電腦硬件入門(mén)知識(shí)全解二-主板篇

1、電腦硬件入門(mén)知識(shí)全解 二- 主板篇電腦硬件入門(mén)知識(shí)全解 二 主板篇 .txt 我這輩子只有兩件事不會(huì)：這也不會(huì)，那也不會(huì)。人家有的是背景，而我有的是背影。 肉的理想，白菜的命。肉的理想，白菜的命。白馬啊 你死去哪了！是不是你把王子弄丟了不敢來(lái)見(jiàn)我了。電腦硬件入門(mén)知識(shí)全解 二 主板篇一：電源回路三：硬盤(pán)接口硬盤(pán)接口是硬盤(pán)與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件，作用是在硬盤(pán)緩存和主機(jī)內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。不同的硬盤(pán)接口決定著硬盤(pán)與計(jì)算機(jī)之間的連接速度，在整個(gè)系統(tǒng)中，硬盤(pán)接口的優(yōu)劣直接影響著程序運(yùn)行快慢和系統(tǒng)性能好壞。從整體的角度上，硬盤(pán)接口分為 IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種， IDE 接口硬盤(pán)多用于家用產(chǎn)

2、品中，也部分應(yīng)用于服務(wù)器， SCSI接口的硬盤(pán)則主要應(yīng)用于服務(wù)器市場(chǎng)，而光纖通道只在高端服務(wù)器上，價(jià)格昂貴。 SATA是種新生的硬盤(pán)接口類(lèi)型， 還正出于市場(chǎng)普及階段，在家用市場(chǎng)中有著廣泛的前景。在 IDE 和 SCSI 的大類(lèi)別下，又可以分出多種具體的接口類(lèi)型，又各自擁有不同的技術(shù)規(guī)范，具備不同的傳輸速度， 比如 ATA100和 SATA； Ultra160 SCSI 和 Ultra320 SCSI 都代表著一種具體的硬盤(pán)接口，各自的速度差異也較大。四： I/O 地址這個(gè)學(xué)過(guò)編程的都知道了， I/O 地址中是 input 的簡(jiǎn)寫(xiě)， O是 output 的簡(jiǎn)寫(xiě)，也就是輸入輸出地址。每個(gè)設(shè)備都會(huì)有

3、一個(gè)專(zhuān)用的 I/O地址，用來(lái)處理自己的輸入輸出信息。因此這是絕對(duì)不能夠重復(fù)的。如果這兩個(gè)資源有了沖突，系統(tǒng)硬件就會(huì)工作不正常。五：前端總線前端總線是處理器與主板北橋芯片或內(nèi)存控制集線器之間的數(shù)據(jù)通道，其頻率高低直接影響 CPU訪問(wèn)內(nèi)存的速度； BIOS可看作是一個(gè)記憶電腦相關(guān)設(shè)定的軟件，可以通過(guò)它調(diào)整相關(guān)設(shè)定。BIOS存儲(chǔ)于板卡上一塊芯片中， 這塊芯片的名字叫 COMS RAM?？偩€是將信息以一個(gè)或多個(gè)源部件傳送到一個(gè)或多個(gè)目的部件的一組傳輸線。通俗的說(shuō)，就是多個(gè)部件間的公共連線，用于在各個(gè)部件之間傳輸信息。人們常常以 MHz表示的速度來(lái)描述總線頻率?？偩€的種類(lèi)很多，前端總線的英文名字是 Fr

4、ont Side Bus，通常用 FSB表示，是將 CPU連接到北橋芯片的總線。計(jì)算機(jī)的前端總線頻率是由 CPU和北橋芯片共同決定的。 CPU就是通過(guò)前端總線（ FSB）連接到北橋芯片，進(jìn)而通過(guò)北橋芯片和內(nèi)存、顯卡交換數(shù)據(jù)。前端總線是 CPU和外界交換數(shù)據(jù)的最主要通道，因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對(duì)計(jì)算機(jī)整體性能作用很大，如果沒(méi)足夠快的前端總線，再?gòu)?qiáng)的 CPU也不能明顯提高計(jì)算機(jī)整體速度。數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬（總線頻率數(shù)據(jù)位寬） 8。目前 PC機(jī)上所能達(dá)到的前端總線頻率有 266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz甚至更高

