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1、第三章 主板,主板是微机系统中最大的电路板,又叫主机板、系统板、母板,几乎所有配件都连接到主板上,通过主板把CPU等配件结合起来形成一套完整的系统。,主板的类型和档次决定着微机系统的类型和档次,主板的性能影响着微机系统的性能,微机整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。,3.2 主板的工作原理,从输入设备输入数据,由CPU处理,再由主板负责组织输送到各个设备,最后经输出设备输出。,3.1 主板简介,第三章 主板,3.3 主板的分类,1)按主板支持CPU的类型分类,指能在该主板上使用的CPU类型,因为CPU的类型多种多样,所以主板上的CPU接口也多种多样。 故CPU和主板是配套使用。比
2、如775针主板、P4主板等,2)按主板结构分类,生产主板时都遵循行业规定的技术结构标准,以确保主板的兼容性和互换性。由此可将主板分成AT主板、ATX主板、BTX主板等。,(1)AT是一种主板尺寸和结构的规范,由于这类主板的设计过于陈旧和臃肿,已被淘汰。,(2)ATX是取代AT而诞生的一种新型的主板结构标准,尺寸布局、兼容性、扩充性等更加合理,增强电源管理,实现软关机。(目前一直使用),市面上常见的ATX主板分两种,一种是标准ATX,俗称大板;另一种Micro ATX,俗称小板;区别在于:前者扩展槽更多些,使用上完全一样。,第三章 主板,(3)BTX是取代ATX而诞生的一种新型的主板结构标准,各
3、种布局更加合理,使散热能力得到更好的发挥,也是主板未来的发展方向。,AT主板,ATX主板,BTX主板,第三章 主板,3)按芯片组分类,芯片组是主板最重要的部件,是主板的灵魂,主板功能主要靠芯片组。,生产主板芯片组的厂家主要有Intel 、AMD、NVIDIA、VIA等,所以相应的叫法:Intel 芯片、AMD芯片等。,CPU架构不同,对应芯片组也不同,例如Intel 845芯片组、915芯片组、945芯片组等。同样相应的叫法有845主板、945主板等。,4)按是否为整合型分类,指主板上集成了各种功能,例如:集成声卡、网卡、显卡等。,5)按生产厂家分类,类似华硕、微星、技嘉等等。相应的叫法有华硕
4、主板、技嘉主板等。,第三章 主板,1)PCB基板,2)CPU插座,PCB(印制电路板)是由几层树脂材料粘合在一起。每层PCB上都有信号线, 4层PCB,最上和最下的两层是信号层,中间两层是接地层和电源层。,CPU需要通过接口与主板连接才能进行工作,主板上的这个接口称为CPU插座。,目前流行的CPU插座是触点式,例如:LGA 775,第三章 主板,芯片组是主板的中枢,协调主板上各部件的工作,决定着主板的性能和功能。,3)主板芯片组,一块主板能支持各种配件的类型和新技术,均由主板芯片组决定。,因此,芯片组性能的好坏,直接决定一款主板性能的优劣。,主板芯片组由北桥和南桥两块芯片组成。,疑问一:北桥芯
5、片位于什么地方?起什么作用?,北桥芯片位于CPU插座下方靠近主板中心的位置;主要负责CPU、内存和显卡三者之间数据传输的工作。,疑问二:南桥芯片位于什么地方?起什么作用?,南桥芯片位于PCI等总线插槽附近;主要负责各种I/O总线之间的通信。,主板确定了,CPU、内存、硬盘、显卡、电源等插槽类型基本就确定了,所以配件的兼容性非常重要。,第三章 主板,疑问四:为何北桥芯片发热量比南桥芯片大?,疑问三:为何叫南和北?,从地理位置来区分,上北下南,所以上面的芯片叫北桥芯片,下面的芯片叫南桥芯片。,因为北桥芯片所传输的数据量比南桥芯片多,工作强度比南桥大,发热量自然也大。,早期的北桥芯片是不需要散热片,
