1、计算机原理讲义教员信息l姓 名：李卓函l单 位：电信学部 控制科学与工程学院l办公室：创新院大厦A714lEmail：l课程资源：课件：FTP:/202.118.75.254论坛：碧海青天BBS电脑空间微机原理及应用计算机原理讲义期末成绩计算期末总成绩 =期末考试卷面成绩 70%+期中考试卷面成绩 20%+平时成绩（10%）期中考试时间：第10周期末考试时间：期末考试周三次无故缺席者将取消考试资格！三次无故缺席者将取消考试资格！计算机原理讲义参考教材l课程名称：计算机原理l参考教材：微型计算机技术及应用（第4版），戴梅萼、史嘉权，清华大学出版社IBM-PC汇编语言程序设计沈美明、温冬禅，清华大
2、学出版社16/32位微机原理、汇编语言及接口技术钱晓杰，机械工业出版社l本课主要围绕PC机，分析微机的原理以及设计方法l如何学习计算机原理这门课？计算机原理讲义目录l第一章 微型计算机概述l第二章 16位微处理器8086l第三章 指令系统l第四章 汇编语言程序设计l第五章 存储器l第六章 输入/输出接口设计l第七章 中断系统l第八章 可编程接口芯片l第九章 AD/DA 转换l第十章 串行通信计算机原理讲义概述第一章 微型计算机概述计算机原理讲义微机基本组成一 微型计算机（Micro-Computer)CPU中央处理单元M(Memory)存储器I/O口I/O设备DBCBAB主机外设CPU(中央处
3、理单元)ALU(算术逻辑单元)控制器Memory(存储器)RAM(读写存储器)ROM(只读存储器)I/O接口主机与外设的匹配连接BUS(总线)AB(地址总线)DB(数据总线)CB(控制总线)CPU-Central Processing UnitALU-Arithmetic Logic Unit计算机原理讲义总线v总线定义：计算机用来传输信息的一组通信线。按传输内容分类：地址总线(AB-Address Bus)用于传递地址信息，单向，成组使用用于传递地址信息，单向，成组使用地址总线的宽度决定了地址总线的宽度决定了CPUCPU直接寻址内存的范围直接寻址内存的范围如：如：80868086有有2020
4、根地址线，即地址总线宽度为根地址线，即地址总线宽度为2020位，位，可寻址可寻址220B=1MB220B=1MB 数据总线（DB-Data Bus)用于传递数据信息，双向，成组使用用于传递数据信息，双向，成组使用计算机的位一般是指数据总线的宽度计算机的位一般是指数据总线的宽度如：如：80868086有有1616根数据线，因此根数据线，因此80868086为为1616位机位机计算机原理讲义总线控制总线(CB-Control Bus)用于传输控制信号，以便控制计算机各部件协调工作用于传输控制信号，以便控制计算机各部件协调工作 各自独立使用，有发出，也有接收各自独立使用，有发出，也有接收 如：如：C
5、PUCPU向存储器发出的读信号、写信号向存储器发出的读信号、写信号v地址数据复用总线 地址总线与数据总线共用一组通信线，分时传送地址地址总线与数据总线共用一组通信线，分时传送地址信息和数据信息（由同步信号区分），节省信息和数据信息（由同步信号区分），节省CPUCPU引脚引脚计算机原理讲义微型计算机系统二 微型计算机系统（MCS-Micro-Computer System）以微型计算机为主体，配上系统软件就构成微型计算机系统。以微型计算机为主体，配上系统软件就构成微型计算机系统。系统软件包括操作系统和一系列系统应用程序系统软件包括操作系统和一系列系统应用程序如编辑程序、编译程序、调试程序等如编辑
6、程序、编译程序、调试程序等有了系统软件才能发挥微机的硬件功能有了系统软件才能发挥微机的硬件功能外设外设输入设备：鼠标、键盘、扫描仪输入设备：鼠标、键盘、扫描仪输出设备：显示器、打印机、投影仪输出设备：显示器、打印机、投影仪计算机原理讲义计算机主机图片计算机原理讲义计算机主板图片计算机原理讲义IBM PC/XT系统板框图CPU80888284A时钟发生器时钟发生器扩展插槽扩展插槽62芯总线芯总线地址地址锁存器锁存器数据数据收发器收发器8288总线控制器总线控制器8087协处理器协处理器8259中断控制器中断控制器8253计数器计数器/定时器定时器8255并行接口并行接口RAMROM键盘接口键盘接
