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总线、并串口、USB接口、ps2接口、IO接口、扩展卡


总线、 串口 串口、 接口、 接口、 接口、 总线、并/串口、USB 接口、ps/2 接口、I/O 接口、扩展卡
一、 总线、 总线、
1. 总线的概念: 总线的概念:
多个功能部件共享的信息传输线称为总线。 采用总线结构便于部件和设备的扩充, 使用统一 的总线标准,不同设备间互连将更容易实现。

2. 总线的分类: 总线的分类:
总线分为内部总线、系统总线和外部总线。内部总线指芯片内部连接各元件的总线。系统总 线指连接 CPU、 存储器和各种 I/O 模块等主要部件的总线。 外部总线则是微机和外部设备之 间的总线。

3. 系统总线: 系统总线:
⑴数据总线 DB(Data Bus) :用于 CPU 与主存储器、CPU 与 I/O 接口之间传送信息。数据 总线的宽度(根数)决定每次能同时传输信息的位数。因此数据总线的宽度是决定计算机性 能的主要指标。计算机总线的宽度等于计算机的字长。目前,微型计算机采用的数据总线有 16 位、32 位、64 位等几种类型。 ⑵地址总线 AB(Address Bus) :用于给出源数据或目的数据所在的主存单元或 I/O 端口的 地址。 ⑶控制总线 CB(Control Bus) :用来控制对数据线和地址线的访问和使用。

4. 常用的总线标准
常用的总线标准有:ISA 总线、EISA 总线、VESA 总线、PCI 总线。目前微机上采用的大多 是 PCI 总线。 系统总线的性能指标 ⑴总线的带宽:指的是单位时间内总线上可传送的数据量。 ⑵总线的位宽总线的位宽指总线能同时传送的数据位数。 ⑶总线的工作频率:工作频率越高,总线工作速度越快,总线带宽越宽。 总线带宽=总线位宽/8×总线工作频率 MB/s

主板并/串口 二、 主板并 串口
并口又称为并行接口。 并行接口主要作为打印机端口, 采用的是 25 针 D 形接头。 并口又称为并行接口 目前, 所谓“并行”,是指 8 位数据同时通过并行线进行传送,这样数据传送速度大大提高,但并行 传送的线路长度受到限制,因为长度增加,干扰就会增加,数据也就容易出错。 串口叫做串行接口 串行接口。 串口叫做串行接口。现在的 PC 机一般有两个串行口 COM 1 和 COM 2 。串行口不同于 并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。 虽然这样速度会慢一些, 但传送距离较并行口更长, 因此若要进行较长距离的通信时, 应使用串行口。 通常 COM 1 使 用的是 9 针 D 形连接器,也称之为 RS-232 接口,而 COM 2 有的使用的是老式的 DB25 针 连接器,也称之为 RS-422 接口,这种接口目前已经很少使用。

硬盘并/串口 三、 硬盘并 串口
1、 硬盘说的并口和串口是什么意思? 、 硬盘说的并口和串口是什么意思?
串口与并口的传输方式不一样,串口传输是一位接一位的,象串起的珠子一样,并口是 可以并发数据的,可以同时传输多位。现在有串行的硬盘 SATA 接口,是一样的道理,它之 所以可以 150MB/s 的速度传输,得益于其串行的方式,并行的几路信号在比较高的频率下 不能很好的解决它们之间的干扰,所以现在 ATA 13MB/s 的并行硬盘已走到极限,取而代之

的是 SATA。另 80 channel 的 ATA100 的并口硬盘数据线,其中有 40 根是地线,是用来防止 并行信号之间的干扰的。

2、 还有就是 IED 口的和 SATA 口的有什么区别? 、 口的有什么区别?
外观不一样,相对 IDE 接口而言,SATA 接口的在处理数据时要更快一些,因为传统的 IDE 是并口的,而 SATA 是串口的

3、 它们插到主板上是怎么样的? 、 们插到主板上是怎么样的?
接到主板上一样使用,只是,IDE 接口的插槽也可以插光驱的数据线,SATA 就不行,外观上 看,IDE 接口的主板上插光驱和硬盘的插槽是一样的,而 SATA 的却窄许多

4、 “串行硬盘 与“并行硬盘 、 串行硬盘”与 并行硬盘 并行硬盘”
随着技术的成熟,越来越多的主板和硬盘都开始支持 SATA(串行 ATA),SATA 接口逐渐 有取代传统的 PATA(并行 ATA)的趋势。那么 SATA 和 PATA 在传输模式上有何区别,SATA 相对 PATA 又有何优势呢?这就正是本文需要讨论的话题。

