电脑硬体介绍(欧).ppt

2,1.有關於主機系統,5,1-3.主機系統內部基本方塊圖說明:時脈產生器:產生各個系統所需要的時脈，是傳送各種信號及資料的交通工具，以及各系統與系統之間的同步信號，最主要是提供 給 CPU 作為系統的處理時脈。CPU 中央處理單元:CPU 中央處理單元是整個系統的核心，是整個系統的最高執行單位，負責整個系統資料的處理，執行，控制，運算的 功能，整個系統資料處理速度的快慢，取決於 CPU 的工作頻率。ADDRESS BUS(位址匯流排):CPU的位址線越多條，即代表主機系統，記憶體擴充能力愈強，自386 CPU 至PENTIUM 系列 CPU 主機其位址線有 A0-A31共有 32 條，其定址的 能力有=4GB。DATA BUS(資料匯流排):CPU 的資料線越多條，代表每次傳送資料位元數愈多，其資料搬運的速度也愈快，486 的資料線是 32 條，所以是 32 位元的電腦，586，686 CPU 外部的資料線是 64 條，所以是 64 位元的電腦。資料線愈多條，就像高速公路的線道愈 多條 一樣，載運旅客的流通量就愈大，速度就愈快。CONTROL BUS(控制匯流排):控制傳送位址信號，資料信號以及下達各種命令信號及控制信號的通道。,32,2,6,匯流排控制器:接受 CPU 的命令，執行 CPU 所要傳送的各種控制信號，如位址控制信號(ALE)、資料控制信號(DEN)、資料方向 控制信號(DT/R)以及代替 CPU 下達各種命令，如對記憶體下達讀寫命令(-MEMR、-MEMW)對 I/O 下達讀寫命令(-IOR、-IOW)、對中斷控制器(8259)下達 INTA 命令等，它也是一個執行單位，是總經理，在古時候，它的官位是 替皇帝傳達聖旨及命令的太監。中斷控制器:8259 是介於 CPU 與外面各種週邊設備溝通的橋樑，當外界的週邊設備，要請求 CPU 來處理資料時候必須經過中斷 控制器 8259 來通知 CPU 處理，而且每次只能安排一種週邊設備，目前使用的通道有 IRQ0-IRQ15 共有15 種，如軟 碟、硬碟、鍵盤、印表機等是，這些通道，有些是專屬的，有些是大家公用的，同時要求處理時，中斷控制器還會比 大小，大客戶優先，小客戶稍待，所以中斷控制器，是安排各種不同的週客戶與總經理見面的秘書。主機板 I/O:中斷控器 8259*2。外面的各種周邊設備(IRQ0-IRQ15)，經中斷控制器的安排請求 CPU 來處理資料，是各週邊與 CPU 溝通的橋樑，但 每次僅安排一個週邊與 CPU溝通。DMA 控制器 8237*2:外面的週邊設備，不經過中斷控制器(8259)通知 CPU 處理資料，而直接由 DMA(8237)的控制，把週邊設備的資料，直接傳送到記憶體直接傳送到週邊設備，這種資料直接傳送的方式叫作 DMA(DIRECT MEMORY ACCESS)，這種 傳送，在大量資料搬運的時候，可以獲得較快的傳輸，但是要做 DMA 的控制以前，必須先獲得 CPU 的同意，整個 系統的匯流排控制權交給 DMA 控制器(8237)來接管。目前作 DMA 的週邊，有軟碟、新型IDE 界面有 ULTRA DMA 33，ULTRA DMA66 快速硬碟 SCSI 硬碟、SCSI 光碟、音效卡、印表機等週邊設備。,DMA 頁暫存器 74612(8237副總經理助理):當 CPU 把整個系統交給 DMA 控制器 8237 來控制接管時，由於 DMA 控制器定址控制的地盤有限，其它的空間只有 A0-A15=64KB，但是 CPU 交給 DMA 控制器的地盤是A0-A23=16MB，所以由 16 組 12BIT DMA 頁暫存器 74612 來 補位(只用8BIT)，傳送 A16-A23 的位址線，如此可定址每個 DRQ 通道，16MB 中的 64KB(8BIT 週邊介面)或128KB(16 BIT 週邊介面)。計時計數器 8254(輔助時脈產器):計時/計數 8254 是輔助時脈產生器用硬體電路來除頻無法產生的時脈，而經由 BIOS 用軟體來規劃，產生較小或特殊的時脈，提供給較小的系統來使用，其產生的時脈，一共有三種:(1)SYSTEM TIMER CLK:系統計時時脈，每隔 55ms 產生一個 CLOCK 時脈，經中斷控制器 8259 的 IRQ0 對 CPU中斷，作為系統計時、時間 的處理。(2)DRAM REFRESH CLK:動態記憶體 DRAM 更新的時脈，每隔15us 產生一個 CLOCK 時脈，對 DRAM 作更新資料之用。