正文 第五章 計算機的硬件組成(四)(3 / 3)

一、IBM-PC/XT

從外形上看,IBM-PC/XT的配置如下:一個主機箱、CRT顯示器、鍵盤、打印機。打開主機箱,左半部有一塊主機板,主機板上有CPU、主存及一些其它器件;主機板上還有一些擴展插座,上麵插有一些插件,如顯示器適配器、磁盤適配器、打印機適配器。主機箱的右半部有軟盤驅動器與溫驅動器,以及電源部件。

係統部件即主機板上有如下主要邏輯部件:

(1)中央處理器8088。這是一種準10位CPU,即內部數據總線為16位,可按16位為單位進行運算處理,外部數據總線為8位,以字節為單位進行外部數據傳送。8088向外輸出20位地址,可直接訪問的主存空間可達1MB。直接和CPU芯片相連的總線稱為芯片總線或局部總線,它經過一些緩衝器形成係統總線,然後通過係統總線連接各種適配卡和外圍設備。

(2)主存儲器。其中包含40KBROM,用來存放“基本輸入/輸出係統軟件”即將係統軟件的核心部分固化起來。其餘部分是可讀可寫的RAM,作為程序的工作區。常見的主存配置是640KB,可擴展至1MB。

(3)中斷控製器芯片8259,它能接受8級中斷請求IRQ。-IRQ7,彙集為一個公共的中斯請求信號INT,送至CPU8088芯片。這8級中斷請求分配如下:

(4)四通道DMA控製器芯片8237,它控製四個DMA通道:軟盤、硬盤、動態RAM刷新、同步通信(可供擴展)。

(5)時鍾、時序控製與定時器等。

(6)I/O適配器,可連接鍵盤、揚聲器。

(7)八個I/O擴展槽,向外部提供係統總線的有關信號連接,各種適配器就插在這些擴展槽上,再通過適配器外接各種外圍設備。

顯示器的適配器示,一端插在I/O擴展槽上,另一端通過連接器連接CRT顯示器o硬盤適配器可連接20M字節的溫盤軀動器。軟盤適合器可連接二個360K字節的軟盤驅動器。打印機的適配器比較簡單,本書沒有介紹,讀者可查閱IBM-PC機的技術資料。

工作中如果發現硬件故障,可以采用部件交換法試探故_發生在何處。例如CPT顯示有故障,可以將另一台正常係統的CRT顯示器暫時替換,判斷是杏是顯示器的故障,如果不是顯示器,再替換顯示器適配卡;如果這二部分都龍常,那就可能是主機板的故障,或者畢連,接件的故障。如果你具備進一步的邏輯電路知識,就可以深入尋找插件內部是哪些芯片發生故障。

二、SPE係統

STD總線是“工業控製標準總線”的縮寫,它采用小板插件,能以積木方式,將各種功能模塊靈活地組成所需的工業控製係統,可靠性高,因而受到歡迎

STD總線標準規定所用的插件尺寸為6士英寸x6士英寸,這種插擇與總線槽相連的一端有一個56芯(2x28)印製插頭,各引腳的功能含義如表5-1所示。

對於表5-11中各信號線的含義,暫不作詳細解釋,現在隻要求大家了解:對於某種標準總線,必須符合規定的引腳含義,這樣就可以將各種符合總線標準的插件插入總線槽中。

各廠家提供了各種符合STD總線標準的功能插件,供用戶選用,以組成各種用途的工業控製係統。常見的STD插件有如下類型

(1)CPU板:插件上除微處理器(CPU芯片)外,通常還有小容量存儲器,可存放最基本的係統程序如監控程序,可提供程序執行的工作區。此外還有一些輸入輸出的緩衝器。它對CPU的選擇有Z-80、HD64180、8088。後一種選擇與IBM-PC相同,加上一些其插件,可組成與IBM-PC係列兼容的工業控製機。

(2)存儲器板:可用來擴充係統的存儲容量,如64KB,甚至512KB。

(3)接口板:如串行異步通訊接口,CRT控製板,磁盤控製板。

(4)數字I/O板:如開關量輸入;開關量輸出,計數/定時器。

(5)模擬量I/O板:如A/D轉換板,D/A轉換板,模擬量多路開關。

(6)工業控製板:如光電隔離I/O板,步進電機控製板,可控矽板,繼電器板等。

(7)編程與總線轉換模板:如EPROM寫入板,總線轉換板。

(8)其它專用模板:如穩壓電源、濾波器等。

本章小結

(1)CPU包括運算器與控製器兩部分,它是實現指令功能、進行計算處理的核心部件。在微型計算機中,CPU被集成在一塊芯片中,稱為微處理器,CPU加上主存儲器,成為主機。微處理器、RAM/ROM,再加上一些基本接口,就構成了一種最小配置的微型計算機,如果這種微型計算機裝在一塊板上,就稱為單板計算機。微型計算機配置了CRT顯示器、磁盤、打印機與鍵盤,就成為基本的微型計算機係統(硬件係統)。

(2)各種數學運算最終歸結為四則運算,以加法運算為核心,相應的運算器以加法器為核心組成。一個n位並行加法器由n位全加器與進位鏈組成。

(3)如果采用補碼體製,加減運算就比較簡單,並可以化減為加。常規的乘法運算可轉化為累加部分積與移位操作。而除法運算則可轉化為加、減被除數(及部分餘數)與移位操作。

(4)計算機係統的各部件通過總線連接成整機。總線可分為幾級內部總線,插件內總線,係統總線,以及連接各機的外總線。係統總線上的信息分為三類,相應地可將係統總線分為三組:數據總線、地址總線、控製總線。

(5)CPU內部的控製采用同步控製,為此需要時鍾信號,並將指令的執行過程分為若幹機器周期。不同計算機其時序的劃分方法可能不同。CPO與外部信息交換則較多采用異步控製。

(6)按照產生控製命令的方式,控製器可分為組合邏輯控製器與微程序控製兩類。目前以微程序控製方式為主,並輔以部分組合遂輯控製電路。

(7)主存儲器多采用MOS型半導體存儲器芯片與可重寫EPROM芯片組成。前者用來存放可調入可調出的程序與數據,提供程序工作空間。後者用來固化基本的係統軟件。半導體存儲器又分為靜態存儲器與動態存儲器兩類,後者需定期進行刷新。

主存儲器采用隨機存取方式。

(8)目前的外存儲器多由磁盤與磁帶構成。磁盤分為軟盤與硬盤兩種。一個磁盤係統包含磁盤機與磁盤適配器。

磁帶存儲器采用顧序存取方式。磁盤存儲器的存取方式是:先直接找到磁道,再在道內順序存取,這種方式被稱為直接存取方式。

(9)目前廣泛使用CRT顯示器作為顯示設備,他具有字符方式與圖形方式。在個人計算中常將視頻標準分為CGA、EGA、VGA等規格。