计算机硬件结构概述-计算机导论

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：通过第2章和第3章的讨论，我们对计算机硬件的基本结构有了更深一步的了解，图3-6给出了计算机硬件基本结构的概念框图。控制总线的控制信号一般都来自于CPU中的控制器。图3-4给出的CPU的基本构成中也有数据的传送通道，因为CPU是由拇指大小的一个芯片构成的，所以图3-4中的CPU内的数据传送通道称为片内总线。

图3-6 计算机硬件结构的概念框图

我们在第1章曾概括讨论了计算机硬件主要由数据存储部件、数据处理部件、输入部件和输出部件四大部分组成。通过第2章和第3章的讨论，我们对计算机硬件的基本结构有了更深一步的了解，图3-6给出了计算机硬件基本结构的概念框图。在具体构成计算机硬件系统时，目前的常规方法是把外存设备（如硬盘、软盘、CD-ROM等）和外设设备（如显示器、打印机等）都看作计算机主机以外的外设设备，这些外设设备都采用通过接口接入计算机主机的方法连接。

通过接口把计算机用户需要的设备连接到计算机硬件系统的方法不仅为用户提供了购买计算机设备的灵活性（用户可以按照自己的需要购买和连接需要的外设设备），而且也为计算机制造商留下了提高计算机硬件性能的空间。早期的外设接口都采用电路板方式实现，每一种外设的接口电路板不仅连通了主机和外设数据传送的物理通道，而且处理了主机与不同类型外设数据传送格式和控制方式的协调。新的方法是用一个小型计算机（如所有主机设备都在一个拇指大小的芯片内实现的称作单片机的小型计算机）来实现接口功能。(www.chuimin.cn)

这里还需要进一步解释总线的概念。我们把各部件间的数据传送通道称为总线。计算机中，总线的功能类同于我们生活中交通线的功能。总线有许多种不同的设计方法。例如可以为不同速度要求的设备间的数据传送设计不同的总线，也可以让所有设备共用一组总线来传送数据。总线又具体分为地址总线、数据总线和控制总线三种。地址总线用来传送数据的地址（一般是数据在内存的存放地址），数据总线用来传送要处理的数据，控制总线用来传送控制处理过程的控制信号。控制总线的控制信号一般都来自于CPU中的控制器。

图3-4给出的CPU的基本构成中也有数据的传送通道，因为CPU是由拇指大小的一个芯片构成的，所以图3-4中的CPU内的数据传送通道称为片内总线。总线都有其传送数据的速度限制。如果把图3-6中的总线看作高速公路的话，片内总线就可看作飞机航线。接口和外设（例如打印机、硬盘、软盘、光盘）之间也有其传送数据的速度限制，相对于图3-6中总线的高速公路速度，接口和外设间数据传送通道的速度就是乡间小道的速度。

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