计算机组成原理课程设计

tony8023 贡献于2013-06-11

作者 lenove  创建于2013-01-07 05:07:00   修改者lenove  修改于2013-01-15 12:56:00字数13878

文档摘要: 一、概述本次计算机组成原理课程设计目的是融会贯通计算机组成原理各章教学的内容,通过知道的综合运用,将课堂上所学的基础知识运用到设计上,设计一台简单的PC整机,加深对PC整机各部件功能部件的工作原理及相互联系的认识,培养科学研究能力,自主动手能力。二、计算机组成原理介绍1、简述现今计算机以冯诺依曼机为主其特点如下:(1)、计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5大部分组在
关键词:

 目录 一、概述…………………………………………………………………………………………….2 二、计算机组成原理介绍…………………………………………………………………..2 1、简述………………………………………………………………………………………………………………..2 2.CPU(中央处理器)………………………………………………………………………………………….4 3.存储器……………………………………………………………………………………………………………….7 4.输入、输出设备………………………………………………………………………………………………..8 5.简单的整机………………………………………………………………………………………………………..8 三、现代PC整机组装 ………………………………………………………………………9 四、个人总结…………………………………………………………………………………….18 五、参考文献…………………………………………………………………………………….18 一、概述 本次计算机组成原理课程设计目的是融会贯通计算机组成原理各章教学的内容,通过知道的综合运用,将课堂上所学的基础知识运用到设计上,设计一台简单的PC整机,加深对PC整机各部件功能部件的工作原理及相互联系的认识,培养科学研究能力,自主动手能力。 二、计算机组成原理介绍 1、简述 现今计算机以冯 诺依曼机为主其特点如下: (1)、计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5大部分组在。 (2)、指令和数据以同等地位保存地存储器内,并可按地址访存。 (3)、指令和数据均用二进制代码表示。 (4)、指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置。 (5)、指令在存储顺内按顺序存放。通常指令是顺序执行的,在特定条件下,可根据结果或设定的条件改变执行顺序。 (6)、早期以运算器为中心,现代计算机逐步转化为以存储器为中心。 计算机硬件主要由存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备组成它们之间的关系如下: I/O 主机 CPU 主 存 储 器 ALU(运算器) CU(控制器) 其中,运算器+控制器=CPU,CPU+主存储器=主机,I/O设备又称为外部设备。 5大部件之间的关系如下图: 运算器 反馈信号 操作命令 结果 数据 输出设备 存储器 输入设备 请 地址 指令 求 控制器 信 控制信号 控制信号 号 请求信号 计算机的工作过程其实就是不断地从存储器中逐条取出指令,然后送至控制器,经分析后由CPU发出各种操作命令,指挥部件完成各种操作,直至程序中全部指令执行结束。具体流程如下: 1) 通过与控制器之间的信号请求,输入设备首先输入信息给存储器,这里信息一定是包含数据和程序两者。 2) 控制器调用相应的指令来运行程序,然后发出相应的操作命令给运算器(如果需要要使用运算器的话),控制器给出操作数据的地址,使用该地址从存储器调用操作数给运算器进行运算。 3) 运算结果返回给存储器,如果需要打印,通过输出设备与控制器之间的信号请求,打印出结果。 一个简单的整机逻辑图如下: LR0 LR1 LR2 寄存器Ax Bx Cx R0-G R1-G R2-G 数据总线(D_BUS) ALU-G ALU M CN S3S2S1S0 暂存器LT1 暂存器LT2 LDR1 LDR2 移位寄存器 M S1 S0 G-299 输入设备 DIJ-G 微控器 脉冲源及时序 指令寄存器 LDIR 图中所有控制信号 LPC PC-G 程序计数器 LOAD LAR 地址寄存器 存储器 6116 CE WE 输出设备 D-G W/R CPU 2.CPU(中央处理器) 中央处理器主要由控制器,运算器(ALU)和一些专用寄存器、通用寄存器组成。 