原理與接口技術(shù)-第8章實(shí)用教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1原理原理(yunl)與接口技術(shù)與接口技術(shù)-第第8章章第一頁，共29頁。第1頁/共29頁第二頁，共29頁。extended）主板標(biāo)準(zhǔn)。n1997年2月推出了ATX 2.01版。Micro ATX是Intel在1997年提出的ATX改進(jìn)型主板結(jié)構(gòu)。按照Micro ATX標(biāo)準(zhǔn)，板上集成了圖形和音頻(ynpn)處理功能。第2頁/共29頁第三頁，共29頁。4個(gè)個(gè)32位的位的PCI插槽。插槽。n采用采用BTX規(guī)范以后，主機(jī)的系統(tǒng)規(guī)范以后，主機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，可顯著提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，可顯著提高系統(tǒng)的散熱效能并降低噪聲。的散熱效能并降低噪聲。第3頁/共29頁第四頁，共29頁。成部分。通常，芯片

2、組的名稱成部分。通常，芯片組的名稱(mngchng)以北橋芯片的名稱以北橋芯片的名稱(mngchng)來命名，例如來命名，例如Intel 875P芯片組的北橋芯片是芯片組的北橋芯片是82875P等。等。n北橋芯片負(fù)責(zé)與北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并的聯(lián)系并控制內(nèi)存、控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，提供對(duì)北橋內(nèi)部傳輸，提供對(duì)CPU的的類型和主頻、系統(tǒng)的前端總線類型和主頻、系統(tǒng)的前端總線頻率、內(nèi)存的類型和最大容量、頻率、內(nèi)存的類型和最大容量、PCI/AGP/PCI-E插槽、插槽、ECC糾糾錯(cuò)等支持，整合型芯片組的北錯(cuò)等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。橋芯片還集成了顯示

3、核心。n北橋芯片是主板上離北橋芯片是主板上離CPU最近最近的芯片，這主要是考慮到北橋的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器之間的通信最密芯片與處理器之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。傳輸距離。第4頁/共29頁第五頁，共29頁。光驅(qū)）以及主板上的其他芯片光驅(qū)）以及主板上的其他芯片（如集成聲卡、集成（如集成聲卡、集成RAID卡、卡、集成網(wǎng)卡等），都由南橋芯片集成網(wǎng)卡等），都由南橋芯片控制。南橋芯片通常位于控制。南橋芯片通常位于PCI插槽旁邊，芯片體積比較大。插槽旁邊，芯片體積比較大。n在各芯片組中，每個(gè)北橋芯片在各芯片組中，每個(gè)北橋芯片都有相應(yīng)規(guī)格的南橋芯

4、片與其都有相應(yīng)規(guī)格的南橋芯片與其對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)(duyng)，南橋的功能需，南橋的功能需要北橋支持。要北橋支持。n為避免南北橋芯片亂搭配，從為避免南北橋芯片亂搭配，從810開始，開始，Intel放棄了以往的南放棄了以往的南橋和北橋的概念，用橋和北橋的概念，用MCH（Memory Controller Hub，內(nèi)，內(nèi)存控制中心）取代了以往的北存控制中心）取代了以往的北橋芯片，用橋芯片，用ICH（I/O Controller Hub，輸入輸出控制，輸入輸出控制中心）取代了南橋芯片。中心）取代了南橋芯片。第5頁/共29頁第六頁，共29頁。還提供還提供n對(duì)對(duì)PATA的支持，并把的支持，并把ICH8 USBn

5、接口提升到接口提升到10個(gè)。個(gè)。圖8.5 Intel i975芯片組及其與I/O接口(ji ku)的架構(gòu)示意圖第6頁/共29頁第七頁，共29頁。nPCI Exprss總線、8組USB2.0接口、n7條PCI總線支持、AC97音頻設(shè)備、n10/100M網(wǎng)絡(luò)適配器，以及支持nVIA DriveStation等。第7頁/共29頁第八頁，共29頁。n圖示為全新圖示為全新(qun xn)板板n型設(shè)計(jì)的型設(shè)計(jì)的ASUS M2N32-SLI Deluxe主板式樣。主板式樣。n2提升供電模組功率與穩(wěn)定性提升供電模組功率與穩(wěn)定性n對(duì)超頻來說，供電是最重要的，對(duì)超頻來說，供電是最重要的，除了充足的電流外，穩(wěn)定的電

