计算机组装与维护整套课件完整版电子教案课件汇总(最新)

1、第一章计算机主机部件主要内容：1.微处理器（CPU） 2.主板的组成及部件的功能 3.内存的分类用其性能指标 4.硬盘驱动器的组成、工作原理及性能指标 5.光盘驱动器的工作原理及性能指标 6.其它外部存储设备 7.显卡的组成及性能指标 自1946年第一台电子计算机诞生以来，短短的几十年间，电子计算机从电子管计算机发展到晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机。计算机的研究、生产和应用得到迅猛的发展，计算机信息处理已成为当今世界上发展最快和应用最广泛的科技领域之一。计算机的广泛应用，有力地推动着工农业生产、国防和科学技术的发展，对整个社会产生了深刻的影响，这是历史上任何一门科学技术和成

2、果所无法比拟的。 计算机通常分为巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机。这不仅是体积上的简单划分，更重要的是它在组成结构、运算速度、存储容量和功能上的划分。微型计算机，简称微机，也称为个人计算机或电脑，是电子计算机技术发展到第四代的产物。微型计算机的出现，打破了计算机的“神秘”感和计算机只能由少数专业人员使用的局面，使得每个普通人都能对它进行简单的操作，从而使微型计算机变成了人们日常生活中不可缺少的工具。 最早的微型计算机诞生于20世纪70年代。目前国内市场上的主流产品PC系列微型计算机是IBM公司于1978年推出的IBM PC以及随后相继推出的IBM PC/XT和IBM

3、/PC/AT系列微机。 由于IBM公司在计算机领域占有强大的地位，它的PC机一经推出，世界上许多公司都向其靠拢。又由于IBM公司生产的PC机采用了“开放式体系结构”，并且公开了其技术资料，其他公司也先后为IBM系列PC机推出了不同版本的系统软件和丰富多样的应用软件，以及种类繁多的硬件配套产品。有些公司又竞相推出与IBM系列PC机相兼容的各种兼容机，从而促使IBM系列的PC机迅速发展，并成为当今微型计算机的主流产品。 PC机采用模块化的标准插卡结构，可以方便地从市场买到所有配件，这些配件的生产工艺已逐步成熟和提高，使得许多兼容组装机的质量也大大提高。而且它的组装并不象组装收音机、电视机那样，自己

4、做电路板，然后将一个一个元件焊接在电路板上。而是先选购符合要求的标准配件，如机箱、电源、主板、CPU、内存条、适配卡、磁盘驱动器、显示器、键盘等，然后把它们正确地组合起来。使许多微型计算机爱好者都能自己选购配件，自己动手装机。这就导致了微型计算机市场竞争激烈，价格下降，在一定程度上为微型计算机的普及应用起到积极作用。1.1 微处理器（CPU） 1.1.1 CPU外形结构 CPU是“Central Processing Unit”的英语缩写，中文意思是“中央处理器”，有时我们也简称它为“处理器”或是“微处理器”。它是整个计算机系统的运算、控制中心，担负着微机的主要运算和分析任务，称为计算机的“大

5、脑”。 CPU外形看上去非常简单：它是一个矩形片状物体，中间凸起的一片指甲大小的、薄薄的硅晶片部分是CPU核心，英文称之为“die”。在这块小小的硅片上，密布着数以千万计的晶体管，它们相互配合协调，完成着各种复杂的运算和操作。如图1-1、图1-2、图1-3所示。图1-1 Intel Pentium (奔腾 )CPU 图1-2 AMD CPU 图1-3 CPU背面的金属针引脚 CPU的核心工作强度很大，发热量也大。而且CPU的核心非常脆弱，为了核心的安全，同时为了帮助核心散热，于是现在的CPU一般在其核心上加装一个金属盖，此金属盖不仅可以避免核心受到意外伤害，同时也增加了核心的散热面积。 金属封

6、装壳周围是CPU基板，它将CPU内部的信号引到CPU引脚上。基板的背面有许多密密麻麻的镀金的引脚，它是CPU与外部电路连接的通道，同时也起着固定CPU的作用。 1.1.2 CPU的接口类型 CPU需要通过某个接口与主板连接,才能进行工作。经过多年的发展，采用的接口方式有早期有的SLOT接口、现在普遍使用的Socket接口和最新的Socket T接口等。CPU接口类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，所以不能互相接插。 1. Slot类CPU接口 Slot类CPU曾用在Pentium 、Pentium 和赛扬处理器，这种接口的CPU把处理器做在一块板卡上，再把板卡插入主板，Slot类CPU分为

