电脑硬体系统介绍，让大家知识整个硬体运作流程

一.主机系统架构：

1.PC系统内部组织基本方块图:

2.主机系统内部基本架构图：

3.主机系统内部基本方块图说明:

3-1.频率产生器:产生各个系统所需要的频率，是传送各种信号及数据的交通工具，以及各系统与系统之间的同步信号，最主要是提供给 CPU 作为系统的处理频率。

3-2.CPU 中央处理单元 :CPU 中央处理单元是整个系统的核心，是整个系统的最高执行单位，负责整个系统数据的处理，执行，控制，运算的功能，整个系统数据处理速度的快慢，取决于 CPU 的工作频率。

3-3. ADDRESS BUS (地址总线) :CPU的地址线越多条，即代表主机系统，内存扩充能力愈强，自386 CPU 至PENTIUM 系列 CPU 主机其地址线有 A0-A31共有 32 条，其寻址的 能力有= 4GB 。

3-4.DATA BUS (数据总线) :CPU 的资料线越多条，代表每次传送数据位数愈多，其数据搬运的速度也愈快，486 的数据线是 32 条，所以是 32位的计算机，586 ，686 CPU 外部的数据线是 64 条，所以是 64 位的计算机。资料线愈多条，就像高速公路的线道愈多条 一样，载运旅客的流通量就愈大，速度就愈快。

3-5.CONTROL BUS (控制总线) :控制传送地址信号，数据信号以及下达各种命令信号及控制信号的信道。

4.总线控制器 :接受 CPU 的命令，执行 CPU 所要传送的各种控制信号，如地址控制信号 (ALE)、数据控制信号 (DEN)、资料方向控制信号 (DT/R) 以及代替 CPU 下达各种命令，如对内存下达读写命令 (-MEMR、-MEMW)对 I/O 下达读写命令(-IOR、-IOW)、对中断控制器 (8259) 下达 INTA 命令等，它也是一个执行单位，是总经理，在古时候，它的官位是替皇帝传达圣旨及命令的太监。

5.中断控制器 :8259 是介于 CPU 与外面各种外围设备沟通的桥梁，当外界的外围设备，要请求 CPU 来处理数据时候必须经过中断控制器 8259 来通知 CPU 处理，而且每次只能安排一种外围设备，目前使用的通道有 IRQ0-IRQ15 共有15 种，如软 碟、硬盘、键盘、打印机等是，这些通道，有些是专属的，有些是大家公用的，同时要求处理时，中断控制器还会比大小，大客户优先，小客户稍待，所以中断控制器，是安排各种不同的周客户与总经理见面的秘书。

6.主板 I/O :中断控器 8259*2。外面的各种接口设备 (IRQ0-IRQ15)，经中断控制器的安排请求 CPU 来处理数据，是各外围与 CPU 沟通的桥梁， 每次仅安排一个外围与 CPU沟通。

7. DMA 控制器 8237*2 :外面的外围设备，不经过中断控制器 (8259) 通知 CPU 处理数据，而直接由 DMA (8237) 的控制，把外围设备的数据直接传送到内存直接传送到外围设备，这种数据直接传送的方式叫作 DMA (DIRECT MEMORY ACCESS)，这种传送，在大量资料搬运的时候，可以获得较快的传输，但是要做 DMA 的控制以前，必须先获得 CPU 的同意，整个系统的总线控制权交给 DMA 控制器 (8237) 来接管。目前作 DMA 的外围，有软盘、新型IDE 界面有 ULTRA DMA

二.主板界面卡 BUS 架构图:

1.主板界面：

2.什么叫主板芯片组的南桥与北桥 :

2-1.在 586/PENTIUM 系列的主板将功能较强，速度较快的负责与 CPU 主存储器，内存译码，AGP 的沟通，此晶就 好像较接近台北，我们称为北桥。

2-2.另一个次要的芯片组是负责控制速度较慢的 I/O 外围，如 IDE PORT 的硬盘、光盘、PCI 所插的外围 VGA CARD 网路卡、声卡、USB 所插的 SCANNER 、数字相机、MOUSE 以及 ISA 扩展槽所插的接口外围等，都是由离 CPU 较远程的芯片组来控制，就像南部的高雄，我们称为南桥。

3.什么叫 IRQ

所谓 IRQ (INTERRUPT REQUEST)，IRQ 是透过中断控制器对 CPU 要求中断，请求 CPU 处理数据的一种信号，主机板内部有两个中断控制器 (8259*2)，第一个 (MASTER 8259) 中断控制器能接受八种不同外围 (IRQ0-IRQ7)，第二、个 (SLAVE 8259)中断控制器接受 (IRQ8-IRQ15)。以下为 IRQ 编号及说明:IRQ0 : 主机内 8254-10 脚，定时器输出，每隔 55ms 产生一个 CLK 提供给中断控制器 8259-18 脚 IRQ0，作系统计时用。

· IRQ1 : 键盘使用，经 8042 KEYBOARD BIOS 提供 8259-19 脚通知 CPU 中断处理。

· IRQ2 : 接收第二个 SLAVE 8259 代表 IRQ8-IRQ15 所接的外围设备通知 CPU。

· IRQ3 : SERIAL PORT 2 串行 POR 2 (COM2)，一般接MODEM。

· IRQ4 : SERIAL PORT 1 串行 POR 1 (COM1)，一般接MOUSE。

· IRQ5 : PARALLEL PORT 2 并列 PORT 2 (LPT2)，或声霸卡。

· IRQ6 : FLOPPY DISK 软盘驱动器。

· IRQ7 : PARALLEL PORT1 并列 PORT1 (LPT1)，一般接打印机或光盘。

· IRQ8 : 时钟闹铃 REAL TIME CLK 由146818 CMOS IC 提供。

· IRQ9 : 软件中断指向 IRQ2。

· IRQ10 : 保留或 PCI VGA CARD。

· IRQ11 : 保留或 IDE3。

· IRQ12 : 保留或 PS2 MOUSE。

· IRQ13 : 数学 CPU 浮点运算器错误 (80287/80387)。

· IRQ14 : 第一组 HARD DISK (IDE 1)。

· IRQ15 : 第二组 HARD DISK (IDE 2)。

IRQ优先级 :