6、现在的北桥芯片都具备散热片,对于散热片来不及散热的,追加风扇以加速散热,现在不少南桥芯片因工作强度增加也都配备了散热片。,主板芯片组厂商,Intel、VIA、SiS、ULI、AMD、Nvidia、ATI、IBM、HP等,目前主流的就是Intel、VIA、Nvidia,第三章 主板,指主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽,也叫扩展槽。通过插入扩展卡可以添加或增强系统的特性及功能。,4)扩展插槽,(1)总线与扩展槽,总线是微机中CPU与其他各部件的公共信息通道。,从物理角度讲,总线是微机硬件系统中各部件互相连接的方式,具体体现为扩展槽;,从逻辑角度讲,总线是一种通讯标准,是一个关于扩展
7、卡能在微机中工作的协议。,总线标准决定系统能使用什么类型的I/O接口和外部设备。,第三章 主板,(2)影响总线速度的几个因素,(I)总线的带宽,指在单位时间内总线上可以传输的数据量,也称总线的数据传输率。,(II)总线的位宽,指总线1次能传输的数据位数。,(III)总线的频率,指总线每秒能够传输数据的次数,单位MHz。,(3)带宽、位宽、频率三者之间的关系,带宽=位宽*频率,举例:,位宽=车道数,频率=车速,带宽=车流量,车流量取决于车道数和车速,车道越多、车速越快则车流量就越大。所以,位宽越大、频率越高则总线的带宽越大。,第三章 主板,(4)I/O总线技术的发展标志,(I)ISA 插槽,IS
8、A插槽是基于ISA(工业标准结构)总线的扩展插槽,颜色为黑色。,ISA总线于1984年随PC/AT推出,位宽分为8bit和16bit两种,频率分别为8MHz和16MHz,带宽分别为(8bitX8MHz)/8=8MHz/s和(8bitX16MHz)/8=16MHz/s,由于带宽跟不上时代流,所以被淘汰。,ISA 插槽,第三章 主板,(II)PCI插槽,PCI插槽是基于PCI(周边元件扩展接口)局部总线的扩展插槽,颜色为白色。,位宽为32bit和64bit,频率为33.3MHz,带宽分别为(32bitX33.3MHz)/8=133MB/s或(64bitX33.3MHz)/8=266MB/s。,PC
9、I总线能插PCI显示卡、声卡、网卡、USB2.0卡、IEEE1394卡、电视卡、视频卡、Modem等扩展卡。,由于显卡的发展,266MB/s的带宽不能满足各种图形功能的3D要求。所以研发新的插槽技术,单独供应给显卡使用。,PCI插槽,第三章 主板,(III)AGP插槽,AGP(加速图形接口)标准,颜色棕色,位置在PCI插槽的右边,AGP插槽上只能插显示卡;目的在于提高3D图形的处理能力。,切记,绝对不能跳插插入,否则很容易烧坏。,AGP插槽,AGP不是一种总线,因为它是点对点连接,即连接控制芯片和AGP显示卡。,第三章 主板,PCI-E x1和PCI-E x16,最新的总线接口标准,采用点对点
10、串行连接,使得传输速度大幅度提升。,模式分为x1、x4、x8、x16等,目前主板上有PCI-E x1 和PCI-E x16。,x1是最短的一根,目前PCI插槽还能满足各种扩展设备的需求,所以x1暂时体现不出优势。,PCI-E x16全面取代了AGP,成为了新一代的显卡接口。,x1带宽=2.5Gbit/s(单向连接传输速率),即(2.5Gbit/s x1)/8=312.5MB/s,已经高于PCI的266MB/s。,x16带宽=312.5MB/s X16=5GB/s,比AGP速度高出2倍多。,(IV)PCI Express插槽,第三章 主板,(V)内存插槽,简称DIMM插槽,作用为安装内存。条数按
11、不同主板略有不同。,对于有多种颜色的内存插槽,用于区分开启双通道的位置,使得系统从内存中读取的速度有10%-20%的提升并且带宽翻倍。,内存插槽,第三章 主板,5)BIOS和CMOS,(1)BIOS是微机的基本输入输出系统,是一段固化在一块ROM芯片中,为计算机提供最低级的硬件控制的程序。,(2)CMOS是微机主板上的一块可读写的RAM芯片,主要用来保存当前系统的硬件配置和对某些参数设定的结果。,CMOS是系统通过一块电池供电,因此即使无电状态下,CMOS内部的信息都不会丢失。,例如:控制键盘、显示器、磁盘、通信端口等基本功能的代码;系统信息设置;开机上电自检程序;系统启动自举程序等。,BIO
