第二章 PC机的基本组成部件.doc

45第2章 PC机的基本组成部件微型机计算机自问世以来一直延用大板结构，也就是将能够完成部分功能的电路集成在不同电路板卡上，根据需要将不同功能板卡插接在一起，就能组成一台计算机。此结构有两大优点：一是可以根据不同的需要扩展功能，二是容易更新功能即升级。目前常见的微机主要由以下部件组成：主板、CPU、内存、硬盘、显示卡、声卡、网卡、显示器、鼠标、键盘、光驱、机箱等。2.1 主板主板是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板（ Main board）也称母板或系统板，是主机内部最大的一块多层印制电路板，其上集成了主要电路系统、BIOS芯片、时钟电路面板控制开关等电子元件及各种插槽。同时主板也是整个计算机的组织核心。它不仅负责为各种外设如显示器、打印机、键盘、鼠标提供 I/O 接口；且还要为机箱内的 CPU、显卡、硬盘、内存等诸多硬件提供安装插槽。计算机的组成部件CPU、内存、硬盘、键盘等正是通过它连接成为一个完整的硬件系统。因此主板对整个计算机系统的速度、稳定性及兼容性都有着重要影响。许多人都非常在意CPU的档次、内存的大小，而不注意主板的优劣，其实CPU再快，内存再大，也要通过主板交换其中的信息。使用差的主板，即使CPU、内存等其它部件再好，计算机的整体性能也不会高。为了规范主板的尺寸大小、形状及各元器件的布局方式，于是出现了诸如AT、Baby AT、ATX、Micro ATX等板型标准。2.1.1 主板的分类主板上的所有芯片、接口及元器件都是安装在PCB（印制电路板）上的。根据不同的需要，PCB有不同布局的设计尺寸和不同的接口类型，因而从不同的角度划分，主板就有不同的分类。 主板处形规格及尺寸外形尺寸尺寸/英寸备注ATX9.6*121996年由Intel建立的一个标准，一直是一种最流行的规格Micro-ATX9.6*9.61996年发布的一个版本，这种设计 的外形规格提供的插槽比ATX少，所以需要的电量也较少Mini-ITX6.7*6.72003年威盛科技建立的一个标准CPU插槽： LGA 1366 LGA 1156(216) LGA 1155 LGA 775 AM3 AM2+ AM2 1按主板的结构分从外形上看，主板分为AT主板和ATX主板。AT主板与ATX主板的区分的第一特征是电源插座不同，AT主板电源接口为单排12针， ATX主板是电源接口为双排20针，如图2-2所示；其次是ATX主板设有标准接口，如并口、串口PS/2接口，如图2-3所示，而AT主板一般没有这些接口，需要通过其它部件扩展。 目前AT类型主板已淘汰，主流为ATX主板。ATX又可划分为多种类如：标准ATX主板、MICRO ATX、FLEX ATX等，这些主板之间没有本质差别，只是板型大小不同，扩展槽多少不一样。 2按CPU架划构分CPU采用不同的封装形式，主板就要有不同的接口与之对应。为了支持不同接口类型的CPU，也就需要有不同的CPU接口的主板。按主板上的CPU插座（槽）的类型可把主板划分插槽（Slot）和插座(Socket)两大类。Slot主要有Slot1 和SlotA，现已被淘汰，目前常用的为Socket主板，主要有Socket370、Socket423、Socket478、SocketA等。如图2-6为CPU slot插槽。 2.1.2 主板的组成1CPU插座主板上含有CPU的接口，这些接口根据CPU封装形式不同可分为插槽（Slot）和插座(Socket)两大类。目前主流的CPU架构为Socket插座，其标准主要有Socket370、Socket423、Socket478及SocketA（462）、Socket754、Socket940等。Socket370用于支持Pentium和基于Coppermine核心的赛扬（Celeron）处理器，早期的Willamette核心的Pentium4采用Socket423架构，后期以Willamette核心和以Northwood核心的Pentium 4及以Willamette核心的赛扬都采用了478架构规格；AMD公司的Athon、Duron及AthlonXP处理器使用Socket A、Socket940等插座。2内存插槽微机的主存储器结构一般是将若干个内存芯片集成在一块小印刷电路板上，形成条状结构，也就是通常讲的内存条。在主板上有专门插槽用于插接内存条。目前主流的的主板上一般有2-4个内存插槽，主要有三种类型分别支持不同的内存条，分别是SDRAM 插 槽 、 DDR SDRAM 插 槽 、RAMBUS 插槽，不同种类插槽所支持内存的工作电压及性能参数不尽相同，外形也不同，差异如下：u 支持SDRAM内存为168线插槽，其插槽上有两个定位隔档，如果内存条安装时插反了就无法安装，如图2-8为SDRAM 168线内存插槽。u 支持DDR内存为184线插槽，其上有一个定位隔档，这个槽不在正中间，用以确定内存条的安装方向。