,自成一体而作为一块独立的板卡存在,它需占用主板的扩展插槽(ISA、PCI、AGP或PCI-E)。

独立显卡的优点:单独安装有显存,一般不占用系统内存,在技术上也较集成显卡先进得多,比集成显卡能够得到更好的显示效果和性能,容易进行显卡的硬件升级。

独立显卡的缺点:系统功耗有所加大,发热量也较大,需额外花费购买显卡的资金,同时(特别是对笔记本电脑)占用更多空间。

由于显卡性能的不同对于显卡要求也不一样,所以现在独立显卡实际分为两类,一类专门为游戏设计的娱乐显卡,一类则是用于绘图和3D渲染的专业显卡。当前性能最强用于游戏的独立显卡分别是英伟达的GTX690和AMD的HD7990,而目前用于3D绘图的独立显卡则是英伟达的Q6000。

核芯显卡

核芯显卡是Intel产品新一代图形处理核心,和以往的显卡设计不同,Intel凭借其在处理器制程上的先进工艺以及新的架构设计,将图形核心与处理核心整合在同一块基板上,构成一颗完整的处理器。智能处理器架构这种设计上的整合大大缩减了处理核心、图形核心、内存及内存控制器间的数据周转时间,有效提升处理效能并大幅降低芯片组整体功耗,有助于缩小了核心组件的尺寸,为笔记本、一体机等产品的设计提供了更大选择空间。

需要注意的是,核芯显卡和传统意义上的集成显卡并不相同。笔记本平台采用的图形解决方案主要有“独立”和“集成”两种,前者拥有单独的图形核心和独立的显存,能够满足复杂庞大的图形处理需求,并提供高效的视频编码应用;集成显卡则将图形核心以单独芯片的方式集成在主板上,并且动态共享部分系统内存作为显存使用,因此能够提供简单的图形处理能力,以及较为流畅的编码应用。相对于前两者,核芯显卡则将图形核心整合在处理器当中,进一步加强了图形处理的效率,并把集成显卡中的“处理器+南桥+北桥(图形核心+内存控制+显示输出)”三芯片解决方案精简为“处理器(处理核心+图形核心+内存控制)+主板芯片(显示输出)”的双芯片模式,有效降低了核心组件的整体功耗,更利于延长笔记本的续航时间。

核芯显卡的优点:低功耗是核芯显卡的最主要优势,由于新的精简架构及整合设计,核芯显卡对整体能耗的控制更加优异,高效的处理性能大幅缩短了运算时间,进一步缩减了系统平台的能耗。高性能也是它的主要优势:核芯显卡拥有诸多优势技术,可以带来充足的图形处理能力,相较前一代产品其性能的进步十分明显。核芯显卡可支持DX10/DX11、SM4.0、OpenGL2.0、以及全高清Full HD MPEG2/H.264/VC-1格式解码等技术,即将加入的性能动态调节更可大幅提升核芯显卡的处理能力,令其完全满足于普通用户的需求。

核芯显卡的缺点:配置核芯显卡的CPU通常价格较高,同时其难以胜任大型游戏。

主板/电脑硬件

简介

主板上承载着CPU(即中央处理器)、内存(随机存取存储器)和为扩展卡提供的插槽 (可是CPU和内存并不是集成在主板上,不是主板的附件,本身也属于电脑硬件) 主板,又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard);它安装在机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为4-6层矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有南北桥芯片(有的南北桥整合在一起)BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。

主要芯片


BIOS(Basic Input/Output System,基本输入输出系统)全称是ROM-BIOS,是只读存储器基本输入/输出系统的简写,它实际是一组被固化到电脑中,为电脑提供*级最直接的硬件控制的程序,它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽,通俗地说,BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序),负责解决硬件的即时要求,并按软件对硬件的操作要求具体执行。

电脑主板

北桥芯片:北桥芯片(North Bridge)是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分,也称为主桥(Host Bridge)。北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存、AGP数据在北桥内部传输,提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型和*容量、AGP插槽、ECC纠错等支持,整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。

南桥芯片: 南桥芯片(South Bridge)是主板芯片组的重要组成部分,负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说,其数据处理量并不算大,所以南桥芯片有时候没有覆盖散热片。

RAID控制芯片:相当于一块RAID卡的作用,可支持多个硬盘组成各种RAID模式。目前主板上集成的RAID控制芯片主要有两种:HPT372 RAID控制芯片和Promise RAID控制芯片。

总线的内部结构/电脑硬件

早期总线的内部结构

它实际上是处理器芯片引脚的延伸,是处理器与I/O设备适配器的通道。这种简单的总线一般由50—100条线组成,这些线按其功能可分为三类:地址线、数据线和控制线。

简单总线结构的不足之处在于:

