一.主機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)：
1.PC系統(tǒng)內(nèi)部組織基本方塊圖:
2.主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部基本架構(gòu)圖：
3.主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部基本方塊圖說(shuō)明:
3-1.頻率產(chǎn)生器:產(chǎn)生各個(gè)系統(tǒng)所需要的頻率，是傳送各種信號(hào)及數(shù)據(jù)的交通工具，以及各系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的同步信號(hào)，最主要是提供給 CPU 作為系統(tǒng)的處理頻率。
3-2.CPU 中央處理單元 :CPU 中央處理單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是整個(gè)系統(tǒng)的最高執(zhí)行單位，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理，執(zhí)行，控制，運(yùn)算的功能，整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度的快慢，取決于 CPU 的工作頻率。
3-3. ADDRESS BUS (地址總線) :CPU的地址線越多條，即代表主機(jī)系統(tǒng)，內(nèi)存擴(kuò)充能力愈強(qiáng)，自386 CPU 至PENTIUM 系列 CPU 主機(jī)其地址線有 A0-A31共有 32 條，其尋址的 能力有= 4GB 。
3-4.DATA BUS (數(shù)據(jù)總線) :CPU 的資料線越多條，代表每次傳送數(shù)據(jù)位數(shù)愈多，其數(shù)據(jù)搬運(yùn)的速度也愈快，486 的數(shù)據(jù)線是 32 條，所以是 32位的計(jì)算機(jī)，586 ，686 CPU 外部的數(shù)據(jù)線是 64 條，所以是 64 位的計(jì)算機(jī)。資料線愈多條，就像高速公路的線道愈多條 一樣，載運(yùn)旅客的流通量就愈大，速度就愈快。
3-5.CONTROL BUS (控制總線) :控制傳送地址信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)以及下達(dá)各種命令信號(hào)及控制信號(hào)的信道。
4.總線控制器 :接受 CPU 的命令，執(zhí)行 CPU 所要傳送的各種控制信號(hào)，如地址控制信號(hào) (ALE)、數(shù)據(jù)控制信號(hào) (DEN)、資料方向控制信號(hào) (DT/R) 以及代替 CPU 下達(dá)各種命令，如對(duì)內(nèi)存下達(dá)讀寫命令 (-MEMR、-MEMW)對(duì) I/O 下達(dá)讀寫命令(-IOR、-IOW)、對(duì)中斷控制器 (8259) 下達(dá) INTA 命令等，它也是一個(gè)執(zhí)行單位，是總經(jīng)理，在古時(shí)候，它的官位是替皇帝傳達(dá)圣旨及命令的太監(jiān)。
5.中斷控制器 :8259 是介于 CPU 與外面各種外圍設(shè)備溝通的橋梁，當(dāng)外界的外圍設(shè)備，要請(qǐng)求 CPU 來(lái)處理數(shù)據(jù)時(shí)候必須經(jīng)過(guò)中斷控制器 8259 來(lái)通知 CPU 處理，而且每次只能安排一種外圍設(shè)備，目前使用的通道有 IRQ0-IRQ15 共有15 種，如軟 碟、硬盤、鍵盤、打印機(jī)等是，這些通道，有些是專屬的，有些是大家公用的，同時(shí)要求處理時(shí)，中斷控制器還會(huì)比大小，大客戶優(yōu)先，小客戶稍待，所以中斷控制器，是安排各種不同的周客戶與總經(jīng)理見(jiàn)面的秘書。
6.主板 I/O :中斷控器 8259*2。外面的各種接口設(shè)備 (IRQ0-IRQ15)，經(jīng)中斷控制器的安排請(qǐng)求 CPU 來(lái)處理數(shù)據(jù)，是各外圍與 CPU 溝通的橋梁， 每次僅安排一個(gè)外圍與 CPU溝通。
7. DMA 控制器 8237*2 :外面的外圍設(shè)備，不經(jīng)過(guò)中斷控制器 (8259) 通知 CPU 處理數(shù)據(jù)，而直接由 DMA (8237) 的控制，把外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)直接傳送到內(nèi)存直接傳送到外圍設(shè)備，這種數(shù)據(jù)直接傳送的方式叫作 DMA (DIRECT MEMORY ACCESS)，這種傳送，在大量資料搬運(yùn)的時(shí)候，可以獲得較快的傳輸，但是要做 DMA 的控制以前，必須先獲得 CPU 的同意，整個(gè)系統(tǒng)的總線控制權(quán)交給 DMA 控制器 (8237) 來(lái)接管。目前作 DMA 的外圍，有軟盤、新型IDE 界面有 ULTRA DMA