7、口扬声器接口扬声器接口8237DMA控制器控制器地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线键盘键盘IBM PC/XT：基于8088 CPU，准16位机，16位CPU内部DB，8位外部DB，10MB硬盘IBM PC/AT：基于80286 CPU，配置16位ISA总线计算机原理讲义微处理器、单板机和单片机概念v 微处理器 专指中央处理器专指中央处理器(CPUCPU)，是将，是将计算机的运算器计算机的运算器(ALU)(ALU)和和控控制器集成在一个芯片上。制器集成在一个芯片上。如：如：80868086，8038680386，PentiumPentium，PIIPII等等v 单板机 将将CPUC
8、PU、存储器、存储器、I/OI/O口以及口以及简单的外设简单的外设集成集成在一块板上在一块板上，是一个简单的计算机系统。如：是一个简单的计算机系统。如：TP801ATP801A等。等。v 单片机 将将CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O口集成在一个芯片上。如：口集成在一个芯片上。如：Intel Intel MCS-48MCS-48，MCS-51MCS-51，MCS-96MCS-96等等计算机原理讲义微型计算机发展年代型号位数集成度（万）特点1971 404040.21974 808080.51978 8086162.91982 8028616101985 803863227.51988
9、80486321001个定点处理器，1个浮点处理器1989 80860321001993 Pentium323102个定点处理器，1个浮点处理器CPU片内32位DB，片外64位DB1995 P.Pro645504个定点处理器，2个浮点处理器1997 Pentium II64750片内集成2级Cache1999 Pentium III6428102000 Pentium 644200计算机原理讲义微型计算机发展1.1.CPUCPU位数不断增加，集成度不断提高，频率不断提高位数不断增加，集成度不断提高，频率不断提高v计算机的位计算机的位CPUCPU片内数据总线的宽度决定了计算机的位数片内数据总线的
10、宽度决定了计算机的位数 如：如：8 8位，位，1616位，位，3232位，位，6464位，位，128128位位准准1616位机位机：CPUCPU片内数据线宽度为片内数据线宽度为1616位，片外数据线宽度为位，片外数据线宽度为8 8位位 如：如：80888088，809880982.2.由单处理器向多处理器发展由单处理器向多处理器发展3.3.指令系统由复杂指令集向精简指令集发展指令系统由复杂指令集向精简指令集发展复杂指令集计算机复杂指令集计算机（CISC Complex Instruction Set Computer）精简指令集计算机精简指令集计算机（RISC Reduced Instruct
11、ion Set Computer）Intel在在Pentium之前的之前的CPU均属于均属于CISC体系，从体系，从Pentium开开始将始将CISC和和RISC相结合，相结合，Pentium大多数指令是精简指令，但仍大多数指令是精简指令，但仍保留了一部分复杂指令保留了一部分复杂指令计算机原理讲义计算机中的信息表示四 计算机中的信息表示1.计算机使用二进制存储，但书写时常用计算机使用二进制存储，但书写时常用16进制进制计算机内所有代码以二进制表示，机器码又称二进制码计算机内所有代码以二进制表示，机器码又称二进制码1 1位位1616进制数对应半个字节（进制数对应半个字节（4 4位二进制码）位二进
12、制码）例例 10001000 01010101 B B 二进制二进制 8 5 H 168 5 H 16进制进制注：书写注：书写1616进制数时，若最高位是字母，则前面加进制数时，若最高位是字母，则前面加0 0，表示是数据，表示是数据如如0FEH0FEH一些进制的简化符号一些进制的简化符号:2 2进制进制 -B(Binary)-B(Binary)、1616进制进制 H(Hex)H(Hex)8 8进制进制 -O(Octal)-O(Octal)、1010进制进制 -D(Decimal)-D(Decimal)计算机原理讲义无符号数表示2.无符号数表示无符号数表示A.二进制无符号数二进制无符号数 码值与