5、 何谓并行 ATA 、
ATA 其实是 IDE 设备的接口标准,大部分硬盘、光驱、软驱等等都使用的是 ATA 接口。 譬如现在绝大部分的朋友用的都是并行 ATA 接口的硬盘, 应该对它 80 针排线的接口是再熟 悉不过了吧?平常我们说到硬盘接口,就不得不提到什么 Ultra-ATA/100、Ultra-ATA/133, 这表示什么呢?这告诉我们该硬盘接口的最大传输速率为 100MB/s 和 133MB/s,且硬盘是 以并行的方式进行数据传输,所以我们也把这类硬盘称为并行 ATA。 6、 何谓串行 ATA 、 串行 ATA 全称是 Serial ATA,它是一种新的接口标准。与并行 ATA 的主要不同就在于 它的传输方式。它和并行传输不同,它只有两对数据线,采用点对点传输,以比并行传输更 高的速度将数据分组传输。现在的串行 ATA 接口传输速率为 150MB/s,而且这个值将会迅 速增长。

7、 串行 ATA 和并行 ATA 传输的区别 、
举个比较夸张的例子,A、B 两支队伍在比赛搬运包裹,A 代表并行 ATA,B 代表串行 ATA。 比赛开始,A 派出了 40 个人用人力搬运包裹,而 B 只派出去了一辆货车来搬运。在一个来 回里他们搬运的包裹数量都相同,大家可以很清楚最后的结果,当然是用货车搬运的 B 队 先把包裹运完,因为货车的速度比人步行的速度快得多多了。同样,串行传输比并行传输的 速率高就类似这个道理。 回到现实中来,现在的并行 ATA 接口使用的是 16 位的双向总线,在 1 个数据传输周期 内可以传输 4 个字节的数据;而串行 ATA 使用的 8 位总线,每个时钟周期能传送 1 个字节。 这两种传输方式除了在每个时钟周期内传输速度不一样之外, 在传输的模式上也有根本的区 别,串行 ATA 数据是一个接着一个数据包进行传输,而并行 ATA 则是一次同时传送数个数 据包,虽然表面上一个周期内并行 ATA 传送的数据更多,但是我们不要忘了,串行 ATA 的 时钟频率要比并行的时钟频率高很多,也就是说,单位时间内,进行数据传输的周期数目更 多,所以串行 ATA 的传输率高于并行 ATA 的传输率,并且未来还有更大的提升空间。

8、 为什么我们要采用串行 ATA 接口 、
这个回答很简单,当然是为了获得更高的数据传输率。随着当前设备需求的数据传输率 越来越高,接口的工作频率也越来越高,并行 ATA 接口逐渐暴露出一些设计上的“硬伤”, 其中最致命的就是并行线路的信号干扰。由于传统并行 ATA 采用并行的总线传输数据,必 须要求各个线路上数据同步, 如果数据不能同步, 就会出现反复读取数据, 导致性能的下降, 甚至导致读取数据不稳定。 而采用排线设计的数据线,正是数据读取无法更快的“罪魁祸首”。由于并排的高速信号在传

输时,会在每条电缆的周围产生微弱的电磁场,进而影响到其他数据线中的数据传递,还会 因为线缆的长度和电压的变化而不断变化,随着总线频率的提升,磁场的强度也越来越大, 信号干扰的影响也越来越明显。 从理论上说串行传输的工作频率可以无限提高,串行 ATA 就是通过提高工作频率来提 升接口传输速率的。因此串行 ATA 可以实现更高的传输速率,而并行 ATA 在没有有效地解 决信号串扰问题之前,则很难达到这样高的传输速率。 并行 ATA 接口在总线频率方面受到其设计的制约,并不能一味地提升,而随着对数据传输 率的要求越来越高,目前最快的并行 ATA 接口 ATA133 的频率为 33MHz,这个几乎已经达 到了并行接口的极限,再继续改造线路已不太现实。所以推出新的接口势在必行。

9、 除了传输率较高之外,SATA 还有哪些优点呢? 、 除了传输率较高之外, 还有哪些优点呢?
1) 数据更可靠 ) 在校验方面, 并行 ATA 总线只是简单的 CRC 校验, 一旦接收方发现数据传输出现问题, 就会自行将这些数据丢弃、然后要求重发,如果数据信号相互干扰过大,就会严重影响硬盘 的性能。 而串行 ATA 既对命令进行 CRC 校验,也对数据分组进行 CRC 校验,以此提高总线的 可靠性。 2) 连线更简单 ) 在数据线方面,并行 ATA 采用 80 针的排线,串行 ATA 由于采用点对点方式传输数据, 所以只需要 4 条线路即可完成发送和接收功能, 加上另外的三条地线, 一共只需要 7 条的物 理连线就可满足数据传输的需要。由于传输数据线较少,使得 SATA 在物理线路的电气性能 方面的干扰大大减小,这也保证了未来磁盘传输率进一步的提升。 和并行 ATA 相比,串行 ATA 的数据线更细小,这也使得机箱内部的连线比较容易整理,有 助于机箱内部空气的流通,使得机箱内部的散热更好。同样,串行 ATA 还有采用非排针脚 设计的接口和支持热插拔功能等优点。