二.主板界面卡 BUS 架構(gòu)圖:
1.主板界面：
2.什么叫主板芯片組的南橋與北橋 :
2-1.在 586/PENTIUM 系列的主板將功能較強(qiáng)，速度較快的負(fù)責(zé)與 CPU 主存儲(chǔ)器，內(nèi)存譯碼，AGP 的溝通，此晶就 好像較接近臺(tái)北，我們稱為北橋。
2-2.另一個(gè)次要的芯片組是負(fù)責(zé)控制速度較慢的 I/O 外圍，如 IDE PORT 的硬盤、光盤、PCI 所插的外圍 VGA CARD 網(wǎng)路卡、聲卡、USB 所插的 SCANNER 、數(shù)字相機(jī)、MOUSE 以及 ISA 擴(kuò)展槽所插的接口外圍等，都是由離 CPU 較遠(yuǎn)程的芯片組來(lái)控制，就像南部的高雄，我們稱為南橋。
3.什么叫 IRQ
所謂 IRQ (INTERRUPT REQUEST)，IRQ 是透過(guò)中斷控制器對(duì) CPU 要求中斷，請(qǐng)求 CPU 處理數(shù)據(jù)的一種信號(hào)，主機(jī)板內(nèi)部有兩個(gè)中斷控制器 (8259*2)，第一個(gè) (MASTER 8259) 中斷控制器能接受八種不同外圍 (IRQ0-IRQ7)，第二、個(gè) (SLAVE 8259)中斷控制器接受 (IRQ8-IRQ15)。以下為 IRQ 編號(hào)及說(shuō)明:IRQ0 : 主機(jī)內(nèi) 8254-10 腳，定時(shí)器輸出，每隔 55ms 產(chǎn)生一個(gè) CLK 提供給中斷控制器 8259-18 腳 IRQ0，作系統(tǒng)計(jì)時(shí)用。
· IRQ1 : 鍵盤使用，經(jīng) 8042 KEYBOARD BIOS 提供 8259-19 腳通知 CPU 中斷處理。
· IRQ2 : 接收第二個(gè) SLAVE 8259 代表 IRQ8-IRQ15 所接的外圍設(shè)備通知 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)，或聲霸卡。
· IRQ6 : FLOPPY DISK 軟盤驅(qū)動(dòng)器。
· IRQ7 : PARALLEL PORT1 并列 PORT1 (LPT1)，一般接打印機(jī)或光盤。
· IRQ8 : 時(shí)鐘鬧鈴 REAL TIME CLK 由146818 CMOS IC 提供。
· IRQ9 : 軟件中斷指向 IRQ2。
· IRQ10 : 保留或 PCI VGA CARD。
· IRQ11 : 保留或 IDE3。
· IRQ12 : 保留或 PS2 MOUSE。
· IRQ13 : 數(shù)學(xué) CPU 浮點(diǎn)運(yùn)算器錯(cuò)誤 (80287/80387)。
· IRQ14 : 第一組 HARD DISK (IDE 1)。
· IRQ15 : 第二組 HARD DISK (IDE 2)。
IRQ優(yōu)先級(jí) :
IRQ0->IRQ1->IRQ2->IRQ8->IRQ9->IRQ10->IRQ11->IRQ12->IRQ13->IRQ14->IRQ15->IRQ3->IRQ4->IRQ5->IRQ6->
IRQ7 。
4 . 什么叫 AGP 總線 :
所謂 AGP (ACCELERATED GRAPHIC PORT) 加速繪圖埠 ，其最主要的架構(gòu)是在 AGP 芯片的影像繪圖卡與主存儲(chǔ)器之間專屬的信道， 使主存儲(chǔ)器的 DRAM MODULE 與影像繪圖卡的 VIDEO RAM 建立一條新的數(shù)據(jù)傳輸信道，讓影像信號(hào)直接與 CPU 溝通不需要經(jīng)過(guò) PCI BUS 的通道，AGP BUS 為 32 BIT 資料及 66 MHZ 帶寬的總線，速度較 PCI 為快，為 PCI BUS 的 4 倍，可將影像圖形的數(shù)據(jù)直接由 CPU 置于主存儲(chǔ)器內(nèi)，再由快速的 AGP 的系統(tǒng)芯片組與外界作影像圖形數(shù)據(jù)的傳送。
5 . 什么叫 BIOS :
BIOS 是BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM 的縮寫，控制整個(gè)系統(tǒng)基本的輸入/輸出系統(tǒng)，它是一個(gè)韌體(硬件+軟件)的結(jié)構(gòu)，是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂，就像是公司最高決策單位 ，發(fā)號(hào)施令，領(lǐng)導(dǎo)整個(gè)公司的董事長(zhǎng)。當(dāng)我們一開(kāi)機(jī)，CPU (總經(jīng)理) 立即會(huì)奔向 BIOS (董事長(zhǎng)) 住的地址 (FFFFFF0H)，打開(kāi)大門去讀取一些智能領(lǐng)取控制整個(gè)系統(tǒng)的指令，然后作主機(jī)系統(tǒng)的自我測(cè)試，CMOS 設(shè)定檢查….etc。