5、，前端總線頻率越大，代表著 CPU與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸能力越大，更能充分發(fā)揮出 CPU的功能?，F(xiàn)在的 CPU技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)算速度提高很快，而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數(shù)據(jù)供給給 CPU，較低的前端總線將無(wú)法供給足夠的數(shù)據(jù)給 CPU，這樣就限制了 CPU性能得發(fā)揮，成為系統(tǒng)瓶頸。 CPU和北橋芯片間總線的速度， 更實(shí)質(zhì)性的表示了 CPU和外界數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。而外頻的概念是建立在數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩速度基礎(chǔ)之上的，也就是說(shuō)， 100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號(hào)在每秒鐘震蕩一萬(wàn)萬(wàn)次，它更多的影響了 PIC 及其他總線的頻率。之所以前端總線與外頻這兩個(gè)概念容易混淆，主要的原因是在以前的很長(zhǎng)一段時(shí)

6、間里（主要是在 Pentium 4 出現(xiàn)之前和剛出現(xiàn) Pentium 4 時(shí)），前端總線頻率與外頻是相同的，因此往往直接稱(chēng)前端總線為外頻，最終造成這樣的誤會(huì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)前端總線頻率需要高于外頻，因此采用了QDRQuad Date Rate ）技術(shù)，或者其他類(lèi)似的技術(shù)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目前。這些技術(shù)的原理類(lèi)似于 AGP的 2X或者 4X，它們使得前端總線的頻率成為外頻的 2 倍、 4 倍甚至更高，從此之后前端總線和外頻的區(qū)別才開(kāi)始被人們重視起來(lái)。六：南橋芯片南橋芯片（ South Bridge ）是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離 CPU插槽較遠(yuǎn)的下方， PCI 插槽的附近，

7、這種布局是考慮到它所連接的 I/O 總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線。相對(duì)于北橋芯片來(lái)說(shuō)，其數(shù)據(jù)處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒(méi)有覆蓋散熱片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過(guò)一定的方式（不同廠商各種芯片組有所不同，例如英特爾的 英 特 爾 Hub Architecture 以 及 SIS 的Multi-Threaded “妙渠”）與北橋芯片相連。南橋芯片負(fù)責(zé) I/O 總線之間的通信，如 PCI 總線、USB、 LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤(pán)控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、高級(jí)電源管理等，這些技術(shù)一般相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定，所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的，不同的只是北橋芯片。所以現(xiàn)

8、在主板芯片組中北橋芯片的數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于南橋芯片。 南橋芯片的發(fā)展方向主要是集成更多的功能，例如網(wǎng)卡、 RAID、IEEE 1394 、甚至 WI-FI 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等等。主板中間靠下的那個(gè)較大的芯片，就是主板的南橋芯片。不過(guò)有的主板已經(jīng)南北橋芯片合二為一了。七：硬件錯(cuò)誤偵測(cè)由于硬件的安裝錯(cuò)誤、不兼容或硬件損壞等原因，容易引起的硬件錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致輕則運(yùn)行不正常，重則系統(tǒng)無(wú)法工作的故障。碰到此類(lèi)情況，以前只能通過(guò)POST自檢時(shí)的 BIOS報(bào)警提示音，硬件替換法或通過(guò)DEBUG卡來(lái)查找故障原因。但這些方法使用起來(lái)很不方便，而且對(duì)用戶(hù)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)也要求較高，對(duì)普通用戶(hù)并不適用。針對(duì)此問(wèn)題，現(xiàn)在的主板廠商加如

9、了許多人性化的設(shè)計(jì)，以方便用戶(hù)快速，準(zhǔn)確地判斷故障原因。例如，現(xiàn)在許多主板特別設(shè)計(jì)了硬件加電自檢故障的語(yǔ)言播報(bào)功能。 以華碩的“POST播報(bào)員”為例，這個(gè)功能主要由華邦電子的W83791SD芯片，配合華碩自己設(shè)計(jì)芯片組合而成。可以監(jiān)測(cè)CPU電壓、 CPU風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、 CPU溫度、機(jī)殼風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、電源風(fēng)扇是否失效、機(jī)箱入侵警告等。這樣就較好地保持了電腦的最佳工作狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)有某個(gè)設(shè)備出故障時(shí)， POST播報(bào)員就會(huì)用語(yǔ)音提醒該配件出了故障。在硬件偵錯(cuò)報(bào)警方面，一些主板大廠都有自己非常獨(dú)到的設(shè)計(jì)，譬如微星主板，用四支 LED來(lái)反映主板的故障所在。而有的主板則干脆引入了早些年的Debug偵錯(cuò)卡的偵錯(cuò)技術(shù)，

