总线和主板
主板上的IO总线
缺省中断设置：（按中断优先级次序排列，二个8259A串联）
IRQ IRQ0 1 2 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4 5 6 7 标准功能 系统定时 键盘控制器 内部中断控制器级联，因此下面为另一8259A的中断请求IRQ[8:15] 实时时钟 插卡可用。接原8位ISA槽的IRQ2脚。（现可用于网卡（LAN）） 插卡可用。（现可用于USB） 插卡可用。（现可用于SCSI硬盘卡） PS2鼠标 浮点处理器报错 基本IDE硬盘 第二IDE接口（硬盘或CDROM、磁带机） 串口2（COM2） 串口1（COM1） 并口2（LPT2）（通常用于插卡） 软驱 并口1（LPT1）
2.1
ISA总线信号定义 （续）
– IOCHRDY – 当从设备未准备好传送数据时，变低。使主设备展宽读/写控制波。准备好后 变高，主设备可结束读/写控制信号。 – MEMCS16#、IOCS16# - 为L时，从设备通知主设备/芯片可作 存储器空间、 IO空间的16位访问。 – ZEROWS# - 零等待。从设备通知主设备存储器访问周期（16/8位访问）可缩短到2/3个 SYSCLK周期。也可不用，上拉至高电平。
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二、ISA（工业标准体系结构）总线
1981年IBM PC引入8位总线；1984年IBM PC/AT扩展到16位 最大标准速度8.33MHz；最高数据传输率8MB/s（最少要用两个周期传二个字节）
ห้องสมุดไป่ตู้2.1 ISA总线信号定义
系统 – SYSCLK (I) – PC/AT时钟，8.33MHz，很少使用(现由PCI时钟四分频)。 – OSC (I) – 14.318MHz 时钟 (三分频为原PC/XT的SYSCLK 4.77MHz) – RESET (I) – 复位 地址/数据 – DATA[15:0] (I/O) –系统数据 – SA[19:0] (I/O) – 系统地址 – LA[23:17] (I/O) – 系统锁存地址(原为非锁存地址,用BALE锁存，现地址锁存器在南桥) – SBHE# (I/O) – 允许传输高字节(16位系统中与SAO一起控制16位/低字节/高字节传送) SA0-SBHE# = 00 传16位；SA0-SBHE# = 01 传低字节；SA0-SBHE# = 10 传高字节。 接口控制 – MEMR#、MEMW#、IOR#、IOW# –访问存储器空间、IO空间的读/写控制，直接控制据传送。 – SMEMR#、SMEMW# - 标准存储器读/写控制。可用于 1MB以下存储空间（00000000 – 000FFFFFh）的访问。分别为MEMR#、MEMW#的延迟（小于16ns） – AEN – 地址允许。DMA传送时用以封锁CPU（南桥）或其它主设备对地址/数据总线的占用。 I/O访问时必需为低（无DMA传送） – BALE – 用于锁存LA[23：17]。BLAE的下降边锁存 （访问存储器空间时，可扩大到16MB）
计算机等级考试NCRE计算机等级考试一级模拟题2020年(20)_真题(含答案与解析)-交互
计算机等级考试（NCRE）计算机等级考试一级模拟题2020年(20)(总分100, 做题时间90分钟)选择题1. 某800万像素的数码相机，拍摄照片的最高分辨率大约是______。
•**×2400•**×1600•**×1200**×768SSS_SINGLE_SELA AB BC CD D该问题分值: 2答案:A数码相机像素=能拍摄的最大照片的长边像素×宽边像素值，四个选项中，拍摄出来的照片分辨率计算后只有A选项大约在800万像素，可直接排除B、C、D选项。
2. 在微机中，VGA属于______。
• A.微机型号• B.显示器型号• C.显示标准• D.打印机型号SSS_SINGLE_SELA AB BC CD D该问题分值: 2答案:CVGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。
它是一种显示标准，因此答案选择C。
3. 下列有关计算机结构的叙述中，错误的是______。
• A.最早的计算机基本上采用直接连接的方式，冯·诺依曼研制的计算机IAS，基本上就采用了直接连接的结构• B.直接连接方式连接速度快，而且易于扩展• C.数据总线的位数，通常与CPU的位数相对应• D.现代计算机普遍采用总线结构SSS_SINGLE_SELA AB BC CD D该问题分值: 2答案:B最早的计算机使用直接连接的方式，运算器、存储器、控制器和外部设备等各个部件之间都有单独的连接线路。
这种结构可以获得最高的连接速度，但是不易扩展。