7、Intel公司的Slot1、Slot2和AMD公司的SlotA等。图1-4所示的是Intel公司的Slot类CPU如。图1-4 slot1接口赛扬处理器 2.Socket接口CPU Socket接口CPU是目前主流CPU，通常用CPU的引脚数来表示。目前的Pentium CPU和AMD CPU几乎都采用Socket接口。如图1-3所示。 3.LGA 775接口CPULGA 775又称为Socket T，其特征是没有了以往的针脚，取而代之的是整齐排列的金属圆点，CPU不再靠针脚接触来固定，而是使用一个金属扣架将CPU压在露出来的具弹性的触须上，在制造和生产工艺上精密度相当高。LGA 775接口C

8、PU如图1-5所示。 图1-5 LGA775封装的处理器背面 1.1.3 CPU发展历程 微型计算机的核心部件是CPU芯片，微型计算机的发展，实际就是CPU技术的发展。微型计算机从问世到今天，已经出现了多代产品，相应产生了多个档次的微机系列产品，目前市场上的主流CPU产品是Intel公司和AMD两家公司生产的CPU，他们的发展领导着整个微型计算机的发展。 第一块Intel CPU 4004，4位处理器1971年诞生以来，尽管它的主频只有108kHz，运算速度相当慢、集成度也相当低，10微米制造工艺，最大寻址内存640 bytes。但它奠定了微型计算机的基础。表1-1、表1-2所示的分别是Int

9、el公司和AMD公司CPU发展表。 微处理器的发展史也不过30余年，但在这30余年里微处理器的发展历程却是天翻地覆的变化。从Intel的4004开始，到了Intel，AMD，Cyrix三足鼎立，到Intel一家独大，再到现在Intel，AMD分庭抗衡。时代的进步，科技的发展。30余年，给人带来的回忆是太多太多。 从以上两表可以看出：2005年以前，主频一直是两大处理器巨头Intel和AMD争相追逐的焦点（从第一块CPU的主频108kHz，到现在的4GHz，甚至更高）。而且处理器主频也在Intel和AMD的推动下达到了一个又一个的高峰，就在处理器主频提升速度的同时，也发现在目前的情况下，单纯主频

10、的提升已经无法为系统整体性能的提升带来明显的变化，伴随着高主频也带来了处理器巨大的发热量，更为不利是Intel和AMD两家在处理器主频提升上已经有些力不从心了。在这种情况下，Intel和AMD都不约而同地投向了多核心的发展方向，在不用进行大规模开发的情况下将现有产品发展成为理论上性能更为强大的多核心处理器系统。双核处理器也就因此诞生。 所谓双核处理器是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心，即将两个物理处理器核心整合入一个内核中。事实上，双核架构并不是什么新出的技术，在此之前双核心处理器一直是服务器的专利，现在已经逐步面向普通用户。 虽然双核心处理器的性能较单核心处理器有所提

11、升，但考虑到目前大部分的应用程序，比如Office办公软件、游戏、视频播放等应用都是单线程的，因此对于大多数用户来说选择单核心处理器仍是最佳选择。而对于进行专业视频、3D动画和2D图像处理的用户来说，就有必要考虑一下双核心的系统。 Intel推出的双核心处理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition，AMD推出的双核心处理器分别是双核心的Opteron系列和全新的Athlon 64 X2系列处理器。其中Athlon 64 X2是用以抗衡Pentium D和Pentium Extreme Edition的桌面双核心处理器系列。 由于目前CPU的性能已经足够满足个人大多

12、数应用的需要，所以人们在买PC的时候，CPU已经不再是唯一的标准。高速3D处理能力、HDTV视频、高保真音频、大容量硬盘已经成为重要标准。 1.1.4 CPU的技术指标 CPU是整个微机系统的核心，也是各档微机的代名词，如Pentium 、Pentium 等。CPU的主要技术特性也基本反映出所配置微机的性能，因此，了解CPU的主要技术参数对正确选择和使用CPU，就显得十分重要。CPU主要有如下几个性能指标。 1主频 主频是CPU内核运行的时钟频率，即CPU的工作频率，主频的高低直接影响CPU的运算速度。一般来说，时钟频率越高，意味着工作速度越快。由于CPU的内部结构不同，并非所有的相同频率的C

13、PU性能都有一样。我们所听到的Pentium 2.0G 、Pentium 3.0G中的2.0G、3.0G，就是指Pentium 处理品的时钟频率。 2.外频 微机在实际运行过程中的运算速度不但由CPU的频率决定，而且还受到主板和内存速度的影响，也受到制造工艺和芯片组特性等的限制。由于内存和主板等硬件的速度大大低于CPU的运行速度，为了能够与内存、主板等保持一致，CPU只能降低自己的速度，这就出现了主频以外的第二个运行频率，即通常所说的“外频”。外频是CPU与主板之间同步运行的时钟频率，而且目前的绝大部分微机系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与

14、内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频又称“外部时钟频率”，是制约系统性能的重要指标，外频越高，CPU的运算速度就越快。目前CPU的外频主要有66MHz、100MHz、133MHz、200MHz等。 3.前端总线(FSB)频率 前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。CPU是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，前端总线的速度指的是数据传输的速度，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计