主要功能如下: 1).自动形成指令地址,并发出取指令的命令,将对应地址的指令取到控制器中。 2).取到指令之后,产生完成每条指令所需要的控制命令。 2).控制命令产生后,对各种控制命令加以时间上的控制。 3).在执行过程中,进行算术运算和逻辑运算。 4).中断处理。 2.1 运算器(ALU) 运算器由加法器、移位门、通用寄存器、输入选择门、数据总线等基本部件组成。 主要功能是完成算术运算和逻辑运。基本结构如下图: 移位门 加法器 选择门A 选择门B 来自数据总线 通用寄存器组 2.2控制器 2.2.1控制器的主要功能是指挥其他部件协调工作。有以下3类执行方法: 1) 按规定的操作去执行。 1. 取出指令。 2. 分析指令。 3. 执行拕令。 2) 自动执行 主要借助于程序计数器(PC)来实现程序的自动执行,比如现在要执行一个程序,那么首先应该将程序的首地址放入PC中,每执行一条指令程序计数器中的内容加1,直到程序结束。 3) 有秩序的执行 有秩序的执行就是前一个操作结束了,下一个操作才能开始。 2.2.2.控制器的基本结构 数据 指令 送往运算器 数据寄存器 数据 指令 内 存 由运算器等部件送来的反馈信息 微操作命令 …. 地址译码器 微程序控制器 地址 数据地址 PC 地址形成部件 操作译码器 节拍发生顺器器 转移 +1 操作码 地址码 时钟 指 指令寄存器 2.2.3 控制器控制下程序运行过程 1) PC存放程序首地址,将首地址送到地址译码器进行译码,取出首条指令送入数据寄存器,然后放入指令寄存器。 2) 指令寄存顺的操作码送往操作码译码器进行译码,然后与时钟和节拍发生器合作产生一个时序控制信号,并且和操作码译码器的结果一并送入微操作控制器。 3) 指令的地址码需要送入地址形成部件,如果是转移地址,送入PC,如果是操作数地址,送入存储器的地址译码器去取操作数,取出的操作数先放在数据寄存器,然后送往运算器进行运算。 4) 每执行完一条指令PC的内容自动加1. 5) 重复前面4步,直至打印出结果,最后再执行停机指令,机器便自动停机。 2.2.4 CPU中的主要寄存器 CPU中至少有6类寄存器。如下: 1)、数据缓冲寄存器(DR):暂时存放由主存读出的一条指令或一个数据字,反之,当向主存存入一条指令或一个数据字时,也暂时将它们放在数据缓冲寄存器中,有如下作用 作为CPU、内存和外部设备之间信息传送的中转站。 补偿CPU、内存和外部设备之间在操作速度上的差别。 在单累加器结构的运算器中,数据缓冲寄存器还可兼作操作数据寄存器。 2)、指令寄存器(IR):保存当前正在执行的指令。 3)、程序计数器(PC):确定下一条指令的地址。 4)、地址寄存器(AR):保存当前CPU所访问的内存单元的地址。 5)、累加寄存器(ACC):暂时存放ALU运算的结果信息。 6)、状态条件寄存器(PSW):保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码,也可以保存中断和系统工作状态等信息。 2.2.5 CPU基本结构。 使用系统总线的CPU: 寄存器 ALU 中断系统 CU 控 数 地 制 据 址 总 总 总 线 线 线 CPU的内总结构: 状态标志 寄 存 器 内 部 CPU 数 据 总 线 ALU 移位 取反 算术和布尔逻辑 CU 中断系统 控制信号 一个典型的CPU内总结构如下: 简单的数据通路图如下: 3.存储器 存储系统是现代计算机的重要组成部分。一个完整的存储系统应该包括主存储器、高速缓冲存储器和辅助存储器。 3.1存储系统如下图: 存储器 主存储器 高速缓冲存储器 辅助存储器 RAM ROM 3.2 存储器的层次化结构 10ns 20ns 200ns ms 主存 辅存 缓存 CPU 显然,CPU和缓存、主存都能交换信息;缓存能直接和CPU、主存交换信息;主存可以和CPU、缓存、辅存交换信息。另外,缓存多采用SRAM,速度更快。主存多采用集成度高,速度稍慢的DRAM。 4.输入、输出设备 输入设备:能将人们熟悉的信息形式变换成计算机能接收并识别的信息形式。主要有键盘、鼠标、扫描仪等。 输出设备:能将计算机运算结果的二进制信息转换成人类或其他设备可以接收和识别的信息。主要有显示器、打印机等。 5.简单的整机 典型的整机结构如下列图: 三、PC整机组装 理论上一台完整的计算机主要由运算器,控制器,主存,输入设备,输出 设备.