4. 系统部件之间传送信息的公共通道是______。
• A.制信号• B.总线•**/O接口D.电缆SSS_SINGLE_SELA AB BC CD D该问题分值: 2答案:A总线是系统部件之间传递信息的公共通道，各部件由总线连接并通过它传递数据和控制信号。
计算机的结构组成
计算机的结构组成计算机是由多个组成部分构成的复杂机器，它们相互协作以实现各种功能。
计算机的结构组成包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和存储设备。
一、中央处理器(CPU)中央处理器是计算机的核心部件，负责执行计算机的指令和控制计算机的操作。
CPU包括控制单元和算术逻辑单元。
控制单元负责指令的解码和执行，以及协调各个组件之间的通信。
算术逻辑单元负责执行算术和逻辑运算。
二、内存内存是计算机用来存储数据和程序的地方，也被称为主存。
内存分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
RAM用于临时存储数据和程序，当计算机关闭时数据会被清除。
ROM存储了计算机的固定程序和数据，不会被清除。
三、输入输出设备输入输出设备用于将数据和指令输入到计算机中，以及将计算机处理的结果输出到外部。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等；常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
四、存储设备存储设备用于长期保存数据和程序。
硬盘是一种常见的存储设备，它使用磁盘来存储数据。
另外，还有固态硬盘(SSD)和光盘等存储设备。
这些存储设备可以存储大量的数据，并且可以长期保存。
五、总线总线是计算机内部各个组件之间进行数据传输的通道。
它包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于指定数据的存储位置，控制总线用于控制数据的读写和传输。
六、操作系统操作系统是计算机的核心软件，它负责管理和控制计算机的资源，并提供用户和计算机之间的接口。
操作系统可以调度程序的执行顺序，管理内存和文件系统，以及处理输入输出等操作。
七、扩展卡和接口扩展卡和接口用于扩展计算机的功能。
它们可以连接外部设备，如显卡、声卡、网卡等。
扩展卡和接口可以通过插槽或接口与计算机主板连接。
八、主板主板是计算机的主要电路板，上面集成了CPU、内存插槽、扩展插槽等。
主板负责将各个组件连接起来，并提供电源和时钟信号。
九、电源电源为计算机提供电能，使计算机能够正常工作。
主板的工作原理
主板的工作原理
主板是计算机的核心部件之一，它负责连接和协调计算机内部的各个硬件组件，使其能够互相通信并协同工作。
主板的工作原理可以分为以下几个方面：
1. 电源管理：主板上集成了电源管理电路，负责提供电源给其他硬件组件，并确保它们按需获取适当的电压和电流。
电源管理电路还能监测电源负载和温度，以避免过载和过热。
2. 数据总线：主板上的数据总线负责在各个硬件组件间传输数据。
其中包括前端总线（例如PCI Express），用于连接显卡、网络适配器等；后端总线（例如SATA和USB），用于连接
硬盘、光驱等外部设备。
3. 控制器芯片：主板上集成了多个控制器芯片，它们负责控制和协调其他硬件组件的操作。
例如，北桥芯片（Northbridge）负责与内存和显卡交互，而南桥芯片（Southbridge）则管理硬盘、USB等设备。
4. 总线控制器：主板还包含总线控制器，用于管理数据的流动和传输。
总线控制器确保各个硬件组件能够按照正确的速度和协议进行通信，以确保数据的稳定传输和正确处理。
5. 存储器插槽：主板上集成了多个存储器插槽，用于安装内存条。
存储器插槽允许CPU和内存进行高速的数据交互，提供
了高效的数据存取速度。
总的来说，主板通过集成不同的芯片和电路，实现了计算机内部各个硬件组件之间的连接和协调。
它起到一个“中央枢纽”的作用，使得整个计算机系统能够正常工作和运行。
了解电脑主板的功能和作用
了解电脑主板的功能和作用电脑主板是电脑中最重要的部件之一，它承载着连接和管理各个硬件设备的重任。
只有了解电脑主板的功能和作用，我们才能更好地理解电脑的运作原理，选择适合自己需求的硬件配置。
本文将详细介绍电脑主板的各项功能和作用，帮助读者对其进行全面了解。
1. 插槽和接口电脑主板上的插槽和接口是连接各类硬件设备的重要通道。
它们可以连接处理器、内存、显卡、声卡、硬盘等重要组件，实现数据传输和信号转换。
插槽和接口的种类繁多，如CPU插槽、内存插槽、显卡插槽等等。
每种插槽和接口都有其特定的标准和规格，要根据自己的需求和硬件兼容性进行选择。
2. 电源管理电脑主板上的电源管理功能负责供电与电源的连接。
