计算机硬件组成及介绍_计算机硬件组成及功能
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主板介绍
主板是机箱中最大的一块控制和驱动计算机的多层印制电路板(PCB),它含有决定整个系统的计算能力和速度的电路,在计算机内起到一个穿针引线的作用,让各个部件之间进行信息传递正常工作{ 子系统}
目前常见的主板结构规范
(所谓的主板的结构规范指的是主板的尺寸及其上各部件的布局形式以及电子电路所符合的工业设计规范)
A、AT结构规范
84年IBM公布了AT主板结构规范,主板的尺寸 13in*12in,有集成芯片组和8个I/O扩展插槽,如图2-2;
B、ATX结构规范
Intel在95年公布 了ATX主板结构规范,ATX主板做了如下改进:
1、其几何尺寸改30.5cm*24.4cm、采用了7个I/O扩展槽、消除了争用空间等弊端,使可靠性和可维护性得以增加、增强的电源管理;
C、Micro ATX结构规范
它比ATX标准主板结构更为紧凑,如图2-5;
D、Flex ATX(WTX)结构规范
它是Intel新研发的一种主板规范,引入All-In-One一体化设计思想,用于高整合度的计算机如图2-6;
计算机的总线系统和结构
计算机基本部件之间的连接规范定义了两大类连接方式,分别称为Bus(总线)和Interface[接口],按照这两类连接方式所设计生产的元件称为Socket/Slot(插座/插槽)和Port[端口/接口],用于数据交换。总线:是构成计算机的骨架,能为多个功能部件之间进行数据传送的一组公共信息线,它能分时地发送与接收各部件的信息[数据、地址、和控制信息];
总线的主要参数
1、总线的带宽[Mb/s],它是单位时间内总线上可传送的数据量
2、总线的位宽(bit),它是总线一次能同时传送的数据位数,即32/64位;
3、总线的工作时钟频率(MHZ),总线的带宽=总线的位宽*总线的工作频率/8,使用总线的优点:
可以减少信息传送线路的数目,容易扩充和升级外设,提高系统的灵活性,可以达到多个厂商的广泛支持, 便于故障诊断和维修;
主板上常见的总线
一、系统总线(system bus)又叫前端总线(FSB)
系统总线用于连接CPU和RAM,在主板上系统总线是主干,其他总线是支干。
二、I/O”扩展“插槽
1、PCI [Peripheral Component Interconnect 互联外围设备]插槽它的普及范围甚至超越了PCISA
PCI插槽/总线的主要性能指标如下:
a、能自动识别和分配系统资源,设备只需发出一次数据请求,便可放弃对总线的控制; b、总线时钟频率33.3/66/133MHZ,最大数据传输速率66MB/133MB/1GB/s;
c、总线数据宽度32位(5v)/64位(3.3v)向后兼容,具有与CPU和存储器完全并行操作的能力;
2、AGP插槽(它是点对点的接口)
AGP总线即高速图形显示接口, 为了提高视频带宽而设计的规范。
AGP插槽的发展:[AGP插槽标准设定为132根针脚]
A、AGP1/2X插槽
AGP1X/2X模式,显卡和主板之间的数据传输带宽达到266/533MHZ,分别是PCI的2-4倍;如图2-28;
B、AGP4X插槽
AGP4X模式,带宽达到了1.066GB/S的带宽,如图2-29;
C、AGP8X插槽
AGP8X,提供了高达2.1GB的带宽,尤其针对3D模型、贴图、阴影、绘图命令以及图象信息流等,如图2-30;
D、AGP PRO插槽,3、内存条插槽[内存条插槽有3种类型]:
a、SDRAM内存插槽,它有168只引脚,提供3.3V的工作电压,插槽中有两个隔断,防反插,如图2-24;
b、DDR 内存插槽有184只引脚,提供2.5V的电压,有一个隔断,如图2-26;
c、RAMBUS内存插槽有184只引脚,提供1.8V的的工作电压,有一个隔断,如图2-25;
4、CPU插槽型号
A、Socket 370/PGA370插座,适用PIII/CeleronII,它有370个孔,提供1.5-2.0v电压,如图2-18。
B、Socket 478插座,适用845芯片组以上,它有478个孔,提供1.47-1.75V电压,如图2-20;
D、Slot1(工作站)--2(服务器/两块CPU)/ Slot A插座,AMD独立开发了Slot A,主要用于K7、雷鸟、毒龙处理器,如图2-21;
E、Socket A插座,Athlon和duron都采用Socket A 插座,它有462个脚,目前AMD的主流都是Socket A 架构,如图2-22;
5、电源插槽
由电源插槽给主板、键盘、鼠标及所有的外挂接口设备和内置插槽、插座进行供电;
三、主板上的常见接口和部件
接口的概念:是指主板和外设之间的适配电路, 采用接口技术目的是得到多个厂商的广泛支持, 最广泛的接口有:IDE/EIDE、SCSI、USB、COM、LPT、PS/
2、音频、视频和网卡等。
1、印制电路板(如图2-14)
