1-1

第 2 章 IA-32 Intel 计算机的总体结构

1-2

IA-32 Intel 计算机的含义：以 IA-32 Intel CPU 和芯片组为基础所组成

的计算机硬件系统。

分为： 普及型 PC 机、

高性能（ performance ） PC机、

便携式（ portable ） PC 机、

嵌入式（ embedded ）计算机、

服务器（ server ）、

工作站（ workstation ）等：

1-3

嵌入式计算机系统的特点：把计算机与应用系统融为一体，即把计算

机插入到应用系统中，因而看不出有独立的计算机存在。

主要使用的 CPU ：

微控制器（ microcontroller ）、

数字信号处理器 DSP （ Digital Signal Processor ）、

x86CPU 。

1-4

服务器和工作站的特点：

服务器和工作站是 IA-32 Intel 计算机中性能最高的机种，通常采用对称多处理结构SMP （ Symmetrical Multi-Processing ）。

从硬件结构上来说，二者极其相似，差别 仅 仅 在 于 工 作 站 配 有 监 视 器（ monitor ），服务器则不配监视器，而配客户机（ client ）。所以，可以形象地说，服务器就是去掉头部的工作站。

1-5

IA-32 Intel 计算机中的互连技术计算机模块的功能及其所使用的信号

1 2 3 4

A

B

C

D

4321

D

C

B

A

ͼ2.1 ¼ÆËã»úÄ£¿é¼°ÆäËùʹÓõÄÐźÅ

Êý¾Ý

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I/O Ä£ ¿é

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I/OÉ豸

1-6

计算机的硬件功能模块有三种：

存储器模块、 I/O 模块和 CPU 模块。

各模块交换信息时所使用的信号是：

地址信号、控制信号、数据信号。

（注意：信号线上的箭头方向。）

1-7

存储器模块内部所存放的内容有两部分：

一是二进制的指令代码（程序），

二是二进制的数据，即原始数据和结果。

1-8

存储器的两种操作：读操作：

把存储器模块中的二进制代码传送给CPU 或其他主控设备。 写操作：

把 来 自 CPU 或 其 他 主 控 设 备（ master ）的二进制代码接收到存储器模块。

读 / 写 操 作 的 基 本 单 位 是 存 储 单 元（ location ）。

1-9

存储器模块的组织方法是：

存储器模块必须以存储单元为单位进行组织。

在 IA-32 Intel 计算机中，无论哪种型号的系统，存储器模块中存储单元的长度均为一个字节。

1-10

存储器模块的访问方法是：

按存储单元所对应的地址进行读 / 写操作。

存储单元的地址：

在设计存储器模块时，为每个存储单元分配一个唯一的二进制代码，称之为地址代码。以此来保证正确区分存储器单元。

1-11

CPU 的寻址能力：

台式机 CPU 或其他主控设备所发出的地址信号可达 32 条，理论上可区分 4GB 的存储器单元，称之为寻址能力为 4GB 。

服务器和工作站 CPU （带 Xeon ）的寻址能力可达到 64GB 。

1-12

IA-32 计算机的两个地址空间是：

存储器地址空间和 I/O 地址空间。

I/O 模块中的寄存器种类：

数据寄存器、控制寄存器和状态寄存器。

I/O 模块中的端口：

一般地寄存器称为一个端口。

1-13

2.2.1    总线与芯片组技术

1 2 3 4

A

B

C

D

4321

D

C

B

A

ͼ2.2 ÓÃ×ÜÏß¼¼Êõ»¥Á¬¼ÆËã»ú¸÷¹¦ÄÜÄ£¿é

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CPU

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¿é