通过电源管理，主板能够对电源进行有效的控制和管理，确保电源的稳定输出和能耗的控制。
电源管理的一个重要组成部分是电源插槽，通过插入电源线与主板连接，实现电能的输入和分配。
合理的电源管理可以提高电脑的稳定性和节能效果。
3. 数据总线电脑主板上的数据总线是各组件之间进行数据传输的桥梁。
它主要包括前端总线和后端总线两部分。
前端总线连接了处理器、内存和芯片组等重要组件，承担着快速传输数据的任务。
后端总线则与硬盘、光驱、USB等设备相连，实现数据的读写和输入输出。
良好的数据总线设计能够提高数据传输效率，提升计算机的整体性能。
4. 芯片组芯片组是电脑主板上的核心芯片，负责控制和管理电脑系统的运作。
它通常由北桥和南桥组成，北桥负责处理器和内存等高速设备的连接和数据传输，南桥负责与其他设备的连接和控制。
芯片组的性能和功能直接影响到电脑的运行速度和稳定性，因此在选择主板时，芯片组的性能也是重要的参考因素之一。
5. BIOS设置BIOS是主板上的固件系统，负责计算机硬件和软件的初始化和配置。
通过BIOS设置，用户可以调整电脑的启动顺序、时钟频率、硬件参数等。
BIOS设置的正确与否直接影响计算机的稳定性和性能。
同时，BIOS还提供了一些安全性设置，如密码保护和系统启动顺序等，保护用户的计算机系统和个人信息。
计算机组成原理(本全PPT)
用作固件存储，如BIOS、固件等。
外存储器
特点
容量大、价格低、速度慢、数据可长期保存。
分类
机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）。
外存储器
应用
作为计算机的主要存储设备。
特点
容量大、价格低、速度慢、数据可长期保存。
外存储器
分类
CD、DVD和蓝光光盘等。
应用
用于数据备份和存储。
高速缓存(Cache)
址和控制信号。
总线按照传输信号类型可以分为 数据总线、地址总线和控制总线。
总线按照连接部件可以分为内部 总线和外部总线，内部总线连接 计算机内部各部件，外部总线连
接计算机与外部设备。
主板的结构与功能
主板的结构包括
处理器插座、内存插槽、扩展插槽、硬盘接口、电源接 口等。
主板的功能包括
提供各部件之间的连接，实现数据传输和控制信号传递 ；保障系统的稳定性和可靠性；提供系统扩展能力。
I/O数据传输方式
优点
CPU可以执行其他任务，适用于高速I/O 设备。
VS
缺点
需要设置中断控制器，实现起来较为复杂 。
I/O数据传输方式
优点
CPU不直接参与数据传输，适用于大数据块 传输。
缺点
需要设置DMA控制器，成本较高。
I/O设备控制方式
要点一
优点
简单、易于实现。
要点二
缺点
CPU效率低下，适用于慢速I/O设备。
计算机组成原理(本全ppt)
• 计算机系统概述 • 中央处理器(CPU) • 存储器系统 • 输入输出系统(I/O) • 总线与主板 • 计算机系统性能评价与优化
01
计算机系统概述
计算机的发展历程
PCI名词解释
PCI名词解释PCI是Peripheral Component Interconnect（外围组件互联）的缩写，是一种计算机总线结构和相应的标准。
它是一种用于计算机内部不同组件之间进行通信的接口标准，包括主板和各种设备，如显卡、声卡、网卡、硬盘控制器等。
PCI总线采用了复杂的并行传输技术和异步同步传输技术，具有高速传输、连续传输和可扩展性强的特点。
它使用32位或64位数据总线，并提供计算机与设备之间的双向数据传输。
这里解释一些与PCI相关的重要名词：1. 总线：计算机内部不同组件之间进行通信的路径。
总线包括数据总线、控制总线和地址总线。
2. 接口：两个或多个设备之间进行数据传输的连接点。
3. 插槽：主板上用于插入扩展卡的插座。
PCI插槽通常是白色或黑色的长条插槽。
4. 主板：计算机的核心部件，连接处理器、内存、硬盘等各种设备。
5. 扩展卡：插入到主板上的附加设备，如显卡、声卡、网卡等。
扩展卡通过插槽与主板连接。
6. 硬盘控制器：用于控制硬盘的设备或接口，使主板和硬盘能够进行通信。
7. 传输速度：PCI总线的数据传输速率，通常以兆字节每秒（Mbps）表示。
PCI传输速度包括PCI、PCI-X和PCI Express 等，每个版本都有不同的速率。
8. 总线主机（Bus Master）：能够主动发送和接收数据的设备，可以控制总线上的数据传输。
9. 总线仲裁（Bus Arbitration）：用于协调多个设备之间要求访问总线的机制。
在PCI总线上，每个设备都有一个唯一的ID，通过仲裁信号来确定哪个设备有权占用总线。
10. 冲突检测：用于检测两个或多个设备之间的冲突，防止资源分配和访问冲突。
11. 插槽编号：用于标识主板上PCI插槽的编号，从左上角开始计数。
总之，PCI是计算机内部各种设备之间通信的接口标准，它采用高速传输技术，并具有可扩展性强的特点。
