2024年5月12日发(作者：)

微型计算机的总线结构

微型计算机组成仍然遵循冯•诺伊曼结构，它由微处理器、内存储器、输入输出接口和系统总线组成，它采用

总线（Bus）结构，如图1所示。微处理器的性能决定了整个微型计算机的各项关键指标，输入输出接口电路是主

机与外部设备连接的逻辑控制部件，总线为CPU和其他部件之间提供信息传输通道，包括数据总线（Data Bus，

DB）、地址总线（Address Bus，AB）和控制总线（Control Bus，CB）。

图1微型计算机的总线结构

1．地址总线AB

传送CPU发出的地址信息，用于传送内存、输入输出接口地址信号，CPU按此地址寻找数据，是单向总线。

地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2n字节。

2．数据总线DB

传送数据信号，是CPU与内存及输入输出接口之间传输数据的通道，是双向总线，CPU既可通过DB从内存

或输入设备接口电路读入数据，又可通过DB将CPU内部数据送至内存或输出设备接口电路。

3．控制总线CB

用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是CPU向内存及外设I/O接口电路发出的信息，如读/写信

号、片选信号、中断响应信号等；有的是外设等其他部件发送给CPU信息的。因此，控制总线的传送方向由具体

控制信号而定，一般是双向的，控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总线的具体情况主要

取决于CPU。

由于把大规模集成电路技术引入微型计算机的设计中，使得微型计算机中的器件高度集成，器件功能相对独立。

特别要提到的是微型计算机的总线结构，它是一个独特的结构。有了总线结构以后，系统中各功能部件之间的相互

关系变为各个部件面向总线的单一关系，一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，

使系统功能得到扩展。

以微型计算机为主体，配上系统软件和外设之后，就组成了微型计算机系统。

微型计算机的硬件组成

微型计算机的硬件主要有：

1．主板

主板（Main board）又称系统板（System board）或母板（Mother board），是微机系统中最大的一块电路板。主

板上有芯片组、CPU插槽、内存插槽、扩展插槽、各种外设接口以及BIOS和CMOS芯片等，如图1所示。

（1）芯片组（Chip set）。可以比作CPU与周边设备通信的桥梁。

（2）CPU插槽和内存插槽。CPU通过插槽与主板连接才可以正常工作。

（3）扩展插槽。它是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽，使用扩展插槽是一种增强计算

机特性及功能的方法。

（4）外设接口。主板上集成了硬盘接口、COM串行口、PS2鼠标键盘接口、LPT并行口、USB接口等，少数

主板上集成了IEEE 1394接口。

（5）BIOS和CMOS芯片。BIOS是Basic Input Output System（基本输入输出系统）的缩写，是指集成在主板

上的一个ROM芯片，其中保存了微机系统最重要的基本输入输出程序、系统参数设置、自检程序和系统启动自举

程序。CMOS是微机主板上的一块可读写的RAM芯片，用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。

系统在加电引导机器时，只读取CMOS信息，用来初始化机器各个部件的状态。

2．中央处理器

中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是电子计算机的主要设备之一。其功能主要是解释计算机指令以

及处理计算机软件中的数据。CPU芯片（见图2）是计算机中的核心配件，计算机中所有操作都由CPU负责读取

指令，对指令译码并执行指令的核心部件。

图1微型计算机的主板 图2 CPU芯片

3．内存储器

微机的内存储器分为随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和高速缓冲存储器（Cache）。

（1）RAM：可分为静态RAM（Static RAM，SRAM）和动态RAM（Dynamic RAM，DRAM）。静态 RAM 利

用其中触发器的两个稳态表示所存储的1和0，这类存储器集成度低、价格高，但存取速度快，常用作高速缓冲存

储器。动态RAM用半导体器件中分布电容上有无电荷表示1和0。微机的内存一般采用DRAM，而且是以内存条

的形式插于主板上。

（2）ROM：主要用于存放系统的引导程序、诊断程序等。目前常用的只读存储器有可擦除和可编程的ROM

（Erasable Programmable ROM，EPROM）、电可擦除可编程的ROM（Electrically Erasable Programmable ROM，

EEPROM）和闪速存储器（Flash Memory）等类型。

（3）Cache：Cache中存放常用的程序和数据，当CPU访问这些程序和数据时，首先从高速缓存中查找，如果

所需程序和数据不在Cache中，则到内存中读取数据，同时将数据回写入Cache中。因此，采用Cache可以提高系

统的运行速度。Cache通常由静态存储器（SRAM）构成。

4．外存储器