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Æ÷

Ä£

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1-14

总线（ bus ）：

是一组公共的信号线，凡与总线相连的功能模块，均可以经由总线传送信息。有的可以发送信息，有的可以接收信息。

但同一时刻，发送信息的功能模块只能有一个，否则会引起总线上的信息混乱。

1-15

系统中的总线可分为：

数据总线、

地址总线、

控制总线。

数据总线的宽度：

为所包含的信号线的数目。

数据总线为双向的。

1-16

地址总线是单向总线：

总是由 CPU 模块或其他的主控设备（即DMA 控制器）发出，由存储器模块或 I/O 模块接收。

总线的高位地址信号经译码后用来选择模块，而低位地址信号用来选择模块内的各个单元。

1-17

芯片组的功能包括：

进行信号变换、负载匹配、译码驱动、提供数据通路。

在现代的芯片组中还往往包含了许多 I/O控制器，即 I/O 接口的功能。

1-18

IA—32 计算的总体结构

1-19

结构图

1 2 3 4

A

B

C

D

4321

D

C

B

A

ͼ2.3 IA-32 Intel½á¹¹¼ÆËã»úµÄ×ÜÌå½á¹¹

Óû§À©Õ¹I/OÄ£¿é

MCH/GMCH

Hub

×Ü

Ïß

FSB×ÜÏß

BSB×ÜÏß

´æ´¢×ÜÏß

CPU ¶þ ¼¶ Cache

´æ ´¢ Æ÷AGP×ÜÏßÏÔ Ê¾ ϵ ͳ

ICHx

PCI×ÜÏßIDE×ÜÏß

USB×ÜÏß

IDE Éè ±¸

USB Éè ±¸ AC'97×ÜÏß

SMBus×ÜÏß

񙮵/Modem

SMBus Éè ±¸

LPC ×Ü ÏßFWH

³¬ ¼¶ I/O

¼ü ÅÌ Êó ±ê ´ò Ó¡ »ú Èí ´Å ÅÌ RS-232C½Ó¿Ú

1-20

采用多级总线（ hierarchical bus ）：

按速度的不同，对各功能模块进行分层总线互连，以便使系统工作速度最佳化。

1-21

MCH （ Memory Controller Hub ）：

存储器控制中心。

GMCH （ Graphics & Memory Controller Hub ）：

图形与存储器控制中心。

MCH/GMCH 也称为主桥。

1-22

MCH 和 GMCH 的主要区别是：

GMCH 含有内置的图形加速器，而 MCH则没有。

因此，使用 GMCH 的主板上即便不设置AGP 接口，直接就可以和监视器（ monitor ）相连接。使用 MCH 的主板上必须设置 AGP 接口，通过外加的图形控制板，才可以和监视器相连接。

1-23

ICHx （ I/O Controller Hub ） :

I/O桥。

ICHx 共包含有多种型号：

ICH 、 ICH2 、 ICH3-S 、 ICH4 等（见表 2.2)。

1-24

800 系 列 芯 片 组 是 由 MCH/GMCH 、 ICHx

二者共同组成的一组超大规模集成电路。

1-25

系统总线：

指的是系统中主要的功能模块与系统之间的互连总线。系统总线的实例如前端总线(FSB) 、存储总线。

1-26

局部总线： 是指与 CPU 相连的总线。这种总线一般单独设置，其上不接其他功能模块，为的是要保证系统中工作速度最高的 CPU 能够全速工作。 BSB 总线属于局部总线。

双独立总线结构： 与 CPU直接连接的 BSB 和 FSB 。

1-27

在 IA-32 计算机中，经常使用的存储器有：

SDR SDRAM （ Single Data Rate SDRAM ）、

DDR SDRAM （ Double Data Rate SDRAM ）、

RDRAM （ Rambus DRAM ），

（ SDRAM ： Synchronous Dynamic Random Access Memory 。）

AGP 总线：专用于显示系统与系统之间互连的总线。

1-28

IDE （ Integrated Drive Electronics ）设备 :