* CPU是总线上的*主控者。

第二 总线信号是CPU引脚信号的延伸,故总线结构紧密与CPU相关,通用性较差。

当代流行的总线内部结构它是一些标准总线,追求与结构、CPU、技术无关的开发标准,并满足包括多个CPU在内的主控者环境需求。

在当代总线结构中,CPU和它私有的cache一起作为一个模块与总线相连。系统中允许有多个这样的处理器模块。而总线控制器完成几个总线请求者之间的协调与仲裁。

整个总线分成如下四部分:

1.数据传送总线:由地址线、数据线、控制线组成。

2.仲裁总线:包括总线请求线和总线授权线。

3.中断和同步总线:用于处理带优先级的中断操作,包括中断请求线和中断认可线。

4.公用线:包括时钟信号线、电源线、地线、系统复位线以及加电或断电的时序信号线等。

界面卡/电脑硬件

声卡、显卡、调制解调器界面卡、 网络界面卡、电视卡、视频采集卡等…

输入设备/电脑硬件

键盘、鼠标、触控板、轨迹球、 数码化输入板及输入笔/指向器 、触控莹幕、游戏控制器、 游戏控制杆、麦克风、扫描器、条码阅读机、网络摄影机、数码相机、手机、以及大量的USB外界产品。

输出设备/电脑硬件

打印机、点阵式打印机、喷墨打印机、激光打印机、扬声器、显示器

电脑显示器/电脑硬件

包括CRT、LCD、LED、PDP

内置存储器/电脑硬件

硬盘、磁盘阵列控制器

可携储存装置/电脑硬件

CD 、CD-ROM、CD-RW、 CD-R 、DVD 、DVD/CD-RW、 Combo 、DVD-ROM、DVD-RW、DVD-R、DVD-RAMDVD+RW、DVD+R、 软碟、磁带机、 外置式硬盘、快闪存储器、拇指碟 、记忆卡 、SD、CF、 MMC SM 、SSD

互连设备附加

网络互连设备例如路由器、交换机、集线器等也可称之为硬件

办公硬件类

如:打印机、扫描仪、投影仪、复印机等可称之为计算机扩展硬件

硬盘/电脑硬件

简介

硬盘(英文名:Hard Disk Drive 简称HDD 全名 温彻斯特式硬盘)是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

硬盘种类

硬盘分为固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD);SSD采用闪存颗粒来存储,HDD采用磁性碟片来存储,下面主要介绍HDD。

物理结构

磁头是硬盘中最昂贵的部件,也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头,但是,硬盘的读、写却是两种截然不同的操作,为此,这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性,从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头(Magnetoresistive heads),即磁阻磁头,采用的是分离式的磁头结构:写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作),读取磁头则采用新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读。这样,在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化,以得到*读/写性能。另外,MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度,因而对信号变化相当敏感,读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关,故磁道可以做得很窄,从而提高了盘片密度,达到200MB/英寸2,而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2,这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。目前,MR磁头已得到广泛应用,而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头(Giant Magnetoresistive heads)也逐渐普及。

HDD硬盘
当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的,因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区,磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的,这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响,同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘,一面有80个磁道,而硬盘上的磁道密度则远远大于此值,通常一面有成千上万个磁道。

磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的扇区,每个扇区可以存放512个字节的信息,磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时,要以扇区为单位。

柱面硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘单面上的磁道数是相等的。无论是双盘面还是单盘面,由于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)、Sector(扇区),只要知道了硬盘的CHS的数目,即可确定硬盘的容量,硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B。

总线/电脑硬件

总线是构成计机系统的其他高速功能部件,如存储器、通道等互相连接的总线。

一个单处理器系统中的总线,大致分为三类:

(1)内部总线

CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线。

(2)系统总线

CPU同计算

(3)I/O总线

中、低速I/O算机系统的互连机构,是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。

设备之间互相连接的总线。

电源/电脑硬件

 电源是为电脑提供动力的源头,它有:主板接口:20+4pin, CPU接口(4+4pin):1个,显卡接口(6+2Pin):2个,硬盘接口(SATA):4个,供电接口(大4pin):3个,分别为电脑中相应的硬件供电