15、算机整体速度。 外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，表示了CPU和外界数据传输的速度。外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次；而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz64bit8Byte/bit=800MB/s。 4.倍频系数 倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明

16、显的“瓶颈”效应CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。 5高速缓存 高速缓存是一种速度比内存更快的存储设备，其功能是减少CPU因等待低速设备所导致的延迟，进而改善系统性能。目前的CPU缓存一般都集成于CPU芯片内部，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据。 高速缓存分为L1 Cache（一级缓存）和L2 Cache（二级缓存）。L1 Cache内建在CPU中，与CPU同步工作，CPU在工作时首先调用其中的数据。L2 Cache一般集成在CPU内部，也有的集成在主板。 高速缓存容量的大小和工作速率对提高微机速度起关键作用，尤其是L2 Cache对提高运行2D图形处理较多的

17、应用软件有显著作用。其技术原理是预先将一些在低速内存中的数据信息读到L2 Cache中，让CPU全速到L2 Cache中去访问，仅在L2 Cache中找不到所需的信息才去访问低速内存。这样做是为缓解CPU与内存之间速度匹配矛盾，提高微机的处理速度。高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32256KB。目前CPU的L2高速缓存高达1MB-3MB。 6CPU的指令集 CPU的指令集一般是指CPU内集成的多媒体命令的集合，这些命令是CPU在出厂前由厂家定义后编成的微代码，集成于芯片内部。目前，CPU

18、的指令集主要包括MMX、3Dnow!、KNI/SSE和SSE2等。 MMX(Multi Media extension)指令集：是Intel公司开发的多媒体扩充指令集，共有57条命令，用于专门处理声音、图像及动画等。 3DNow!指令集：是AMD公司在K6-2，K6-和K7处理器中采用的3DNow!技术，也是为了处理多媒体而开发的。它在原来指令集的基础上新增了24条指令，其中12条用于支持语音识别和视频信号的处理，7条用于改进Internet及其它形式数据流的数据传输速度，5条用于数字信号处理以提高音频和通信方面的性能。 SSE(Streaming SIMD Extensions)指令：指In

19、tel在P 处理器中新增的70条指令，又称为“MMX2指令集”。此指令集可加快3D功能、图像处理、音频与视频数据，以及语音识别的速度。 SSE2指令集：SSE2指令集集成在Intel的Pentium 处理器中，以加快3D、浮点及多媒体程序代码的运算性能，其中包含76条新增加及原有的68条SSE指令。 SSE3指令集：SSE3指令是目前规模最小的指令集，它只有13条指令。划分为五个应运层，分别为数据传输命令、数据处理命令、特殊处理命令、优化命令、超线程性能增强五个部分，其中超线程性能增强是一种全新的指令集，它可以提升处理器的超线程的处理能力，大大简化了超线程的数据处理过程，使处理器能够更加快速的

20、进行并行数据处理。 6寻址能力 CPU的寻址能力一般是指微处理器直接存取数据的地址范围，通常用K（千）字节或M（兆）字节表示。8位微处理品的地址线一般是16根，寻址能力为64KB。16位微处理器的地址线一般为20根，直接寻址能力一般是1MB。32位和64位微处理品的寻址能力一般可达4GB或更大。 7制造工艺与内核工作电压 制造工艺是指在一块硅晶片上集成的数以千万计的晶体管之间的连线线宽度，通常用微米（m ）作计量单位，微米值越小制作工艺就越先进，处理器就可做得越小，集成的晶体管数目就越多，功耗也会越低，CPU的频率也越高。CPU内核电压是指CPU在正常工作时所需的电压。CPU内核工作电压越低则

21、表示CPU制造工艺越先进，也表示CPU工作时耗电功率越小。在Pentium MMX之前，所有的CPU都采用单一电压工作，自Pentium MMX开始，CPU运行时需要由主板分别提供I/O电压和内核电压，直到目前为止所有Socket 7架构的CPU仍采用这种方式供电。1.1.5 主流CPU 目前市场上的主流CPU主要是Intel和AMD两家公司生产，而其中又以Intel公司生产的CPU占有较高的市场率，AMD公司次之。它们在制造工艺、芯片组技术、浮点处理能力和稳定性方面有一定的差异。 1Intelt系列 Intelt系列有Celeron、Celeron D（双CPU）、Pentium 4、Pen

22、tium D（双CPU）、Core 2 Duo和Core 2 Extreme等。 2AMD系列 AMD系列有AMD Athlon 64（主频有1800、2000、2200、2400Mhz等）、AMD Athlon 64 X2(双核，主频有2200、2400Mhz等)、AMD Sempron（主频有1400、1600、1800、2000Mhz等）1.1.6CPU术语1.流水线技术 流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由56个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成56步后再由这些电路单元分别执行，这样就能

