计算机导论中的主板部件详解

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：目前主板上的内存插槽有两种。图11-5 DIMM 插槽结构形式图3.芯片组一台微机的性能，首先取决于CPU，其次取决于主板。而主板的性能主要取决于其采用的控制芯片组的性能。目前主板上常见的扩展槽有3种：ISA扩展槽、PCI扩展槽和APG扩展槽。PCI32是32位的PCI总线，其标准速度是33MHz，采用124针连接器。主板上的IDE接口为40个针型接口。

1.CPU插座

CPU插座是用来安装CPU的，其形式与CPU所采用的架构紧密相连。也就是说，不同的CPU架构需要不同的CPU插座。目前最流行的是Intel CPU，支持它的主板为Socket 370型，即其CPU插座为370个小孔。支持AMD CPU的主板是Socket A形，其CPU插座为426个小孔。主板上的CPU插座结构如图11-4所示。

图11-4 CPU插座图

2 内存插槽

内存插槽是用来安装内存条的，其结构和内存条的结构相关。目前主板上的内存插槽有两种。一种是DIMM插槽，这种插槽用来支持SDRAM内存，其结构形式如图11-5所示。主板上一般至少有三个以上的DIMM插槽。另一种是RIMM内存插槽，这种插槽支持Rambus内存而不支持SDRAM内存。关于SDRAM内存和Rambus内存的区别我们将在11.4节中进一步介绍。

图11-5 DIMM 插槽结构形式图

3.芯片组

一台微机的性能，首先取决于CPU，其次取决于主板。而主板的性能主要取决于其采用的控制芯片组的性能。根据CPU的不同，要求采用不同的芯片组。芯片组主要提供主板对各种接口的支持。芯片组的性能不仅决定了主板的性能与级别，而且也决定了主板的档次和价格。

芯片组就像主板的大脑。芯片组用来管理和支持内存的类型及最大容量，芯片组还决定王板是否支持AGP高速图形接口、USB（通用串行接口）接口。芯片组还包括KBC（键盘控制模块）和RTC（实时时钟模块）的功能。

和CPU类同，芯片组目前也主要是以Intel系列产品为代表。19世纪90年代Intel公司为了支持Pentium CPU，推出了440系列芯片组，其中440BX使得Intel公司在芯片组领域大获成功。随着新技术的不断出现，Intel公司又推出了i8xx系列芯片组。

这里我们以Intel公司的i815E芯片组为例具体说明芯片组的功能。i815E芯片组采用Hub Architecture中枢架构总线，主要由822815和82801BA两款芯片组成，其中82815集成了i752显示芯片，提供正式规格133MHz外频和正式支持PC133 CL＝2 SDRAM。i815E芯片组还提供了对AGP4X以及AIMM（AGP Inline Memory Module）扩展槽的支持。ICH2（I/OController Hub）芯片主要负责I/O部分的控制，支持Ultra ATA/100硬盘传输模式，提供了USB控制器。i815E芯片组还采用了比AMR更为先进的新一代CNR（Communication Networking Riser）插槽，使用户可以通过一个附加卡实现10/100M 网卡和Modem的功能，它与AMR依然保持兼容，功能更为强大。i815E的外观结构如图11-6所示。

图11-6 i815E芯片组图

4.扩展槽

扩展槽是主板与外界扩展卡联系的桥梁，任何外界的扩展卡（如显示卡、声卡、网卡等）都要安装在扩展槽上才能正常工作。随着计算机技术的发展，主板上的扩展槽也出现了多种规格。目前主板上常见的扩展槽有3种：ISA扩展槽、PCI扩展槽和APG扩展槽。

（1）ISA扩展槽。ISA（Industry Standard Architecture，工业标准构架）扩展槽在主板上一般是黑色，也是所有扩展槽中最长的，其形式如图11-7所示。

图11-7 ISA扩展槽

ISA总线主要用于传输速率低的设备。ISA总线的缺点是，缺少一个中枢寄存器，不能动态地分配系统资源，CPU 占用率高等。由于ISA 的诸多缺点，后来发展出了EISA（Extended Industry Standard Architecture，扩展工业标准构架）。EISA总线是为配合32位CPU而设计的总线扩展标准，其优点是功能强于ISA，其缺点是结构复杂，成本高。EISA总线多用于服务器的主板上。

（2）PCI扩展槽。PCI（Peripheral Component Interconnect，互联外围设备）扩展槽在主板上一般为白色，比ISA扩展槽短，其形式如图11-8所示。

图11-8 PCI扩展槽

PCI扩展槽是目前计算机最重要的接口之一，它不仅应用于计算机上，目前在许多数字设备上也使用了PCI设备。PCI实际上是“PCILocal Bus”（PCI局域总线），它在CPU和外部设备之间提供了一条独立的数据通道，使连接在其上的每种外部设备都能和CPU直接联系，因此，PCI能使图形、视频、音频等通信设备同时工作。

早期的PCI采用和CPU同步时钟，但PCI总是跟不上CPU的发展速度，因此，人们采用分频的方法来设定PCI的频率。所谓的4分频，是指PCI扩展槽的频率为总线频率的1/4。PCI32是32位的PCI总线，其标准速度是33MHz，采用124针连接器。PCI64是64位的PCI总线，其标准速度是64MHz，采用188针连接器。