(3)SPEAK CLK:喇叭聲音的時脈，產生各種聲頻的時脈。COMS IC:146818 REAL TIMER CLK&CMOS SRAM(全年無休計時員):CMOS 是 COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTOR 的縮寫，它是 一顆 IC，像 7-11，全年無休，內 部有兩種電路，一種是 REAL TIMER CLK(即時計時時脈)，一種是 CMOS SRAM(靜態RAM)，REAL TIMER CLK 即時提供電腦的日期、時間。當電腦開機時，由電腦的電源供應器供電，當電腦關機時，由主機板的電池供電，所以我們一開機，電腦還是能顯示正確的日期、時間，因為 CMOS IC 全年無休。,7,CMOS SRAM(靜態 RAM)，它內部有64/128/256 BYTE 的 SRAM，儲存我們所設定的週邊設備的組態，日期、時間、硬碟的 TYPE、磁碟的大小等重要的資料，其他有BIOS 的設定、晶片組的設定、電源管理的設定、硬碟的自動偵測設定等。當我們一開機時，系統 BIOS 會檢查 CMOS 設定的內容與電腦實際的設備是否相符合，假如不符合，則會停住，會叫我們重新設定 RUN SETUP。鍵盤控器 8042:鍵盤控器 8042 是介於鍵盤與 CPU 溝通的橋樑，當我們按鍵時，經鍵盤內部的單晶片傳送鍵盤的掃瞄碼，再經鍵盤控制8042，一方面經中斷控制器 8259 通知 CPU 我們在按鍵，一方面經過 BIOS 將掃瞄碼換為我們所認識的 ASC II 碼。,8,1-4.什麼叫主機系統的匯流排(BUS):匯流排就是在我們整個系統傳送各種不同信號、資料的一種通道，也就是用公共汽車(BUS)，來載運旅客的道路，但是匯流排有不同的用途，用在傳送資料的信號線，我們稱為資料匯流排(DATA BUS)，用在傳送位址的信號線，我們稱為位址匯流排(ADDRESS BRS)，用在傳送控制的信號線，我們稱為控制匯流排(CONTROL BUS)，這三種匯流排我們統稱為系統的匯流排(SYSTEM BUS)。在各種匯流排的中間，設有一些緩衝器(BUFFER)，這些緩衝器要的目的是作驅動放大的功能，各種信號、資料的傳送，從 CPU 到記憶體，到 I/O週邊，路途是那麼遠，好像是從台北到高雄，中間假如沒有這些緩衝器(BUFFER)來驅動的話，這些信號可能在中途就拋錨當機。BUFFER 也有隔離的作用，其實就是高速公路的收費站，路段與路段之間就有一個 BUFFER，所以從 CPU 到記憶體，到 I/O 週邊，緩衝器與緩衝器之間之間就有一些名詞，從 CPU 開始，還沒有經過緩衝器，就稱為 LOCAL BUS(本區域匯流排)，也就是大台北地區，經過第一個緩衝器(泰山收費站)，就是 SYSTEM BUS(系統匯流排)。在整個系統裡面是與我們的 ISA BUS(XT/AT BUS)的介面卡相連接，也就是桃園中正機場，再經過下一個緩衝器，就是到記憶體，也就是 MEMORY BUS(記憶體匯流排)，也就是到高雄。系統匯流排也會另設一個緩衝器到另一個系統，那就是主機內的 I/O(輸入/輸出)系統，也就是從中橫公路的收費站往東部的花東地區，我們稱為 X BUS(EXTERNAL BUS)，主機板內的 I/O 匯流排，這些 I/O 資料線都是八位元的通道，是以前 XT 主機留下來的電路，所以系統愈龐大則中間的緩衝器就愈多，也就是路愈遠，中間的收費站就愈多。,9,10,2.有關於主機板,2-1.主機板 BUS 的種類:ISA BUS:(XT/AT/386/486/586/686用)INTEGRATE SYSTEM ARCHITECHTURE BUS。ISA BUS 為目前主機板還在使用的 BUS，為以前 XT/AT留下的 介面。所以又分:1.)XT ISA BUS(XT 主機板 8 BIT I/O SLOT)2.)AT ISA BUS(AT 主機板 16 BIT I/O SLOT)EISA BUS:ENHANCED INDUSTRIAL STANDARD ARCHITECTURE BUS。EISA BUS 其主機板 I/O SLOT 為 32 BIT 與 ISA BUS I/O SLOT 共用，但 ISA BUS 在上層，EISA BUS 在下層，此 種匯流排較少用。MCA BUS:MICRO CHANNEL BUS 為 IBM PS/2 I/O SLOT 為 32 BIT 但與 ISA BUS 不相容，此種匯流排較少用。