23、实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即指令预取、译码、执行、写回结果，浮点流水又分为八级流水。 超线程技术介绍 基于很多理由，CPU的执行单元都没有被充分使用。通常来讲，如果CPU不能正常读取数据（总线/内存的瓶颈），其执行单元利用率会明显下降。另外一个理由就是目前大多数执行线程缺乏ILP支持 。 大部分CPU生产商为了提高CPU的性能，通常做法是提高CPU的时钟速度和增加缓存容量。以我们开始假定的一块CPU为例可以明白，提高CPU的时钟速度和增加缓存容量后的确可以改善性能，但仍不能完全发掘出CPU潜能。如果有种方法可以同时执行

24、多重线程，就能够让CPU发挥更大效率。这就是Intel的超线程技术（Hyper-Threading）出现的原因。 超线程技术是便于让人理解而取的市场名称，它的原理来自适用于x86平台的同步多线程(SMT)技术。SMT 的原理很简单：系统只使用了一块CPU，却让操作系统误以为系统内有两块物理CPU。操作系统就会同时向那两块CPU发送2条线程。 在带有超线程技术的CPU上，每个逻辑处理器带有自身的寄存器。但为了简化这项技术的复杂性， Intel的超线程技术不会试图同时对两个线程的相应指令进行取数/解码操作。 相反地， CPU将由两个逻辑CPU轮流进行指令取数/解码并尝试同时执行两个线程，因此解决了

25、CPU执行单元利用率低下的问题。 12 主板 主板（Main Board），又称主机板，实际上就是一块多层印制电路板，上面安装了各式各样的电子零件并布满了大量的印制线路。 如果说CPU是微机的心脏，那么主板就是微机的躯干，主板是微机系统各种硬件之间沟通的桥梁，微机内部绝大部分设备都必须经过主板的传输机制来交换信息。主板的作用是连接各种输入输出设备，微机运行时各种数据的传输是在主板上完成的。 总之，主板在整个微机硬系统中扮演着举足轻重的角色。可以说，主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型档次，主板的性能直接影响着整个微机系统的性能。 1.2.1 主板的分类 1按主板的架构分 主板的架构是指主板

26、所提供的CPU插座（或插槽）标准。80386以前的主板直接将CPU焊接在主板上。从80486开始才将主板与CPU分开。主板也分为Slot和Socket两大类。 Socket类主板的CPU插座是插针式的，是目前主流主板。 2按主板的外形分 按外形分类主要基于主板物理结构和大小形状，可分为AT主板、ATX主板和MLX主板三大类。1.2.2主板的组成 主板上安装了组成微机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘接口、面板控制开关、扩展插槽、CPU插座、电源插座及CPU与外设之间数据交换的通道总线。如图1-6所示的是奔级的主板，图1-7 所示的是华硕P5PL2主板。 图1-6主板的主要

27、组成部分 1CPU插槽（或插座） CPU的插槽主要分两类，一类是Slot结构，另一类是Socket结构，可以称为插座，CPU与插座间接触的部分是CPU下面的针。目前的Socket插座都是ZIF（Zero Input Power零插力）插座，安装CPU时，只需拉起插座手柄，把CPU插入插座上，按下手柄，就可毫不费力地将CPU牢牢地固定在插座上。图1-7是AMD Socket 940插座。图1-8是Intel Socket 775插座 。AMD Socket940 CPU插座 Intel Socket 775 CPU插座2控制芯片组 芯片组是整个主板的灵魂，它的性能直接影响整机的性能。可以说，芯片

28、组是主板的大脑，CPU与所有元件的接口功能都由它完成，承担了CPU以外的所有控制功能。常见的控制芯片组一般由北桥芯片与南桥芯片组成，如图1-9所示的是AMD公司和VIA公司的两款芯片组外形图。 图1-9 主板芯片组外形图 芯片组的功能如下： 支持处理器的类型：每种芯片组都有对应可支持的处理器。处理器的设计不同，运行的时钟周期也就不同，芯片组必须针对处理器的指令和控制内部频率和外部频率进行协调，并对该处理器进行优化。即使是同一款处理器，不同厂家设计的芯片对该处理器支持所产生的性能也不同。 支持系统高速缓存：早在486时代，系统中的一部分高速缓存设置在主板上，这部分高速缓存的存取是由芯片组来控制的

29、。现在，高速缓存的设置已与处理器封装在一起，从早期的P到现在的P，都以这种方式设置。 支持系统内存：芯片组也必须控制系统内存数据传输的协调和支持系统内存容量的大小等。不同的芯片组，对内存种类、单片内存容量、内存总容量的支持也不同。 控制时间与过程：主板作为各设备间传输数据的通道，必须有某个机制来控制这些设备间的数据传输才能使数据传输彼此不冲突，从而控制传输时间和延迟时间。各设备间的动作时钟都各不相同，芯片组必须对这些设备间的数据传输进行同步协调，利用整个主板上的外部频率，把几种不同的数据传输率加以同步化，避免数据传输的错误。另外芯片组必须对数据传输总线（Bus）的传输过程进行管理。 控制外设与

