文档介绍：计算机系统简介一、计算机发展简介二、计算机的软硬件概念计算机系统的硬件由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成,其结构如图1—1所示。计算机的软硬件概念图1—1现代计算机可认为由三大部分组成:CPU、I/(MainMemory),如图1—2所示。计算机的软件通常又可以分为两大类:系统软件和应用软件。系统软件又称为系统程序应用软件又称为应用程序图1—2计算机处理信息过程(如图1—3所示)。图1—3总线技术一、总线的基本概念计算机系统的硬件由五大部件组成,它们之间的互连方式有两种,一种是各部件之间通过单独的连线,叫做分散连接;另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,叫做总线连接。微机系统采用总线具有很多优越性:①便于采用现在广泛流行着的模块化结构设计方法,使系统设计得以简化。②能够得到众多的OEM生产厂家的支持,而得到广泛支持的总线规范,其相关产品得以发展,内容得以丰富,性能得以提高。③便于组织生产。总线式模块化结构的产品,各种模板之间具有一定的独立性,且模板的功能比较单一,从而便于组织大规模生产,降低产品造价。④便于产品的更新换代,延长产品的技术生命。⑤可维护性好,经济性好。二、微机的三类总线按照总线的规模、用途及应用场合的不同,微机总线可分为三类:(如图1—4所示)图1—41、 片总线又称“元件级总线”、“芯片总线”,是微处理器芯片内部引出的总线,它是用微处理器构成一个部件(如CPU插件)或是一个很小的系统时,信息传输的通路。2、 内总线(I-BUS)又称“系统总线”或“板级总线”,是测控系统用计算机和通用微型计算机所特有的总线,也是最重要的一种总线。3、 外总线(E-BUS)又称“通信总线”,它是微机系统之间或是微机系统与其他系统(仪器、仪表、控制装置)之间信息传输的通路,往往借用电子工业其他领域已有的总线标准。通信总线一般分为并行通信总线和串行通信总线两类。系统间通道接口除了上述两种结构形式以外,也可以是局部网络,系统中的所有微机通过各自的网络接口板直接挂到局域网上。例如CAN就是属于控制器局部网范围。三、系统总线特性从物理角度来看,系统总线就是一组电导线,许多导线直接印制在电路板上延伸到各个部件。图1—5形象地表示了各个部件与总线之间的物理摆放位置。为了保证机械上的可靠连接,必须规定其机械特性;为了确保电气上正确连接,必须规定其电气特性;为保证正确地连接不同部件,还需规定其功能特性和时间特性。图1—5(1)机械特性(2)电气特性(3)功能特性(4)时间特性四、总线性能指标总线性能指标包括:(1)总线宽度:它是指数据总线的根数,用(位)表示。(2)标准传输率:即在总线上每秒能传输的最大字节量,用Mb/s(每秒多少兆字节)表示。如总线工作频率为33MHz,总线宽度为32位,则它最大的传输率为132Mb/s。(3)时钟同步/异步:总线上的数据与时钟同步工作的总线称同步总线,与时钟不同步工作的总线称异步总线。(4)总线复用:将地址总线和数据总线共用一组物理线路,只是某一时刻该总线传输地址信号,另一时刻传输数据信号或命令信号。这叫做总线的多路复用。(5)信号线数:即地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和。(6)总线控制方式:包括并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等。(7)其他指标:如负载能力问题、电源电压是、总线能否扩展64位宽度等等。五、总线标准所谓总线标准,可视为系统与各模块、模块与模块之间的一个互连的标准界面。目前流行的总线标准有:1、STD总线标准2、ISA/PCI总线标准3、VME总线标准六、嵌入式PC及其栈接式总线标准1、嵌入是PC与PC/104嵌入式PC机,就是PC机的CPU和标准的PC机芯片组组装在一个面积很小的印刷电路板上,制作成嵌入式PC机的模块。工业测控计算机系统的设计者们只需要通过选择适当的模块并把它们组装起来,就能够完成工业测控计算机系统的设计。嵌入式PC机技术得到迅速发展的原因是:⑴硬件成本低,经济效果好。嵌入式PC机系统能够共享PC机规模经济市场中大量的CPU芯片、接口芯片、外设IC和存储器芯片。