IRQ0->IRQ1->IRQ2->IRQ8->IRQ9->IRQ10->IRQ11->IRQ12->IRQ13->IRQ14->IRQ15->IRQ3->IRQ4->IRQ5->IRQ6->

IRQ7 。

4 . 什么叫 AGP 总线 :

所谓 AGP (ACCELERATED GRAPHIC PORT) 加速绘图埠 ，其最主要的架构是在 AGP 芯片的影像绘图卡与主存储器之间专属的信道， 使主存储器的 DRAM MODULE 与影像绘图卡的 VIDEO RAM 建立一条新的数据传输信道，让影像信号直接与 CPU 沟通不需要经过 PCI BUS 的通道，AGP BUS 为 32 BIT 资料及 66 MHZ 带宽的总线，速度较 PCI 为快，为 PCI BUS 的 4 倍，可将影像图形的数据直接由 CPU 置于主存储器内，再由快速的 AGP 的系统芯片组与外界作影像图形数据的传送。

5 . 什么叫 BIOS :

BIOS 是BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM 的缩写，控制整个系统基本的输入/输出系统，它是一个韧体(硬件+软件)的结构，是整个计算机系统的灵魂，就像是公司最高决策单位 ，发号施令，领导整个公司的董事长。当我们一开机，CPU (总经理) 立即会奔向 BIOS (董事长) 住的地址 (FFFFFF0H)，打开大门去读取一些智能领取控制整个系统的指令，然后作主机系统的自我测试，CMOS 设定检查….etc。

.6什么叫 DRQ :所谓 DRQ是指 (DMA REQUEST) ，外界外围设备不一定透过 IRQ 的方式经过 8259 来通知 CPU，请求 CPU 来处理资料，也可以透过 DMA 控制器 8237 的 IC 来控制即可，但是首先要经过 CPU 同意。在主板内有两个 8237，一个8237 (DRQ0-DRQ3)，是控制八位适配卡 DMA 控制器，另一个 8237 (DRQ4-DRQ7) 是控制十六位 DMA 控制器以下为 DRQ 编号及说明 :

· DRQ0 : 保留。

· DRQ1 : 声卡。

· DRQ2 : 磁盘驱动器专用。

· DRQ3 : 保留。

· DRQ4 : 由第一个 8237 DMA 控制器串接至 DRQ。

· DRQ5 : 声霸卡使用。

· DRQ6 : 一般 SCSI 卡。

DRQ7 : 保留 (网络卡/MPEG CARD)。

三.有关于CPU

1.什么是CPU :CPU 是中央处理单元，CENTRAL PROCESSING UNIT 的缩写，是整个系统的核心，也是整个系统最高的执行单位，负责整个系统指令的执行，算数与逻辑的运算，数据的储存与搬移，以及对内对外输出与输入的控制。

2. CPU 主要的两大单元 :CU : CONTROL UNIT 负责控制指挥协调 CPU 内外各单元之执行、暂存、堆栈、运算、译码、交换、为计算机的控制中心。ALU : ARITHMETIC & LOGICAL UNIT 执行算术及逻辑运算。

3 . 什么是CPU 的工作频率 :每一个 CPU 都有一个叫 CLOCK 的接脚，简称 CLK ，也就是提供给 CPU 处理数据的工作频率，有时我们称为频率， 以 MHZ (MEGA HETTZ )为单位，提供给 CPU 频率的高低，牵涉到 CPU 的倍频或除频，此内部的频率，才是 CPU 执行指令的工作频率。

4 . 什么是CPU 的外频，倍频，内频 : 频率产生器提供给 CPU 的处理频率，也就是提供给 CPU 使用的频率，它会随着 CPU 的型号规格而不同，早期 286/386 的 CPU 因为它的内部有除以 2 的除频电路，如 80286-20，80386-20，则 CPU 外部频率产生器会提供 40 MHZ 的频率给 CPU，在经 CPU 内部除以 2 即为 80286-20 或 80386-20 的20 MHZ 的处理频率。但是自 486DX2，486DX4，PENTIUM CPU 以后，CPU 的内部以倍频型态出现，一方面在 CPU 内部倍频较不影响外部的外围设备，CPU 可以作 1.5/2/3/3.5/4/4.5/5/6/6.5/7 倍频的提升。

5.CPU 的外频 :在CPU 外部还没经过 CPU 内部的频率，一般由频率产生器提供，也就是 CPU BUS 的频率，有时称 LOCAL BUS一般 CPU 外部也有除频的电路，现在大部份都由多频多任务频率产生器产生，现在 CPU 的外频大部份为 50/60/66/75/83/100/133/200 。

5-1.CPU 的倍频 :在 CPU 内部经过 CPU 内部作倍频的转换，在提供给 CPU 作为 CPU 内部的处理频率。

5-2.CPU 的内频 :外部的频率经过 CPU 的倍频，作为 CPU 的处理频率，即为 CPU 的内频。