30、I/O总线：主板有各种接口，要控制这些接口的数据传输，就必须有特殊的控制装置。当前大部分主板都把这种控制装置内置在功能复杂的主板芯片组上。在操作系统中，新设备的即插即用功能，也需要主板芯片的支持才能实现。另外，芯片组还控制外部设备间的数据传输。 管理电源功能：芯片组必须提供电源管理功能。一般的电源管理对象主要包括整机系统、显示器、硬盘三类。只有在芯片组提供相应功能的支持下，才能让这三类设备在一定情况下进入休眠、关闭等节能状态。 控制I/O功能：芯片组还必须对加插在各种I/O接口的设备加以控制，使通过这些接口的数据能顺序传输，并使这些接口与其它设备协调工作。因此，在芯片组中设置了一些控制功能，如

31、键盘接口、鼠标PS/2接口的控制功能，基本串行端口/并行端口的控制功能及USB接口的控制功能等等。 其它组合功能：目前芯片组厂商设计的产品中还包含了一些特殊的组合功能，如内置显卡、声卡、网卡、SCSI卡等功能，以提供更完整的整合功能。 芯片组的组成方式通常有单片式、两片式（南北桥架构）和三片式。 单片是用一块高集成度的芯片实现主板芯片组的全部功能，通常整合了显卡功能，如SiS的部分芯片组采用这种方式。 两片式是最常见的设计方式，分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥。负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数据的传输。提供对CPU的类型和主频

32、、前端总线频率、内存的类型（SDRAM，DDR SDRAM以及RDRAM等等）和最大容量，PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心 一般来说，芯片组的名称是以北桥芯片的名称来命名的，例如英特尔 845E芯片组的北桥芯片是82845E，875P芯片组的北桥芯片是82875P等等。北桥芯片是主板上离CPU最近的芯片，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北桥芯片的数据处理量非常大，发热量也越来越大，所以现在的北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热，有些主板的北桥芯片还会配合风扇进行散热。 南桥芯片（South

33、Bridge）是主板芯片组的重要组成部分，一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽的附近，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。南桥芯片负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等。南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式与北桥芯片相连。图1-10是Intel i845E芯片组架构图 。 图1-10 Intel i845E芯片组架构 图1-11 Sis 648芯片组架构 3内存插槽 内存插槽的作用是把内存条固定在主板上。分为SIMM插槽、DIMM插槽、RIMM 插槽。

34、 SIMM用于早期的FPM和EDD DRAM，有30线和72线。 DIMM分为SDRAM接口和DDR接口，两种接口略有不同。SDRAM DIMM为168线，金手指每面为84Pin，金手指上有两个卡口；DDR DIMM则采用184Pin DIMM结构，金手指每面有92Pin，金手指上只有一个卡口。卡口数量的不同，是二者最为明显的区别。DDR2 DIMM为240线，金手指每面有120Pin，与DDR DIMM一样金手指上也只有一个卡口，但是卡口的位置与DDR DIMM稍微有一些不同，因此DDR内存是插不进DDR2 DIMM的，同理DDR2内存也是插不进DDR DIMM的。4总线与扩展插槽 总线是连

35、接CPU和内存、缓存、外部控制芯片之间的数据通道。 主要有ISA总线、PCI总线、AGP总线等。也有ISA、PCI、AGP扩展插槽。 ISA总线与ISA插槽：ISA总线是工业标准结构总线，这是AT/286时代定义的8/16位总线。ISA总线最大工作频率为8.33MHz，ISA扩展槽一般为黑色，目前的新型主板已经不再提供ISA扩展槽。 PCI总线与PCI插槽：PCI是Peripheral Component Interconnect（外设部件互连标准）的缩写（如图1-13所示），是Intel公司开发的一套局部总线系统，支持32位或64位的总线宽度，总线频率是33MHz，可达64MHz，传输率为1

36、32Mb/秒或264Mb/秒。PCI提供的通道能满足多媒体和高速网络的要求，更重要的是PCI能支持一种名为线性突发的数据传送模式，可确保总线不断满载数据。由于PCI接口的板卡成本较低，所以PCI插槽是目前用得最多的一种插槽，用来安装声卡、内置Modem、网卡等使用PCI接口的设备。 图1-13 PCI插槽 AGP总线与AGP插槽：AGP（Accelerate Graphical Port），加速图形接口（如图1-14所示）。推出AGP接口的原因是因为PCI接口的速度不能满足显卡和其它设备间进行数据交换时传输速度的要求，尤其是图形处理。它主要针对图形显示方面进行优化，专门用于图形显示卡。AGP的