13、数值相等码值与数值相等 一个一个n n位二进制无符号数表示的范围是位二进制无符号数表示的范围是0 0(2n-1)(2n-1)例：例：8 8位二进制无符号数表示的范围是位二进制无符号数表示的范围是0 0255255 16 16位二进制无符号数表示的范围是位二进制无符号数表示的范围是0 06553565535B.B.BCDBCD码码(Binary Coded Decimal)(Binary Coded Decimal)用半个字节表示用半个字节表示1 1位十进制数位十进制数压缩压缩BCDBCD码码:用用1 1个字节表示个字节表示2 2位位BCDBCD码，又称码，又称8421BCD8421BCD码码非
14、压缩非压缩BCDBCD码：用码：用1 1个字节的低四位表示个字节的低四位表示1 1位位BCDBCD码，高四位忽略码，高四位忽略 例例 0011 1001 b 0011 1001 b 在压缩格式下表示：在压缩格式下表示：3939 在非压缩格式下表示：在非压缩格式下表示：9 9计算机原理讲义有符号数表示3.有符号数表示有符号数表示A.A.原码原码 将最高位作为符号位，正数的符号位为将最高位作为符号位，正数的符号位为0 0，负数的符号位为，负数的符号位为1 1，余下，余下的其他位为数值位的其他位为数值位B.B.反码反码正数的反码与原码相同；正数的反码与原码相同；负数的反码由该负数的原码按位取反负数的
15、反码由该负数的原码按位取反(符号位除外符号位除外)得到得到 C.C.补码补码正数的补码与原码相同。正数的补码与原码相同。负数的补码由该负数的原码按位取反负数的补码由该负数的原码按位取反(符号位除外符号位除外)加加1 1得到得到计算机内有符号数默认用补码表示计算机内有符号数默认用补码表示计算机原理讲义有符号数范围v一个字节有符号数范围一个字节有符号数范围原码表示：原码表示：-127-127+127 +127 有有+0+0，-0-0 1111 1111b 1111 1111b 1000 0000b-0000 0000b 1000 0000b-0000 0000b 0111 1111 0111 11
16、11 -127 -0 +0 +127 -127 -0 +0 +127反码表示：反码表示：-127-127+127 +127 有有+0+0，-0-0 1000 0000b 1000 0000b 1111 1111b 1111 1111b 0000 0000b 0000 0000b 0111 1111b 0111 1111b -127 -0 +0 +127 -127 -0 +0 +127补码表示：补码表示：-128-128+127 +127 只有一个只有一个0 0 1000 0000b 1000 0000b 1111 1111b-0000 0000b 1111 1111b-0000 0000b 0
17、111 1111b 0111 1111b -128 -1 0 127 -128 -1 0 127一个字的补码表示范围一个字的补码表示范围:-32768 +32767(只只 有一个有一个0)1000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111-32768-10000 0000 0000 0000 0111 1111 1111 11110+32767计算机原理讲义v 举例说明举例说明 计算机内一个字节为计算机内一个字节为 8181H H 1000 0001b1000 0001b二进制二进制 129 129（二进制无符号数）（二进制无符号数）BCDBCD码码 81 81 （
18、压缩格式（压缩格式BCDBCD码）码）原码原码 -1-1反码反码 -126-126（1111 1110b 1111 1110b 1000 0001b 1000 0001b）补码补码 -127-127（1111 1111b 1111 1111b 1000 0000b 1000 0000b1000 0001b1000 0001b）一个代码，赋予不同类型，其数值不一样。而类型要由一个代码，赋予不同类型，其数值不一样。而类型要由人编程指定人编程指定数码表示举例取反取反取反取反加加1 1原码原码反码反码补码补码计算机原理讲义溢出判断 数学运算时，结果超出运算数所表示范围则会产生数学运算时，结果超出运算数