推出之后, 10、 串行 ATA 推出之后,并行 ATA 还会存在吗 、 总的说来,串行 ATA 的优势是很明显的。当然,目前还有一些相对比较低速的设备在 使用并行 ATA,如光驱、刻录机等设备,并行 ATA 的传输率已经可以满足的需要,所 以,并行和串行会在很长一段时间内并存。当然,串行 ATA 支持所有的 ATA 设备,也 可支持光驱等设备,但是串行 ATA 目前会先运用在硬盘上,未来将会支持更多的存储 设备。

四、 扩展接口
扩展接口是主板上用于连接各种外部设备的接口。通过这些扩展接口,可以把打印机, 外置 Modem,扫描仪,闪存盘,MP3 播放机,DC,DV,移动硬盘,手机,写字板等外部 设备连接到电脑上。而且,通过扩展接口还能实现电脑间的互连。 目前,常见的扩展接口有串行接口(Serial Port) ,并行接口(Parallel Port) ,通用串行 总线接口(USB) ,IEEE 1394 接口等。

(一) USB
USB 是英文 Universal Serial Bus 的缩写,中文含义是“通用串行总线”。它不是一种新的 总线标准,而是应用在 PC 领域的接口技术。USB 是在 1994 年底由英特尔、康柏康柏康柏 康柏、IBM、Microsoft 等多家公司联合提出的。不过直到近期,它才得到广泛地应用。从 1994 年 11 月 11 日发表了 USB V0.7 版本以后, USB 版本经历了多年的发展, 到现在已经发 展为 2.0 版本, 成为目前电脑中的标准扩展接口。 目前主板中主要是采用 USB1.1 和 USB2.0, 各 USB 版本间能很好的兼容。USB 用一个 4 针插头作为标准插头,采用菊花链形式可以把

所有的外设连接起来,最多可以连接 127 个外部设备,并且不会损失带宽。USB 需要主机 硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持 USB 功能的 控制芯片组,主板上也安装有 USB 接口插座,而且除了背板的插座之外,主板上还预留有 USB 插针,可以通过连线接到机箱前面作为前置 USB 接口以方便使用(注意,在接线时要 仔细阅读主板说明书并按图连接, 千万不可接错而使设备损坏) 而且 USB 接口还可以通过 。 专门的 USB 连机线实现双机互连,并可以通过 Hub 扩展出更多的接口。USB 具有传输速度 ,使用方便,支持热插拔,连接灵活,独立供 快(USB1.1 是 12Mbps,USB2.0 是 480Mbps) 电等优点,可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3 机、手机、数 码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB 网卡、ADSL Modem、Cable Modem 等,几乎所有 的外部设备。 1. 什么是 USB? ? USB 是英文 Universal Serial Bus 的缩写,中文含义是“通用串行总线”。它是一种应用在 PC 领域的新型接口技术。早在 1995 年,就已经有 PC 机带有 USB 接口了,但由于缺乏软 件及硬件设备的支持, 这些 PC 机的 USB 接口都闲置未用。 1998 年后, 随着微软在 Windows 98 中内置了对 USB 接口的支持模块,加上 USB 设备的日渐增多,USB 接口才逐步走进了实 用阶段。 这几年,随着大量支持 USB 的个人电脑的普及,USB 逐步成为 PC 机的标准接口已经 是大势所趋。在主机(host)端,最新推出的 PC 机几乎 100%支持 USB;而在外设(device)端, 使用 USB 接口的设备也与日俱增,例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设 备、打印机、键盘、鼠标等等。 2. USB 设备之所以会被大量应用,主要具有以下优点: 设备之所以会被大量应用,主要具有以下优点: 1) 可以热插拔 可以热插拔。这就让用户在使用外接设备时,不需要重复“关机、将并口或串口电缆 接上、再开机”这样的动作,而是直接在 PC 开机时,就可以将 USB 电缆插上使用。 2) 携带方便 USB 设备大多以“小、 携带方便 方便。 轻、薄”见长,对用户来说,同样 20G 的硬盘,USB 硬盘比 IDE 硬盘要轻一半的重量, 在想要随身携带大量数据时, 当然 USB 硬盘会是 首要之选了。 3) 标准统一 标准统一。大家常见的是 IDE 接口的硬盘,串口的鼠标键盘,并口的打印机扫描仪, 可是有了 USB 之后,这些应用外设统统可以用同样的标准与 PC 连接,这时就有了 USB 硬盘、USB 鼠标、USB 打印机,等等。 4) 可以连接多个设备 可以连接多个设备。USB 在 PC 上往往具有多个接口,可以同时连接几个设备,如 果接上一个有 4 个端口的 USB HUB 时,就可以再连上 4 个 USB 设备,以此类推, 尽可以连下去,将你家的设备都同时连在一台 PC 上而不会有任何问题(注:最高可 连接至 127 个设备)。 但是, 为什么又出现了 USB2.0 呢?它与 USB1.1 又有何区别? 请别急,下面就会谈到了。 3. 什么是 USB 2.0? ? 目前 USB 设备虽已被广泛应用,但比较普遍的却是 USB1.1 接口,它的传输速度仅为 12Mbps。举个例子说,当你用 USB1.1 的扫描仪扫一张大小为 40M 的图片,需要 4 分钟之 久。 这样的速度,让用户觉得非常不方便,如果有好几张图片要扫的话,就得要有很好的 耐心来等待了。 用户的需求, 是促进科技发展的动力, 厂商也同样认识到了这个瓶颈。 这时,COMPAQ、 Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC 和 PHILIPS 这 7 家厂商联合制定了 USB 2.0 接口标准。USB 2.0 将设备之间的数据传输速度增加到了 480Mbps,比 USB 1.1 标准快 40 倍左右, 速度的提高对于用户的最大好处就是意味着用户可以使用到更高效的外部设备, 而 且具有多种速度的周边设备都可以被连接到 USB 2.0 的线路上, 而且无需担心数据传输时发