u 支持RAMBUS内存为184线插槽，有两个定位隔档，集中在中部以别于SDRAM插槽，RAMBUS插槽的特点是不能空闲，必须插满，否则计算机不能启动。这几种内存插槽的外形、引脚数量、所用电压各不相同，互不通用，必须与相对应的内存配合使用。3板卡扩展槽扩展槽是用来扩展微机功能的插槽，用来插接各种板卡，如显卡、声卡、网卡等。根据其使用的总线标准不同，扩展槽可分为ISA插槽、PCI插槽、AGP插槽。ISA在主板上是黑色较长的插槽，是16位总线标准的插槽。由于其传输率低，不能适应计算机的速度，已被淘汰；PCI插槽通常为白色，是32位的总线插槽，是目前声卡、网卡等常用插槽；AGP在主板上通常为褐色，也是32位总线标准的插槽，但其速度比PCI标准高，位置在 CPU 插座与 PCI 插槽之间；AGP 插槽属于加速图形接口，直接与主板的北桥 芯 片 相 连 ， 是专门用来插接AGP显卡。AGP又可分为AGP1X、AGP2X、AGP4X和AGP8X，其插槽形式也不同，通常可向下兼容。4芯片组主板芯片组（Chipset）是主板的核心部件，起着协调和控制数据在CPU、内存及其它部件之间的传输作用。主板的性能主要是由芯片组决定的，如主板所支持的CPU类型、最高工作频率、内存最大容量等，因此人们一般用芯片组的型号称呼主板，如440BX主板或845D主板。5BIOS芯片只读存储器，存储的BIOS（Basic Input/Output System,基本输入输出系统）包含四部分功能：POST（上电自诊断程序）、系统自举装入程序、CMOS设置程序及一组基本I/O设备驱动程序。早期的BIOS芯片为只读存储器，必须通过专用设备才能修改；目前的BIOS芯片使用电可擦除的只读存储器中（EEPROM或FlashROM），只要使用专用软件即可对其升级。6IDE接口IDE接口是主板上40针的排线插座，共有两个，分别标有IDE1和IDE2。IDE设备通过排线与之相连，每个接口可接两个IDE设备，两个接口共可连接四个设备。IED设备主要指硬盘和光驱。7FDC接口FDC接口为软盘驱动器接口，是一个34线的插座，通过排线使软驱与之相连。一个FDC接口可连两个软驱，可以接1.44MB软驱，也可接1.2MB软驱。8电源插座主板上与电源相连的插座，有三种类型：AT主板插座为单排12个针；ATX主板插座为双排共20个针；如果是Pentium 4专用主板除双排20针插座外，通常会多出1个或2个电源插座，用来为CPU及RAMBUS内存供电。9外部接口外部接口是用于连接输入输出设备的接口，主要有两个串口、一个并口、两个PS/2接口、两个USB接口和一个游戏柄接口。2.1.3 主板芯片组及其主要功能早期主板上存在很多电子元器件和芯片，这使得主板能耗大、可靠性低。随着电子集成度的发展，大部分芯片集成到了几块芯片组中，称其为芯片组（Chipset）。目前主板上主要有两块较大的芯片组，一个为北桥芯片（North Bridge Chip），另一个为南桥芯片（South Bridge Chip）。 1芯片组的主要功能（1）提供对CPU的支持：目前CPU的型号与种类繁多，功能特点也不尽相同，更新速度更是惊人，但不管CPU如何发展，它都必须有相应的主板芯片组支持才行。当新类型的CPU出现后，往往新的主板芯片组也就随之出现。（2）提供对不同类型和标准内存的支持：我们平常所说的内存，主要用来存放各种输入、输出数据，中间计算结果，以及与外部存储器交换信息和作堆栈用。它的存储单元根据具体需要可以读出，也可以写入或改写。内存由电子器件组成，所以只能用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的数据就会丢失。（3）提供对图形接口的支持：显卡是目前发展速度最快的设备之一，而显卡的接口也随着技术的发展经历了AGP 2、AGP 4、AGP 8等多种标准，而不管什么标准，都需要相应的主板芯片组的支持。（4）对输出模式的支持：以硬盘传输模式为例，我们经常提到的Ultra DMA 33/66/100就是由主板芯片组决定的。同样的一块硬盘，连接在不同芯片组的主板上，其磁盘性能或多或少都有区别。比如说将一块支持Ultra DMA 100的高速硬盘连接在一块BX芯片组的主板上，该硬盘的数据传输速度将急剧下降，因为BX芯片组只支持UltraDMA 33。2芯片组结构 一直以来，主板芯片组都采用南北桥结构，但在主板芯片组中，也有多芯片结构和单芯片结构。 (1) 传统的南北桥芯片组：北桥芯片一般位于CPU插座与AGP插槽的中间，其芯片体型较大，加上其工作强度高，发热量也很可观，因此一般在该芯片的上面，还覆盖有一个散热片或者散热风扇。南桥芯片一般位于主板的下方、PCI插槽的附近，其芯片体型较小，加上其发热量不大，所以一般都没有加装散热片，我们可以直接查看其型号。如图2-10是主板芯片组南北桥及总线结构示意图。 (2) Intel三芯片结构：南北桥结构是相当流行的主板芯片组架构，但Intel公司从i810/i815系列芯片组开始，就不再以“南北桥”的形式来构成主板芯片组，取而代之的是ICH、GMCH、FWH等三块芯片组成主板芯片组。