在实际的PC整机这些部分就主要由主板,处理器,主存,芯片组,以及通过各个端口和总线插槽接入外部设备等部件构成.。 1、主板 1.1主板的主要组成 主板是装在PC机箱中的一块印刷电路板,其上安装 了组成微型计算机的主要电路系统,并带有扩展插槽和多种插件,用于插各种接口卡和有关部件(如键盘、鼠标、等)主板性能的好坏直接影响整机的性能。主要由以下部件构成: (1).CPU插座。 (2).内存插槽。 (3).板卡扩展槽。 (4).主板芯片组。 (5).BIOS系统。 (6).时钟发生器。 (7).I/0接口。 (8).IDE接口和软驱接口。 (9).电源模块。 1.1.1CPU插座。 CPU插座根据CPU封装形式的不同主要分为4种,一种是Socket7插座,是Pentium级别的CPU使用的,在主板上是一个接近正方形的白色扁平插座,边上带有一个金属把手,将把手提起来,就可以让CPU自由放入插座中,然后按下把手,就可以将CPU 夹紧在插座上面;Socket370,这是供Celeron和Socket370结构的Pentium III CPU使用 的,它的样子与Socket7完全一样,只是要大一圈;Slot1,这是Pentium II/Pentium III的插座,它的样子是一个狭长的插槽,CPU像一个插卡一样插入槽中,插槽的两边有 CPU的定位和夹紧装置;SlotA,是AMD K7的插槽,它的样子和Slot1一样,只不过管脚定 义完全不一样,而且插槽的定位方向也不同。 1.1.2.内存插槽。 现在的主板内存插槽一般都是168线的内存插槽,用于SDRAM内存模块的插接,每一个插槽的数据宽度为64位,因此,对于现在的CPU来说,只需要一根就可以启动计算机。主流的主板上的内存插槽一般有2-4根,支持的最大内存容量一般在256M- 2G之间。 1.1.3.板卡扩展槽。 板卡扩展槽是用来接插各种板卡的,如显卡、声卡、Modem卡以及网卡等等。板卡插槽目前尚在使用的有PCI、ISA和AGP这几种。PCI插槽用于PCI总线的插卡,在主板上一般是白色的插槽,根据主板的不同,一般有2-5个PCI插槽。ISA插槽的历史很古老,早在286时代就有了,但是由于基于ISA的板卡数量众多,因此直到现在还没有被彻底淘汰。ISA插槽一般是黑色的,长度明显超过PCI插槽,一般现在主板上有1-3根ISA插槽,但有些新型的主板上面已经没有了。AGP插槽是褐色的插槽,长度比PCI插槽短一点,每块主板只有一根,专门用于接插AGP显卡。很多集成了显卡的主板上面没有AGP插槽。除了上面几种插槽外,一些新型的主板上面还有AMR插槽,这是一种很短的褐色插槽,用于AMR插卡。 1.1.4.主板芯片组。 主板芯片组是主板的核心部件,起到协调和控制数据在CPU、内存和各种应用插卡之间流通的作用。在主板上面一般可以看到两片较大的方形芯片,有些上面还带有散热器,这就是主板芯片组,它是主板上最核心的部件。 1.1.5.BIOS系统。 主板的BIOS实际上是指一段程序,这段程序在开机后首先运行,对系统的各个部件进行监测和初始化,另外,它还提供了一个界面,供用户对系统的各个部分进行设置。BIOS程序保存在一片电可擦除的只读储存器(EEPROM或者FlashROM)中, 而用户设置的结果则是保存在一小块CMOS的存储器里,系统断电讯后靠一个锂电池维 持数据。 1.1.6.时钟发生器。 在主板上面,时钟发生器的具体位置不太容易看到,但其重要性却不容忽视。时钟发生器由晶体振荡器和时钟芯片以及相应的电路组成。所有的系统时钟都是由这个部分产生。许多主板都可以设置很多种外频,其实,能不能够设置这么多种外频,完全是由时钟芯片所决定的。 1.1.7.I/0接口。 I/0接口是用于连接各种输入输出设备的接口。具体来说I/0接口主要有一个键盘口、一个PS/2鼠标器接口、两个串行口、一个并行口(或称为打印口)、一个游戏口和两个USB接口。 1.1.8.IDE接口和软驱接口。 IDE接口和软驱接口在主板上分别是两个40针和一个28针排线插座,IDE设备和软驱通过排线与之相连,每一个IDE插座可以接两个IDE设备,两个总共可以接4个设备。IDE设备主要指硬盘、光驱以及使用IDE界面的其他设备等。现在有些新主板上面增加了一个IDE控制器,因此,可能就会有4个IDE接口,总共可以接上8个IDE设备。 1.1.9.电源模块。 主板上的电源模块一般在主板的电源插座附近,它产生不同电压的电流提供给主板上面的设备和插卡使用。