LOCAL BUS:VL BUS 即 VESA LOCAL BUS。VIDEO ELECTRONICS STANDARDS ASSOCIATION 視訊標準協會制定。LOCAL BUS 是與 CPU 的接腳直接相通之 BUS 為 LOCAL BUS 又稱為 CPU BUS，由於 CPU 的速度越來越快，接 在擴充槽界面卡的週邊無法大幅度的提升速度，造成穩定度及匹配性較差的特性，因為與 CPU 住在同一個 BUS 直接 影響到 CPU 的工作效率，擴充槽不能超過三個，故目前 LOCAL BUS 已淘汰。,11,12,PCI BUS:(486/586/686)PERIPHERAL COMPONENT INTERFACE BUS。是由 INTEL、IBM、DEC 公司所制訂，PCI BUS 與 CPU 中間經過一個橋接器(BRIDGE)電路，不直接與 CPU 相通 之 BUS，故穩定度及匹配性較佳，提升 CPU 的工作效率，擴充槽可達三個以上，為 32 BIT/64 BIT 的匯流排，是目前 較新的 586/686 主機板及週邊使用的標準界面版本。US BUS:通用串列匯流排 UNIVERSAL SEREAL BUS 規格的制訂是由 INTEL、MICROSOFT 等領導世界電腦硬體及軟體的大公司所主導，解決 各種週邊接頭不統一的問題，可接127組週邊設備，是未來主機板及週邊面卡大幅度連接頭的改變。1394 BUS:1394 高速週邊匯流排 為較高速週邊使用之匯流排介面。AMR BUS:AUDIO/MODEM 匯流排 AMR 是AUDIO MODEM RISER 的縮寫，是結合音效 AC97 及 MODEM 功能而升級面卡，最主要是 INTEL 公司為了因 應多媒體電腦與低價電腦推動的新規格。MINI PCI BUS:MINI PCI BUS匯流排 也是 PCI BUS 標準延伸的新架構，主要是支援整合通訊週邊設備及通訊設備相關電源管理，行動設計等運用的標準，為通訊設備整合而開發的標準規範。,CPU,2-2.主機板界面卡 BUS 架構圖,MAINMEMORY,BUFFER,ON BOARD I/O,16 BIT 界面I/O SLOTS,PCIBRIDGE,AGPBRIDGE,CACHEMEMORY,AGP VGACARD,8 BIT 界面I/O SLOTS,8 BIT X-BUS,AT BUS,XT BUS,ISA BUS,SYSTEM BUS,8 BIT/16 BIT/32BIT/64 BIT,CPU LOCAL BUS,64 BIT,PCI BUS 32 BIT/64 BIT,IDE/SCSIPORT,PCI VGACARD,LANCARD,其它 PCI界面卡,13,2-3.什麼叫主機板晶片組的南橋與北橋:在 586/PENTIUM 系列的主機板將功能較強，速度較快的負責與 CPU 主記憶體，記憶體解碼，AGP 的溝通，此晶就 好像較接近台北，我們稱為北橋。另一個次要的晶片組是負責控制速度較慢的 I/O 週邊，如 IDE PORT 的硬碟、光碟、PCI 所插的週邊 VGA CARD 網 路卡、音效卡、USB 所插的 SCANNER、數位相機、MOUSE 以及 ISA 擴充槽所插的介面週邊等，都是由離 CPU 較 遠端的晶片組來控制，就像南部的高雄，我們稱為南橋。北橋晶片組:(主要的晶片組)82443LX 82443FX 82443BX 82443EX 南橋晶片組:(主要的晶片組)82371AB 82371EB,14,15,2-4.什麼叫 AGP 匯流排:所謂 AGP(ACCELERATED GRAPHIC PORT)加速繪圖埠，其最主要的架構是在 AGP 晶片的影像繪圖卡與主記憶體之間專屬的通道，使主記憶體的 DRAM MODULE 與影像繪圖卡的 VIDEO RAM 建立一條新的資料傳輸通道，讓影像信號直接與 CPU 溝通不需要經過 PCI BUS 的通道，AGP BUS 為 32 BIT 資料及 66 MHZ 頻寬的匯流排，速度較 PCI 為快，為 PCI BUS 的 4 倍，可將影像圖形的資料直接由 CPU 置於主記憶體內，再由快速的 AGP 的系統晶片組與外界作影像圖形資料的傳送。2-5.