GMCH(Graphics & Memory Controller Hub，图形与内存控制中心)也就是传统意义的“北桥芯片”，它与传统的北桥一样，仍然负责支持和管理CPU、内存以及图形显示控制电路。随着技术的发展，如今Intel的GMCH体型都比较大，看起来跟一块CPU差不多，因此我们可以快速在主板上找到它。 (3) SiS单芯片结构：在主板芯片组领域，单芯片具有更加紧密的应用集成和更高的性价比。目前在单芯片主板芯片组领域最活跃的厂商就是矽统(SiS)。SiS首款采用单芯片高整合性的芯片组是SiS630，在这款产品中首次将传统的南北桥芯片组整合为单一的芯片。从SiS630开始，SiS推出了多款单芯片的主板芯片组。对于采用这种芯片组的主板，我们只能在主板的中央看到一块芯片。3Intel的主要芯片组简介Intel845系列芯片组的82845E/82845GL/82845G/82845GV/82845GE/82845PE，除82845GL以外都支持533MHz FSB(82845GL只支持400MHz FSB)；支持内存方面，以上845系列北桥芯片都支持最大2GB内存，82845G/82845GL/82845E支持DDR 266，其余都支持DDR 333，另外82845G/82845GL/82845GV还支持PC 133 SDRAM，除82845GL/82845GV之外都支持AGP 4X插槽。865系列芯片组的82865P/82865G/82865PE/82865GV/82848P，除82865P之外都支持800MHz FSB,DDR 400(82865P只支持533MHz FSB,DDR 333,除82848P之外都支持双通道内存以及最大4GB内存容量(82848P只支持单通道最大2GB内存)，除82865GV之外都支持AGP 8X插槽；Intel桌面AGP平台最高端的是875系列的82875P北桥，支持800MHz FSB,4GB双通道DDR 400以及PAT功能。Intel的芯片组或北桥芯片名称中带有“G”字样的还整合了图形核心。915/925系列的82910GL、82915P、82915G、82915GV、82915PL、 82915GL、82925X和82925XE等八款北桥芯片。在支持的前端总线频率方面，82910GL只支持533MHz FSB，而82925XE则支持1066MHz FSB，其余的82915P、82915G、82915GV和82925X都支持800MHz FSB；在内存支持方面，82910GL、82915PL和82915GL都只支持DDR内存(DDR 400)，82925X和82925XE则只支持DDR2内存(DDR2 533)，其余的82915P、82915G和82915GV都能支持DDR内存(DDR 400)和DDR2内存(DDR2 533)，所有这八款北桥芯片都能支持双通道内存技术，除开82915PL之外最大都支持4GB内存容量(82915PL只支持2GB内存)，此外 82925X还支持ECC内存；82910GL、82915G、82915GL和82915GV集成了支持DirectX 9.0的Intel GMA900显示核心(Intel Graphics Media Accelerator 900)；在外接显卡接口方面，82915P、82915G、82915PL、82925X和82925XE都提供一条PCI Express X16显卡插槽，而82910GL、82915GL和82915GV则不支持独立的显卡插槽。之后Intel发布了支持双核心处理器的945/955/975系列的82945P、82945G、82945GZ、82945GT、82945PL、82955X、82975X等七款北桥芯片。在支持的前端总线频率方面，82945GT只支持667MHz FSB，82945GZ和82945PL则只支持800MHz FSB，其余则全部都支持1066MHz FSB；在内存支持方面，所有这七款北桥芯片都能支持双通道内存技术并且都仅支持DDR2内存从而不再支持DDR内存，其中82945PL和 82945GZ仅支持最大2GB的DDR2 533，82945P、82945G和82945GT则支持最大4GB的DDR2 667，82955X和82975X则支持ECC内存技术和最大8GB的DDR2 667；在双核心处理器的支持方面，82945P、82945G、82945GZ、82945PL仅支持Pentium D，82955X和82975X则支持Pentium D和Pentium EE，82945GT则支持Core Duo；82945G、82945GZ和82945GT集成了支持DirectX 9.0的Intel GMA950显示核心(Intel Graphics Media Accelerator 950)，这是GMA900的升级版；在外接显卡接口方面，82945P、82945G、82945GT、82945PL、82955X、82975X都提供一条PCI Express X16显卡插槽，而82945GZ则不支持独立的显卡插槽。