主板所用的PCB是由几层树脂材料粘合在一起的;PCB分6层,其中信号线必须相距一定的距离,以防止电磁干扰,6层板有3-4个信号线、一个接地层,1-2个电源层以提供足够的电力供应;将接地和电源层放在中间,这样便可容易对信号线做出修正。
外围设备的接口及内置插座
主要有:串行口并行口PS/2USB接口。
1、串口,用于连接串行通信设备[modem鼠标]的端口,通常标有COM,最高数据传输速度为115-230KB/s,它是一个D型10针双排插座,取消了没用的10插针防插反,如图2-45;
2、并行口,通常标有LPT,主要连接打印机扫描仪, 最高速率在1MB/s,它是一个D型26针双排插座,取消了没用的26插针防插反,如图2-46;
3、PS/2标准是IBM公司开发的接口标准,是现在常用的键盘鼠标插(6针圆形端口);
4、USB插槽/总线
USB即通用串行总线,主要用来代替串、并行口的一种高速I/O接口, 它是一个D型4针插头插座,USB1.1标准属于中低速传输,数据传输率12MB/s,支持键盘鼠标游戏杆数字音响;
USB2.0标准的数据传输率达到480MB/s,向下兼容,支持扫描仪、打印机、数码设备;USB总线的主要性能特点:
1、采用“级联”方式连接外设,一个USB端口可以连接127个USB设备,每个外设间距可达5m;
2、独立供电,USB接口提供了内置电源,它能向低功耗的设备提供5v的直流;
3、支持多媒体,USB总线技术具有高保真音频,声音信号生成于计算机外,因而减少了电子噪音干扰;
4、即插即用和热插拔功能,系统自动检测外设并自动分配系统资源;95启用98使用me无需驱动支持;
5、音频接口和网卡接口
6、IDE(Integrated Device Electronic)/EIDE(Enhanced IDE)接口插座
IDE集成设备电子部件Compaq/西部数据公司开发的,可以连接四个设备,为40针,取消不用的第20针,具有防错插功能。IDE1一般为蓝色。如图2-35;
7、SCSI(Small Computer System Interface)小型计算机系统接口,允许连接7个设备,适用于服务器或高性能的计算机硬盘和光驱的接口;
8、软盘驱动器接口
它是34针的双排插座,取消不用的第5针,具有防插错功能。标注为FDC/FDD,如图2-36;
BIOS和CMOS芯片BIOS(基本输入/输出系统)它作为一种程序固化在CM芯片中,每次开机都要调用BIOS的自检程序,由它对硬件进检测并初始化,检查部件确保工作正常,然后启动磁盘上的系统程序来完成系统的启动,如图2-48是Phoenix公司的BIOS芯片, 一块主板的性能先进与否跟BIOS有着很密切的关系,生产bios的厂家:AwardAMIPhoenix公司;CMOS是主板上一块可读写的芯片,是低耗电的存储器具有保存数据的功能,用来保存系统日期、时间和各种硬件配置参数, 靠后备电池供电,关闭机器信息也不会丢失;
主板芯片组(Chipset)
逻辑控制芯片组是主板的灵魂和核心部件,决定了主板性能的好坏与级别的高低,cpu通过芯片组对主板上的各个部件进行指挥、调度,芯片组是他们协同工作的司令部,芯片组是由北桥与南桥芯片所组成。如图2-45;
A、北桥芯片主要用来控制总线的速度、CPU的类型、L2、音效支持,决定内存的类型及最大容量,是否支持AGP高速图形接口及ECC数据纠错等。
B、南桥芯片负责管理外围I/O设备和对USB、PCI、CNR、声卡、网卡、硬盘的接口、ACPI的控制和支持。
1、传统南北桥结构如图2-55;
2、加速中心架构芯片组:
Intel在开发i810芯片的时候,两块芯片是通过带宽为266Mb/s专用总线,这样每种设备都可以与CPU直接通信,显卡、声卡、硬盘、内存和USB设备等都有自己的通道整个系统呈放射性的网状结构,“网”的中心就是芯片组。
跳线开关[硬/软条线]
为了方便主板对各个配件的识别与管理,主板上都安装多组跳线开关,用于设置Cpu 的类型、电压、总线频率、Cmos跳线;前面板跳线Resert sw/ON、PWR sw/ON、Speak、PWR-LED、IDE/HDD-LED、KB-LOCK;
主板的新技术
免跳线设置技术,通过软件实现调线;硬件监控技术[电压、风扇转速、cpu环境显卡芯片温度电池电量;故障检测技术、病毒防范技术;
主板的选购的注意事项
1、主板的包装、检查主板盒内的附带品[数据线驱动程序螺钉说明书];检查主板的轮廓[灰尘、钉孔痕迹、焊接、接口]
2、品牌(ASUS、CIGA、ECS、磐英、MIS、升技、Intel、大众、奔驰)、型号、价格(一块优秀的主板要占到整台机器价格的1/6左右)、北桥和南桥芯片、用料和做工、PCB层数、元件布局;
3、支持Intel Penium4的主板
4、支持AMD芯片的主板
常见主板芯片组简介:
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