37、最低频率是PCI的两倍66MHz（常称为AGP 2X）。现在AGP的接口速度已经是8X，速度是PCI的8 倍。各种AGP总线的速度和带宽见表1-8所示。 图1-14 AGP插槽 PCI Express总线与接口：PCI-Express是最新的总线和接口标准，由英特尔提出，它代表着下一代I/O接口标准（如图1-15所示）。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP，最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高，目前最高可达到10GB/s以上，而且还有相当大的发展潜力。PCI Express也有多种规格，从PCI Express 1X到PCI Express 16X，能满足现在和将来一定时

38、间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持PCI Express的主要是英特尔的i915和i925系列芯片组。当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程，就象当初PCI取代ISA一样，都会有个过渡的过程。 5硬盘接口 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种，IDE接口硬盘多用于普通微机中，也部分应用于服务器，SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场，而光纤通道只在

39、高端服务器上，价格昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型，还正出于市场普及阶段，在家用市场中有着广泛的前景。 IDE接口 IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。IDE代表着硬盘的一种类型。 IDE接口是用来连接硬盘和光驱等设备。在主板上集成了两个40针插座的IDE口，通常标识为IDE1、IDE2或Primary IDE和Secondary IDE。IDE插座上的40根针和连接硬盘和光驱等设备的数据线的40(或80)条线的插孔一一对应(如图1-16b所示)。每一个IDE口可

40、接两个硬盘或光驱。 图1-16a IDE接口 图1-16b IDE数据线 SCSI接口 SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。SATA接口 SATA（Serial ATA）接口又称为串行接口，是PC机硬

41、盘的趋势。串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而在Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。SATA接口如图1-17a所示，SA

42、TA接口的数据线如图1-17b所示。 图1-17 aSATA接口 图1-17b SATA接口数据线 6软驱接口 软驱接口一般在IDE接口的旁边，标识为FDC，普通的软驱接口共有34根针脚。目前很多新型主板不带软驱接口。 7 BIOS芯片 BIOS（Basic Input/Output System）是基本输入输出系统的简称，是软件与硬件打交道的桥梁，里面固化了微机系统必须的基本输入输出程序，为微机的操作提供最基本的支持，没有它微机就不能工作（BIOS的外形如图1-18所示）。其性能也是决定主板性能的重要因素之一。BIOS的作用如下： 图1-18a 可编程BIOS 图1-18b电可擦写BIOS

43、BIOS的作用如下： 系统自检及初始化 开机后自动启动BIOS，检测硬件设备。包括对CPU，内存， ROM，主板，CMOS存储器，串并口，显示卡，软硬盘子系统及键盘进行测试，一旦在自检中发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告，等待用户处理。 创建中断向量、设置寄存器、对一些外部设备进行初始化和检测等，其中很重要的是读取BIOS设置参数，对系统进行初始化。 引导操作系统。BIOS先从软盘或硬盘的开始扇区读取引导记录，如果没有找到，则会在显示器上显示没有引导设备，如果找到引导记录会把电脑的控制权转给引导记录，由引导记录把操作系统装入电脑，在操作系统启动成功后，BIOS的这部分任务就完成了。 程序服

44、务处理和硬件中断处理 程序服务处理程序主要是为应用程序和操作系统服务，这些服务主要与输入输出设备有关，例如读磁盘、文件输出到打印机等。 ROM BIOS 设置 将系统当前的配置信息写入主板上的CMOS芯片。就是我们常说的CMOS设置。 CMOS又称互补金属氧化物半导体，是一种专用的RAM芯片。其中记录了系统的日期、时间、软硬盘的参数、显示器类型以及许多系统运行速度及性能有关的重要数据，这些信息由BIOS的SETUP程序写入，并由CMOS保存，关机后这些信息也不会丢失。一旦CMOS电池失效，其内部的信息将全部丢失，微机由于无法检测系统参数，将无法启动。CMOS与BIOS的区别 由于CMOS与BI

45、OS都跟微机系统设置密切相关，所以才有CMOS设置和BIOS设置的说法。但CMOS与BIOS是区别的。CMOS RAM是系统参数存放的地方，而BIOS中的系统设置程序是完成参数设置的手段。因此，准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置是其简化说法，但不能把两个概念混淆。8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。主板上扩展接口如图1-19所示。图1-

46、19主板扩展接口图 串行接口（COM1、COM2）：连接鼠标和其它串行设备 打印机接口（LPT）：又称并行接口，主要是连接打印机。 键盘接口：有AT键盘接口、PS/2键盘接口、USB键盘接口。 USB接口：USB是英文Universal Serial Bus的缩写，中文含义是“通用串行接口”。 USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。从1994年的USB V0.7版本以后，到现在已经发展为2.0版本，成为目前微机中的标准扩展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0。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