生瓶颈效应。 所以,如果你用 USB 2.0 的扫描仪,就完全不同了,扫一张 40M 的图片只需半分钟左 右的时间,一眨眼就过去了,效率大大提高。 而且,USB2.0 可以使用原来 USB 定义中同样规格的电缆,接头的规格也完全相同,在 高速的前提下一样保持了 USB 1.1 的优秀特色,并且,USB 2.0 的设备不会和 USB 1.X 设备 在共同使用的时候发生任何冲突。 另外,在软件方面,Windows 是完整的支持 USB 1.X,对于 USB 2.0,系统可以认出, 而且能够正常工作,但是 USB 2.0 并不能充分发挥其性能优势,系统检测到 USB 2.0 的设备 后,会提示说你的 USB 设备需要优化。现在还没有完全支持 USB 2.0 的 WINDOWS 系统, 而 LINUX、MACOS、BEOS 到是走到了前面,都有了相关的软件支持或者系统程序包。不 过可以肯定的是,当带有 USB 2.0 规格的产品出现的时候,Windows 会非常快的跟上的。现 在 WINDOWS XP 已经会完全支持 USB 2.0 设备, 不过当系统主板一但支持 USB 2.0 的时候 微软将会很快推出 USB 2.0 的补丁。 所以我们可以说, 由于得到 INTEL 和微软的支持, USB2.0 标准已成为下一代周边设备接口的重要趋势。

(二) PS/2
PS/2 接口是目前最常见的鼠标接口,最初是 IBM 公司的专利,俗称“小口”。这是一种 鼠标和键盘的专用接口, 是一种 6 针的圆型接口。 但鼠标只使用其中的 4 针传输数据和供电, 其余 2 个为空脚。PS/2 接口的传输速率比 COM 接口稍快一些,而且是 ATX 主板的标准接 口,是目前应用最为广泛的鼠标接口之一,但仍然不能使高档鼠标完全发挥其性能,而且不 支持热插拔。在 BTX 主板规范中,这也是即将被淘汰掉的接口。 需要注意的是,在连接 PS/2 接口鼠标时不能错误地插入键盘 PS/2 接口(当然,也不能 把 PS/2 键盘插入鼠标 PS/2 接口) 。一般情况下,符合 PC99 规范的主板,其鼠标的接口为绿 色、键盘的接口为紫色,另外也可以从 PS/2 接口的相对位置来判断:靠近主板 PCB 的是键 盘接口,其上方的是鼠标接口!