通常把经由 IDE 接口接入系统的硬磁盘驱动器和

光盘驱动器称之为 IDE 设备。

IDE 接口也称 ATA 接口。

PCI 总线：

是以并行方式工作的总线。在 IA-32 计算机中，通常用来把用户自行设计的或者从市场上购买的符合 PCI规范的 I/O 模块通过 PCI 插槽接入系统。

1-29

USB （ Universal Serial Bus ）总线：

通用串行总线。

经由 USB 总线，可以方便的把性能各异的 I/O设备，例如键盘、鼠标、打印机、扫描仪和磁盘驱动器等，接入系统，数量最多可达 127台。

使用方便、支持热插拔、占用系统资源少、传输速度快、可以为 I/O 设备提供 +5V 电源。

所以 USB 总线已经成为 I/O 接口的发展方向。

1-30

AC’97 （ Audio Codec ’97 ）总线： 称音频编码总线或 AC链路。以串行方式工作

。在此基础上，可用软件方式实现声卡和 modem卡的

功能。

LPC （ Low Pin Count ）总线： 以串行方式工作。

由 ISA 总线改进而来。总线上的信号线数目不仅大为减少，而且也少占用了系统资源，从而更有利于系统稳定工作。

1-31

FWH （ FirmWare Hub ）：固件中心。

以快闪存储器（ flash memory ）为基础的超大规模集成电路，其中特别适宜存放固定的程序和数据。

在 IA-32 Intel 计 算 机中 ， BIOS （ Basic Input and Output Systems ） 就 存 储 在 FWH 中。

1-32

超级 I/O （ super I/O ）：

是具有综合功能的 I/O 控制器。

经由 LPC 总线把低速 I/O 设备，诸如键盘、

鼠标、软磁盘驱动器并行打印机、调制解调器

等接入系统。

1-33

SMBus （ System Management Bus ）：

系统管理总线，以串行方式工作。

经由 SMBus 总线，系统可以知道每个设备的型号、规格、技术性能、制造厂商以及工作状态等信息，便于系统实现设备管理功能。

1-34

800系列芯片组及其主要技术特征

作业：

到 www.intel.com网站上查阅D845EBT 主板的英文资料，就此写一篇技术报告，题目是： D845EBT 主板的技术性能介绍。

1-351 2 3 4

A

B

C

D

4321

D

C

B

A

ͼ2.3 IA-32¼ÆËã»ú×ÜÌå½á¹¹

CPU BSB×ÜÏß ¶þ ¼¶ Cache

FSB×ÜÏß

I/O×ÜÏß

ÏÔ Ê¾ ϵ ͳ ÏÔʾ×ÜÏß MCH/GMCH ´æ´¢×ÜÏß ´æ ´¢ Æ÷

SMBus×ÜÏß

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PCI×ÜÏß PCI Éè ±¸

IEEE-1394a½Ó¿ÚSATA É豸 SATA ×ÜÏß

USB Éè ±¸ USB ×Ü Ïß ÒôƵ×ÜÏß ÒôƵ±à/½âÂëÆ÷

FWH LPC ×Ü Ïß

³¬ ¼¶ I/O

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PCI Express¡Á1×ÜÏßPCI Express¡Á1

Éè ±¸

1-36

本次课程内容复习计算机中互连技术（图1、图2）；

IA—32 计算机的总体结构；

复习 : 数制转换;