6、除了充足的電流外，穩(wěn)定的電壓也必不可少。為此，不但加壓也必不可少。為此，不但加強(qiáng)用料做工，還要增加供電模強(qiáng)用料做工，還要增加供電模塊數(shù)量即供電相數(shù)。塊數(shù)量即供電相數(shù)。第8頁/共29頁第九頁，共29頁。系統(tǒng)的樣式。系統(tǒng)的樣式。第9頁/共29頁第十頁，共29頁。過自身開發(fā)的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡算過自身開發(fā)的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡算法，將任務(wù)分配給兩張顯卡，法，將任務(wù)分配給兩張顯卡，讓它們協(xié)調(diào)讓它們協(xié)調(diào)(xitio)工作，從而工作，從而提升整個(gè)系統(tǒng)的顯示效能。提升整個(gè)系統(tǒng)的顯示效能。nCross Fire是是ATI公司開發(fā)的類公司開發(fā)的類似似SLI的技術(shù)。可以說，支持的技術(shù)?？梢哉f，支持SLI或或Cross Fire

7、雙顯卡功能是雙顯卡功能是中高端主板的標(biāo)準(zhǔn)功能。中高端主板的標(biāo)準(zhǔn)功能。第10頁/共29頁第十一頁，共29頁。n在在2006年以后，主板所支持的年以后，主板所支持的硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)已提升到傳輸速硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)已提升到傳輸速率高達(dá)率高達(dá)(o d)300MBps的的SATA2.0接口。到接口。到2009年，隨著年，隨著SATA3.0接口標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，硬接口標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)已過渡到盤接口標(biāo)準(zhǔn)已過渡到SATA3.0。第11頁/共29頁第十二頁，共29頁。4系列處理器所采用的接口類型，系列處理器所采用的接口類型，針腳數(shù)為針腳數(shù)為478針。針。Intel的的Pentium 4系列和系列和P4 賽揚(yáng)系列賽揚(yáng)系列

8、都采用此接口。都采用此接口。Intel于于2006年年初推出了一種全新初推出了一種全新(qun xn)的的Socket 478接口，這種接口是采接口，這種接口是采用用Core架構(gòu)的處理器的專用接架構(gòu)的處理器的專用接口?？?。n2）Socket 603/604nSocket 603的用途比較專業(yè)，采的用途比較專業(yè)，采用此接口的用此接口的CPU是是Xeon MP和和早期的早期的Xeon，Socket 603具有具有603個(gè)個(gè)CPU針腳插孔，只能支持針腳插孔，只能支持100MHz外頻以及外頻以及400MHz前端前端總線頻率。總線頻率。nSocket 604仍然是應(yīng)用于高端服仍然是應(yīng)用于高端服務(wù)器務(wù)器/

9、工作站的主板，增加了對(duì)工作站的主板，增加了對(duì)133MHz外頻以及外頻以及533MHz前端前端總線頻率的支持，總線頻率的支持，2004年隨著年隨著支持支持EM64T技術(shù)的技術(shù)的Xeon的發(fā)布，的發(fā)布，又增加了對(duì)又增加了對(duì)200MHz外頻以及外頻以及800MHz前端總線頻率的支持。前端總線頻率的支持。第12頁/共29頁第十三頁，共29頁。過與對(duì)應(yīng)的Socket 775插槽內(nèi)的775根觸針接觸來傳輸信號(hào)。第13頁/共29頁第十四頁，共29頁。Athlon XP、新毒龍，產(chǎn)品跨度極大，是AMD趕超Intel公司的重要產(chǎn)品。n（2）Socket 939nSocket 939是AMD于 2004年6月發(fā)布

