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微型计算机硬件结构的最重要特点是总线(Bus)结构。

它将信号线分成三大类，并归结为数据总线(Date Bus)、地址总线(Address Bus)和控制总线(Control Bus)。

这样就很适合计算机部件的模块化生产，促进了微计算机的普及。

微型计算机的总线化硬件结构图如图所示。

微型计算机总线化硬件结构图数据总线负责整个系统的数据流量的大小，而数据总线宽度则决定了CPU与二级缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量计算机的组成和工作原理(Computer composition and principle of work)/hardware/index.php一组成一个完整的计算机硬件系统，是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五部分组成的。

其中：运算器和控制器被安置在同一块芯片上，组成了处理器，这块芯片就被称为CPU(中央处理器)，它是计算机的核心部件；存储器又分为内存储器(简称内存)和外存储器(简称外存)，也有称为主存储器和辅存储器的；输入设备和输出设备统称为I/O设备，分别取自输入(Input)和输出(Output)两个英文单词的首字母。

一般意义上来说，CPU和内存储器构成了主机，而外存储器和I/O设备构成了外部设备，简称为外设。

二总线在个人电脑中，CPU、存储器和I/O设备之间是采用总线结构连接的。

总线是指电脑中数据传输或交换的通道，如果将CPU比喻成电脑的心脏的话，那么总线结构就等于电脑的神经系统了。

总线也被形容成“公共汽车”，因为总线的英文单词就是“Bus”。

就像一辆公共汽车越大可以乘坐的人越多一样，总线的宽度越大传输量也就越大，如目前的总线宽度正在从32位向64位过渡。

通常用频率来衡量总线传输的速度，单位为Hz。

根据连接的部件不同，总线可分为：内部总线和系统总线。

内部总线就是同一部件内部连接的总线；系统总线就是计算机内部不同部件之间连接的总线。

有时候也会把主机和外部设备之间连接的总线称为外部总线，但依然是属于系统总线的范畴。

根据功能的不同，系统总线又可以分为三种：数据总线(Data Bus，简写为DB)、地址总线(Address Bus，简写为AB)和控制总线(Control Bus，简写为CB)。

数据总线就是负责传送数据信息的总线，这种传输是双向的，也就是说它既允许数据读入CPU也支持从CPU读出数据来；而地址总线则是用来识别内存位置或I/O设备的端口，并将CPU连接到内存以及I/O设备的线路组，通过它来传输数据地址；控制总线就是传递控制信号，对数据线和地址线进行访问和使用的总线。

目前常用的总线标准有：PCI总线、ISA总线、EISA总线、VESA总线等，而在个人电脑中采用的大多是PCI总线。

三工作原理在明确了电脑的组成和连接结构后，我们就可以对电脑的工作原理有了一个初步的认识：首先，用户通过输入设备，发出一系列的指令，在经过系统总线的传输后，变成一系列的信号，到达CPU；然后，CPU中的控制器开始工作，根据接收到的信号，再从内存或外存中读取相应的数据，通过运算器的工作转化为用户需要的数据；最后，CPU将这些用户需要的数据通过系统总线的传输之后，送到输出设备上，转变成用户所需要的结果。

输入设备：用来向计算机传送信息的装置。

包括键盘、鼠标、扫描仪等。

控制器：根据用户操作的指令发出相应的控制信号，协调其它部件开始工作并自动完成任务。

控制器的内部结构较为复杂。

运算器：负责计算机的算术运算和逻辑运算。

包含执行部件、控制电路和寄存器3个部分，其中，执行部件具有算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit，简写为ALU)和浮点运算单元(Floating Point Unit，简写为FPU)功能。

存储器：用来存放信息的部件。

包括内存、硬盘、光盘等。

输出设备：计算机把运算处理结果按照人们所要求的形式显示出来的装置。

包括显示器、打印机等。

一、内部总线----1．I2C总线----I2C（Inter-IC）总线10多年前由Philips公司推出，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。

它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。

在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。

----2．SPI总线----串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。

Motorola公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。

SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。

----3．SCI总线----串行通信接口SCI（serial communication interface）也是由Motorola公司推出的。

它是一种通用异步通信接口UART，与MCS-51的异步通信功能基本相同。

二、系统总线----1．ISA总线----ISA（industrial standard architecture）总线标准是IBM 公司1984年为推出PC/A T机而建立的系统总线标准，所以也叫A T总线。

它是对XT总线的扩展，以适应8/16位数据总线要求。

它在80 286至80486时代应用非常广泛，以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。

ISA总线有98只引脚。

----2．EISA总线----EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出的总线标准。

它是在ISA总线的基础上使用双层插座，在原来ISA总线的98条信号线上又增加了98条信号线，也就是在两条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。

在实用中，EISA总线完全兼容ISA总线信号。

----3．VESA总线----VESA（video electronics standard association）总线是1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线，简称为VL(VESA local bus)总线。

它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。

该总线系统考虑到CPU与主存和Cache 的直接相连，通常把这部分总线称为CPU总线或主总线，其他设备通过VL总线与CPU总线相连，所以VL总线被称为局部总线。

它定义了32位数据线，且可通过扩展槽扩展到64 位，使用33MHz时钟频率，最大传输率达132MB/s，可与CPU同步工作。

是一种高速、高效的局部总线，可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。

----4．PCI总线----PCI（peripheral component interconnect）总线是当前最流行的总线之一，它是由Intel公司推出的一种局部总线。

它定义了32位数据总线，且可扩展为64位。

PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小，其功能比VESA、ISA有极大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率可达132MB/s，可同时支持多组外围设备。

PCI局部总线不能兼容现有的ISA、EISA、MCA（micro channel architecture）总线，但它不受制于处理器，是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。

----5．Compact PCI----以上所列举的几种系统总线一般都用于商用PC机中，在计算机系统总线中，还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统总线，比如STD总线、VME总线、PC/104总线等。

这里仅介绍当前工业计算机的热门总线之一——Compact PCI。

----Compact PCI的意思是“坚实的PCI”，是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统，是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标准。

Compact PCI是在原来PCI总线基础上改造而来，它利用PCI的优点，提供满足工业环境应用要求的高性能核心系统，同时还考虑充分利用传统的总线产品，如ISA、STD、VME 或PC/104来扩充系统的I/O和其他功能。

三、外部总线----1．RS-232-C总线----RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。

RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。

RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。

RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。

RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。

传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。

----2．RS-485总线----在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。

RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。

加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。

RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。

RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。

应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。

----3．IEEE-488总线----上述两种外部总线是串行总线，而IEEE-488 总线是并行总线接口标准。

IEEE-488总线用来连接系统，如微计算机、数字电压表、数码显示器等设备及其他仪器仪表均可用IEEE-488总线装配起来。

它按照位并行、字节串行双向异步方式传输信号，连接方式为总线方式，仪器设备直接并联于总线上而不需中介单元，但总线上最多可连接15台设备。

最大传输距离为20米，信号传输速度一般为500KB/s，最大传输速度为1MB/s。

----4．USB总线---通用串行总线USB（universal serial bus）是由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Northern Telecom等7家世界著名的计算机和通信公司共同推出的一种新型接口标准。

它基于通用连接技术，实现外设的简单快速连接，达到方便用户、降低成本、扩展PC连接外设范围的目的。