1、2.1 PC主机的组成2.1.1 主板、芯片组与 BIOS 2.1.2 内存储器2.1.3 I/O总线和 I/O接口2 2.3 PC机的主机BIOSn 什么是 BIOS （ Basic Input/Output System） ？n 中文名为 “基本输入 /输出系统 ”， 它是存放在主板上 只读存储器 （ ROM） 芯片中的 一组机器语言程序n 功能：n 诊断计算机故障n 启动计算机工作n 控制基本外设的输入输出操作 (键盘、鼠标、磁盘读写、屏幕显示等 )nBIOS 芯片n 保存 BIOS的只读存储器 (ROM)芯片3 2.3 PC机的主机BIOS 芯片中包含的程序n 加电自检程序 程序 （
2、POST）(Power On Self Test)用于 检测计算机硬件故障n 系统自举程序 （ Boot）启动计算机工作，加载并进入操作系统运行状态nCMOS设置程序设置系统参数：日期、时间、口令、配置参数等n 常用外部设备的驱动程序 （ Driver）实现对键盘、显示器、软驱和硬盘等常用外部设备输入输出操作的控制4 2.3 PC机的主机内存与外存的关系及比较n 内存储器 (简称内存或主存 )n 存取速度快n 成本高、容量相对较小n 直接与 CPU连接， CPU(指令 )可以对内存中的指令及数据进行读、写操作n 属于挥发性存储器 (volatile)，用于临时存放正在运行的程序和数据内存储器外
3、存储器CPU指令 1指令 2指令 k指令 n程序数据 1数据 2数据 m数据 任务启动时，执行该任务的程序和数据将从外存成批传送到内存 CPU从内存中逐条读取该程序的指令及相关的数据 将指令的运算处理结果送回内存保存 任务完成后，将处理得到的全部结果成批传送到外存以长久保存 逐条执行指令，按指令要求完成对数据的运算和处理n外存储器 (简称 外存 或辅存 )n存取速度慢n成本低、容量很大n不与 CPU直接连接， 计算机运行程序时，外存中的程序及相关数据必须先传送到内存，然后才能被 CPU使用。n属于不挥发性存储器 (Nonvolatile)，用于长久存放系统中几乎所有的信息5 2.3 PC机的主
4、机内存储器的分类及应用n 内存由半导体存储器芯片组成，芯片有多种类型：半导体存储器只 读存储器(ROM)随机存取存储器(RAM)静态随机存取存储器 SRAM动态随机存取存储器 DRAM不可在线改写内容的 ROM快擦除存储器（ Flash ROM）（用作 Cache存储器 ）（用作 主存储器） 每个存储单元 (cell)由 6个晶体管组成 只要加上电源，信息就能一直保持 对电器干扰相对不很敏感 比 DRAM更快，也更贵 每个存储单元由 1个电容和 1个晶体管组成 . 每 10-100 ms必须刷新一次 对电器干扰比较敏感 比 SRAM慢，但便宜（用作 BIOS存储器）(图形卡、硬盘控制器 )6
5、2.3 PC机的主机主存储器n主存是 CPU可直接访问的 存储器，用于存放供CPU处理的指令和数据n目前流行的是 DDR2和 DDR3内存条7存储器与 CPU速度差距愈来愈大n 主存 DRAM, 硬盘与 CPU 之间的速度差距愈来愈大：问题：由于 CPU工作速度很快，内存速度比较慢（差 12个数量级），从内存取数或向内存写数时， CPU往往需要等待8解决方案 高速缓存 (cache)n cache是一种小容量高速缓冲存储器，它由 SRAM组成n cache直接制作在 CPU芯片内，速度几乎与 CPU一样快n 程序运行时， CPU使用的一部分数据 /指令会预先成批拷贝在cache中， cache
6、的内容是主存储器中部分内容的映象n 当 CPU需要从内存读 (写 )数据或指令时，先检查 cache中有没有，若有，就直接从 cache中读取，而不用访问主存储器0 1 2 34 5 6 78 9 10 1112 13 14 158 9 14 344 1010 主存中的部分信息拷贝在 cache存储器中cache主存储器CPUCPU芯片9如何提高 cache的命中率？n增大 cache容量n采用多级 cache技术 (2级或 3级等 )10计算机存储器的层次结构cache存储器主存储器 (RAM和 ROM)外存储器（软盘、硬盘、光盘）后备存储器（磁带库、光盘库）内存储器外存储器寄存器典型容量1KB几个 MB几个 GB100GB-1TB10TB-100TB典型存取时间1 ns2 ns10 ns10 ms10 s