10、的64位桌面平臺(tái)插槽標(biāo)準(zhǔn)，具有(jyu)939個(gè)CPU針腳插孔，支持200MHz外頻和1000MHz的Hyper Transport總線頻率，并支持雙通道內(nèi)存技術(shù)。n隨著AMD從2006年開始全面轉(zhuǎn)向支持DDR2內(nèi)存，Socket 939插槽逐漸被具有(jyu)940根CPU針腳插孔、支持雙通道DDR2內(nèi)存的Socket AM2插槽所取代。第14頁/共29頁第十五頁，共29頁。在針腳(zhn jiao)定義以及針腳(zhn jiao)排列方面都不相同，并不兼容。第15頁/共29頁第十六頁，共29頁。準(zhǔn)）總線(zn xin)誕生于1992年。一年之后，Intel緊接著推出64位的PCI總線(zn

11、 xin)，它的傳輸性能達(dá)到266MBps。nPCI總線(zn xin)主要用來連接外設(shè)及擴(kuò)展卡，它所提供的接口就是PCI插槽，用于連接一些擴(kuò)展插卡，如網(wǎng)卡、聲卡、視頻采集卡等，一般主板上可提供26個(gè)PCI插槽。第16頁/共29頁第十七頁，共29頁。1X、AGP 2X、AGP 4X、AGP PRO、AGP 8X。AGP 8X的總的總線帶寬為線帶寬為2.1GB/s。n3PCI Express總線總線n在在2001年的春季年的春季(chnj)IDF論論壇上，壇上，Intel提出提出3GIO（Third Generation I/O Architecture，第第3代代I/O體系）總線的概念，體系）

12、總線的概念，它以串行、高頻率運(yùn)作的方式它以串行、高頻率運(yùn)作的方式獲得高性能，后于獲得高性能，后于2002年年4月更月更名為名為PCI Express并以標(biāo)準(zhǔn)的形并以標(biāo)準(zhǔn)的形式正式推出。式正式推出。nPCI Express總線包括多種速率總線包括多種速率的插槽，如的插槽，如PCI Express x1、x2、x4、x8、x16、x32等。接口速等。接口速率向下兼容，即使是率向下兼容，即使是1X的產(chǎn)品，的產(chǎn)品，也可以安裝到也可以安裝到16X的接口中使用。的接口中使用。第17頁/共29頁第十八頁，共29頁。n從外觀上看，從外觀上看，DDR2與與DDR內(nèi)內(nèi)存插槽的長度是一樣的，但兩存插槽的長度是一樣的

13、，但兩者的針腳數(shù)不同，隔斷位置也者的針腳數(shù)不同，隔斷位置也不同。不同。DDR2內(nèi)存采用內(nèi)存采用240線設(shè)線設(shè)計(jì)，而計(jì)，而DDR為為184線。因此在線。因此在一些同時(shí)具有一些同時(shí)具有DDR DIMM和和DDR2 DIMM的主板上，不會(huì)的主板上，不會(huì)出現(xiàn)將內(nèi)存插錯(cuò)插槽的問題，出現(xiàn)將內(nèi)存插錯(cuò)插槽的問題，如圖所示。如圖所示。第18頁/共29頁第十九頁，共29頁。cn)頻率判斷、直接查看外觀頻率判斷、直接查看外觀等。其中，直接查看外觀法可等。其中，直接查看外觀法可通過以下兩個(gè)方面去觀察。通過以下兩個(gè)方面去觀察。n 針腳數(shù)量。針腳數(shù)量。nDDR內(nèi)存內(nèi)存(ni cn)金手指針腳金手指針腳數(shù)量為數(shù)量為184個(gè)