（3）AGP扩展槽。AGP（Accelerated Graphics Port，图形加速接口）是伴随着3D图形处理和3D游戏的发展而开发的接口。目前的主板上一般都有一个AGP扩展槽，其颜色为深褐色或蓝色。通过AGP接口可以使视频处理器与系统主内存直接相连，避免经过PCI总线而造成的系统瓶颈，从而提高了3D图形数据的传输速度。另外，AGP扩展槽使系统主内存可以共享给视频作为缓存，从而弥补了显存的不足。

5.接口

外设是通过主板上的一个个接口和主板连接到一起的。下面简单介绍主板上的几个主要接口：

（1）Primary IDE接口。主板上一般有两个IDE（Integrated Drive Electronic，集成驱动电路接口）接口，第一个接口为Primary IDE接口，第二个接口为Secondary IDE接口。一个IDE接口通常可连接两个外设，称为一组。Primary IDE接口用来连接第一组IDE外设，一般为硬盘。IDE接口形式如图11-9所示。主板上的IDE接口为40个针型接口。装有操作系统的硬盘一般连接在Primary IDE接口上。

图11-9 IDE接口

（2）Secondary IDE接口。Secondary IDE接口用来连接第二组IDE设备，一般为第二、三、四块硬盘或光驱。其接口形式同Primary IDE接口。同样，Secondary IDE接口也可以连接两个IDE外设。(www.chuimin.cn)

主板上的Primary IDE接口一般标为IDE1，Secondary IDE接口一般标为IDE2。

（3）FDC接口。FDC（Floppy Drive Controller）接口用来连接软盘驱动器，一个FDC接口可以连接两块软盘驱动器，其接口形式如图11-10所示。主板上的FDC接口为34个针型接口。

图11-10 FDC接口

（4）COM接口。COM接口就是串行接口。COM接口用来连接具有串行接口的外设，如Modem（调制解调器）、鼠标、串行打印机等。通常一块主板上有两个COM接口，分别为COM1和COM2。COM接口的形式为9个或25个针型接口。

（5）LPT接口。LPT接口就是并行接口。LPT接口一般用来连接打印机，因为打印机是并行传输数据的。LPT接口为25个孔型接口。

（6）USB接口。USB（Universal Serial Bus）接口是伴随着多媒体技术的发展而诞生的一种外设接口，USB接口最大的特点是即插即用和热插拔。USB2.0的传输速率可达480Mb/s，比普通的串行口快许多。目前常用的USB设备有USB外接硬盘、USB鼠标、USB键盘、USB刻录机、USB数字相机等。

6.跳线

不同型号的CPU，其工作电压、外频和倍频是不同的，而一块主板上可以安装多种型号的CPU，因此，为了增加主板的适用范围，主板上设置了跳线装置。跳线用来设置主板上的CPU插座的参数，使其和CPU的参数一致，从而保证CPU的正常工作。主板上的跳线一般有两种形式，即Jumper型和DIP Switch型，分别如图11-11、图11-12所示。目前有些主板将CPU参数放在BIOS里设置，这样主板上就可以去掉跳线装置了。

图11-11 Jumper型跳线

图11-12 DIP Switch型跳线

7.面板接脚

面板接脚主要用来连接微机面板上的显示指示灯或按钮，其形式如图11-13所示。常见的面板接脚包括：

（1）Power BT：连接机箱上的电源开关按钮。

（2）Reset：连接机箱上的重新启动按钮。

（3）Power LED：连接机箱上的电源指示灯。

（4）HDD LED：连接机箱上的硬盘指示灯。

（5）Speaker：连接机箱上的喇叭。

图11-13 面板接脚

8.电池

电池是用来为时钟和CMOS存储器提供电源的部件，我们知道微机在关机状态下需要保证时钟的连续记时和CMOS存储器中的设置信息不丢失，这需要电池为其供电。主板上一般使用的是纽扣电池，为可充电的锂电池，其形状如图11-14所示。

图11-14 电池

9.BIOS芯片

BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统）是一个固化在主板上的ROM 芯片中的程序，也称为ROM-BIOS。BIOS芯片中存储着微机的基本输入输出程序、系统设置信息、开机自检程序和系统启动自举程序。主板上的BIOS芯片一般是一块32针的双排直插式芯片，采用EEPROM，其外形如图11-15所示。

图11-15 BIOS芯片

BIOS包含三个部分：第一部分是开机自检及初始化程序，实现开机后自动对CPU、640K基本内存、扩展内存、主板、CMOS、各种接口、显卡、软硬盘、键盘、鼠标等的检测；第二部分是为CPU提供各硬件设备的中断号；第三部分是发送程序服务请求。BIOS总是和输入输出设备打交道的，它通过特定的数据端口发出指令，发送和接收各种外部设备的数据，从而实现软件应用程序对硬件的操作。

CMOS 和BIOS 又是一种什么关系呢？CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体存储器）实际上是一种由电池供电的可读写的RAM芯片。CMOS是用来存储微机系统参数的一个存储器，它只能存储系统参数，不能设置系统参数。要改变系统参数，需用BIOS中的系统设置程序来设置CMOS中的参数。因此BIOS和CMOS是既相关又有区别的。

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