总线的特性/电脑硬件

物理特性

指总线的物理连接方式,包括总线的根数,总线的插头、插座的形状,引脚线的排列方式等。

功能特性

描述总线中每一根线的功能。

电气特性

定义每一根线上信号的传递方向及有效电平范围。送入CPU的信号叫输入信号(IN),从CPU发出的信号叫输出信号(OUT)。

时间特性

定义了每根线在什么时间有效。规定了总线上各信号有效的时序关系,CPU才能正确无误地使用。

内存/电脑硬件

概念

内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

显卡/电脑硬件

简介

显卡全称显示接口卡(Video card,Graphics card),又称为显示适配器(Video adapter),显示器配置卡简称为显卡,是个人电脑最基本组成部分之一。显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动,并向显示器提供行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人电脑主板的重要元件,是“人机对话”的重要设备之一。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,承担输出显示图形的任务,对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。 民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD(超威半导体)和Nvidia(英伟达)2家。

基本结构

显示芯片
显示芯片简称GPU,全称Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。GPU使显卡减少了对CPU的依赖,并进行部分原本CPU的工作,尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬件T&L(几何转换和光照处理)、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等,而硬件T&L技术可以说是GPU的标志。GPU主要由nVIDIA与AMD两家厂商生产。


显存
显存是显示内存的简称。其主要功能就是暂时储存显示芯片要处理的数据和处理完毕的数据。图形核心的性能愈强,需要的显存也就越多。以前的显存主要是SDR的,容量也不大。市面上的显卡大部分采用的是GDDR3显存,现在*显卡则采用了性能更为出色的GDDR4或GDDR5显存。

显卡BIOS
与驱动程序之间的控制程序,另外还存有显示卡的型号、规格、生产厂家及出厂时间等信息。打开计算机时,通过显示BIOS 内的一段控制程序,将这些信息反馈到屏幕上。早期显示BIOS 是固化在ROM 中的,不可以修改,而多数显示卡则采用了大容量的EPROM,即所谓的Flash BIOS,可以通过专用的程序进行改写或升级。

关 于 打 印 机

1、打印机的作用与种类

1、1 作用:它是计算机的外部输出设备之一,可以将计算机中经过编辑和校对后的文件、数据、图片、信息等以黑色或彩色打印到各种载体(纸张、胶片、塑料薄膜等)上,以供保存和交流。

1、2 种类:目前市场上销售的打印机大体上分三类:激光类、喷墨类、针式(色带)类。它们的性能、价格各有不同和特点。激光打印机打印的效果特清晰,但其价格(尤其是它的墨鼓)最贵。喷墨式较便宜,可以打印彩色,适合家庭用,其*可打印A4纸,但其新墨盒很贵,有的品牌高达打印机的一半价格。目前市场上可以拿旧墨盒去充填墨水,价格较低廉。而针式可以打印较大的纸幅,且其色带便宜,但色带用久了,打印的效果就不太好,字迹不够清晰。

2、打印机的安装与设置

2、1 安装:首先要启动“添加打印机”向导程序,可以从“我的电脑”的窗口中选“打印机”文件夹,也可从“开始”菜单中的“设置”子菜单中选“打印机”。在单击左键于“打印机”后,出现其窗口,然后单击左键于“添加打印机”的图标上,会出现“添加打印机向导“的窗口,单击左键于下一步键,出现第二页窗口,一般家庭或个人选用“本地打印机”项,按下一步继续,此时出现一对话框,提示你选择打印机的生产厂家和型号,你可用左键拖动滚动条进行选择,先选定厂家后选定型号,用左键点一下,再用左键单击“从磁盘安装”键,出现“从磁盘安装”对话框,并将打印机附带的与之配套的驱动程序盘插入A盘(软盘)驱动器中(如WINDOWS XP的系统盘中就有有关打印机的驱动程序,如有,就不必装入软盘了),驱动程序安装后,按确定按钮,然后,在“添加打印机向导”的窗口中,在“可用的窗口”选择“LTP1 打印机端口”,用左键单击,再按下一步键,窗口中又会出现询问,一般选择“是”键,表示你接受打印机的默认名字。再按下一步键,安装程序会提问是否打印一样张以检测打印机,单击“是—建议打印”项,单击完成键,则打印机会打印出一测试页来,表明安装正确。

2、2 属性的设置:为更好地使用打印机,需要设置打印机的属性,如其进纸方式、端口配置、打印精度等。可按下述步骤设置其属性:在打印机文件夹的窗口中,右键单击要设置的打印机的图标,在弹出的快捷菜单中选属性项,系统会出现一对话框。不同类型的打印机,其对话框的内容不同,可根据其中不同的标签内的内容要求进行设置。

2、3 删除:删除打印机有两种方法。一是打开“打印机”文件夹,单击左键于打印机的图标,然后在“文件”菜单中单击“删除”命令。另一是在要删除的打印机的图

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