电源模块的特点是有很多大型的直立电解电容器、而且可能还有散热器或者带有铁心的线圈等。 一般来说主板上面的主要部件就这些。不过,现在有很多主板将原来单独的插卡上面的功能都做到了主板上(叫做集成),因此,某些主板上面可能还有显示芯片、声音芯片、SCSI控制器等等。 2.CPU芯片 2.1.芯片组的功能 芯片组(Chipset)是构成主板电路的核心。一定意义上讲,它决定了主板的级别和档次。它就是"南桥"和"北桥"的统称,就是把以前复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内的芯片组。芯片组是整个身体的神经,芯片组几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。这是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一,如果芯片组不能与CPU良好地协同工作,将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。 主板芯片组几乎决定着主板的全部功能。 2.1.1北桥芯片 提供对CPU类型和主频的支持、系统高速缓存的支持、主板的系统总线频率、内存管理(内存类型、容量和性能)、显卡插槽规格,ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错 等支持; 2.1.2南桥芯片 提供了对I/O的支持,提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。以及决定扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量(如USB2.0/1.1,IEEE1394,串口,并口,笔记本的VGA输出接口)等; 2.3 核心芯片内部主要结构及工作原理 CPU芯片主要由控制器和运算器构成,和一些主要的寄存器:数据寄存器 DR(用来暂时存放由主存读出的一条指令或一个数据字)、指令寄存器IR(用来保存当前正在执行的指令)、程序计数器PC(用来确定下一条指令的地址)、地址寄存器AR(用来保存当前所访问的内存单元的地址)、累加寄存器ACC、状态条件寄存器PSW(用来保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码的内容)。 CPU芯片组工作原理,说简单点就是不断地从主存中取放在数据寄存器,取出的地址放在地址寄存器后由CPU中的控制器发出种操作命令,指挥各部件完成各种操作,直至全部指令执行结束。 .外部设备 输入设备:键盘,鼠标,摄像头,扫描仪,光笔,手写输入板,游戏杆,语音输入装置等。输出设备:显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。外部设备是用户与机器之间的桥梁。输入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据、字符、文字、图形和程序等各种形式的信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式(如屏幕显示、文字打印、图形图表、语言音响等)输出。输入输出接口是外部设备与中央处理器之间的缓冲装置,负责电气性能的匹配和信息格式的转换。 4.内存 内存就是随机存贮器(Random Access Memory,简称为RAM)。RAM分成两大类:静态随机存储器,即Static RAM(SRAM)和动态随机存储器,Dynamic RAM(DRAM),我们经常说的“系统内存”就是指后者,DRAM。 SRAM是一种重要的内存,它的用途广泛,被应用在各个领域。SRAM的速度非常快,在快速读取和刷新时可以保持数据完整性,即保持数据不丢失。SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据,为了实现这种结构,SRAM的电路结构非常复杂,往往要采用大量的晶体管来构造寄存器以保留数据。采用大量的晶体管就需要大量的硅,因此就增加了芯片的面积,无形中增加了制造成本。制造相同容量的SRAM比DRAM的成本贵许多,因此,SRAM在PC平台上就只能用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存。而我们所说的“系统内存”使用的应该是DRAM。由于SRAM的成本昂贵,其发展受到了严重的限制,目前仅有少量的网络服务器以及路由器上使用了SRAM。 