47、，最多可以连接127个外部设备，并且不会损失带宽。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。 网卡接口：通过网线连接到局域网上。 音频输入输出接口：包括音频输入、输出和麦克风输入接口。 电源接口：电源接口有两类，一类是AT电源接口，现很少见到。另一类是ATX电源接口，市场上的绝大部分主板都有采用ATX电源。 USB具有传输速度快（USB1.1是12Mbps，USB2.0是480Mbps），使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、

48、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。 1.2.3主流主板1华硕（ASUS）主板 2微星（MSI）主板 3技嘉（GIGABYTE）主板 4升技（ABIT）主板 5Intel主板 6磐正主板 7捷波主板 8映泰主板 1.2.4主板新技术 随着主板芯片组推出速度的加快，主板厂商为增强产品在市场上的竞争力，在主板设计中，新技术也层出不穷。目前主板技术正朝着传输速度更快、功能更全、性能更强、安装更容易、更安全和稳定的方向发展。1软跳线和多倍频技术 2000年后推出的主板基本上都采用

49、软跳线技术，只要通过 BIOS的设置，就可完成硬跳线的作用，从而使主板更智能化，安装也更简单。在BIOS包括CPU外频、倍频、AGP工作频率的设置、电源管理功能以及环境检测等选项，使用户可以不必另外调整CPU频率和改变电压跳线。 随着前端局部总线及带宽不断提升，支持高总线速度的主板也纷纷面市。同时，由于CPU的发展速度比主板更快，传统的8倍频已不能满足需要，所以不少主板开始支持更高的倍频，使主板所支持的CPU种类更多。2主板防病毒技术 为防止BIOS被病毒袭击而导致系统崩溃，各大主板生产商推出了一系列具有防病毒功能的主板。如华硕、微星等主板提供了BIOS写入保护功能，也有的主板在BIOS中固化

50、了查杀CHI病毒程序。3双BIOS技术 技嘉（GIGABYTE）公司专利的双BIOS技术是在主板上配置两块相同型号的BIOS芯片，分别是主BIOS及备份BIOS。每次启动系统，备份BIOS都会自动检查主BIOS的状况，如发现主BIOS内容有损坏，备份BIOS将取代主BIOS进行工作，并且激活Auto Recovery（自动修复）功能，自动修复主BIOS中的数据，这样就不必担心由于升级或CIH病毒的入侵而造成系统无法启动。双 BIOS技术具有单向修复功能，确保错误的BIOS内容不会写入正常BIOS中，并允许用户在两个BIOS中分别存储不同版本的BIOS内容。4多电压调节技术 随着主板BIOS的容

51、量越来越大，越来越多的功能被集成在BIOS中，如多电压调节功能，利用它可以调节主板电压、CPU核心电压和内存电压等。5网络刷新技术 如果希望主板支持最新的微机配件，需要通过刷新主板BIOS解决。随着Internet的应用，有些主板商把BIOS升级文件放到网络上。用户在Windows操作系统下不必重新开机便能从Internet下载对应的BIOS升级文件并进行更新。6LED指示灯和语音报警技术 微星（MSI）的D-LED系统硬件故障诊断指示灯技术是将主板中BIOS的工作指示代码指令与主板PCI/ISA中间的四个发光二极管相连接，通过BIOS在不同阶段的工作情况反馈给发光二极管来显示主板工作状况。当

52、系统发生硬件故障时，通过主板的四个发光二极管的发光状态，就可判断发生故障的部件。 语音报警技术是大众主板首创的一项技术，语音报警技术使主板在启动自检时具有语音报警功能。当安装的组件有问题时，该功能将会自动启用，用清晰的语音向用户发出提示，方便用户检查。7硬盘实时复原技术 硬盘实时复原技术（Hard Disk Instant Recovery System）是设置在BIOS中的一套硬盘备份系统。当激活该系统后，它会要求对硬盘所有资料进行备份，并把备份的资料存放在硬盘的某个区域，任何程序（包括操作系统）均无法访问此区域，从而提高了系统运行的稳定性与安全性。8CPU智能保护技术CPU内集成了几千万个

53、晶体管，发热量也较大，如果散热不好，最严重时可能会导致CPU烧毁。目前有很多主板都有对CPU温度检测的功能，以保证CPU能正常运行。该技术可自动调整CPU的工作频率。当启动该功能时，如果CPU的温度达到设置的上限值，它会自动将CPU频率调低50%，待CPU温度恢复正常时，再调回到原值9RAID技术 RAID（Reaundant Array of Disks，独立磁盘冗余阵列技术）它是把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑盘提供磁盘跨越功能，通过把数据分成多个数据块（Block）并写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度，通过镜像或校验操作提供容错能力。这种技术将一个信息保存在多个磁盘上（也可以说将一个