最新的是946系列的82946PL和82946GZ以及965系列的82P965、82G965、82Q965和82Q963等六款北桥芯片，都支持最新的双核心处理器Core 2 Duo，82P965还支持顶级的Core 2 Extreme。82946PL和82946GZ只支持800MHz FSB，而82P965、82G965、82Q965和82Q963都支持1066MHz FSB。在内存支持方面，82946PL和82946GZ支持最大4GB内存，而82P965、82G965、82Q965和82Q963则支持最大 8GB内存。另外82946PL、82946GZ和82Q963支持双通道DDR2 667内存，而82P965、82G965和82Q965则支持双通道DDR2 800内存。在显示接口方面，除了82Q963不支持独立的显卡插槽之外，其余五款北桥芯片都能支持PCI Express x16显卡插槽。并且82946GZ、82Q965和82Q963还集成了支持DirectX 9.0c和OpenGL 1.4的Intel GMA 3000(Intel Graphics Media Accelerator 3000)显示核心；而82G965则集成了支持DirectX 10和OpGL 1.5以及Intel Clear Video技术(英特尔清晰视频技术)的Intel GMA X3000(Intel Graphics Media Accelerator X3000)显示核心，并且Intel GMA X3000还在Intel集成显卡中首次支持硬件T&L(规格近似的Intel GMA3000只支持软件T&L)，还支持H.264硬件解码和HDMI(Hi-Definition Multimedia Interface，高清晰多媒体接口)多媒体影音输出接口；82P965和82Q965还支持面向数字家庭的Intel VIIV(欢跃)技术。SIS 早期支持DDR SDRAM内存的SIS648FX、SIS655FX、SIS655TX、SIS656、SIS649以及集成了SiS Mirage显示芯片的SIS 661FX。其中，SIS655FX、SIS655TX和SIS656支持双通道内存技术；SIS648FX、SIS655FX、SIS655TX和 SIS 661FX支持AGP 8X规范，而SIS656和SIS649则支持PCI Express X16规范；所有这六款北桥芯片都支持DDR 400内存，而SIS 649则能支持DDR2 533内存，SIS 656更能支持DDR2 667内存。 比较新的有支持800MHz FSB的SIS662以及支持1066MHz FSB的SIS 649FX和SIS 656FX等北桥芯片。这三款北桥芯片都支持PCI Express x16显卡插槽和DDR2 667内存，其中SIS 656FX还支持双通道内存技术，而SIS 662则集成了SIS Mirage 1显示核心。ATI 主要就是Radeon 9100系列北桥芯片。Radeon 9100 IGP、Radeon 9100 Pro IGP和RX330这三款北桥芯片都能支持800MHz FSB、双通道DDR 400内存和AGP 8X规范，Radeon 9100 IGP和Radeon 9100 Pro IGP还集成了支持DirectX 8.1的Radeon 9200显示芯片。 比较新的有支持800MHz FSB的Radeon Xpress 200 IE(RC410)、Radeon Xpress 200 IE(RXC410)以及支持1066MHz FSB的Radeon Xpress 200 IE(RS400)、Radeon Xpress 200 CrossFire IE(RD400)、CrossFire Xpress 1600 IE等北桥芯片。所有这些北桥芯片都支持PCI Express x16显卡插槽；CrossFire Xpress 1600 IE支持双通道DDR2 800，除此之外其它都同时支持DDR 400和DDR2 667，并且除了Radeon Xpress 200 IE(RC410)之外都支持双通道内存技术；除了Radeon Xpress 200 IE(RXC410)和CrossFire Xpress 1600 IE之外都集成了支持DirectX 9.0的ATI Radeon X300显示核心，此外，Radeon Xpress 200 CrossFire IE(RD400)和CrossFire Xpress 1600 IE还支持ATI的CrossFire多显卡并行技术。VIA PT800/PT880/PM800/PM880以及较早期的P4X400/P4X333/P4X266 /P4X266A/P4X266E/P4M266等等，其中，VIA芯片组名称或北桥名称中带有“M”字样的还整合了图形核心（英特尔平台和AMD平台都如此）。PT800、PT880、PM800和PM880这四款北桥芯片都能支持800MHz FSB和DDR 400内存，并且都支持AGP 8X规范。