10、采用了更為直接的數(shù)碼管來(lái)指出故障所在。另外，許多廠商還為主板設(shè)計(jì)了 AGP保護(hù)電路，除了起顯卡保護(hù)作用之外，保護(hù)電路還用一個(gè) LED 發(fā)光二極管來(lái)告訴用戶(hù)故障是否由顯卡引起。八：主板架構(gòu)BTX是英特爾提出的新型主板架構(gòu)Balanced Technology Extended的簡(jiǎn)稱(chēng)，是 ATX結(jié)構(gòu)的替代者，這類(lèi)似于前幾年ATX取代 AT 和Baby AT 一樣。革命性的改變是新的BTX規(guī)格能夠在不犧牲性能的前提下做到最小的體積。新架構(gòu)對(duì)接口、總線、設(shè)備將有新的要求。重要的是目前所有的雜亂無(wú)章， 接線凌亂，充滿(mǎn)噪音的 PC機(jī)將很快過(guò)時(shí)。當(dāng)然，新架構(gòu)仍然提供某種程度的向后兼容，以便實(shí)現(xiàn)技術(shù)革命的順利

11、過(guò)渡。BTX 具有如下特點(diǎn)：支持 Low-profile ，也即窄板設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將更加緊湊； 針對(duì)散熱和氣流的運(yùn)動(dòng)，對(duì)主板的線路布局進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；主板的安裝將更加簡(jiǎn)便，機(jī)械性能也將經(jīng)過(guò)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。ATX：英特爾在 95 年 1 月公布了擴(kuò)展 AT 主板結(jié)構(gòu)，即 ATX（AT extended ）主板標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)得到世界主要主板廠商支持，目前已經(jīng)成為最廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 97 年 2 月推出了 ATX2.01版。ATX主板針對(duì) AT和 Baby AT主板的缺點(diǎn)做了以下改進(jìn)：主板外形在 Baby AT 的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)了 90 度，其幾何尺寸改為 30.5cm24.4cm。 采用 7個(gè) I/O 插

12、槽， CPU與 I/O 插槽、內(nèi)存插槽位置更加合理。 優(yōu)化了軟硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口位置。 提高了主板的兼容性與可擴(kuò)充性。 采用了增強(qiáng)的電源管理，真正實(shí)現(xiàn)電腦的軟件開(kāi) / 關(guān)機(jī)和綠色節(jié)能功能。九：硬件監(jiān)控為了讓用戶(hù)能夠了解硬件的工作狀態(tài)（溫度、轉(zhuǎn)速、電壓等） ，主板上通常有一塊至兩塊專(zhuān)門(mén)用于監(jiān)控硬件工作狀態(tài)的硬件監(jiān)控芯片。當(dāng)硬件監(jiān)控芯片與各種傳感元件（電壓、溫度、轉(zhuǎn)速）配合時(shí)，便能在硬件工作狀態(tài)不正常時(shí)，自動(dòng)采取保護(hù)措施或及時(shí)調(diào)整相應(yīng)元件的工作參數(shù)，以保證電腦中各配件工作在正常狀態(tài)下。常見(jiàn)的有溫度控制芯片和通用硬件監(jiān)控芯片等等。溫度控制芯片：主流芯片可以支持兩組以上的溫度檢測(cè)，并在溫度超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)

13、候自動(dòng)調(diào)整處理器散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而降低 CPU的溫度。超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)還可以強(qiáng)行自動(dòng)關(guān)機(jī)，從而保護(hù)電 腦系 統(tǒng) 。 常見(jiàn) 的溫 度控 制 芯片 有 Analog Devices 的 ADT7463等等。通用硬件監(jiān)控芯片：這種芯片通常還整合了超級(jí) I/O （輸出 / 輸出管理）功能，可以用來(lái)監(jiān)控受監(jiān)控對(duì)象的電壓、溫度、轉(zhuǎn)速等。對(duì)于溫度的監(jiān)控需與溫度傳感元件配合；對(duì)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速的監(jiān)控，則需與 CPU或顯卡的散熱風(fēng)扇配合。十：顯示芯片顯示芯片是指主板所板載的顯示芯片，有顯示芯片的主板恍枰懶鑰湍蓯迪制脹南允竟 埽月鬩話愕募彝槔趾蛻桃滌茫謔沒(méi) 郝螄鑰目 逶叵允拘酒梢苑治街?jǐn)S嘈停赫系獎(jiǎng)鼻判酒誆康南允拘酒約