14、，而個(gè)，而DDR2內(nèi)存內(nèi)存(ni cn)和和DDR3內(nèi)存內(nèi)存(ni cn)金手指針腳數(shù)為金手指針腳數(shù)為240個(gè)。個(gè)。n 防呆缺口。防呆缺口。n3種內(nèi)存種內(nèi)存(ni cn)的防呆缺口的的防呆缺口的位置也是不同的。位置也是不同的。DDR內(nèi)存內(nèi)存(ni cn)的缺口在左數(shù)的缺口在左數(shù)52個(gè)針個(gè)針腳后面，缺口后面還有腳后面，缺口后面還有40個(gè)針個(gè)針腳；腳；DDR2內(nèi)存內(nèi)存(ni cn)的缺口的缺口在左數(shù)第在左數(shù)第64個(gè)針腳后面，缺口個(gè)針腳后面，缺口后面有后面有56個(gè)針腳；而個(gè)針腳；而DDR3的的缺口在左數(shù)缺口在左數(shù)72個(gè)針腳后面，缺個(gè)針腳后面，缺口后面還有口后面還有48個(gè)針腳，缺口比個(gè)針腳，缺口比DD

15、R2內(nèi)存內(nèi)存(ni cn)的缺口偏右。的缺口偏右。第19頁/共29頁第二十頁，共29頁。印機(jī)多采用印機(jī)多采用USB接口。接口。n3聲卡接口聲卡接口n因多數(shù)因多數(shù)(dush)主板都集成了聲主板都集成了聲卡，因此，在主板的卡，因此，在主板的n外接接口中便有了集成聲卡外接接口中便有了集成聲卡的音頻輸入輸出接口。的音頻輸入輸出接口。n4網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口n在主板的外接接口中都集成網(wǎng)卡在主板的外接接口中都集成網(wǎng)卡的的RJ-45接口。接口。n第20頁/共29頁第二十一頁，共29頁。2000年正式出臺(tái)的年正式出臺(tái)的USB2.0標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)，它的速率提高到它的速率提高到USB1.1的的40倍倍而高達(dá)而高達(dá)480M

16、bit/s。n1）USB的性能特點(diǎn)的性能特點(diǎn)n（1）通用性強(qiáng)，）通用性強(qiáng)，USB采用一種采用一種通用的連接器來連接多種類型通用的連接器來連接多種類型的外設(shè)，如鼠標(biāo)、鍵盤、打印的外設(shè)，如鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)、掃描儀、攝像頭、手機(jī)、機(jī)、掃描儀、攝像頭、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤、外置光數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤、外置光軟驅(qū)、軟驅(qū)、USB網(wǎng)卡等幾乎所有的網(wǎng)卡等幾乎所有的外部設(shè)備。（外部設(shè)備。（2）連接簡便，支）連接簡便，支持熱插拔連接和即插即用。（持熱插拔連接和即插即用。（3）數(shù)據(jù)傳輸速度較快，數(shù)據(jù)傳輸速度較快，USB2.0標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，它的速率高達(dá)準(zhǔn)，它的速率高達(dá)480Mbit/s。（4）自備電源，）自備電源，US

17、B為低功耗為低功耗USB設(shè)備（如設(shè)備（如USB鍵盤、鍵盤、USB鼠標(biāo)等）提供了鼠標(biāo)等）提供了5V、500mA的自備電源，能獨(dú)立供電。的自備電源，能獨(dú)立供電。第21頁/共29頁第二十二頁，共29頁。(ky)達(dá)到USB 2.0的20倍甚至30倍。n隨著光纖導(dǎo)線的全面應(yīng)用，USB 3.0將進(jìn)一步應(yīng)用在未來的主流產(chǎn)品上。n6IEEE 1394接口nIEEE1394是由IEEE協(xié)會(huì)于1995年12月正式接納的一個(gè)新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全稱為高性能串行總線標(biāo)準(zhǔn)。它的原名叫FireWire串行總線，是由Apple公司于上世紀(jì)80年代中期開發(fā)的一種串行總線，現(xiàn)在一般都稱為IEEE 1394總線。IEEE 1394也是