其中PT880和PM880支持双通道内存技术，PM800和PM880还集成了S3 UniChrome Pro显示芯片。此后有P4M800、P4M800 Pro、PT880 Pro、PT880 Ultra、PT894、PT894 Pro、P4M890和PT890等北桥芯片。其中，P4M800、P4M800 Pro、PT880 Pro支持800MHz FSB，PT880 Ultra、PT894、PT894 Pro、P4M890和PT890支持1066MHz FSB；P4M800和P4M800 Pro支持AGP 8X显卡插槽，PT880 Pro和PT880 Ultra则同时支持AGP 8X显卡插槽和PCI Express x16显卡插槽(实际上是基于PCI Express x4)，而PT894、PT894 Pro、P4M890和PT890则支持真正的PCI Express x16显卡插槽；在内存支持方面，P4M800和P4M800 Pro都仅支持DDR 400内存并且不支持双通道内存技术，而PT880 Pro、PT880 Ultra、PT894、PT894 Pro、P4M890和PT890则同时支持DDR 400和DDR2 533，并且除了P4M890和PT890之外都支持双通道内存技术；此外，P4M800、P4M800 Pro和P4M890还集成了S3 Graphics UniChrome Pro显示核心。最新的是整合芯片组P4M900，支持Socket 478/Socket 775全系列的所有处理器，包括最新的Conroe核心Core 2 Duo和Core 2 Extreme，支持1066MHz FSB和单通道DDR2 667内存，并整合了支持DirectX 9.0的VIA Chrome HC IGP显示核心，还支持独立的PCI Express x16显卡插槽。P4M900是所有VIA芯片组中最先支持DDR2 667和DirectX 9.0的。NVIDIA 进入Intel平台芯片组市场比较晚，起初主要是定位于中高端市场的nForce4 SLI IE、nForce4 SLI X16 IE、nForce4 SLI XE以及nForce4 Ultra IE。这些北桥芯片都支持1066MHz FSB、双通道DDR2 667内存以及PCI Express x16显卡插槽，并且除了nForce4 Ultra IE之外都支持NVIDIA的SLI多显卡并行技术。然后是nForce 590 SLI IE、nForce 570 SLI IE和nForce 570 Ultra IE，支持Socket 775接口全系列的所有处理器，包括最新的Conroe核心Core 2 Duo和Core 2 Extreme，支持1066MHz FSB和双通道DDR2 667内存。其中，nForce 590 SLI IE和nForce 570 SLI IE还支持NVIDIA的SLI技术，nForce 590 SLI IE更是能支持两条真正全速的PCI Express x16插槽，支持顶级的Quad SLI技术，能最大限度的发挥SLI技术的威力。2.1.4 总线及其插槽计算机是由很多部件组成的，各部件之间不是孤立的，它们之间要互通信息、交换数据。总线就是在我们整个系统传送各种不同信号、数据的一种通道，供各部件传送数据互通信息。在微机内部不同的数据信息往往要使用不同的线路来传递，根据总线之上传送的数据不同，出现了三种不同类型的总线：用于传送数据的信号线，我们称之为数据据总线（DATA BUS）；用于传送地址的信号线，称之为地址总线（ADDRESS BUS）；用于传送控制的信号线，称为控制总线，这三种总线我们统称为三总线或系统总线（System Bus）。总线也像我们生活中的交通工具是在不断变化的，最早人们外出要靠步行，后来骑马坐车，现在人们出远门通常是乘火车、坐飞机；总线也一样，随着电子技术的发展及其他部件（如CPU、内存）的需要在不断完善，先后产生以下标准的总线：1ISA总线ISA总线是早期的总线类型，其性能价格比高，且在ISA标准上具有良好的兼容性，因此曾经被广泛使用。但是，它仅能支持16位的I/O设备，数据传输率低，即使选用高速CPU，计算机的整体性能也难以有显著的改善，因此已被新的总线标准替代。一个ISA总线插槽可以分为两部分，一部分是XT槽（较长的那一部分，它与XT插槽完全相同，有8位数据线），另一部分是扩展部分，比XT槽要短。这两部分组成了AT插槽，并将XT插槽扩展成了16位的AT总线插槽，也就是主板上的通常为黑色的ISA插槽。2局部总线随着计算机中CPU和主要电路运行速度的提高，ISA系统总线的信息传输速度相对显得越来越慢，成为CPU和外设之间进行信息传输的瓶颈。为了解决这一问题，产生了新的总线标准-局部总线。局部总线实际上是在外部设备和CPU及DRAM（随机存取存储器）之间开辟一条高速通路，将外部设备的数据总线、地址总线及控制总线与CPU相应的三条总线直接相连，使外部设备的数据宽度和工作频率与CPU保持一致，因此它也有CPU总线之称。