数的表示；

常用术语。

作业

该课程学习方法及特点

小结

1-37

IA-32 Intel 计算机中的互连技术

1 2 3 4

A

B

C

D

4321

D

C

B

A

ͼ2.1 ¼ÆËã»úÄ£¿é¼°ÆäËùʹÓõÄÐźÅ

Êý¾Ý

Êý¾Ý

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µØÖ·

´æ´¢Æ÷Ä£¿é

I/O Ä£ ¿é

CPU Ä£ ¿é

¿ØÖÆ

¿ØÖÆ

¿ØÖÆ

µØÖ·

µØÖ·

I/OÉ豸

1-38

计算机的硬件功能模块有：存储器模块、I/O 模块、CPU 模块。

各模块交换信息有：地址信息、控制信息、数据信息。

（注意：信号线上的箭头方向。）

1-39

存储器存放的内容有：

二进制的指令代码（程序），

二进制的数据，即原始数据和结果。

1-40

存储器的两种操作：

读操作：

把存储器中的二进制代码传送给 CPU 或其他主控设备。

写操作：

把 来 自 CPU 或 其 他 主 控 设 备（ master ）的二进制代码接收到存储器模块。

1-41

存储器模块的组织方法：

以存储单元为单位进行组织。

在 IA-32 Intel 计算机中，无论哪种型号的系统，存储器模块中存储单元的长度均为一个字节。

1-42

存储器模块的访问：

按存储单元所对应的地址进行读 / 写操

作。

存储单元的地址：

为每个存储单元分配一个唯一的二进

制代码，称之为地址代码。

1-43

CPU 的寻址能力：

IA-32 计算机台式机 CPU 或其他主控设备所发出的地址信号可达 32 条，理论上可区分 4GB 的存储器单元，称之为寻址能力为4GB 。

服务器和工作站 CPU （带 Xeon ）的寻址能力可达到 64GB 。

1-44

IA-32 计算机的两个地址空间：存储器地址空间I/O 地址空间。

I/O 模块中的寄存器种类：数据寄存器、控制寄存器、状态寄存器。

I/O 模块中的寄存器又称为端口。

1-45

通过总线互连各功能模块

1 2 3 4

A

B

C

D

4321

D

C

B

A

ͼ2.2 ÓÃ×ÜÏß¼¼Êõ»¥Á¬¼ÆËã»ú¸÷¹¦ÄÜÄ£¿é

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Ðźű任

CPU

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¿é

´æ

´¢

Æ÷

Ä£

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1-46

总线（ bus ）：

是一组公共的信号线，凡与总线相连的功能模块，均可以经由总线传送信息。有的可以发送信息，有的可以接收信息。

但同一时刻，发送信息的功能模块只能有一个，否则会引起总线上的信息混乱。

1-47

系统中的总线可分为：

数据总线、

地址总线、

控制总线。

数据总线的宽度：

为所包含的信号线的数目。

数据总线为双向的。

1-48

地址总线是单向总线：

由 CPU 模 块 或 其 他 的 主 控 设 备 （ 即DMA 控制器）发出，由存储器模块或 I/O 模块接收。

总线的高位地址信号经译码后用来选择模块，而低位地址信号用来选择模块内的各个单元。

1-49

芯片组的功能包括：

进行信号变换、负载匹配、译码驱动、提供数据通路。

在现代的芯片组中还往往包含了许多 I/O控制器，即 I/O 接口的功能。

1-50

IA—32 计算机的总体结构

1-51

结构图

1 2 3 4

A

B

C

D

4321

D

C

B

A

ͼ2.3 IA-32 Intel½á¹¹¼ÆËã»úµÄ×ÜÌå½á¹¹

Óû§À©Õ¹I/OÄ£¿é

MCH/GMCH

Hub

×Ü

Ïß

FSB×ÜÏß

BSB×ÜÏß

´æ´¢×ÜÏß

CPU ¶þ ¼¶ Cache

´æ ´¢ Æ÷AGP×ÜÏßÏÔ Ê¾ ϵ ͳ

ICHx

PCI×ÜÏßIDE×ÜÏß

USB×ÜÏß

IDE Éè ±¸

USB Éè ±¸ AC'97×ÜÏß

SMBus×ÜÏß

񙮵/Modem

SMBus Éè ±¸

LPC ×Ü ÏßFWH

³¬ ¼¶ I/O

¼ü ÅÌ Êó ±ê ´ò Ó¡ »ú Èí ´Å ÅÌ RS-232C½Ó¿Ú

返回

1-52

采用多级总线（ hierarchical bus ）：

按速度的不同，对各功能模块进行分层总线互连，以便使系统工作速度最佳化。

1-53

MCH （ Memory Controller Hub ）：

存储器控制中心。

GMCH （ Graphics & Memory Controller Hub ）：

图形与存储器控制中心。

MCH/GMCH 也称为主桥。

总结构图

1-54

MCH 和 GMCH 的主要区别：

GMCH 内置图形加速器，而 MCH 则没有。

使用 GMCH 的主板上即便不设置AGP 接口，直接就可以和监视器（ monitor ）相连接。

使用 MCH 的主板上必须设置AGP 接口，通过外加的图形控制板，才可以和监视器相连接。

总结构图

1-55

ICHx （ I/O Controller Hub ） : I/O桥。

ICHx 共包含有多种型号：

ICH 、 ICH2 、 ICH3-S 、 ICH4 等（见表)。

总结构图

1-56

芯片组是由 MCH/GMCH 、 ICHx 共同组成的一组超大规模集成电路。

总结构图

1-57

系统总线：

系统中主要的功能模块与系统之间的互连总线。如前端总线 (FSB) 、存储总线。

总结构图

1-58

局部总线： 与 CPU 相连的总线。这种总线一般单独设置，其上不接其他功能模块，为的是要保证系统中工作速度最高的 CPU 能够全速工作。 BSB 总线属于局部总线。