.6什么叫 DRQ :所謂 DRQ是指 (DMA REQUEST) ，外界外圍設(shè)備不一定透過(guò) IRQ 的方式經(jīng)過(guò) 8259 來(lái)通知 CPU，請(qǐng)求 CPU 來(lái)處理資料，也可以透過(guò) DMA 控制器 8237 的 IC 來(lái)控制即可，但是首先要經(jīng)過(guò) CPU 同意。在主板內(nèi)有兩個(gè) 8237，一個(gè)8237 (DRQ0-DRQ3)，是控制八位適配卡 DMA 控制器，另一個(gè) 8237 (DRQ4-DRQ7) 是控制十六位 DMA 控制器以下為 DRQ 編號(hào)及說(shuō)明 :
· DRQ0 : 保留。
· DRQ1 : 聲卡。
· DRQ2 : 磁盤驅(qū)動(dòng)器專用。
· DRQ3 : 保留。
· DRQ4 : 由第一個(gè) 8237 DMA 控制器串接至 DRQ。
· DRQ5 : 聲霸卡使用。
· DRQ6 : 一般 SCSI 卡。
DRQ7 : 保留 (網(wǎng)絡(luò)卡/MPEG CARD)。
三.有關(guān)于CPU
1.什么是CPU :CPU 是中央處理單元，CENTRAL PROCESSING UNIT 的縮寫，是整個(gè)系統(tǒng)的核心，也是整個(gè)系統(tǒng)最高的執(zhí)行單位，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)指令的執(zhí)行，算數(shù)與邏輯的運(yùn)算，數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與搬移，以及對(duì)內(nèi)對(duì)外輸出與輸入的控制。
2. CPU 主要的兩大單元 :CU : CONTROL UNIT 負(fù)責(zé)控制指揮協(xié)調(diào) CPU 內(nèi)外各單元之執(zhí)行、暫存、堆棧、運(yùn)算、譯碼、交換、為計(jì)算機(jī)的控制中心。ALU : ARITHMETIC & LOGICAL UNIT 執(zhí)行算術(shù)及邏輯運(yùn)算。
3 . 什么是CPU 的工作頻率 :每一個(gè) CPU 都有一個(gè)叫 CLOCK 的接腳，簡(jiǎn)稱 CLK ，也就是提供給 CPU 處理數(shù)據(jù)的工作頻率，有時(shí)我們稱為頻率， 以 MHZ (MEGA HETTZ )為單位，提供給 CPU 頻率的高低，牽涉到 CPU 的倍頻或除頻，此內(nèi)部的頻率，才是 CPU 執(zhí)行指令的工作頻率。
4 . 什么是CPU 的外頻，倍頻，內(nèi)頻 : 頻率產(chǎn)生器提供給 CPU 的處理頻率，也就是提供給 CPU 使用的頻率，它會(huì)隨著 CPU 的型號(hào)規(guī)格而不同，早期 286/386 的 CPU 因?yàn)樗膬?nèi)部有除以 2 的除頻電路，如 80286-20，80386-20，則 CPU 外部頻率產(chǎn)生器會(huì)提供 40 MHZ 的頻率給 CPU，在經(jīng) CPU 內(nèi)部除以 2 即為 80286-20 或 80386-20 的20 MHZ 的處理頻率。但是自 486DX2，486DX4，PENTIUM CPU 以后，CPU 的內(nèi)部以倍頻型態(tài)出現(xiàn)，一方面在 CPU 內(nèi)部倍頻較不影響外部的外圍設(shè)備，CPU 可以作 1.5/2/3/3.5/4/4.5/5/6/6.5/7 倍頻的提升。
5.CPU 的外頻 :在CPU 外部還沒(méi)經(jīng)過(guò) CPU 內(nèi)部的頻率，一般由頻率產(chǎn)生器提供，也就是 CPU BUS 的頻率，有時(shí)稱 LOCAL BUS一般 CPU 外部也有除頻的電路，現(xiàn)在大部份都由多頻多任務(wù)頻率產(chǎn)生器產(chǎn)生，現(xiàn)在 CPU 的外頻大部份為 50/60/66/75/83/100/133/200 。
5-1.CPU 的倍頻 :在 CPU 內(nèi)部經(jīng)過(guò) CPU 內(nèi)部作倍頻的轉(zhuǎn)換，在提供給 CPU 作為 CPU 內(nèi)部的處理頻率。
5-2.CPU 的內(nèi)頻 :外部的頻率經(jīng)過(guò) CPU 的倍頻，作為 CPU 的處理頻率，即為 CPU 的內(nèi)頻。
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