14、鞍逶氐畝懶允拘酒諧寫(xiě)蠖嗍逶叵允拘酒鬧靼宥際喬罷摺靼灝逶叵允拘酒睦 芬丫淺憑昧耍詠顯縉赩 IA 的 MVP4芯片組到后來(lái)英特爾的810 系列， 815系列，845GL/845G/845GV/845GE，865G/865GV以及即將推出的 910GL/915G/915GL/915GV等芯片組都整合了顯示芯片。而英特爾也正是依靠了整合的顯示芯片，才占據(jù)了圖形芯片市場(chǎng)的較大份額。目前各大主板芯片組廠商都有整合顯示芯片的主板產(chǎn)品，而所有的主板廠商也都有對(duì)應(yīng)的整合型主板。英特爾平臺(tái)方面整合芯片組的廠商有英特爾， VIA，SIS，ATI 等， AMD平臺(tái)方面整合芯片組的廠商有 VIA，SIS，NVIDIA

15、等等。十一： BIOS計(jì)算機(jī)用戶(hù)在使用計(jì)算機(jī)的過(guò)程中，都會(huì)接觸到 BIOS，它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。BIOS，完整地說(shuō)應(yīng)該是ROMBIOS，是只讀存儲(chǔ)器基本輸入輸出系統(tǒng)的簡(jiǎn)寫(xiě)，它實(shí)際上是被固化到計(jì)算機(jī)中的一組程序，為計(jì)算機(jī)提供最低級(jí)的、最直接的硬件控制。準(zhǔn)確地說(shuō)， BIOS是硬件與軟件程序之間的一個(gè)“轉(zhuǎn)換器”或者說(shuō)是接口( 雖然它本身也只是一個(gè)程序 ) ，負(fù)責(zé)解決硬件的即時(shí)需求，并按軟件對(duì)硬件的操作要求具體執(zhí)行。從功能上看， BIOS分為三個(gè)部分：自檢及初始化程序；硬件中斷處理； 程序服務(wù)請(qǐng)求。由于 BIOS 直接和系統(tǒng)硬件資源打交道，因此總是針對(duì)某一類(lèi)型的硬件系統(tǒng)，而各種硬件系統(tǒng)

16、又各有不同，所以存在各種不同種類(lèi)的 BIOS，隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，同一種 BIOS 也先后出現(xiàn)了不同的版本，新版本的 BIOS 比起老版本來(lái)說(shuō)，功能更強(qiáng)。目前市場(chǎng)上主要的 BIOS 有 AMI BIOS 和 Award BIOS。十二： CMOSCMOS（本意是指互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體- 一種大規(guī)模應(yīng)用于集成電路芯片制造的原料）是微機(jī)主板上的一塊可讀寫(xiě)的 RAM芯 片，用來(lái)保存當(dāng)前系統(tǒng)的硬件配置和用戶(hù)對(duì)某些參數(shù)的設(shè)定。 CMOS可由主板的電池供電， 即使系統(tǒng)掉電，信息也不會(huì)丟失。 CMOS RAM本身只是一塊存儲(chǔ)器，只有數(shù)據(jù)保存功能，而對(duì) CMOS中各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的程序。早期的 CMO

17、S 設(shè)置程序駐留 在軟盤(pán)上的 ( 如 IBM 的 PC/AT 機(jī)型) ，使用很不方便。現(xiàn)在多數(shù)廠家將 CMOS設(shè)置程序做到了 BIOS 芯片中，在開(kāi)機(jī)時(shí)通過(guò)特定的按鍵 就可進(jìn)入 CMOS設(shè)置程序方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，因此 CMOS設(shè)置又被叫做 BIOS 設(shè)置。 早期的 CMOS是一塊單獨(dú)的芯片 MC146818A(DIP封裝) ，共有 64 個(gè)字節(jié)存放系統(tǒng)信息 , 見(jiàn) CMOS配置數(shù)據(jù)表。 386 以后的微機(jī)一般將 MC146818A芯片集成到其它的 IC 芯片中 ( 如 82C206，PQFP封裝 ) ，最新的一些 586 主板上更是將 CMOS與系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和后備電池集 成到一塊叫做 DA