DRAM的应用比SRAM要广泛多了。DRAM的结构较SRAM要简单许多,它的内部仅仅由一个MOS管和一个电容组成,因此,无论是集成度、生产成本以及体积,DRAM都比SRAM具有优势。目前,随着PC机的不断发展,我们对于系统内存的要求越来越大,随着WindowXP的推出,软件对于内存的依赖更加明显:在WindowsXP中,专业版至少需要180MB内存以上,而在实际使用中,128MB才能保证系统正常运行。因此,随着PC的发展,内存的容量将不断扩大,速度也会不断提升。 下面我们在来介绍一下内存的速度问题。我们选择内存的速度,决定于你选用CPU的前端总线,例如你用的是P4A那你用双通道的DDR200或者DDR400就已经足够了~因为P4A的前端总线是400MHZ。现在的DDR266能够提供2.1GB的带宽,此内存适用于ATHLONXP 低频以及毒龙等中低端配置以及P4B这款533外频的INTEL半过时产品(需搭配双通道)。 DDR333能够提供2.7GB的内存带宽适用于AMD166MHZ外频的巴顿处理器。而双通道的DDR400内存以及DDR433 DDR450内存将能够提供6.4GB以上的内存带宽,主要应用在INTEL高端的P4C P4E上以及ATHLON64上面。 在WINXP系统的实际应用中,我们提出一个不规范的公式 内存容量〉内存速度〉内存类型也就是说就算是SD256M内存也比128M的DDR400系统速度快,在选购内存的时候,我们建议XP系统应该配备384M以上的内存,才能保证系统的快速运行。 内存的性能指标   评价内存条的性能指标一共有四个: (1) 存储容量:即一根内存条可以容纳的二进制信息量,如常用的168线内存条的存储容量一般多为32兆、64兆和128兆。而DDRII3普遍为1GB到2GB。 (2) 存取速度(存储周期):即两次独立的存取操作之间所需的最短时间,又称为存储周期,半导体存储器的存取周期一般为60纳秒至100纳秒。 (3) 存储器的可靠性:存储器的可靠性用平均故障间隔时间来衡量,可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。 (4) 性能价格比:性能主要包括存储器容量、存储周期和可靠性三项内容,性能价格比是一个综合性指标,对于不同的存储器有不同的要求。 5.组装一台电脑 5.1组装一台电脑原则 1)够用 2)好用 3)适用 4)耐用 5.2一台电脑的评价标准 电脑的配置,主要看CPU、显卡、主板、内存、硬盘、显示器等。 硬件方面   1、CPU,这个主要取决于频率和二级缓存,频越高、二级缓存越大,速度越快,未来CPU会有三级缓存、四级缓存等,都影响响应速度。   2、内存,内存的存取速度取决于接口、颗粒数量多少与储存大小(包括内存的接口,如:SDRAM133,DDR333,DDR2-533,DDR3-800),一般来说,内存越大,处理数据能力越强,速度就越快。   3、主板,主要还是处理芯片,如:笔记本i965比i945芯片处理能力更强,i945比i910芯片在处理数据的能力又更强些,依此类推。   4、硬盘,硬盘在日常使用中,考虑得少一些,不过也有是有一些影响的,首先,硬盘的转速(分:高速硬盘和低速硬盘,高速硬盘一般用在大型服务器中,如:10000转,15000转;低速硬盘用在一般电脑中,包括笔记本电脑),台式机电脑一般用7200转,笔记本电脑一般用5400转,这主要是考虑功耗和散热原因。   硬盘速度又因接口不同,速率不同,一般而言,分IDE和SATA(也就是常说的串口)接口,早前的硬盘多是IDE接口,相比之下,存取速度比SATA接口的要慢些。   硬盘也随着市场的发展,缓存由以前的2M升到了8M或更大,就像CPU一样,缓存越大,速度会快些。   5、显卡:这项对运行超大程序软件的响应速度有着直接联系,如运行CAD2007,3DStudio、3DMAX等图形软件。显卡除了硬件级别上的区分外,也有“共享显存”技术的存在,和一般自带显存芯片的不同,就是该“共享显存”技术,需要从内存读取显存,以处理相应程序的需要。或有人称之为:动态显存。这种技术更多用在笔记本电脑中。   6、电源,这个只要功率足够和稳定性好,也就OK啦。   7、显示器:显示器与主板的接口也一样有影响,只是人们一般没有太在乎(请查阅显示设备相关技术资料)。   好了,硬件产品先说这些。 软件方面   1、操作系统:简单举个例子说明一下:电脑的同等配置,运行原版Windows 98肯定比运行原版Windows XP要快,而原版XP肯定又比运行原版的Windows Vista速度要快,这就说明,同等配置情况下,软件占用的系统资源越大,速度越慢,反之越快。   