计算机主机系统综述

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1、计算机主机系统计算机主机系统 化学12 李会平 1 2 主机系统 CPU 作用及简介 分类及厂商 发展历程 计算机体系 主板 简介及分类 主要结构 性能指标 内存 简介及分类 工作原理 辅助存储器 框框 架架 1.1 CPU1.1 CPU作用及简介作用及简介 3 对各种指令、数据进行分析和运算，犹如人体的大脑。 Intel Pentium 4 3.2G Intel Xeon 2.8G AMD Athlon 64 FX-53 2.4G 防接错特征 点 简介简介 1.2 CPU1.2 CPU分类及厂商分类及厂商 4 CPU按位数可分为8位CPU、16位CPU、32位CPU和64位CPU等。 CPU

2、按主频可分为2.0GHz、2.4GHz、2.6GHz和3.0GHz等。 CPU按其采用的接口方式可分为引脚式、卡式、针脚式和触点式等。 1.按位数分 2.按主频分 3.按CPU接口 1.2 CPU1.2 CPU分类及厂商分类及厂商 5 4.按厂商分 Intel 公司 Pentium 4系列、Celeron系列和至强系列。分别 应用于中高档用户、普通低端用户和服务器。 AMD公司 目前唯一可与Intel匹敌的CPU厂商。 特点是低频高效，性价比高，缺点是发热量大。 Motoro1a公司 Macintosh系列微机简称Mac机（大苹果电脑 ）。 1.3 CPU1.3 CPU性能指标性能指标 6 前

3、端总线将CPU连接到北桥芯片的总线。 北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连 接。CPU就是通过前端总线（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 。前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大。 CPU的工作频率。 主频=外频倍频。 外频是系统总线的工作频率，而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。 主频 前端总线（FSB）频率 1.3 CPU1.3 CPU性能指标性能指标 7 “INTEL 04”表示生产厂商； “PENTIUM D”表示这颗CPU的系列， 即我们常说的奔腾D； “820”是Int

4、el处理器上的一个产品编号 ，与第4行的“2.80GHz”相对应，也就 是说不同的数字代表不同的频率； “SL98T”是S-Spec编码，通过此编码到 Intel的官方网站上就可以直接查到该型号 CPU的所有相关信息； “MALAY”表示该CPU的产地，即马来 西亚； “2.80GHz”表示CPU的主频； “2M”是处理器的二级缓存，同样外频 也提高到了800MHz； “05A”表示生产日期是2005年； “0521A577”是Intel处理器的一个出厂 编号，一个编号只对应一颗CPU。 1.4 1.4 计算机计算机体系体系 8 中央处理器内存 2 2.1 .1 内存内存作用及简介作用及简介

5、中央处理器内存 9 2 2.1 .1 内存内存作用及简介作用及简介 代码和数据 都是存放在 内存内存中 10 2.2 2.2 内存内存工作原理工作原理 一个内存中包含有许多存 储单元，每个单元可以存 放一个适当单位的信息（ 如：8个bit，即 一个字节，byte）； 全部存储单元按一定顺序 编号，这种编号称为存储 器的地址。对各个存储单 元的读写操作就是通过它 们的地址来进行的。 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 11 2.2 2.2 内存内存工作原理工作原理 READ

6、Y WRITE READ Main Memory DB n 位（传送数据） CPU AR DR . . 例如： k= 32 位 n= 32 位 12 2 2.3 .3 内存的内存的双双通道通道技术技术 双通道是在北桥（又 称之为MCH）芯片 级里设计两个内存控 制器，这两个内存控 制器可相互独立工作 ，每个控制器控制一 个内存通道。在这两 个内存通CPU可分别 寻址、读取数据，从 而使内存的带宽增加 一倍，数据存取速度 也相应增加一倍（理 论上）。 13 3.1 3.1 主板主板简介及分类简介及分类 主板是计算机中 所有硬件的基地 ，所有硬件都要 通过主板中的接 口或者数据线连 接在一起。主板

7、 还担负着硬件之 间信息的传输， 就类似于人类的 躯体。 14 3.1 3.1 主板主板简介及分类简介及分类 1 1按按CPUCPU插座分类插座分类 主板按CPU插座分类，可分为Slot 1主板、Socket 370 主板、Slot A主板、Socket 775主板和Socket A主板 等。 2 2按控制芯片组分类按控制芯片组分类 主板按其所使用的控制芯片组可分为Intel公司生产的芯片 组、VIA公司生产的芯片组和nVIDIA公司生产的芯片组 等。 15 3.1 3.1 主板主板简介及分类简介及分类 3 3按主板的结构分类按主板的结构分类 AT主板、Baby AT主板、ATX主板和BTX主

8、板等。 （1）AT主板 AT主板首先应用在IBM PC机上，不过这种类型的主板因不能适 应计算机的发展需求，已经被淘汰。 （2）Baby AT主板 随着电子元件集成化程度的提高，相同功能的主板不再需要全AT 的尺寸。 16 3.1 3.1 主板主板简介及分类简介及分类 AT主板 Baby AT主板 17 3.1 3.1 主板主板简介及分类简介及分类 （3）ATX主板 ATX主板广泛应用于家用计算机，是现在主板结构的主流。 该类主板比AT主板设计更为先进、合理，与ATX电源结合得 更好。ATX主板的面积比AT主板要稍大一些，软驱和IDE接 口都移到了主板中间，键盘和鼠标接口也由COM接口换成了