PCI局部总线（Inter公司生产）是应用最广的一种局部总线类型，其特点是在CPU和I/O扩展接口插入一个复杂的管理层，协调数据传输并提供总线接口。它可以支持10个外设插板，在较高的时钟频率下保持很高的传输率。它是32位的局部总线。从486/586开始至今被广泛应用于的微型机中。主板上的PCI插槽一般为白色，目前主要用于连接声卡、网卡SCSI卡等。3AGP总线PCI是在CPU和高速外部设备之间充当一个独立的“处理器”的桥梁，加速数据传输率，使CPU的功能得到更好的发挥，较好地解决了数据I/O的瓶颈。但对于显示器来说，“瓶颈”问题仍没有解决。随着计算机应用的发展，3D图形、高彩色、高分辨率的图形使图形信息量大大增加，在显示输出上PCI总线的传输率无法达到理想的效果，为了解决此问题，Inter推出了AGP加速图形标准。 所谓AGP（Accelerated Graphics Port）加速图形端口，其最主要的结构是在AGP芯片的显卡与主存之间建立专用通道，使主存与显示卡的显示内存之间建成立一条新的数据传输通道，让影像和图形数据直接传送到显示卡而不经过PCI总线。其插槽为32位，时钟为66MHz，速度比PCI快，为PCI的四倍。目前AGP插槽是显卡的专用插槽，根据其数据传输率标准的不同，又可分为AGP、AGP2X、AGP4X、AGP8X几种，其外观、性能，数据传输率也不同，需要与相对应的显卡配合使用。4、PCI-E XPCI-E X1能够提供250MB/s的传输速度，显卡用的PCI-E X16则达到了4GB/s，由于PCI-E总线可以在上下行同时传输数据，因此通常说PCI-E X16的带宽为8GB/s！2.1.5 标准接口所谓接口，是指连接总线与外部设备的适配电路，只有通过接口电路，CPU才能与外设进行数据的输入与输出。在微机系统中接口电路通常被做成板卡形式，可以直接插在主板上，如显卡、声卡等，除此以外，主板上逐步提供了一部分标准接口电路，主要有硬盘接口电路、软驱接口电路、并行接口电路、串口接口电路及USB接口，用来连接部分标准的外部设备，如硬盘、鼠标、键盘、打印机等。并行接口所谓并行接口，是指主机与外设之间采用的通讯方式为“位”并行通讯，也就是每次可同时传送多位数据，其优点是传输速度较快，主要用于传输数据量大，要求速度快的设备，如打印机、绘图仪等，并行通讯的缺点是所需数据线较多，在长距离传送数据时所需成本高，所以并行通讯一般不用于长距离通讯。目前微型计算机一般提供一个采用25脚的DB-25并行物理接口，也称LPT接口，提供两个逻辑接口：LPT1和LPT2。2串行接口串行接口，是指主机与外设之间采用的通讯方式为“位”串行通讯。串行通讯在传送数据时每次只能传送一位数据，如果要传送一个字节的数据，则需8次才能传送完毕，传输速度较慢，一般用于长距离传送数据，如用于连接调制解调器等串行设备。一般微机采用两个9针串行物理接口，四个逻辑接口，分别是COM1、COM2、COM3及COM4，其中COM1和COM3共用一个物理接口，COM2与COM4共用另一物理接口。在实际应用中COM2接口比COM1接口的响应具有优先权。另外COM接口的传输速度一般比PS/2接口稍慢一些。3USB接口USB是“Universal Serial Bus”的缩写，意思就是“通用串行总线”。USB口也是时下最为流行的接口，最大可以支持127个外设，并且可以独立供电，其应用非常广泛。USB具有多个标准，目前V1.0、V1.1版的USB，是针对中速与低速产品应用所制订，最高传输上限为12Mbps，最低速通道则为1.5Mbps。USB 2.0 是最新外围连接的标准接口，为新一代组件与外围配备之连接标准。可向下兼容于现行的 USB 1.1 外围配备，USB 2.0 可传输40倍于USB 1.1的速度，最高速通道上限为480Mbps。为用户提供更简易便捷的连接能力与更快速的数据传输速度。 2.2 CPU2.2.1 CPU的发展CPU(Central Processing Unit)中文名称中央处理器,也称微处理器，是计算机中最重要的部件，就相当于人的大脑。1971年Intel公司生产了最早的微处理器芯片4004，它是产生标志着计算机微机时代的到来。18086/8088CPU2286及386CPU3486级CPU 80486于1989年推出，是32位的CPU，其速度是80386的数倍。与80386相比，有如下优点：一是提供多层次多任务功能，二是在一个时钟周期内可以执行一条命令，三是数据交换速度快，四是将数学协处理器和高速缓存集成到芯片内，极大地提高了数学函数运算。因此其功能较386有较大提高。4586级CPU 5Pentium 2 CPU6Celeron处理器8其它厂家的CPU产品随着Intel公司CPU技术水平的不断提高，其他CPU厂家的CPU也在不断发展，主要有AMD公司的K6(相当于Intel Pentium MMX)、K6-2/3（相当于Intel Pentium 2）、K7、Athlon XP等；VIA公司的Cyrix、C5M及C5N等。