(三) I/0 接口
I/O 接口的分类 I/O 接口的功能是负责实现 CPU 通过系统总线把 I/O 电路和 外围设备联系在一起, 按照电路和设备的复杂程度,I/O 接口的硬件主要分为两大类: I/O 接口芯片 (1) 这些芯片大都是集成电路,通过 CPU 输入不同的命令和参数,并控制相关的 I/O 电路和简单的外设作相应的操作, 常见的接口芯片如定时/计数器、 中断控制器、 DMA 控制器、并行接口等。 I/O 接口控制卡 (2) 有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件,或者直接与 CPU 同在主板上, 或是一个插件插在系统总线插槽上。 按照接口的连接对象来分,又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁 盘接口等。 2. 接口的功能 由于计算机的外围设备品种繁多,几乎都采用了机电传动设备,因此,CPU 在与 I/O 设 备进行数据交换时存在以下问题: 速度不匹配:I/O 设备的工作速度要比 CPU 慢许多,而且由于种类的不 同,他们之间 的速度差异也很大,例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。 时序不匹配:各个 I/O 设备都有自己的定时控制电路,以自己的速度传 输数据,无法 1.

与 CPU 的时序取得统一。 信息格式不匹配:不同的 I/O 设备存储和处理信息的格式不同,例如可以分为串行和并 行两种;也可以分为二进制格式、ACSII 编码和 BCD 编码等。 信息类型不匹配:不同 I/O 设备采用的信号类型不同,有些是数字信号,而 有些是模 拟信号,因此所采用的处理方式也不同。 基于以上原因,CPU 与外设之间的数据交换必须通过接口来完成,通常接口有以下一 些功能: (1) 设置数据的寄存、缓冲逻辑,以适应 CPU 与外设之间的速度差异,接口通常由一些 ) 寄存器或 RAM 芯片组成,如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输; (2) 能够进行信息格式的转换,例如串行和并行的转换; ) (3) 能够协调 CPU 和外设两者在信息的类型和电平的差异,如电平转换驱动器、数/模 ) 或模/数转换器等; (4) 协调时序差异; ) (5) 地址译码和设备选择功能; ) (6) 设置中断和 DMA 控制逻辑,以保证在中断和 DMA 允许的情况下产生中断和 DMA ) 请求信号,并在接受到中断和 DMA 应答之后完成中断处理和 DMA 传输。 3. 接口的控制方式 CPU 通过接口对外设进行控制的方式有以下几种: (1) 程序查询方式 ) 这种方式下,CPU 通过 I/O 指令询问指定外设当前的状态,如果外设准备就绪,则进行 数据的输入或输出,否则 CPU 等待,循环查询。 这种方式的优点是结构简单,只需要少量的硬件电路即可,缺点是由于 CPU 的速度远 远高于外设,因此通常处于等待状态,工作效率很低。 (2) 中断处理方式 ) 在这种方式下,CPU 不再被动等待,而是可以执行其他程序,一旦外设为数据交换准 备就绪,可以向 CPU 提出服务请求,CPU 如果响应该请求,便暂时停止当前程序的执行, 转去执行与该请求对应的服务程序,完成后,再继续执行原来被中断的程序。 中断处理方式的优点是显而易见的,它不但为 CPU 省去了查询外设状态和等待外设就 绪所花费的时间,提高了 CPU 的工作效率,还满足了外设的实时要求。但需要为每个 I/O 设备分配一个中断请求号和相应的中断服务程序,此外还需要一个中断控制器(I/O 接口 芯片)管理 I/O 设备提出的中断请求,例如设置中断屏蔽、中断请求优先级等。 此外,中断处理方式的缺点是每传送一个字符都要进行中断,启动中断控制器,还要保 留和恢复现场以便能继续原程序的执行,花费的工作量很大,这样如果需要大量数据交换, 系统的性能会很低。 (3) DMA(直接存储器存取)传送方式 ) (直接存储器存取) DMA 最明显的一个特点是它不是用软件而是采用一个专门的控制器来控制内存与外设之 间的数据交流,无须 CPU 介入,大大提高 CPU 的工作效率。 在进行 DMA 数据传送之前,DMA 控制器会向 CPU 申请总线控制 权,CPU 如果允许, 则将控制权交出,因此,在数据交换时,总线控制权由 DMA 控制器掌握,在传输结束后, DMA 控制器将总线控制权交还给 CPU。 声卡,网卡,写保护卡这类的。 扩展槽位于南桥附近一般主板是 3-5 个,像声卡,网卡,写保护卡这类的。 常见的有( ) 常见的有(1)ISA (2)PCI(3)AGP ) ( ) ISA 是 16 位的扩展槽 PCI 是 32 位的扩展槽 PCI 是 64 位的扩展槽


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