19、所表示范围则会产生“溢出溢出”无符号数无符号数：通过进位或借位标志：通过进位或借位标志C标记标记“溢出溢出”，避免产，避免产生错误结果生错误结果有符号数有符号数：用标志：用标志O标记标记“溢出溢出”，表示运算结果错误，表示运算结果错误字节运算，结果超出字节运算，结果超出-128-128127127，则为溢出，则为溢出字运算，结果超出字运算，结果超出-32768-327683276732767，则为溢出，则为溢出v双高位判别法双高位判别法 最高位（符号位）是否有进位最高位（符号位）是否有进位CsCs异或次高位（数值异或次高位（数值的最高位）是否有进位的最高位）是否有进位CpCp。溢出。溢出=Cs
20、 Cp=Cs Cp例例1 1：31-17=31-17=？0001 1111 b (310001 1111 b (31补码补码)+1110 1111 b (-17 +1110 1111 b (-17补码补码)1 0000 1110 b=+14(1 0000 1110 b=+14(无溢出）无溢出）。例例2 2：127+127=127+127=？0111 1111 b (1270111 1111 b (127补码补码)+0111 1111 b (127 +0111 1111 b (127补码补码)1111 1110 b=-2(1111 1110 b=-2(溢出溢出)。小数的定点和浮点表示，请查看相关
21、书籍小数的定点和浮点表示，请查看相关书籍计算机原理讲义字符代码ASCII码4.字符代码字符代码A.ASCII码码 美国标准信息交换码美国标准信息交换码用用7 7位二进制数表示位二进制数表示128128个字符个字符 包含包含2626个英文大、小写字母，数字个英文大、小写字母，数字0 09 9，符号和命令符等，符号和命令符等ASCIIASCII码在计算机内用一个字节表示，最高位一般为码在计算机内用一个字节表示，最高位一般为0 0，计计算机与外设交换信息一般都用算机与外设交换信息一般都用ASCIIASCII码码 如：字符显示器，字符打印机等如：字符显示器，字符打印机等 注：注：需牢记字符需牢记字符
22、0 09 9,A AF F，a af f的的ASCIIASCII码分别为码分别为30H30H39H,41H39H,41H46H46H，61H61H66H66HB.汉字内码汉字内码 GB2312GB2312定义了定义了67636763个汉字，其中一级字库个汉字，其中一级字库37553755字，二级字库字，二级字库30083008字字计算机原理讲义硬件基础知识v硬件基础知识补充 计算机硬件主要由逻辑门、触发器（计算机硬件主要由逻辑门、触发器（D D触发器）和三态触发器）和三态门构成，使用器件为门构成，使用器件为CMOSCMOS、TTLTTL和和NMOSNMOS。TTLTTL和和CMOSCMOS电平
23、范围如下表所示：电平范围如下表所示：单位单位(V)GNDVoLViLVtViHVoHVCC5V TTL00.40.81.522.453.3V CMOS00.40.81.522.43.35V CMOS00.41.52.53.54.445计算机原理讲义硬件基础知识要了解逻辑电平的内容，首先要知道以下几个概念的含义：要了解逻辑电平的内容，首先要知道以下几个概念的含义：1 输入高电平（输入高电平（ViH）：保证逻辑门输入为高电平时所允许的最小输入保证逻辑门输入为高电平时所允许的最小输入电压，当输入电平高于电压，当输入电平高于ViH时，则认为输入电平为高电平。时，则认为输入电平为高电平。2 输入低电平（
24、输入低电平（ViL）：保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输：保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入电压，当输入电平低于入电压，当输入电平低于ViL时，则认为输入电平为低电平。时，则认为输入电平为低电平。3 输出高电平（输出高电平（VoH）：保证逻辑门的输出为高电平时的最小输出电压，：保证逻辑门的输出为高电平时的最小输出电压，逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此VoH。4 输出低电平（输出低电平（VoL）：保证逻辑门的输出为低电平时的最大输出电压，：保证逻辑门的输出为低电平时的最大输出电压，逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此逻辑门的