什麼叫 BIOS:BIOS 是BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM 的縮寫，控制整個系統基本的輸入/輸出系統，它是一個韌體(硬體+軟體)的 結構，是整個電腦系統的靈魂，就像是公司最高決策單位，發號施令，領導整個公司的董事長。當我們一開機，CPU(總經理)立即會奔向 BIOS(董事長)住的位址(FFFFFF0H)，打開大門去讀取一些智慧領取控制 整個系統的指令，然後作主機系統的自我測試，CMOS 設定檢查.etc。,2-6.什麼叫 IRQ:所謂 IRQ(INTERRUPT REQUEST)，IRQ 是透過中斷控制器對 CPU 要求中斷，請求 CPU 處理資料的一種信號，主機板內部有兩個中斷控制器(8259*2)，第一個(MASTER 8259)中斷控制器能接受八種不同週邊(IRQ0-IRQ7)，第二個(SLAVE 8259)中斷控制器接受(IRQ8-IRQ15)。以下為 IRQ 編號及說明:IRQ0:主機內 8254-10 腳，定時器輸出，每隔 55ms 產生一個 CLK 提供給中斷控制器 8259-18 腳 IRQ0，作系統計 時用。IRQ1:鍵盤使用，經 8042 KEYBOARD BIOS 提供 8259-19 腳通知 CPU 中斷處理。IRQ2:接收第二個 SLAVE 8259 代表 IRQ8-IRQ15 所接的週邊設備通知 CPU。IRQ3:SERIAL PORT 2 串列 POR 2(COM2)，一般接MODEM。IRQ4:SERIAL PORT 1 串列 POR 1(COM1)，一般接MOUSE。IRQ5:PARALLEL PORT 2 並列 PORT 2(LPT2)，或聲霸卡。IRQ6:FLOPPY DISK 軟碟機。IRQ7:PARALLEL PORT1 並列 PORT1(LPT1)，一般接印表機或光碟。IRQ8:時鐘鬧鈴 REAL TIME CLK 由146818 CMOS IC 提供。IRQ9:軟體中斷指向 IRQ2。IRQ10:保留或 PCI VGA CARD。IRQ11:保留或 IDE3。IRQ12:保留或 PS2 MOUSE。IRQ13:數學 CPU 浮點運算器錯誤(80287/80387)。IRQ14:第一組 HARD DISK(IDE 1)。IRQ15:第二組 HARD DISK(IDE 2)。IRQ優先順序:IRQ0-IRQ1-IRQ2-IRQ8-IRQ9-IRQ10-IRQ11-IRQ12-IRQ13-IRQ14-IRQ15-IRQ3-IRQ4-IRQ5-IRQ6-IRQ7。,16,2-7.什麼叫 DRQ:所謂 DRQ是指(DMA REQUEST)，外界週邊設備不一定透過 IRQ 的方式經過 8259 來通知 CPU，請求 CPU 來處理資料，也可以透過 DMA 控制器 8237 的 IC 來控制即可，但是首先要經過 CPU 同意。在主機板內有兩個 8237，一個8237(DRQ0-DRQ3)，是控制八位元介面卡 DMA 控制器，另一個 8237(DRQ4-DRQ7)是控制十六位元 DMA 控制器以下為 DRQ 編號及說明:DRQ0:保留。DRQ1:音效卡。DRQ2:磁碟機專用。DRQ3:保留。DRQ4:由第一個 8237 DMA 控制器串接至 DRQ。DRQ5:聲霸卡使用。DRQ6:一般 SCSI 卡。DRQ7:保留(網路卡/MPEG CARD)。,17,18,3.有關於CPU,3-1.什麼是CPU:CPU 是中央處理單元，CENTRAL PROCESSING UNIT 的縮寫，是整個系統的核心，也是整個系統最高的執行單位，負責整個系統指令的執行，算數與邏輯的運算，資料的儲存與搬移，以及對內對外輸出與輸入的控制。3-2.CPU 主要的兩大單元:CU:CONTROL UNIT 負責控制指揮協調 CPU 內外各單元之執行、暫存、堆疊、運算、解碼、交換、為電腦的控制 中心。ALU:ARITHMETIC&LOGICAL UNIT 執行算術及邏輯運算。(電腦五大單元系統方塊圖),19,ALU算術/邏輯運算,CU控制單元,MU記憶體單元,INPUT輸入單元,OUTUT輸出單元,3-3.什麼是CPU 的工作時脈:每一個 CPU 都有一個叫 CLOCK 的接腳，簡稱 CLK，也就是提供給 CPU 處理資料的工作時脈，有時我們稱為頻率，以 MHZ(MEGA HETTZ)為單位，提供給 CPU 頻率的高低，牽涉到 CPU 的倍頻或除頻，此內部的頻率，才是 CPU 執行指令的工作時脈。3-4.