双独立总线结构： 与 CPU直接连接的 BSB 和 FSB 。

总结构图

1-59

IA-32 中常用的存储器：

SDR SDRAM （ Single Data Rate SDRAM ）、

DDR SDRAM （ Double Data Rate SDRAM ）、

RDRAM （ Rambus DRAM ），

（ SDRAM ： Synchronous Dynamic Random Access Memory 。）总结构图

1-60

AGP 总线：专用于显示系统与系统之间互连的总线。

IDE 设备 : 通常把经由 IDE 接口接入系统的硬磁盘驱动

器和光盘驱动器称之为 IDE 设备。 IDE 接口也称 ATA 接

口。 (IDE:Integrated Drive Electronics ）

PCI 总线：

是以并行方式工作的总线。通常用来把用户自行设计

的或者从市场上购买的符合 PCI规范的 I/O 模块通过

PCI 插槽接入系统。

总结构图

1-61

USB （ Universal Serial Bus ）：

通用串行总线。

经由 USB 总线，可以方便的把性能各异的 I/O设备，例如键盘、鼠标、打印机、扫描仪和磁盘驱动器等，接入系统，数量最多可达 127台。

使用方便、支持热插拔、占用系统资源少、传输速度快、可以为 I/O 设备提供 +5V 电源。

所以 USB 总线已经成为 I/O 接口的发展方向。

总结构图

1-62

AC’97 （ Audio Codec ’97 ）总线：

称音频编码总线或 AC链路。以串行方式工作。

LPC （ Low Pin Count ）总线：

以串行方式工作。

由 ISA 总线改进而来。总线上的信号线数目不仅大为减少，而且也少占用了系统资源，从而更有利于系统稳定工作。 总结构图

1-63

FWH （ Firmware Hub ）：固件中心。

以快闪存储器（ flash memory ）为基础的超大规模集成电路，其中特别适宜存放固定的程序和数据。

BIOS （ Basic Input and Output Systems ）就存储在 FWH 中。

总结构图

1-64

超级 I/O （ super I/O ）：

是具有综合功能的 I/O 控制器。

经由 LPC 总线把低速 I/O 设备，诸如键盘、

鼠标、软磁盘驱动器并行打印机、调制解调器

等接入系统。

总结构图

1-65

SMB （ System Management Bus ）：

系统管理总线，以串行方式工作。

经由 SMB 总线，系统可以知道每个设备的型号、规格 、技术性能、制造厂商以及工作状态等信息，便于系统实现设备管理功能。

总结构图

1-66

800系列芯片组及其主要技术特征

作业：

到 www.intel.com网站上查阅D845EBT 主板的英文资料，就此写一篇技术报告，题目是： D845EBT 主板的技术性能介绍。

1-67

进位计数制 一个数由一定数目的数码排列在一起组成，每

个数码所具有的数值由该数码的位置决定—权；

该位置称为数位；

数码的个数称为基值；

数位的权是基值的幂。

1-68

常见的进位计数制有：

十进制、八进制、十六进制、二进制等。

进位计数制

1-69

十进制

数码为 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8、 9 之一 ;

权为 10 的幂 ;

逢十进一，借一当十。

如：（ 245.25 ） 10=

1-70

二进制

数码为 0 、 1 之一；