25、输出为低电平时的电平值都必须小于此VoL。5 阀值电平阀值电平(Vt)：数字电路芯片都存在一个阈值电平，就是电路刚刚数字电路芯片都存在一个阈值电平，就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于ViL、ViH之间的电压值，对于之间的电压值，对于CMOS电路的阈值电平，基本上是二分之一的电源电压值，但要保证稳电路的阈值电平，基本上是二分之一的电源电压值，但要保证稳定的输出，则必须要求输入高电平定的输出，则必须要求输入高电平 ViH，输入低电平，输入低电平ViH，而如果输，而如果输入电平在阈值上下，也就是入电平在阈值上下，也就是ViLViH这个区域，电路的输出
26、会处于不稳这个区域，电路的输出会处于不稳定状态定状态 计算机原理讲义逻辑门一.逻辑门1.与逻辑与门输入同时有效时，输出有效与门输入同时有效时，输出有效小圆圈为状态符号，代表低电平小圆圈为状态符号，代表低电平有效，可加在输出或输入端有效，可加在输出或输入端2.或逻辑 或门输入任一有效，输出有效或门输入任一有效，输出有效3.输出门 L1L2CSL1L2CS或门可实现负逻辑的或门可实现负逻辑的与与操操作作计算机原理讲义二.三态缓冲器1.三态门OEOE为低电平，为低电平，F=A F=A OEOE为高电平，为高电平，F F浮空浮空 可以由与可以由与F F相连的其他输出器件输出相连的其他输出器件输出三态缓
27、冲器AFOE74LS125计算机原理讲义74LS12574LS125三态门内部电路三态门内部电路计算机原理讲义1A11A21A31A42A12A22A32A41Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4G1G274LS244单向三态缓冲器2.单向三态缓冲器 74LS244 74LS24474LS244为为TTLTTL的单向三态缓的单向三态缓冲器，有两个三态控制使能引冲器，有两个三态控制使能引脚脚G1G1和和G2G2分别控制分别控制4 4个三态门个三态门当当G1G1为低电平，为低电平，1 1A A输出到输出到1Y1Y当当G2G2为低电平，为低电平，2 2A A输出到输出到2 2Y Y当当G1
28、G1、G2G2为高电平时，输出为高电平时，输出为三态为三态计算机原理讲义双向三态缓冲器3.双向三态缓冲器 74LS245或INTEL 828674LS24574LS245为为TTLTTL双向三态缓冲器，有控制引脚双向三态缓冲器，有控制引脚DIRDIR和和ENEN当当ENEN为低电平，三态门导通为低电平，三态门导通:DIRDIR为高电平，由为高电平，由A A传输传输到到B BDIRDIR为低电平，由为低电平，由B B传输传输到到A AENEN为高电平时，为高电平时，A A、B B均为三态均为三态A1A2A3A4A5A6A7A8DIRENB1B2B3B4B5B6B7B874LS245计算机原理讲义
29、锁存器三.锁存器1.D触发器DCQQDCQQDCQQRS1)电平锁存电平锁存2)上升沿锁存上升沿锁存3)带异步清带异步清0的的上升沿锁存上升沿锁存74LS74内部电路内部电路计算机原理讲义74LS2732.具有异步清零的TTL上升沿锁存器74LS273 当当CLKCLK上升沿到来时，将输入端上升沿到来时，将输入端的数据的数据D0D0D7D7锁存到输出端锁存到输出端Q0Q0Q7Q7，当当CLRCLR为低电平时将锁存器输出清为低电平时将锁存器输出清零零D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0CLKCLR74LS273计算机原理讲义电平锁存器3.具有缓冲输出的TTL低电平锁存
30、器74LS373或INTEL8282O OE E为低电平时为低电平时，输出三态门打开，此时，输出三态门打开，此时LELE为高电平，为高电平，Q7Q7Q0Q0跟随跟随D7D7D0D0LELE为低电平为低电平，数据锁存数据锁存OEOE为高电平为高电平时时，输出，输出Q7Q7Q0Q0为三态为三态D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0LEOE74LS373计算机原理讲义74LS373内部电路74LS373功能框图功能框图74LS374内部电路内部电路74LS374为具有为具有缓冲输出的上升缓冲输出的上升沿锁存器沿锁存器计算机原理讲义计算机内的总线连接v计算机内的总线连接 为减