54、磁盘作为数据盘，其余为冗余盘，哪个为数据盘，哪个为冗余盘，完全由数据的内容决定），当一个数据盘或冗余盘发生故障导致磁盘崩溃时，其他的盘可用于恢复故障盘，从而保证信息不会丢失。过去RAID技术一直用于高档服务器，近年来，很多主板生产商也在其主板上集成了RAID控制芯片，能够提供RAID技术。1.3 内存 微机系统中，内存是仅次于CPU的重要的器件之一，它是微机用来存储程序和数据的元件，是影响微机整体性能的重要部分。如果说，软件是微机的灵魂，CPU是“总导演”，那么，内存就是软件发挥的舞台，舞台越大，表演自然越宽畅、自如。 1.3.1 内存的分类1. FPM RAM（Fast page Mode

55、RAM）内存 FPM RAM称为“快速页面模式随机存取存储器”，是486及奔腾级的微机使用的普通内存，72线接口（内存条与主板插接时的接触点数，这些接触点通常称为“金手指”），5V电压，带宽为32bit，速度基本都在60ns以上，已被淘汰。 2EDO RAM（Extended Data Out RAM）内存 EDO RAM也称为“扩展数据输入输出随机存取存储器”，与FPM RAM有基本相同的应用范围，有72线168线之分，5V电压，带宽为32bit，速度基本都在40ns以上，也已被淘汰。3SDRAM（Synchronous Dynamic RAM）内存 SDRAM内存称“同步动态随机存取存储器

56、”，如图1-20，168线接口，3.3V电压，带宽为64bit，是目前市场上的主流产品，包括我们常说的PC66、PC100、PC133、PC150/166、PC200内存，其中的66、100、133、150/166、200是指总线频率。即PC100内存最适合系统总线为100MHz的微机，PC133内存最适合系统总线为133MHz的微机。其工作原理是将RAM与CPU以相同的时钟频率进行控制，使RAM和CPU的外频同步，彻底消除等待延迟，所以它的数据传输速度比EDO RAM要快得多。 4RDRAM（Rambus DRAM）)内存： RDRAM内存称为“总线式动态随机存取存储器”，早在1995年RD

57、RAM就被用于专业的SGI图形工作站，以后又被任天堂N64游戏机采用作为系统内存，同时还曾被CL5465显卡采用作为显存。1996年开始，Intel入股RAMBUS公司之后，Intel将原来的Conecurrent RDRAM改进为Direct Rambus DRAM，也就我们今天的Rambus DRAM。如图1-21所示。 图1-20 PC166 SDRAM内存条 图1-21 RDRAM内存条 5DDR（Double Data Rate RAM）内存 又称为“双数据率”SDRAM内存。DDR内存是威盛等芯片厂家和DDR AM12联盟合作制作的内存标准，其全称为“Double Data Rat

58、e”（数据双倍传送）。是在传统的SDRAM内存基础上发展起来的，由于它是在同频的SDRAM的基础上的数据双倍传送，那么它的带宽比同频的SDRAM多一倍，如以133MHz运行时其实际工作就是266MHz，带宽就是2.1GB/s。另外，为了扩展带宽，DDR内存的引脚从SDRAM内存的168线增加到184线；同SDRAM内存的工作电压相比，其工作电压也低至2.5V。如图1-22所示。 图1-22 184线DDR400内存条 标准的DDR SDRAM分为DDR 200，DDR 266，DDR 333以及DDR 400，其标准工作频率分别100MHz，133MHz，166MHz和200MHz，对应的内存

59、传输带宽分别为1.6GB/sec，2.12GB/sec，2.66GB/sec和3.2GB/sec，非标准的还有DDR 433，DDR 500等等。要说明的是，内存的另一种标准是PC XXXX ，如PC 2100，其实DDR 266与PC 2100是一回事，只是表述方法不同罢了。DDR 266是指的是该内存的工作频率（实际工作频率为133MHz，等效于266MHz 的SDRAM），而PC 2100则是指其内存传输带宽（2100MB/sec）。同理，PC 1600就是DDR 200，PC 2700就是DDR 333，PC 3200就是DDR 400。 6DDR2内存 DDR2可以看作是DDR技术标

60、准的一种升级和扩展：DDR的核心频率与时钟频率相等，但数据频率为时钟频率的两倍，也就是说在一个时钟周期内必须传输两次数据。而DDR2采用“4 bit Prefetch(4位预取)”机制，核心频率仅为时钟频率的一半、时钟频率再为数据频率的一半，这样即使核心频率还在200MHz，DDR2内存的数据频率也能达到800MHz也就是所谓的DDR2 800。 7DDR3内存 与处理器和图形平台的高速发展相呼应，芯片组领域也将有全面的技术提升。要求内存需提供更高的带宽，DDR3也就呼之欲出。最新的DDR3已达到1600Mhz的速度，凭借着更高运行频率，DDR3拥有更高内存带宽相比现今DDR2 800所拥有的