18、LLDADS1287 的芯片中。隨著微機(jī)的發(fā)展、 可設(shè)置參數(shù)的增多，現(xiàn)在的 CMOS RAM一般都有 128 字節(jié)及至 256 字節(jié) 的容量。為保持兼容性，各 BIOS廠商都將自己的 BIOS 中關(guān)于 CMOS RAM的前 64 字節(jié)內(nèi)容的設(shè)置統(tǒng)一與 MC146818A的 CMOS RAM格式 一致，而在擴(kuò)展出來(lái)的部分加入自己的特殊設(shè)置，所以不同廠家的 BIOS 芯片一般不能互換，即使是能互換的，互換后也要對(duì) CMOS信息重新設(shè)置以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行 . 你認(rèn)識(shí)主板上的 BIOS 芯片嗎？ 介紹常見(jiàn)的 BIOS芯片的識(shí)別 ROM BIOS是主板上存放微機(jī)基本輸入輸出程序的只讀存貯器，其功能是微機(jī)

19、的上電自檢、開(kāi)機(jī)引導(dǎo)、基本外設(shè) I/O 和系統(tǒng) CMOS設(shè)置。 主板上的 ROMBIOS 芯片是主板上唯一貼有標(biāo)簽的芯片，一般為雙排直插式封裝 (DIP) ，上面印有“ BIOS”字樣。雖然有些 BIOS 芯片沒(méi)有明確印出 “BIOS”，但憑借外貼的標(biāo)簽也能很容易地將它認(rèn)出。 586 以前的BIOS多為可重寫(xiě) EPROM芯片，上面的標(biāo)簽起著保護(hù) BIOS內(nèi)容的作用 ( 紫外線照射會(huì)使 EPROM內(nèi)容丟失 ) ，不能隨便撕下。 586 以后的 ROMBIOS多采用 EEPROM(電可擦寫(xiě)只讀 ROM)，通過(guò)跳線開(kāi)關(guān)和系統(tǒng)配帶的驅(qū)動(dòng)程序盤(pán)，可以對(duì) EEPROM進(jìn)行重寫(xiě)，方便 地實(shí)現(xiàn) BIOS升級(jí)。

20、 常見(jiàn)的 BIOS芯片有 AMI、Award、Phoenix 等，在芯片上都能見(jiàn)到廠商的標(biāo)記。十三：電容所謂電容，就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電，當(dāng)然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，主要由兩塊正負(fù)電極和 夾在中間的絕緣介質(zhì)組成，所以電容類(lèi)型主要是由電極和絕緣介質(zhì)決定的。電容的用途非常多，主要有如下幾種：1隔直流：作用是阻止直流通過(guò)而讓交流通過(guò)。2旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。3耦合：作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過(guò)并傳輸?shù)较乱患?jí)電路4濾波：這個(gè)對(duì)DIY 而言很重要，顯卡上的電容基本都是這個(gè)作用。5溫度補(bǔ)償：針對(duì)其它元件對(duì)溫度的適應(yīng)性不夠帶來(lái)的影響，而進(jìn)行補(bǔ)償，改善電路的穩(wěn)定性。6計(jì)時(shí)：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時(shí)間常數(shù)。7調(diào)諧：對(duì)與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。8整流：在預(yù)定的時(shí)間開(kāi)或者關(guān)半閉導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件。9儲(chǔ)能：儲(chǔ)存電能，用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等等。固態(tài)電容：固態(tài)電容全稱(chēng)為：固態(tài)鋁質(zhì)電解電容。它與普通電容（即液態(tài)鋁質(zhì)電解電容）最大差別在于采用了不同的介電材料，液態(tài)鋁電容介電材料為電解液，而固態(tài)電容的介電材料則為導(dǎo)電性高分子。那固態(tài)電容又好在哪里呢？對(duì)于經(jīng)常去網(wǎng)吧或者長(zhǎng)時(shí)間使用電腦的朋友，一定有過(guò)或者聽(tīng)過(guò)由于主板電容導(dǎo)致電