什麼是CPU 的外頻，倍頻，內頻:時脈產生器提供給 CPU 的處理時脈，也就是提供給 CPU 使用的頻率，它會隨著 CPU 的型號規格而不同，早期 286/386 的 CPU 因為它的內部有除以 2 的除頻電路，如 80286-20，80386-20，則 CPU 外部時脈產生器會提供 40 MHZ 的頻率給 CPU，在經 CPU 內部除以 2 即為 80286-20 或 80386-20 的20 MHZ 的處理時脈。但是自 486DX2，486DX4，PENTIUM CPU 以後，CPU 的內部以倍頻型態出現，一方面在 CPU 內部倍頻較不 影響外部的週邊設備，CPU 可以作 1.5/2/3/3.5/4/4.5/5/6/6.5/7 倍頻的提昇。CPU 的外頻:在CPU 外部還沒經過 CPU 內部的頻率，一般由時脈產生器提供，也就是 CPU BUS 的頻率，有時稱 LOCAL BUS 一般 CPU 外部也有除頻的電路，現在大部份都由多頻多工時脈產生器產生，現在 CPU 的外頻大部份為 50/60/66/75/83/100/133/200。CPU 的倍頻:在 CPU 內部經過 CPU 內部作倍頻的轉換，在提供給 CPU 作為 CPU 內部的處理時脈。CPU 的內頻:外部的時脈經過 CPU 的倍頻，作為 CPU 的處理時脈，即為 CPU 的內頻。,20,3-5.什麼叫做CPU的定址模式:Intel CPU 提供兩種模式的服務，一種是真實模式，也就是早期 8086/8088 的模式，另一種是自80286 之後才有的 保護模式，80386 以後多一個虛擬 86 模式。在PENTIUM CPU 還有探測模式(PROBE MODE)，三態測試模式(TRI-STATE TESTING MODE)，及系統管理模式(SYSTEM MANAGEMENT MODE)。3-6.什麼叫做真實位址模式:真實模式只能定址1 MB，換句話說它只能使用前20條位址線。邏輯位址=(SEGMENT:OFFSET)(區段暫存器位址:偏移暫存器位址)實際的位址=(SEGMENT 左移 4 位元)+(OFFSET)如邏輯位址=(F000:E000)區段:偏移 則實際位址=F000H(16位元區段位址向左向移一位)+E000H(16位元偏移位址)FE000H(AO-A19 共20位元的實際位址，IMB 定址空間),21,3-7 什麼叫保護位址模式?PC/AT 286 CPU 除了有原來的實模式以外，另外又支援了另一種保護工作模式，286 CPU 其位址信號有 24 條，為了 延續 IMB 以上的定址空間，則用保護模式的定址方式來處理，當我們在 DOS 的環境下，驅動延伸記憶體的驅動程式時，CPU 已經在不知不覺中切換為保護模式，保護模式是因為硬體本身提供四層特權。使得專為這種模式發展的作業系統(如 OS/2,UNIX)得以避免系統本身被侵入 也可以避免某個應用軟體影響另一個應用軟體的生存。基本上保護模式的出現是為了多工作業下的安全考量,在單工環 境下(如 DOS)保不保護並沒有太大影響。3-8 什麼叫虛擬 86 位址模式?在 CPU 內部的硬體電路，又多了一虛擬 86 工作模式(VIRTUAL 86 MODE)，它也是保護模式的一揰工作環境，386 CPU 劃分 IMB 記憶體空間，模擬 8086CPU 的真實模式，如同在真實模式之下，執行 DOS的應用程式，也由於 386 CPU硬體有4 KB分頁對應至 4GB 的能力，所以在保護式之下，亦執行 WINDOWS 3.1/WINDOWS 95/WINDOWS NT/OS2 等多工並行的作業處理，所以386 以上 CPU 執行模擬 8086 CPU 真實模式的 DOS 環境，我們稱為虛擬 86 模式。,22,23,4.有關於記憶體,24,4-1.記憶體與 CPU 的關係:CPU 的位元與主記憶體的位元是對等，如 80486 CPU 是 32 位元 RAM MODULE 的記憶體也是 32 位元，PENTIUM CPU 是64 位元 RAM MODULE 的記憶體也是 64 位元。記憶體的 BANK 0 為測試排，記憶體是否有問題放在 BANK 0。較大容量的記憶體放置在 BANK 0，較小容量的記憶體放置在 BANK 1。較新，廠牌特性良好且較穩的記憶體放在 BANK 0，較舊，廠牌特性不良且較不穩的記憶體放在 BANK 1。相同廠牌，相同速度的記憶體放置在相同的 BANK 上。4-2.記憶體的單位與容量的計算:記憶體的單位:BIT(位元):記憶體容量的最小單位，為二進位 0 或 1。