本節(jié)首先通過檢查典型主板配置以及圍繞 CPU 的芯片組來了解 x86 如何與其他組件的集成。然后討論內(nèi)存、I/O 端口和通用設(shè)備接口。最后說明匯編語言程序怎樣利用系統(tǒng)硬件、固件，并調(diào)用操作系統(tǒng)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)不同訪問層次的 I/O 操作。

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主板

主板是微型計(jì)算機(jī)的心臟，它是一個(gè)平面電路板，其上集成了 CPU、支持處理器（芯片組（chipset））、主存、輸入輸出接口、電源接口和擴(kuò)展插槽。

各種組件通過總線即一組直接蝕刻在主板上的導(dǎo)線，進(jìn)行互連。目前 PC 市場上有幾十種主板，它們在擴(kuò)展功能、集成部件和速度方面存在著差異。但是，下述組件一般都會(huì)岀現(xiàn)在主板上：

• CPU 插座。根據(jù)其支持的處理器類型，插座具有不同的形狀和尺寸。
• 存儲(chǔ)器插槽（SIMM 或 DIMM），用于直接插入小型內(nèi)存條。
• BIOS （基本輸入輸出系統(tǒng)，basic input-output system）計(jì)算機(jī)芯片，保存系統(tǒng)軟件。
• CMOS RAM，用一個(gè)小型紐扣電池為其持續(xù)供電。
• 大容量插槽設(shè)備接口，如硬盤和 CD-ROMS。
• 外部設(shè)備的 USB 接口。
• 鍵盤和鼠標(biāo)接口。
• PCI 總線接口，用于聲卡、顯卡、數(shù)據(jù)采集卡和其他輸入輸出設(shè)備。

以下是可選組件：

• 集成聲音處理器。
• 并行和串行設(shè)備接口。
• 集成網(wǎng)卡。
• 用于高速顯卡的 AGP 總線接口。

典型系統(tǒng)中還有一些重要的支持處理器：

• 浮點(diǎn)單元（FPU），處理浮點(diǎn)數(shù)和擴(kuò)展整數(shù)運(yùn)算。
• 8284/82C84 時(shí)鐘發(fā)生器，簡稱時(shí)鐘，按照恒定速率振蕩。時(shí)鐘發(fā)生器同步 CPU 和計(jì)算機(jī)的其他部分。
• 8259A 可編程中斷控制器（PIC, Programmable Interrupt Controller），處理來自硬件設(shè)備的外部中斷請求，包括鍵盤、系統(tǒng)時(shí)鐘和磁盤驅(qū)動(dòng)器。這些設(shè)備能中斷 CPU，并使其立即響應(yīng)它們的請求。
• 8253 可編程間隔定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器（Programmable Interval Timer/Counter），每秒中斷系統(tǒng) 18.2 次，更新系統(tǒng)日期和時(shí)鐘，并控制揚(yáng)聲器。它還負(fù)責(zé)不斷刷新內(nèi)存，因?yàn)?RAM 存儲(chǔ)器芯片保持其內(nèi)容的時(shí)間只有幾毫秒。
• 8255 可編程并行端口（Programmable Parallel Port），使用 IEEE 并行端口將數(shù)據(jù)輸入和輸出計(jì)算機(jī)。該端口通常用于打印機(jī)，但是也可以用于其他輸入輸出設(shè)備。

1) PCI 和 PCI Express 總線架構(gòu)

PCI（外部設(shè)備互聯(lián)，Peripheral Component Interconnect）總線為 CPU 和其他系統(tǒng)設(shè)備提供了連接橋，這些設(shè)備包括硬盤驅(qū)動(dòng)器、內(nèi)存、顯卡、聲卡和網(wǎng)卡。

最近，PCI Express 總線在設(shè)備、內(nèi)存和處理器之間提供了雙向串行連接。如同網(wǎng)絡(luò)一樣，它用獨(dú)立的“通道”傳送數(shù)據(jù)包。該總線得到顯卡的廣泛支持，能以較高速度傳輸數(shù)據(jù)。

2) 主板芯片組

主板芯片組（motherlboard chipset）是一組處理器芯片的集合，這些芯片被設(shè)計(jì)為在特定類型主板上一起工作。

各種芯片組具有增強(qiáng)處理能力、多媒體功能或減少功耗等特性。以 Intel P965 Express 芯片組為例，該芯片組與 Intel Core2 Duo 或 Pentium D 處理器一起，用于桌面系統(tǒng)。

Intel P965 具有下述特性：

• Intel 高速內(nèi)存訪問 (Fast Memory Access) 使用了最新內(nèi)存控制中心 (MCH)。它可以 800MHz 時(shí)鐘速度來訪問雙通道 DDR2 存儲(chǔ)器。
• I/O 控制中心 (Intel ICH8/R/DH) 使用 Intel 矩陣存儲(chǔ)技術(shù) (MST) 來支持多個(gè)串行 ATA 設(shè)備 ( 磁盤驅(qū)動(dòng)器 ) 。
• 支持多個(gè) USB 端口，多個(gè) PCI Express 插槽，聯(lián)網(wǎng)和 Intel 靜音系統(tǒng)技術(shù)。
• 高清晰音頻芯片提供了數(shù)字聲音功能。

如下圖所示，主板廠商以特定芯片為中心來制造產(chǎn)品。例如，Asus 公司使用 P965 芯片組的 P5B-E P965 主板。

內(nèi)存

基于 Intel 的系統(tǒng)使用的是幾種基礎(chǔ)類型內(nèi)存：只讀存儲(chǔ)器（ROM）、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）、動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器（DRAM）、靜態(tài) RAM （SRAM）、圖像隨機(jī)存儲(chǔ)器（VRAM），和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）RAM：

• ROM 永久燒錄在芯片上，并且不能擦除。
• EPROM 能用紫外線緩慢擦除，并且重新編程。
• DRAM，即通常的內(nèi)存，在程序運(yùn)行時(shí)保存程序和數(shù)據(jù)的部件。該部件價(jià)格便宜，但是每毫秒需要進(jìn)行刷新，以避免丟失其內(nèi)容。有些系統(tǒng)使用的是 ECC（錯(cuò)誤檢查和糾正）存儲(chǔ)器。
• SRAM 主要用于價(jià)格高、速度快的 cache 存儲(chǔ)器。它不需要刷新，CPU 的 cache 存儲(chǔ)器就是由 SRAM 構(gòu)成的。
• VRAM 保存視頻數(shù)據(jù)。VRAM 是雙端口的，它允許一個(gè)端口持續(xù)刷新顯示器，同時(shí)另一個(gè)端口將數(shù)據(jù)寫到顯示器。
• CMOS RAM 在系統(tǒng)主板上，保存系統(tǒng)設(shè)置信息。它由電池供電，因此當(dāng)計(jì)算機(jī)電源關(guān)閉后，CMOS RAM 中的內(nèi)容仍能保留。
• 下一篇：1.11?字符在計(jì)算機(jī)中是如何表示的
  1.12?匯編語言布爾表達(dá)式
  處理器架構(gòu)
  2.1?CPU處理器架構(gòu)
  2.2?32位x86處理器架構(gòu)
  2.3?x86-64處理器架構(gòu)
  2.4?x86計(jì)算機(jī)組件
  匯編語言基礎(chǔ)
  3.1?第一個(gè)匯編語言程序
  3.2?匯編語言常量
  3.3?匯編語言保留字
  3.4?匯編語言標(biāo)識(shí)符
  3.5?匯編語言偽指令

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的x86计算机组件的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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