还有,英文原版的操作系统运行英文版程序比运行中文版的程序稳定性及速度都有是关系的。   所以,这里特别强调是原版的系统,也就是没有精简过的系统。同理,精简过的Windows XP一般来说,会比原版的XP速度快些,因为精简掉一些不常用的程序,占用的系统资源少了,所以速度有明显提升。 2、软件(包括硬件)都可以适当优化,以适合使用者,如:一般办公文员,配置一般的电脑,装个精简版的XP和精简版的Office 2003就足以应付日常使用了。但如果是图形设计人员,就需要专业的配置,尤其对显卡的要求,所以,升级软件:Microsoft DirectX 9.0 或以上版本是很有必要的 5.3 详细配置 CPU   主流桌面级CPU厂商主要有INTEL和AMD两家。Intel平台的低端是赛扬和奔腾系列,高端是酷睿2(已成功代替酷睿1)09年作为下一代更先进的CPU I7也上市了,在此不久后32NM6核心I9也可能于2011年上市。   AMD平台的低端是闪龙,高端是速龙,皓龙。最常用的是两者的中低端。INTEL处理器方面,在中高端有e7400,可以搭配频率更高的DDR2内存,这一点是AMD中高端平台中难以实现的。 AMD64bitSP2500+虽然超值,但缺少了对内存双通道的支持,这一点让许多玩家感觉不爽。    Intel和AMD 市面上的主流配置有两种。一种是Intel配置一种是AMD配置。其主要区别在于cpu的不同,顾名思义Intel配置的cpu是Intel品牌的,AMD配置的cpu是AMD品牌的。产品的市场定位和性能基本相同。价格不同,主要性能倾向有所区别。可根据需要和价位而定。 主板配置   常用的比较好的牌子其实不止intel,华硕[2](ASUS)、技嘉[3](GIGABYTE)、精英(ECS)、微星(MSI)、磐正(EPOX)、双敏(UNIKA)、映泰(BIOSTAR)、硕泰克(SOLTEK)、捷波(JETWAY)、钻石(DFI)这些,还有一些二线牌子象斯巴达克这些也比较好。 内存配置   常用内存条有3种型号:一)SDRAM的内存金手指(就是插入主板的金色接触部分)有两个防呆缺口,168针脚。SDRAM的中文含义是“随机动态储存器”。二)DDR的内存金手指只有一个防呆缺口,而且稍微偏向一边,184针脚。DDR中文含义是“双倍速率随机储存器”。三)DDR2的内存金手指也只有一个防呆缺口,但是防呆缺口在中间,240针脚。DDR2SDRAM内存的金手指有240个接触点。  最新的内存已经升级到DDR3代,DDR3内存向DDR2内存兼容,同样采用了240针脚,DDR3是8bit预取设计,而DDR2为4bit预取,这样DRAM内核的频率只有接口频率的1/8,DDR3-800的核心工作频率只有100MHz。主流DDR3的工作频率是1333MHz。在面向64位构架的DDR3显然在频率和速度上拥有更多的优势,此外,由于DDR3所采用的根据温度自动自刷新、局部自刷新等其它一些功能,在功耗方面DDR3也要出色得多。一线内存品牌厂家均推出了自己的DDR3内存,如金士顿、宇瞻、威刚、海盗船、金邦等。在价格上,DDR3的内存仅比DDR2高出几十块,在内存的发展道路上,DDR3内存的前途无限。 硬盘配置   硬盘按接口来分:PATA这是早先的硬盘接口,2009年新生产的台式机里基本上看不到了;SATA这是主流的接口也就是平常说的串行接口,市面上的硬盘普遍采用这种接口;SATAII这是SATA接口的升级版,市面上这种硬盘有是也有,就是不多,主要就是缓存和传输速度的提高;SCSI这是一种在服务器中采用的硬盘接口,它的特点是转动速度快可以达到10000转,这样读写速度就可以加快而且还支持热插拔。 显卡配置   显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,对于喜欢玩游戏和从事专业图形设计的人来说显得非常重要。民用显卡图形芯片供应商主要包括ATI和nVIDIA两家。   显卡的基本构成   GPU   全称是Graphic Processing Unit,中文翻译为"图形处理器"。NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时   首先提出的概念。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、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。   