权为 2 的幂；

逢二进一，借一当二。

如：（ 11110101.01 ） 2 =

1-71

八进制

数码为 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7之一；

权为 8 的幂；

逢八进一，借一当八。

如：（ 365.2 ） 8 =

1-72

十六进制

数码为 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7、 8 、 9 、 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 之一；

权为 16 的幂；

逢十六进一，借一当十六。

如：（ F5.4 ） 16 =

1-73

计算机中一切信息的存储、处理与传送均使用二进制数，由于：

二进制实现容易，任何具有两种稳定状态的物理器件都可以表示一位二进制数。如：开关的接通与断开，电灯的亮与灭，晶体管的导通与截止，电路中的高低电平等。

二进制运算规则简单，易应用于逻辑代数（真假判断、处理与二进制运算相结合， 0表示“假”， 1表示“真”）。

1-74

由于二进制位数多、书写与阅读数据、指令时很不方便，为此，人们在阅读与书写时通常用十六进制或八进制来表示，这是因为十六进制和八进制与二进制之间有着非常简单的对应关系。

1-75

二进制以 B （ Binary ）、

八进制以 O (Octad ）、

十六进制以 H （ Hexadecimal ）、

十进制以 D （ Decimal ）来表示，

( 而十进制的 D 经常被省略 )

1-76

如： 245.25 =245.25D

=11110101.01B

=365.2 O

=F5.4H

或： (245.25)10 =(11110101.01)2

=(365.2)8

=(F5.4)16

1-77

不同数制间的转换

任意进制数转换成十进制数 ：方法：一个任意进制表示的数，都可以按权的

形式展开，然后计算得到十进制数。

例：（ 11110101.1 ） 2 = （？） 10

(1BC.F)16=(?)10

1-78

十进制数转换成任意进制数整数部分采用“除以基值取余数倒排列”的方法

例：（ 215 ） = （？） B

1-79

1-80

小数部分采用“乘以基值取整数顺排列”的方法

例： 0.5625=(?)B

1-81

1-82

1-83

二、八、十六进制数之间的转换

二进制的权 2i 、八进制的权 8i=23i 、十六进制的权 16i=24i具有整指数倍数的关系 ,

即 : 一位八进制数相当于三位二进制数 ,

一位十六进制数相当于四位二进制数 ,

即 : 用三位二进制可表示一位八进制数 ,

用四位二进制数可表示一位十六进制数。

1-84

1-85

1-86

1-87

二进制转换成十六进制数

方法 :

从二进制数的小数点开始分别向左 (整数部分 ) 和向右 (小数部分 ) 每四位分成一组 ,不足四位时用“ 0”补足四位，然后写出相应的十六进制数。

例： 1110101.1010011B=(?)H

1-88

十六进制转换成二进制数方法 :

把该数的每位用四位二进制数表示。

例： ABC.5H=(?)B

1-89

二进制转换成八进制数

方法 :

从二进制数的小数点开始分别向左 (整数部分 ) 和向右 (小数部分 ) 每三位分成一组 , 不足三位时用“ 0”补足三位，然后写出相应的八进制数。

例： (1110101.1010011)2=(?)8

1-90

八进制转换成二进制数方法 :