2.2.2 CPU的主要性能指标1主频、外频和倍频主频是CPU运算时工作频率的简称，指在一个时钟周期内发生的同步脉冲数。主频在很大程度上决定了计算机的运行速度。在同一系列的CPU中，主频越高意味着计算机的速度也越快。但是不同种类的CPU，主频对速度的影响只具有参考意义，而非绝对。过去主频的单位为兆赫兹(MHz)，随着计算机速度的提升，现在已经变为千兆赫兹(GHz)。CPU外频是由主板为CPU提供的基准时钟频率，也称为系统总线频率，是CPU与主板芯片组、内存交换数据的频率，目前CPU的主要外频有66MHz、100MHz、133MHz几种。有时也用前端总线频率（FSB），但前端总线与外频是从不同方面表示CPU的速度。CPU内部的时钟是由外部输入的，在CPU内部采用了时钟倍频技术，按一定比例提高输入时钟信号的频率，这个提高时钟频率的比例称为倍频系数。CPU的主频与外频的关系是：CPU主频外频倍频数比如，Pentium 4 3.20GHz CPU，它的外频是800，则倍频为4。2工作电压工作电压即Supply Voltage，是指CPU正常工作所需的电压。早期CPU(286486时代)的工作电压一般为5V。这是因为当时的制造工艺相对落后，CPU的速度较慢，发热量还不大。随着CPU的制造工艺进步及主频的提高，CPU的主频有了极大提高，为解决发热过高的问题，近年来各种CPU的工作电压有逐步下降，如P2为2V、1.7V，P3为1.65V，P4为1.75V。3高速缓存高速缓存即Cache。从486时代开始所有CPU都有一个集成的Cache和Cache控制器。Cache 可分为二级：L1 Cache L2和 Cache。L1 Cache(一级缓存)的大小随着不同的CPU而有所不同，从8KB逐渐增加到32KB、64KB，在最新的CPU中还有更多的容量。一级缓存一直都是做在CPU核心上的，它以全核心速度运行。二级缓存(L2 Cache)的容量一般有128KB、256KB、512KB以1MB不等。在Pentium时代的CPU指一级缓存集成在CPU内部，而二级缓存则做在主板上，发展到现在，二级缓存已移动到了CPU内部。4CPU的生产工艺表示CPU的生产精度，精度越高则可在同样体积上生产出更多的元件，集成度更高，耗电更少，这样CPU的主频可以有更大提高。CPU生产处理过程的工艺水平决定着芯片上每一层线路的宽窄和每一个晶体管的大小。比如，Pentium在使用0.35微米工艺制造时，芯片模块每一面直径是14.2毫米，但改用0.25微米工艺制造后，芯片模块直径缩小到10.2毫米。这样就使得CPU生产商在相同大小的硅片上能够制造出更多的CPU，从而降低了生产成本，而且也会让CPU的能量消耗减少。Pentium 3采用0.25m 、0.18m，Pentium 4采用了0.13m及0.10m。5前端总线：前端总线（FSB）是AMD在推出K7 CPU时提出的概念。前端总线速度指的是数据传输的速度，这一点与外频不同。例入100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡1000万次，而100MHz前端总线则指每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz64bit/8=800MB。就处理器速度而言，前端总线比外频更具代表性。主板支持的前端总线是由芯片组决定的，一般都带有足够的向下兼容性。如865PE主板支持800MHz前端总线，那安装的CPU的前端总线可以是800MHz，也可以是533MHz，但这样就无法发挥出主板的全部功效。6支持的扩展指令集为了提高CPU的多媒体或3D图形方面的处理能力，当前CPU都增加了扩展指令的功能。主要有MMX、3D NOW！、SSE指令及SSE2指令集。7MMX技术MMX（多媒体扩展指令集）技术是Intel发明的一项多媒体增强指令集技术，一次能处理多个数据，是1996年为增强Pentium CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术。8SSE指令集SSE指令集是Intel在Pentium 3 CPU中首先采用，共有70条指令，其中有50条浮点运算指令用于加速3D图形运算速度，12条MMX整数运算增强指令，8条优化内存指令。这些指令对图像处理、浮点运算、3D运算、及视频处理等多媒体应用起到增强作用。9SSE2集SSE2是在MMX和SSE技术上进一步发展得到的指令集，共有144条指令，增强了多媒体和3D图形处理能力。103D Now!技术3D Now!技术也是一组扩展指令集，共有21条指令，侧重于浮点运算，主要针对三维建模、坐标变换、效果渲染等三维应用场合，在软件配合下，可以大幅度提高3D处理性能。11超线程技术超线程(Hyper-Threading)技术是Intel的创新设计并首先应用在Pentium 4处理器上的技术。