18、一種高效的串行接口標(biāo)準(zhǔn)。第22頁/共29頁第二十三頁，共29頁。自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng)程序。自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng)程序。其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的、最直接的硬件設(shè)置和底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制，使系統(tǒng)運(yùn)行在最好狀態(tài)控制，使系統(tǒng)運(yùn)行在最好狀態(tài)下。此外，使用下。此外，使用BIOS設(shè)置程序設(shè)置程序還可以排除系統(tǒng)故障或者診斷還可以排除系統(tǒng)故障或者診斷系統(tǒng)問題。系統(tǒng)問題。n刷刷BIOS是指正常是指正常(zhngchng)的刷新過程，即利用刷新程序的刷新過程，即利用刷新程序或編程器把新版本的或編程器把新版本的BIOS程序程序?qū)戇M(jìn)寫進(jìn)ROM芯片。刷新芯片。刷新BIOS（或（或

19、升級(jí)升級(jí)BIOS）除了可以獲得許多）除了可以獲得許多新的功能之外，還可以解決芯新的功能之外，還可以解決芯片組、主板設(shè)計(jì)上的一些缺陷，片組、主板設(shè)計(jì)上的一些缺陷，排除一些特殊的計(jì)算機(jī)故障等。排除一些特殊的計(jì)算機(jī)故障等。第23頁/共29頁第二十四頁，共29頁。系統(tǒng)中斷服務(wù)程序基礎(chǔ)之上的。n（2）BIOS系統(tǒng)設(shè)置程序n微機(jī)各個(gè)部件的配置記錄是放在一塊可讀寫的CMOS RAM芯片中的，主要保存著系統(tǒng)的基本情況、CPU特性、軟硬盤驅(qū)動(dòng)器、顯示器、鍵盤等部件的信息。在BIOS ROM芯片中裝有“系統(tǒng)設(shè)置程序”，用來設(shè)置CMOS RAM中的各項(xiàng)參數(shù)。n（3）POST上電自檢n當(dāng)接通電源啟動(dòng)主機(jī)后，系統(tǒng)首先由

20、POST(Power On Self Test,上電自檢)程序來對(duì)內(nèi)部各個(gè)設(shè)備進(jìn)行檢查。通常完整的POST自檢將包括對(duì)CPU、基本內(nèi)存、1MB以上的擴(kuò)展內(nèi)存、ROM、主板、CMOS存儲(chǔ)器、串并口、顯卡、軟硬盤子系統(tǒng)及鍵盤等進(jìn)行測試(csh)。n（4）BIOS系統(tǒng)啟動(dòng)自舉程序n系統(tǒng)在完成POST自檢后，ROM BIOS按照系統(tǒng)CMOS設(shè)置中保存的啟動(dòng)順序，有效地啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。第24頁/共29頁第二十五頁，共29頁。Intel的超線程技術(shù)，VIA的內(nèi)存交錯(cuò)技術(shù)等；識(shí)別其它新硬件等。n（2）解決舊版BIOS中的BUGnBIOS既然也是程序，就必然存在著BUG，而這些BUG常會(huì)導(dǎo)致一些未知的故障，例如無故重啟，經(jīng)常死機(jī)，系統(tǒng)效能低下，設(shè)備沖突，硬件設(shè)備無故“丟失”等。負(fù)責(zé)任的廠商會(huì)及時(shí)推出新版的BIOS以修正已知的BUG。n各主板廠商針對(duì)自己的產(chǎn)品和用戶的實(shí)際需求，開發(fā)了許多BIOS特色技術(shù)。第25頁/共29頁第二十六頁，共29頁。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘信息和硬件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘信息和硬件配置信息等，這些信息即配置信息等，這些信息即CMOS信息。當(dāng)系統(tǒng)加電引導(dǎo)信息。當(dāng)系統(tǒng)加電引導(dǎo)機(jī)器時(shí)，會(huì)讀取機(jī)器時(shí)，會(huì)讀