9、PS/2接口，并且直接将打印接口和PS/2接口集成在主板上。 18 3.1 3.1 主板主板简介及分类简介及分类 (4）BTX主板 BTX主板是ATX主板的改进型，它使用窄板（Low- profile）设计，使部件布局更加紧凑。针对机箱内外 气流的运动特性，主板工程师们对主板的布局进行了优 化设计，使计算机的散热性能和效率更高，噪声更小， 主板的安装拆卸也变得更加简便。 19 3.2 3.2 主板主板结构结构 集成电路板 扩充插槽 跳线开关 键盘接口 BIOS芯片 指示灯接口 主板电源插座 I/O控制芯片 控制芯片组 软驱接口 CPU插槽 内存插槽 串行并行接口 20 3.2 3.2 主板主板

10、结构结构 SATA接口 软驱接口 BIOS芯片南桥芯片 CMOS电池 硬盘IDE接口 内存插槽 电源插座 PCI插槽AGP插槽 北桥芯片 CPU插槽 21 3.2 3.2 主板主板结构结构 1 1控制芯片组控制芯片组 芯片组由北桥芯片和南桥芯片构成。 北桥芯片的主要功能：通过前端总线与CPU进行数据交换，并 将处理过的数据信号和控制信号传送给内存、图形图像控制组件和 南桥芯片。 南桥芯片作为主板的外交大使、基本输入输出的控制中心，一 般被安装在PCI插槽的前侧。南桥芯片与BIOS芯片相通，主要负责 对外部设备数据的传输和处理，同时管理IDE（集成开发环境）设 备、DMA(直接访问内存)通道控制

11、、对AC 97音频数据的处理，以 及对网络接口、USB接口的控制和电源管理等。 22 3.2 3.2 主板主板结构结构 北桥芯片 南桥芯片 23 3.2 3.2 主板主板结构结构 2 2BIOSBIOS芯片芯片 Basic Input/Output System基本输入输出系 统，既是硬件又含有软件，系统中硬件与软件之间交换信 息的链接器。在主板BIOS芯片的上面，一般都贴有 Award或者是AMI的标识，它是主板上惟一贴有标签的 芯片。芯片的内部通常都固化有键盘鼠标、串口并口、软 驱和硬盘驱动器等系统启动所必须的基本驱动程序。 24 3.2 3.2 主板主板结构结构 CPU插座(Socket

12、) 电源插座 3 3主板的插座主板的插座 25 3.2 3.2 主板主板结构结构 4 4主板上的插槽主板上的插槽 （1）AGP插槽 AGP（Accelerated Graphics Port，图形加速端口）插 槽是专用的显卡插槽。主板上一般只有一个AGP插槽。它 可以加速显卡的3D处理能力，让视频处理器与系统内存直 接相连，避免经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈，同时 提高了3D图形的数据传输速度。 26 3.2 3.2 主板主板结构结构 （2）内存插槽 内存插槽是主板上用来固定内存的插槽，主要有DIMM插 槽和SIMM插槽两种。现在大多数计算机使用的都是 DIMM插槽。目前最常见的内存是D

13、DR内存，在较早的计 算机中使用SDRAM内存。除此之外，还有较新的DDR2、 DDR3内存等。SDRAM内存插槽为168线，该内存插槽有 两个缺口，与SDRAM内存的缺口相对应。 27 3.2 3.2 主板主板结构结构 SDRAM内存插槽 DDR内存插槽 28 3.2 3.2 主板主板结构结构 （5）IDE设备接口 它一般位于主板的底部，有40针。两个IDE口并在一起，有时一个呈绿色 ，表示它为IDE1 (a)IDE接口 (b)SATA接口 29 3.2 3.2 主板主板结构结构 （6）软盘驱动器接口 软盘驱动器接口用来连接软驱，多位于IDE接口旁边，每个主板只有一个 软驱插座，通常标注着“

14、FLOPPY”或“FDD”或“FDC”，它比IDE插 槽短， 软盘驱动器接口 30 3.2 3.2 主板主板结构结构 5 5外设接口外设接口 外设接口包括键盘和鼠标接口、USB接口、串行接口和并行接口等， 6 6机箱面板引出线接口机箱面板引出线接口 要注意的是，电源灯、硬盘灯的插头均有正负之分，需要把表示正 极的深色线插到带“”标志的插针中。 31 3.3 3.3 主板主板性能指标性能指标 1支持的CPU类型 CPU插座类型的不同是区分主板类型的主要标志之一，根据目前市场 上主流的主板的CPU插槽的不同，分为Socket AM2、Socket 478和 Socket 775等，它们分别要与对应

15、接口的CPU搭配。 2控制芯片组 主流芯片组主要分支持Intel公司CPU的芯片组和支持AMD公司 CPU的芯片组两种。主板芯片组是主板的核心，芯片组性能的优 劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。 32 3.3 3.3 主板主板性能指标性能指标 3支持内存的种类和容量 4扩展插槽的类型和数量 5各种接口类型 6主板BIOS功能 BIOS容易受到病毒的攻击，致使主板不能正常工作，于是各大主 板厂商对BIOS采用了很多种预防病毒的保护措施。因此在主板选 购时应注意BIOS能否方便地升级，是否具有优良的防病毒功能。 33 4.1 4.1 辅助辅助存储器存储器 辅助存储器也叫外部存储器，简称外存。 辅助存储器的存取速度比主存储器慢得多，但 容量大，保存的信息关掉电源后不消失，适合 永久保存信息。辅助存储器有硬盘、光盘、优 盘、移动硬盘等。 定义定义 34 4.1 4.1 辅助辅助存储器存储器 (1)硬盘存储器 硬盘存储器简称硬盘 ，由硬盘片和硬盘驱 动器组成； 在辅助存储器中，硬 盘具有容量大、存取 速度快等优点，是目 前微机系统中不可缺 少的重要设备。 硬盘内部结构 硬盘外观及背部接口 35 4.1 4.1 辅助辅助存储器存储器 (