BYTE(位元組):記憶體基本單位。1 BYTE=8 BIT。記憶體的數學單位:1K=1024=2 K:KILO 1M=1048576=1024K=2 M:MEGA 1G=1024M=2 G:GIGA,10,20,30,25,4-3.記憶體的速度:記憶體有不同的規格及速度:ms:MILLI SECOND(毫秒)10 us:MICRO SECOND(微秒)10 ns:NANO SECOND(奈秒)10 資料傳送速度:1.)以ms 為單位，如硬碟的平均存取速度 17ms，12ms。2.)以us 為單位，如 DRAM 每隔 15us 更新充電一次。3.)以ns 為單位，如 MEMORY 存取速度:RAM:41256-8，8 表示 80ns。ROM:27256-20，20 表示 200ns。,-3,-6,-9,26,4-4.記憶體定址空間位址分配圖:,1MB 以上空間延伸記憶體,64KB,384KB,640KB,EXTENDED MEMORY延伸記憶體(連接 1MB 以上的連續記憶體空間),HIGH MEMORY AREA高層記憶體(HMA),10FFEFH 1088KB,16MB(80286 CPU 定址空間),100000H,1024KB(1MB)(A20 GATE),(8088 CPU 定址 1MB 空間),0FFFFFH,上層記憶體(UMB)UPPER MEM 0A0000H,09FFFFH,BASE MEMORY傳統記憶體(基礎記憶體),000000H,0KB,640KB,EXPANDED MEMORY擴充記憶體利用 UMB 中的 64KB 頁框(內共有連續 4 頁，每頁640KB 16KB)為窗口，對應至 EMS 卡上擴大空間的記憶體。,4GB(386/486/PENTIUM/P-II)定址空間實際定址空間視主機板的晶片組而定，目前主機板大部份可擴充最大記憶體為 768MB/1GB/2GB,27,4-5.什麼叫做傳統記憶體(CONVENTIONAL MEMORY):傳統的記憶體在記憶體分配表中是佔用最前面的位置，由 0K 到 640K，(位址 000000H-09FFFFH)，一共佔了 640 KB 的容量，因為在記憶體的最前面，在 DOS 的記憶體管理又稱 LOW DOS MEMORY，或稱基礎記憶體。4-6.什麼叫做上層記憶體(UPPER MEMORY BLOCK):此記憶體是傳統記憶體上面一層的記憶體(640MB-1024MB)，又稱 HIGH DOS MEMORY(位址 0A0000-0FFFFFH)要使用 UMB 必須有一些條件及動作:1.)386 以上的主機板及 384KB 以上的延伸記憶體。2.)DOS 5.0 以上。3.)CONFIG.SYS 設定 DEVICE=C:DOSHIMEM.SYS(延伸記憶體 XMS 驅動程式)。4.)CONFIG.SYS 設定 DEVICE=C:DOSEMM386.EXE，NOEMS(擴展記憶體 EMS 模擬驅動程式)。5.)CONFIG.SYS 設定 DOS=HIGH，UMB。4-7.什麼叫做高層記憶體(HIGH MEMORY AREA):HMA 是 1MB 至 1088KB 之間 64KB 的記憶體，其位址 100000H-10FFEFH 或以上，CPU 在真實模式下，是以用 SEGMENT:OFFSET 方式來定址，其定址的最大邏輯記憶體空間(FFFF:FFFF)，即 10FFEFH，此已超過 8088 CPU 20 條線所定址的 1MB 的上限，故 286 CPU 位址線有 24 條，只要把 A20 位址線的門打開，即可使用此 64KB 記憶體的範圍。如何打開 A20 位址線(A20 GATE)以上的記憶體，動作如下:1.)286 以上主機及 1MB 以上的記憶體。2.)DOS 5.0 以上。3.)DEVICE=C:DOSHIMEM.SYS。4.)DOS=HIGH。5.)A20 位址線有打開，A20 GATE=1，可突破 1MB 以上空間。6.)A20 GATE 信號由軟體驅動 KEYBOARD BIOS 8042 產生或由晶片組產生。,28,4-8.什麼叫做延伸記憶體(EXTENDED MEMORY BLOCK):EMB 是指 1MB 以上的記憶體空間，其位址由 100000H 開始，連續不斷向上延伸擴充記憶體，延伸擴充的記憶體視 CPU 的定址能力而定，286 CPU 可定址到 16MB，386 CPU 以上至 PENTIUM II CPU 可定址到 4GB，但目前主機 板 PENTIUM 系列目前最大擴充記憶體也只到 768MB。