显示卡   显示卡(Display Card)的基本作用就是控制计算机的图形输出,由显示卡连接显示器,才能够在显示屏幕上看到图象,显示卡有显示芯片、显示内存、RAMDAC等组成,这些组件决定了计算机屏幕上的输出,包括屏幕画面显示的速度、颜色,以及显示分辨率。显示卡从早期的单色显示卡、彩色显示卡、加强型绘图显示卡,一直到VGA(Video Graphic Array)显示绘图数组,都是由IBM主导显示卡的规格。VGA在文字模式下为720*400分辨率,在绘图模式下为640*480*16色,或320*200*256色,而此256色显示模式即成为后来显示卡的共同标准,因此通称显示卡为VGA。而后来各家显示芯片厂商更致力把VGA的显示能力再提升,而有SVGA(SuperVGA)、XGA(eXtended Graphic Array)等名词出现,显示芯片厂商更把3D功能与VGA整合在一起, 即成为所贯称的3D加速卡,3D绘图显示卡。   像素填充率   像素填充率的最大值为3D时钟乘以渲染途径的数量。如NVIDIA的GeForce 2 GTS芯片,核心频率为200 MHz,4条渲染管道,每条渲染管道包含2个纹理单元。那么它的填充率就为4x2像素x2亿/秒=16亿像素/秒。这里的像素组成了在显示屏上看到的画面,在800x600分辨率下一共就有800x600=480,000个像素,以此类推1024x768分辨率就有1024x768=786,432个像素。在玩游戏和用一些图形软件常设置分辨率,当分辨率越高时显示芯片就会渲染更多的像素,因此填充率的大小对衡量一块显卡的性能有重要的意义。上面计算了GTS的填充率为16亿像素/秒,再看看MX200。它的标准核心频率为175,渲染管道只有2条,那么它的填充率为2x2 像素x1.75亿/秒=7亿像素/秒,这是它比GTS的性能相差一半的一个重要原因。   显存   显示内存的简称。顾名思义,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。而市面上基本采用的都是DDR规格的,在某些高端卡上更是采用了性能更为出色的DDRII或DDRIII代内存(DDRIII已不是更为出色的,而是最差的那种了)。   显示芯片制作工艺   显示芯片的制造工艺与CPU一样,也是用微米来衡量其加工精度的。制造工艺的提高,意味着显示芯片的体积将更小、集成度更高,可以容纳更多的晶体管,性能会更加强大,功耗也会降低。 和中央处理器一样,显示卡的核心芯片,也是在硅晶片上制成的。采用更高的制造工艺,对于显示核心频率和显示卡集成度的提高都是至关重要的。而且重要的是制程工艺的提高可以有效的降低显卡芯片的生产成本。   微电子技术的发展与进步,主要是靠工艺技术的不断改进,使得器件的特征尺寸不断缩小,从而集成度不断提高,功耗降低,器件性能得到提高。芯片制造工艺在1995年以后,从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.11微米、0.09微米一直发展到当前的0.08微米。   显存时钟周期   显存时钟周期就是显存时钟脉冲的重复周期,它是作为衡量显存速度的重要指标。显存速度越快,单位时间交换的数据量也就越大,在同等情况下显卡性能将会得到明显提升。显存的时钟周期一般以ns(纳秒)为单位,工作频率以MHz为单位。显存时钟周期跟工作频率一一对应,它们之间的关系为:工作频率=1÷时钟周期×1000。那么显存频率为166MHz,那么它的时钟周期为1÷166×1000=6ns。   对于DDR SDRAM或者DDR2、DDR3显存来说,描述其工作频率时用的是等效输出频率。因为能在时钟周期的上升沿和下降沿都能传送数据,所以在工作频率和数据位宽度相同的情况下,显存带宽是SDRAM的两倍。换句话说,在显存时钟周期相同的情况下,DDR SDRAM显存的等效输出频率是SDRAM显存的两倍。例如,5ns的SDRAM显存的工作频率为200MHz,而5ns的DDR SDRAM或者DDR2、DDR3显存的等效工作频率就是400MHz。常见显存时钟周期有5ns、4ns、3.8ns、3.6ns、3.3ns、2.8ns、2.0ns、1.6ns、1.1ns,0.09甚至更低。   显存时钟周期数越小越好。显存频率与显存时钟周期(也就是通常所说的XXns)之间为倒数关系,也就是说显存时钟周期越小,它的显存频率就越高,显卡的性能也就越好!   