31、少计算机内各部件之间的连线，采用为减少计算机内各部件之间的连线，采用总线结构总线结构，使各部件共用一组数据线。使各部件共用一组数据线。输入数据输入数据到总线的部件，一定要到总线的部件，一定要使用三态电路作缓冲使用三态电路作缓冲需输出数据时，打开三态门，占用总线，传输信息需输出数据时，打开三态门，占用总线，传输信息不输出时，关闭三态门，使输出处于高阻状态，让出总线，不不输出时，关闭三态门，使输出处于高阻状态，让出总线，不影响其它部件使用总线影响其它部件使用总线从总线从总线输出数据输出数据的部件，常的部件，常采用采用D D触发器锁存触发器锁存总线数据总线数据常用总线技术常用总线技术时分技术：时分技
32、术：计算机内各部件之间的信息传送分时进行计算机内各部件之间的信息传送分时进行频分技术：频分技术：CATV CATV 有线电视，分频复用有线电视，分频复用计算机原理讲义分时传送原理TBTA信息AOEOE缓冲器A缓冲器BCLKCCLKD锁存器C锁存器DCLKCLK信息B总线第第1 1时刻时刻信息信息A A传送给锁存器传送给锁存器C C：使：使TATA CLKCCLKC有效，即一个负脉冲，有效，即一个负脉冲，且且TBTB和和CLKDCLKD应应保持保持无效；无效；第第2 2时刻时刻信息信息B B传送给锁存器传送给锁存器D D：使：使TBTB CLKDCLKD有效，即一个负脉冲，有效，即一个负脉冲，且
33、且TATA和和CLKCCLKC应应保持保持无效；无效；计算机原理讲义总线的分类（按位置分）一个计算机系统包含多种类型总线，按所处一个计算机系统包含多种类型总线，按所处位置位置可分为：可分为：1.内部总线内部总线位于位于CPU芯片内，用于连接片内各功能部件的总线芯片内，用于连接片内各功能部件的总线内部总线的对外引线叫做内部总线的对外引线叫做CPU总线总线2.局部总线局部总线位于主机板上，用于连接主机板上各个主要部件，并通过扩展槽位于主机板上，用于连接主机板上各个主要部件，并通过扩展槽连接各种适配器（显卡、网卡、声卡）连接各种适配器（显卡、网卡、声卡）常见的有常见的有ISA、EISA、PCI总线总
34、线ISA Industry Standard ArchitectureEISA Extension Industry Standard ArchitecturePCI Peripheral Component Interconnect3.系统总线系统总线位于机箱底板，多个位于机箱底板，多个CPU插件板以此互相连接插件板以此互相连接在在PC机中，一般不用，常见的有机中，一般不用，常见的有MULTIBUS、VME等等计算机原理讲义总线的分类（按位置分）4.外部总线外部总线 是微机与外部设备之间或几个微机系统之间的通信总线，如：是微机与外部设备之间或几个微机系统之间的通信总线，如：IDE(Integ
35、rated Drive Electronic)总线，专用于连接硬盘总线，专用于连接硬盘SCSI(Small Computer System Interface)，专用于连接硬盘，专用于连接硬盘Centronics总线，用于与并行打印机连接总线，用于与并行打印机连接USB(Universal Serial Bus)总线，用于连接总线，用于连接USB设备设备计算机原理讲义总线性能指标v总线性能主要从三方面来衡量1.总线宽度：总线宽度：指总线一次可以同时传输的数据位数指总线一次可以同时传输的数据位数如：如：ISA为为16位总线，一次可传输位总线，一次可传输16位二进制数位二进制数 EISA、PCI为
36、为32位总线位总线2.总线频率：总线频率：指总线每秒能传输数据的次数指总线每秒能传输数据的次数如：如：ISA、EISA的频率为的频率为8MHz PCI的频率为的频率为33MHz，PCI-2的频率为的频率为66MHz3.传输率：传输率：指每秒钟能够传输的字节数，用指每秒钟能够传输的字节数，用MB/s表示表示传输率传输率=宽度宽度/8 频率频率例：例：PCI总线宽度为总线宽度为32位，频率为位，频率为33MHz，则，则 传输率传输率=32b/8 33=132MB/s 即即PCI总线每秒能够传输总线每秒能够传输132M字节字节计算机原理讲义微机的层次化总线CPU协处理器协处理器二级二级CachePC