要使用延伸記憶體須要一些延伸記憶體 XMS 驅動程式來加以 驅動及設定。其設定如下:1.)DOS 5.0 以上。2.)DEVICE=C:DOSHIMEM.SYS。3.)延伸記憶體是 1MB 以上連續性的記憶體。4.)進入延伸記憶體程式，必須在保護模式之下。5.)進入延伸記憶體，必須先打開 CPU 的 A20 GATE 的大門，使位址連續。6.)A20 GATE 信號由軟體驅動 KEYBOARD BIOS 8042 產生或由晶片組產生。7.)A20 GATE 信號是真實位址模式及保護模式的切換開關。8.)執行驅動延伸記憶體，在真實位址模式有 64KB 高層記憶體的延伸。4-9.什麼叫做擴展記憶體(EXPANDED MEMORY SPECIFICATION):EMS 是利用 1MB 記憶體中，64KB 的記憶框，此記憶框為連續的 4 頁，每頁為 16KB 的實際頁記憶體對應到 EMS 卡上的擴大空間的邏輯頁記憶體，EMS 4.0 版本驅動程式其對應的記憶框為 IMB 內任意大小，對應的擴展記體空為 32MB，這也是擴充記憶體的方法，一般我們常用比較方便的 DOS5.0 以上版本，在 386 CPU 以上有虛擬 86 及分 頁的能力，在 EMS EMULAOR 模擬程式控制之下，使用延伸記憶 體，其驅動程式及動作如下:1.)主機版 CPU 為386 CPU 以上有虛擬86 及4KB 分頁的能力。2.)使用擴展記憶體驅動式(EMS)，必先執行延伸記憶體驅動式(XMS)。3.)使用 DOS5。0以上版有 EMS EMULATOR 擴展記憶體模擬程式 EMM386.EXE 的程式來執行，對應主機板的延 伸記憶體。DEVICE=C:DOSEMM386.EXE,29,4-10.什麼叫做DRAM 記憶體:DRAM 是 DYNAMIC RAM 的縮寫，它是動態隨機可存取的記憶體，因為它的積體化強，較小的積體即可獲得較大的 容量，而且價位低。雖然它有容量大及價位低的優點，但是在主機板必須要有一個 REFRESH 更新的電路配合，對儲存的資料作更新的動 作，否則經一段時間，它的資料會消失，因為它的內部儲存資料是靠電容充電來保存，但是電容會放電，故每一段時 間就要對 DRAM 作更新，因此會影響 CPU 對 RAM 記憶體的存取工作效率。4-11.什麼叫做SRAM 記憶體:SRAM 是 STATIC RAM 的縮寫，它是一種具有閂鎖功能的一種記憶體，不必更新的電路即能保存它內部儲存的資料，不像DRAM 要有更新的電路，每隔一段時間，固定要對 DRAM更新充電一次，否則內部的資料即會消失。SRAM 的缺點是體積化較差，較大。主機板上有兩種規格，一種是固定在主機板上的 CACHE MEMORY，一種是插 在卡槽上的 COAST(CACHE ON STICK)擴充用的 CACHE MEMORY。為了加速 CPU 內部資料的傳送，自80486 CPU 起在 CPU 的內部設計有 CACHE MEMORY，故在 PENTIUM CPU 有所謂的 L1 CACHE 及 L2 CACHE，一般 L1 CACHE 是內建在 CPU 的內部，L2 CACHE 是設計在 CPU 的外部。4-12.什麼叫做PB(PIPELINE BURST)SRAM:PB SRAM 是一種 SRAM，也是一種 CACHE MEMORY，在主機板使用快取記憶體中，速度較快的快取記憶體，它 是一種在材質及電路製程改良的 SRAM。目前已淘汰。,30,4-13.什麼叫做SHADOW RAM:什麼叫記體的 SHADOWS RAM，由於在主機板內有各種不同的記體，有的記體傳送速度較快，有的傳送速度較慢其 中 RAM 的速度就比 ROM 的速度快，主記憶體 RAM 的速度一般為 50 至70 ns，而 ROM 的速度則在150 至200 ns，所以在主機系統的 BIOS SETUP，就設定有所謂 SHADOW RAM 的動作，一開機時，系統就會把主機系統的 BIOS ROM 或 VGA CARD 上的 VIDEO BIOS ROM 的程式，全部拷貝載入 DRAM 中，並且將這些程式的區域改為唯讀狀態，凡是以後 CPU 要執行系統BIOS 的程式或 VIDEO BIOS 的程式，都會自動轉至速度較快的 SHADOW RAM 中執行，如此即可加快 CPU 的處理速度以及影像畫面的顯示。