通过PCI插槽，可以将各种扩展卡插入到主板上，以满足不同设备的需求。
Intel接口革命史——从总线看Intel主板芯片组发展历程
Intel接口革命史——从总线看Intel主板芯片组发展历程可以这样说，Intel处理器的成功，功劳有一半应记在自家的主板芯片组身上。
从经典的430HX、430TX、440BX到如今的9XX系列，正是由于历代Intel主板芯片组+Intel处理器的绝佳搭配，才成就了一个帝国的辉煌。
回首Intel主板芯片组的历程，我们除了可以看到其产品性能和功能不断进步外，更可清晰地看到，主板芯片组的发展史正是总线和接口技术的革命史。
正是总线和接口技术一步步不断发展，才有了如今高性能的主流电脑。
一、PCI总线的X86时代关键词：PCI、SDRAM、MMX430HX功能示意图386、486时代的主板芯片组市场群雄混战，进入586时代后，Intel凭借对自身CPU更了解的优势推出了430LX芯片组，并在随后的几次战役中一举取得了市场上的主动。
限于篇幅，我们只对这类早期芯片组做文字介绍。
第一款可称得上经典的Intel主板芯片组就是430HX。
430HX芯片组由一片82439HX和一片82371SB组成，采用了并行PCI体系结构，符合PCI 2.1标准，缩短了总线的等待时间，提高了PCI设备的速度和整个系统的性能；可支持通用串行总线（USB），支持EDO定时功能，系统内存最高可达512MB；支持P54C （Pentium）和P55C（Pentium MMX）CPU；支持双CPU结构，可组成对称处理器结构体系。
随后Intel又在430HX的基础上推出了其简化版本430VX，VX只支持单处器和最大256MB内存，但凭借较低的售价在消费级市场上走红。
而Intel 430TX芯片组（由82439TX和82371AB组成）则可看成是英特尔在586时代的颠峰之作。
它是Intel公司为配合Pentium MMX CPU而推出的芯片组，针对MMX技术进行了改进和优化，可达到更佳的多媒体应用效果。
正式支持SDRAM 内存，并支持SDRAM与EDO内存的混合使用。
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（2）ISA总线（图3-3） IBM公司在PC总线基础上增加36个引脚，形成了AT总 线。即从1982年以后，逐步确立的IBM公司工业标准体 系结构，简称为ISA（Industry Standard Architecture） 总线，有时也称为PC/AT总线。
图3-3 ISA总线插槽
2．MCA、EISA总线
❖ 按总线传送信息的类别，可把总线分为地址 总线、数据总线和控制总线。
❖ 按照总线传送信息的方向，可把总线分为单 向总线和双向总线。
❖ 按总线的层次结构可分为CPU总线、存储总 线、系统总线和外部总线。
cache
DRAM
CPU
Bridge /Memory controller
Audio
Video
LAN
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3.2.4 总线驱动和其他控制
总线驱动除考虑信号线外，电源的驱动能力 有时也是考虑的重要方面，特别是现在的一 些外设总线，设备的电源完全从总线获得， 更应该考虑这个问题。
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3.3 微机系统总线标准
3.3.1 系统总线标准 3.3.2 常见系统总线标准 3.3.3 其他总线
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（2）标准总线可以得到多个厂商的广泛支持，便于生产 与之兼容的硬件板卡和软件。 （3）模块结构方式便于系统的扩充和升级。 （4）便于故障诊断和维修，同时也降低了成本。
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3.1.3 总线分类和性能指标
1．总线有多种分类方法 2．性能指标
1．总线有多种分类方法
❖ 按相对于CPU与其他芯片的位置可分为片内 总线和片外总线。
❖ 总线带宽的计算公式如下：
❖ Q=f×W／N
表3-1 常见总线的带宽和传输率
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3.2 总线原理
3.2.1 总线的控制 3.2.2 数据传送 3.2.3 总线仲裁 3.2.4 总线驱动和其他控制
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3.2.1 总线的控制
总线的控制贯穿在从总线主部件申请使用总线 到数据传送完毕的整个过程，要经过几个步骤： 总线请求、总线仲裁、寻址、传送数据、检错 和出错处理。总线控制线路主要包括总线仲裁 逻辑、驱动器和中断逻辑等。