把该数的每位用三位二进制数表示。

例： (756.4)8=(?)2

1-91

数的符号表示

计算机中的数是用二进制表示的。

数码“ 0” 和“ 1” 可由二值器件（具有两种稳定状态的物理器件）来表示。

数的符号也只能用这两种不同的状态来表示。

一般地，是在数的最高位之前增设一位符号位，该符号位为 0表示正数，为 1表示负数。

1-92

例： N1=+0101011B

N2=-0101011B

在机器中表示为 00101011 和

10101011

将符号数码化了的数叫做机器数，机器数所代表的数的本身叫真值。

1-93

带符号数与不带符号数 计算机中字长是一定的，因此在表示带符号数与不带符号数是数值范围是有区别的。

不带符号数，则机器字长的所有位都参与表示数值。

带符号数，则要留出机器字长的最高位做符号位，其余位表示数值。

1-94

原码、补码、反码

机器数一般有原码、补码、反码三种表示法

1-95

原码表示法 真值是带“ +” 、“ -” 号的二进制数，若将其符号“ +” 用 0 表示，“ -” 用 1 表示，即为原码表示法。

例： x1=+1010110B ， [x1] 原 =01010110B

x2=-1010110B ， [x2] 原 =11010110B

1-96

补码表示法 通过原码求补码，方法是：

对于正数，其补码和原码相同；

对于负数，将原码的符号位保持不变，数值位逐位求反最末位加 1 即可得到其补码。

例：接上题： [x1] 补 =01010110B

[x2] 补 =10101010B

1-97

反码表示法通过原码求反码，方法是：

对于正数，其反码和原码相同；

对于负数，将原码的符号位除外，数值位逐位求反即可得到其反码。

例：接上题： [x1] 反 =01010110B

[x2] 反 =10101001B

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字符的编码 国际上通用的字符有 128 个，它们是十进制数字符号 0～ 9 ，大小写的英文字母，各种运算符、标点符号，通用控制字符等。在计算机中，这些字符以约定的二进制形式来表示。

字符的编码常用的是国际通用的 ASCII（ American Standard Code for Information Interchange) 码 。它采 用七位二进制代码表示每一个字符。

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计算机中常用术语

1．位 (bit)

位是计算机中最小的数据单位，它是二进制数中的一个位（ Binary digit ）。

一个二进制数的位只能表示 0 和 1 两种状态，两个二进制数的位可表示为 00 、 01、 10 、 11四种状态。

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字是计算机内部进行数据处理的基本单位，通常它也是输入 /输出设备和存储器之间传送数据的基本单位。

2. 字（ Word ）

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3．字节 (Byte) 通常把 8 位二进制数叫做一个字节，

而 4 位二进制数叫做半个字节， 16 位二进制数叫做双字节。

在双字节中，左边的 8 位叫做高字节，右边的 8 位叫做低字节。

每个字节最右边的一位叫做字节的最低位，而最左边的一位叫做字节的最高位，从 右 到 左 依 次 为 ：b0 、 b1 、 b2 、 b3 、 b4 、 b5 、 b6 、 b7 。

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4. 字长 (Word length)

是计算机的每个字所含的位数。

32 位微机的字长是 32 位，依此类推。

微机中的字长是由该计算机的算术逻辑单元一次可以并行处理的二进制数的位数来决定的。

字长是计算机性能的一个重要标志。

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5．存储量

存储量是指计算机存储信息的容量，它的单位是“ B” “、 KB” “、 MB” 等。

其换算公式如下：

1024B=210B=1KB 1024KB=220B=1MB

1024MB=230B=1GB 1024GB=240B=1TB

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6．运算速度 计算机的运算速度是指机器每秒钟所能执行的机器指令条数，或叫做计算机的平均运算速度。