4-14.什麼叫作記憶體的 REFRESH:動態 DRAM 內部的資料是靠電容的儲存，但電容會放電，所以使用動態 DRAM 的記憶體就有 REFRESH(資料更新)時脈的電路，必須在幾個 ms 之內必須對 DRAM 完成充電，否則動態 DRAM 記憶體內的資料就會因放電而消失，所 以動態記憶體，其內部結就好像一個會漏水的茶壺一樣，假如不在一個固定的時間去加水添滿的話裡面的水即會漏光，資料就會消失。在PC 標準的電路裡，是每隔 15us 即充電一次，在 4ms 之內完成整個充電的動作，由於 CPU 的速度越來越快使得 DRAM 的速越來越跟不上 CPU 的處理速度，所以 CPU 必須增加幾個等待週期，讓 DRAM 更新充電以後再繼續工作 如此勢必影響 CPU 的工作效率，故在 AT 時代的主機板則有 INTERLEAVE(交替)更新 DRAM 的設計，即主機板必 須至少有兩組 BANK，一個 BANK 供 CPU 資料的存取，另一個 BANK 供資料更新之用，如此才不會浪費 CPU的 等待週期，另一種方式為 DRAM PAGE MODE 方式，一般 CPU 對 DRAM 的讀寫，在一個週期中我們只能一個位址 存取，但是 PAGE MODE 的方式是將 ROW ADDRESS(列位址)固定，而連續改變 COLUMN ADDRESS(行位址)，如此可得到一連性位址頁區塊的記憶體，而使 CPU 能夠存取容量較大範圍的區塊，而達到 CPU 快取目的。,31,4-15.什麼叫做快取記憶體及其動作方塊圖:快取記體最主要的目的，是提昇加速 CPU 與記憶體之間資料的傳送，所以快取記憶體在電路的設計上，則置於 CPU 與主要記體 DRAM 之間，當 CPU 由外部的週邊設備讀取資料時，經 CPU 加以處理再將資料寫入主記憶體的 DRAM，在寫入的過中，路經快取記體，此時會將寫入主記憶體的 DRAM 的位址，記錄在 TAG SRAM(標記SRAM)內並將剛 才寫入主記憶體 DRAM 中的資料拷類一份至快取記憶體的 SRAM 內，以備 CPU 下次就近取用而不必至較遠之DRAM 中的資料拷貝一份至快取記憶體的 SRAM 內，以備CPU 下次就近取用，而不必至較遠之 DARM 讀取，如此即可加快 CPU 的存取速度。,界面卡週邊I/O,主機板I/O8259*28237*27461282548042146818,快取邏輯控制電路,TAG SRAM儲存相對應到主記憶體的位址,快取記憶體SRAM 儲存常用的資料或指令,主記憶體,CPU,MEMORY BUFFER,LOCAL BUS,SYSTEM BUFFER,X BUFFER,32,4-16.什麼叫做 TAG SRAM:什麼叫 TAG SRAM，標記 SRAM，它是在快取系統中配合怏取記憶體的附加 SRAM，它也是快取記憶體，只是用在快 取電路中記錄位址資料的用途，當 CPU 對主記憶體要讀取某一個位址的資料時，會先到快取電路中去尋找，經快取系 統的 TAG SRAM 所記錄的位址資料逐一搜尋比對，當快取記憶內也存有此位址的資料時，快取記憶匯流排的仲裁控制 電路，即將資料讀取傳回 CPU，若經 TAG SRAM 記錄的位址資料比對，找不到資料的位址時，則 CPU 會到主記憶體 讀取資料加以處理。,TAG SRAM儲存相對應到主記憶體的位址,快取記憶體 SRAM儲存常用的主記憶體資料,CPU,快取控制電路,主記憶體,SYSTEM BUFFER,LOCAL BUS,MEMORYBUFFER,4-17.什麼叫做記憶體 ECC:ECC 是 ERROR CODE CHECK&CORRECT 的縮寫，它的功能不但具有記憶體資料檢查的能力，而且具備了記憶體 資料錯誤修正的功能，以前 PARITY CHECK 是 8BIT 資料，用一個 BIT 同位元來檢查資料的正確，但 ECC 則是 8 個 BIT 的資料，用 4 個 BIT 的位元來檢查資料是否正確，當 CPU 讀取時，若有一個 BIT 資料錯誤，則 ECC 記憶體會根 據原先存在四個 BIT 的 偵測位元，計算那一個 BIT 錯誤，而且會將錯誤的資料加以校正。這種 DRAM 在整個系統上是 較穩定，一般用於 LOCAL 網路的 FILE SERVER，或網際網路的伺服器。4-18.什麼叫做 FPM RAM，EDO RAM 及 SDRAM:FPM DRAM:FPM(FAST PAGE M