❖ （2）PCI总线（图3-4）
图3-4 PCI总线插槽
PCI局部总线的特点。
❖ 线性突发传输。 ❖ 存取延误极小。 ❖ 总线主控及同步操作。 ❖ 独立于CPU的结构。 ❖ 低成本、高效益。 ❖ 兼容性。 ❖ 预留发展空间。
本章学习目标
❖ 总线的基本概念、总线的分类、总线控制原 理
❖ 主板的基本组成和结构、作用和功能 ❖ 微机主板和总线标准的发展历程、主流技术
和最新发展动态
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3.1 总线基本概念
3.1.1 什么是总线
3.1.2 面向总线的体系结 构
3.1.3 标
总线分类和性能指
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3.1.1 什么是总线
3.3.1 系统总线标准
1．标准的重要性 2．系统总线标准的内容
❖ 系统总线通常为50~100根信号线，这些信号线可分为 五个主要类型：
❖ 数据线：决定数据宽度。 ❖ 地址线：决定直接选址范围。 ❖ 控制线：包括控制、时序和中断线，决定总线功能和适
应性的好坏。 ❖ 电源线和地线：决定电源的种类及地线的分布和用法。 ❖ 备用线：留给厂家或用户自己定义。
❖ （1）MCA总线 ❖ 1987年IBM公司为保护自身的利益，在宣布PC/2机器时，推
出相对封闭的微通道结构，简称为MCA总线，试图由该公司 加以专利控制。
❖ （2）EISA总线 ❖ 为了打破IBM的垄断，1988年9月，Compaq，AST，Epson，
HP，Olivetti，NEC等9家公司联合起来，推出了一种兼容性 更优越的总线，即EISA总线。
3．VESA、PCI总线
❖ （1）VESA总线
❖ 1 9 9 2 年 VESA（Video Electronics Standards Association 视 频 电 子 标 准 协 会 ） 联 合 6 0 余 家 公司，对PC总线进行了第五次创新，推出了 VESA Local Bus（简称VL总线）局部总线标 准VESA V1．0。
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3.3.2 常见系统总线标准
1．PC/XT、ISA（PC/AT）总线 2．MCA、EISA总线 3．VESA、PCI总线 4．AGP总线
1．PC/XT、ISA（PC/AT）总线
❖ （1）PC／XT总线
❖ PC/XT总线是一种开放式结构的计算机总线， 该底板总线有62个引脚，支持8位双向数据传 输和20位寻址空间，有8个接地和电源引脚、 25个控制信号引脚、1个保留引脚。总线底板 上有5个系统插槽，用于I/O设备与PC机连接。 该总线的特点是把CPU视为总线的惟一主控 设备，其余外围设备均为从属设备。
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3.2.2 数据传送
1．总线数据传输方式 2．总线传输方向 3．定时信号的实现方式 有三种：同步方式、异步方 式和半同步方式。
CLK ADT2
T3
TW
T4
地址输出 数据输入
图3-2 半同步方式数据传输时序图
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3.2.3 总线仲裁
根据总线控制部件的位置，控制方式可以分 成集中方式与分散方式两类。总线控制逻辑 集中在一处的，称为集中式总线控制。总线 控制逻辑分散在总线各部件中的，称为分散 式总线控制。
PCI Local Bus
SCSI
BUS Bridge
Graphics
ISA、 IDE Micro Channel
Base I/O
图3-1 现代微机总线机构示意图
2．性能指标
❖ 常用的量化指标如下： ❖ 总线带宽： ❖ 总线宽度： ❖ 工作频率：
❖ 总线带宽、总线宽度、总线工作频率三者 之间的关系就像高速公路上的车流量、车 道数和车速的关系。车流量取决于车道数 和车速，车道数越多、车速越快则车流量 越大：同样，总线带宽取决于总线宽度和 工作频率，总线宽度越宽、工作频率越高 则总线带宽越大。
总线能为多个部件服务，总线的基本工作方 式通常是由发送信息的部件分时地将信息发 往总线，再由总线将这些信息同时发往各个 接收信息的部件。究竟由哪个部件接收信息， 要由CPU给出的设备地址经译码产生的控制信 号来决定。
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3.1.2 面向总线的体系结构
（1）使各部件之间的关系转化为面向总线的单一关系： 设计和使用某一部件，无须考虑该部件和其他相应部件 间的复杂关系，只要满足它和总线之间的关系即可。