12、S程序,CMOS芯片,第三章 主板,疑问五:BIOS设置和CMOS设置的区别与联系?,BIOS是固化在主板上一块ROM芯片内,具有识别系统重要信息和设置系统参数的一段程序。,CMOS是主板上的一块可读写的RAM芯片,里面装的是关于系统配置的具体参数,其内容可通过设置程序进行改写。,无论通电与否,BIOS程序永远可以保留;而CMOS芯片内的数据必须依靠电池供电,才能使数据不丢失。,BIOS与CMOS既相关又不同:BIOS中的系统设置程序是完成CMOS参数设置的手段;CMOS既是BIOS设定系统参数的存放场所,又是BIOS设定系统参数的结果。,因此,完整的说法应该是通过BIOS设置程序对CMOS参
13、数进行设置。,第三章 主板,6)电源接口,是主板与电源连接的接口,负责给主板上的所有设备提供电源,电源插座是20芯双列插座。,从P4时代开始,由于CPU的耗电量巨大,传统的20芯无法满足其电量需求,故单独为CPU提供一根4芯电源插座,所以出现了P4电源,即是20芯+4芯。,到后期新的775接口处理器对电量需求进一步提升,需要在主板上用24针芯电源才能满足,所以现在的电源模式是24芯+4芯。,24芯电源插座,20芯电源插座,4芯P4电源插座,第三章 主板,7)硬盘、光驱、软驱接口,(1)IDE 接口插槽,在945以前的主板都有两个IDE接口,每个IDE接口可以接两个IDE设备(硬盘、光驱等)。每
14、个IDE接口上的设备有主、从之分,针数为39针。,为了区分两个IDE接口,通常在主板上都有标注。,IDE的数据传输率为66M/s、100M/s、133M/s,第三章 主板,IDE1和IDE2分别对应Primary和Secondary,对于每个IDE接口上设备的主从区分,在相应设备上有图标分别以Master和Slave来区分,由此出现四种分配:,IDE Primary Master (主盘主口) IDE Primary Slave (主盘从口) IDE Secondary Master(从盘主口) IDE Secondary Slave (从盘主口),通常,硬盘放在IDE Primary Mas
15、ter 的位置上,光驱放在IDE Secondary Master上,这只是习惯,不是规定。,第三章 主板,一般主板上只提供一个软驱接口,形状类似IDE接口,针数为33针,标注Floppy、FDC或FDD。,(2)软盘驱动器接口插槽,现在的新主板已经取消了软驱插座,因为使用率太低。,第三章 主板,(3)Serial ATA 接口插座,Serial ATA 有7根针脚,但只用4根阵脚完成所有工作,分别用于连接电源、连接地线、发送数据和接收数据。,Serial ATA 1.0的数据传输率为150M/s,Serial ATA 2.0的数据传输率为300M/s,Serial ATA 3.0的数据传输率
16、为600M/s,SATA和IDE主要的区别:带宽独享、无主从之分,第三章 主板,8)其他外设接口,键盘、鼠标、打印机等外部设备,都需要连接到主板上,ATX主板将这些接口都集中于主板的边缘,直接将这些设备插在对应的接口上即可使用。,第三章 主板,9)外部I/O接口,USB(通用串行总线)是一种应用于PC领域的接口技术。,(1)USB接口,目前计算机中主要有USB1.1和USB2.0标准,相互兼容,前者速率为12Mb/s,后者速率为480Mb/s。,特点:即插即用、独立供电、速度快、使用方便、可应用范围广。,第三章 主板,IEEE 1394 又称Fire Wire(火线),是Apple开发的一个高速、实时的串行标准,主要运用于数字视频和音频设备上。,(2)IEEE1394 接口,IEEE 1394 主要有IEEE 1394a和IEEE 1394b两种标准,前者速率400Mb/s,后者速率800Mb/s。,特点:和USB相仿,但应用范围没USB接口广。,第三章 主板,3.6 主流芯片组与各部件的带宽关系,目前主流的Intel主板芯片组主要有Intel 和NVIDIA两家,支持Core 2