即在一颗实体处理器中放入两个逻辑处理单元，让多线程软件可在系统平台上平行处理多项任务，并提升处理器的执行资源的使用率。使用这项技术，处理器的资源利用率平均可提升40%，大大增加处理器的可用性能。2.2.3 CPU插接形式随着CPU技术的不断发展，其封装形式也在不断更新，不同封装的CPU在主板上的插接形式也不相同。如Intel公司的CPU接口类型，从早期的Socket 3、Socket 7发展到支持 Pentium 3的Socket 370及支持Pentium 4的Socket 423/478，以及最 新 推 出 的 Socket T（ LGA775 平台）接口。而AMD 的CPU应用最为 广 泛 的CPU接口 当 推 Socket A 接 口（ Socket462），支持众多的CPU，如 Duron 、Athlon等。 随 着 Athlon 64 处 理 器 的 发 布 ，Socket 754/939/940 新型接口也不断面世。从CPU诞生至今，产生多种接口类型，表2-1 为部分CPU 接口类型表。2.2.4 目前CPU的主流产品目前使用最多的CPU主要有Intel生产的 Pentium 4 和Celeron处理器，以及AMD生产的Athlon xp、Athlon64、Athlon FX 64及Duron系列处理器。1Intel公司CPU产品型号酷睿i530 Core i7 860Core 2 Duo E7500/Core i7 980X Extreme Edition接口类型LGA 1156 LGA 1156LGA 775LGA 1366核心类型Clarkdale LynnfieldWolfdaleGulftown生产工艺32纳米 45纳米45纳米32纳米核心电压1.15V 0.85-1.36V主频 2.93GHz 2.8GHz2.93GHz3.33GHz外频外频 133MHz 266MHz外频 133MHz倍频22X 11X25X一级缓存 L1=264K L1=464K L1=264K L1=664K 二级缓存 L2=2256K L2=4256K L2=3M L2=6256K 三级缓存 L3=4M L3=8M L3=12M 前端总线1066MHz核心数量双核工作功率65W2040元芯片厂方 Intel 型号 Core i7 920/盒装 系列 酷睿i系列 适用类型 台式机 接口类型 LGA 1366 核心类型 Nehalem Bloomfield 生产工艺 45纳米 核心电压 1.137V 主频 2.66GHz 外频 外频 133MHz 倍频 20X 一级缓存 L1=464K 二级缓存 L2=4256K 三级缓存 L3=8M QPI总线 4.8GT/S 功能参数核心数量 四核 超线程技术 支持超线程技术 64位处理器 是 TDP技术 支持TDP技术 Virtualization(虚拟化) 支持Virtualization(虚拟化)技术 工作功率 130W 其它参数包装 盒装 其它性能 支持指令集:MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSSE3,SSE4.1,SSE4.2,EM64T,支持Turbo Mode,集成内存控制器IMC,支持三通道的DDR3内存 保修时间、方式 三年保修 4000元芯片厂方 Intel 型号 Core i7 870/盒装 系列 酷睿i系列 适用类型 台式机 接口类型 LGA 1156 核心类型 Lynnfield 生产工艺 45纳米 主频 2.93GHz 一级缓存 L1=64K 二级缓存 L2=4256K 三级缓存 L3=8M 功能参数核心数量 四核 HyperTransport总线技术 无HyperTransport总线技术 超线程技术 支持超线程技术 64位处理器 是 TDP技术 支持TDP技术 Virtualization(虚拟化) 支持Virtualization(虚拟化)技术 工作功率 95W 其它参数包装 盒装 其它性能 支持指令集:MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T支持Turbo Mode 集成内存控制器IMC支持双通道的DDR3内存1400芯片厂方 Intel 型号 Core i5 750/盒装 系列 酷睿i系列 适用类型 台式机 接口类型 LGA 1156 核心类型 Lynnfield 生产工艺 45纳米 主频 2.66GHz 一级缓存 L1=128K 二级缓存 L2=4256K 三级缓存 L3=8M 功能参数核心数量 四核 超线程技术 无超线程技术 64位处理器 是 TDP技术 支持TDP技术 Virtualization(虚拟化) 支持Virtualization(虚拟化)技术 工作功率 95W 其它参数包装 盒装 其它性能 支持指令集:MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSE4.1,SSE4.2,EM64T; 支持Turbo Mode 集成内存控制器IMC;