显存位宽   显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数,位数越大则瞬间所能传输的数据量越大,这是显存的重要参数之一。目前市场上的显存位宽有64位、128位和256位三种,人们习惯上叫的64位显卡、128位显卡和256位显卡就是指其相应的显存位宽。显存位宽越高,性能越好价格也就越高,因此256位宽的显存更多应用于高端显卡,而主流显卡基本都采用128位显存。   大家知道显存带宽=显存频率X显存位宽/8,那么在显存频率相当的情况下,显存位宽将决定显存带宽的大小。比如说同样显存频率为500MHz的128位和256位显存,那么它俩的显存带宽将分别为:128位=500MHz*128∕8=8GB/s,而256位=500MHz*256∕8=16GB/s,是128位的2倍,可见显存位宽在显存数据中的重要性。   显卡的显存是由一块块的显存芯片构成的,显存总位宽同样也是由显存颗粒的位宽组成,。显存位宽=显存颗粒位宽×显存颗粒数。显存颗粒上都带有相关厂家的内存编号,可以去网上查找其编号,就能了解其位宽,再乘以显存颗粒数,就能得到显卡的位宽。这是最为准确的方法,但施行起来较为麻烦。   两大接口技术   AGP接口   Accelerate Graphical Port是Intel公司开发的一个视频接口技术标准, 是为了解决PCI总线的低带宽而开发的接口技术。它通过把图形卡与系统主内存连接起来,在CPU和图形处理器之间直接开辟了更快的总线。其发展经历了AGP1.0(AGP1X/2X)、AGP2.0(AGP4X)、AGP3.0(AGP8X)。最新的AGP8X其理论带宽为2.1Gbit/秒。   PCI Express接口   PCI Express是新一代的总线接口,而采用此类接口的显卡产品,已经在2004年正式面世。早在2001年的春季“英特尔开发者论坛”上,英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接,并称之为第三代I/O总线技术。随后在2001年底,包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的规范,并在2002年完成,对其正式命名为PCI Express。理论速度达10Gbit以上,如此在的差距,AGP已经被PCIE打击的差不多了,但是就像PCI取代ISA一样,它需要一定的时间,而且必须是915以上的北桥才支持PCIE,所以,可以预见PCIE取代AGP还需好长时间。 显示器   市面上有纯屏显示器和液晶显示器两种。随着液晶显示器的价格下降,已经成为显 示器的主流种类。常见的液晶显示器有19寸、21寸、22寸、24寸等。价格不一,性能差别很大。可根据需要和价位而定。   好坏大部分看   1)亮度\对比度. 常用500NIT,对比度1000左右.   2)可视角.IPS屏水平和垂直都可达到178度.   3)是否有亮点\坏点\全黑是否有漏光.   4)背光均不均匀.   5)功耗. 单屏功耗包括逻辑板部分和背光部分. 5.4 整机配置单 平台 Intel平台 操作系统 Linux 机箱类型 大机箱 主板 芯片组 Intel H61 显卡类型 独立显卡 网卡 1000Mbps以太网卡 CPU 类型 酷睿三代i5处理器 CPU型号 i5-3330S 速度 2.7GHz 核心数 四核 三级缓存 6MB 显卡 显示芯片 HD7470 显存容量 独立2GB 内存 容量 4GB 速度 DDR3 插槽数量 2个 最大支持容量 8GB 硬盘 容量 500G 类型 SATA 串行 转速 7200转/分钟 光驱 类型 DVD光驱 输入设备 鼠标 有线鼠标 键盘 有线键盘 电源 200W 尺寸 180 (W) x 411 (D) x 361 (H) mm 四、个人总结. 现代科技的发展速度很快,硬件的更新换代印证了摩尔定理的正确性,但无论怎么更新换代,计算机的基本组成原理不会变,因而,学好计算机组成原理这门课程十分重要。只要我们掌握了最基本的原理,就能做到以不变应万变。因而我们在学习理论知识的时候应该从最基础的开始,掌握其原理,并不断运用到实际上,唯有这样,我们才能真正把自己的专业水平提高上去。 五、参考文献 [1]王爱英.计算机组成原理与系统结构. [2]唐朔飞.计算机组成原理 第二版 [3]白中英.计算机组成. 第四版

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