计算机的工作是在时序电路的控制下一步步进行的，因此每一步发出一个脉冲称为一个节拍或一个时钟周期，而每秒的节拍数叫做机器的主频。主频越大，每个节拍所需的时间就越少，运算速度也越快。

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CPU 的技术指标

主频

指 CPU 的工作速度，是机器中的一个重要指标。

主频越高， CPU 的运算速度就越快。

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前端总线频率

也称为外频，它确定了 CPU 与内存之间的数据交换速度。

数据传输最大带宽取决于同时传输的数据位宽度和传输频率。

如 PⅢ 700 使用 100MHz 的前端总线，数据交换带宽为 800MB ／ S=(100*64) ／ 8 。

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L1 和 L2Cache 的容量和工作速率

可有效地提高电脑的速度。

CPU 的 L2 Cache 分芯片内部和外部两种。设在 CPU 芯片内的 L2Cache运行速度与主频相 同 ， 而安装在 CPU 芯 片外部 的L2Cache运行频率一般为主频的 1／ 2 。

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内存储器

简称内存，是计算机的记忆部件，用于存放计算机进行信息处理所必须的原始数据、中间结果、最后结果以及指示计算机工作的程序。

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内存分类分为 随机存储器 (RAM) 、

只读存储器 (ROM) 。

RAM(Random Access Memory) 是既可读又可写的存储器，当电源关掉后， RAM 中的数据会丢失。

ROM(Read Only Memory) 只能读出不能写入，断电后信息仍被保留。

另为还有一种虚拟内存，它是一种仿真的、供应用程序使用的附加内存储器技术。 (将硬盘一部分划分出来，作交换文件使用 ) 。

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内存的用途

静态内存 SRAM 用于高速缓存，

动态内存 DRAM 用于普通内存。

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内存的速度

内存的速度用纳秒 (ns)表示。

内存越大，计算机运行就越快。有些程序设计为在内存不够时可以用硬盘代替，即虚拟内存。

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内存的存储量

内存的存储量是指计算机内存储器存储信息的容量。存储量越大，存放信息就越多。

常见的单条内存条的存储容量有32MB 、 64MB 、 128MB 、 256MB 等。

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计算机语言1 、机器语言：二进制代码表示的计算机程序设计语言，

直接可以被计算机执行。

2 、汇编语言：机器语言符号化的结果，面向机器的语言。

3 、高级语言：与具体的计算机指令系统无关的计算机语言，用其编写的程序不能直接在机器上运行，必须翻译成计算机能识别的指令（机器指令）。

汇编程序：把汇编语言编写的源程序翻译为机器语言程序

编译程序：把高级语言编写的源程序翻译为机器语言程序

解释程序：将高级语言编写的程序逐句分析并立即执行

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作业：1 、 284.25=( ? )2= ( ? )16 = ( ? )8

2 、 9FH= （？） 10

3 、 10110011.01B= ( ? )16 = ( ? )10

4 、 1010= ( ? )16

5 、已知： x=-1011011B,y=+0001111B

求： [x] 原、 [x] 反、 [x] 补

[y] 原、 [x] 反、 [x] 补。

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284.25=(11C.4)16=(434.2)8=(100011100.01)2

(9F)16 =159

10110011.01B=B3.4H=179.25

1010=3F2H

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本课程特点及学习方法特点：本课程知识点前后交叉，学习前面的内容时，有时要涉及到后面未学习到的知识，可先作基本了解，到学习了后面的知识后就会更加深入地理解了。

方法：理解与记忆硬件理论，用汇编语言观察硬件动作行为以帮助理解硬件理论。

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小结熟练：三大功能模块的互连技术、总线的有关概念

掌握：多级总线与 IA-32 计算机的总体结构

了解： 900 系列芯片组技术特征

（阅读 :更新的 第 2章 .doc)

熟练：数制的转换、计算机中数的表示法、常用术语。

预习 实验 1