电脑硬体介绍(欧).ppt

《电脑硬体介绍(欧).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电脑硬体介绍(欧).ppt（30页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、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

2、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

3、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

4、，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

5、，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=16

6、MB，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

7、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)，RE

8、AL 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 S

9、ETUP。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

10、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 LOC

11、AL 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

12、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。

13、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 C

14、PU 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

15、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 INTE

16、L 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,SYS

17、TEM 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

18、 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

19、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

20、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

21、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 P

22、ORT1 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-I

23、RQ15-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:

24、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:ARITHMET

25、IC&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

26、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

27、，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80

28、286 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)+E000

29、H(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

30、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

31、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

32、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

33、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(1

34、MB)(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

35、(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.)

36、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(FF

37、FF: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

38、。,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

39、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

40、 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

41、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

42、 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 CAC

43、HE，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 RO

44、M 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 D

45、RAM 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 INTE

46、RLEAVE(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

47、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

48、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

49、 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

50、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