37、I总线控制器总线控制器（PCI桥）桥）主存储器主存储器高速图形卡高速图形卡显示器显示器PCI转换桥转换桥PCI-ISA/EISAPCI总线控制器总线控制器PCI卡卡PCI卡卡PCI卡卡PCI卡卡ISA卡卡ISA卡卡EISA卡卡CPU总线总线PCI总线总线AGPPCI总线总线ISA/EISA总线总线CPUCPU总线：总线：CPUCPU芯片内部总线芯片内部总线的对外引线，连接与的对外引线，连接与CPUCPU最密最密切、速度最快的部件，如二切、速度最快的部件，如二级级CacheCache计算机原理讲义微机的层次化总线说明1.CPU1.CPU总线总线CPUCPU芯片内部总线的对外引线芯片内部总线的对外
38、引线连接与连接与CPUCPU最密切、速度最快的部件，如二级最密切、速度最快的部件，如二级CacheCache2.PCI2.PCI总线控制器总线控制器像桥梁一样，一边连接像桥梁一样，一边连接CPUCPU总线，一边连接总线，一边连接CPUCPU访问相对频繁、速度相对访问相对频繁、速度相对较快的部件，又称较快的部件，又称“PCIPCI桥桥”如：通过如：通过PCIPCI总线连接主存储器，通过总线连接主存储器，通过AGPAGP总线连接高速图形卡总线连接高速图形卡可级联下一级可级联下一级PCIPCI总线控制器，形成多级总线控制器，形成多级PCIPCI总线，容纳更多总线，容纳更多PCIPCI卡卡3.PCI3
39、.PCI转换桥转换桥 完成完成PCIPCI总线与总线与ISAISA或或EISAEISA总线的连接转换总线的连接转换计算机原理讲义微机的层次化总线说明4.ISA4.ISA总线：总线：总线宽度总线宽度1616位，总线频率位，总线频率8MHz8MHz，传输率，传输率16MB/s16MB/s2424位地址线，位地址线，1616位数据线位数据线由主槽和扩展槽两部分组成，主槽为由主槽和扩展槽两部分组成，主槽为6262脚，对应早期脚，对应早期IBM PC/XTIBM PC/XT系统的系统的6262芯总线槽，扩展槽为芯总线槽，扩展槽为3636脚脚为和大量为和大量ISAISA适配卡兼容，目前计算机仍然通过适配卡
40、兼容，目前计算机仍然通过“桥桥”来扩展来扩展ISAISA总线总线5.EISA5.EISA总线：总线：是是ISAISA的扩展，总线宽度的扩展，总线宽度3232位，总线频率位，总线频率8MHz8MHz，传输率，传输率32MB/s32MB/s3232位地址线，位地址线，3232位数据线，能自动进行位数据线，能自动进行8 8位、位、1616位、位、3232位数据访问位数据访问共共198198条信号线，条信号线，9898条为条为ISAISA原有的，扩展了原有的，扩展了100100条信号线条信号线6.PCI6.PCI总线：总线：目前微机中应用最广泛的局部总线目前微机中应用最广泛的局部总线总线宽度总线宽度3
41、232位，可扩展到位，可扩展到6464位，总线频率位，总线频率33MHz33MHz，可提高到，可提高到66MHz66MHz3232位、位、33MHz33MHz时，传输率为时，传输率为132MB/s132MB/s，6464位、位、66MHz66MHz时，传输率为时，传输率为528MB/s528MB/s支持即插即用功能支持即插即用功能计算机原理讲义PCI-X总线 面对更大数据量传送的需求，传统面对更大数据量传送的需求，传统PCI总线已无法满足应用要求，总线已无法满足应用要求，因此现在的设计对其进行扩展，称作因此现在的设计对其进行扩展，称作PCI-X总线总线：PCI-X 66 64位位 66MHz
42、Hot Plugging,3.3 V 533MB/sPCI-X 133 64位位133MHz Hot Plugging,3.3 V 1.06GB/sPCI-X 266 64/16位位 133MHz Double Data Rate Hot Plugging,3.3&1.5 V,ECC supported 2.13GB/s（主要应用到（主要应用到DDR内存）内存）PCI-X 533 64/16位位 133MHz Quad Data Rate Hot Plugging,3.3&1.5 V,ECC supported 4.26GB/s（主要应用在（主要应用在DDR2内存）内存）说明：说明：PCI-X 266用上用上Double Data Rate技术，让每一个时钟脉冲的上升与下技术，让每一个时钟脉冲的上升与下降边缘都可以传输数据，所以有多出了一降边缘都可以传输数据，所以有多出了一 倍的机会来传输数据倍的机会来传输数据 PCI-X 533规格更进一步采用每一个时钟脉冲可以传送四次（规格更进一步采用每一个时钟脉冲可以传送四次（Quad Data Rate）的技术）的技术
