主板的基礎(chǔ)知識2

組裝與維護——主板配置與評測主講：劉亞琦《組裝與維護》6.IDE和SATA接口這兩個幾口主要用于鏈接硬盤和光驅(qū)等外存儲器，前面的章節(jié)已作介紹，這里不再贅述。7.BIOS芯片BIOS是英文"BasicInputOutputSystem"的縮略語，直譯過來后中文名稱就是"基本輸入輸出系統(tǒng)"。其實，它是一組固化到計算機內(nèi)主板上一個ROM或者閃存芯片上的程序，它保存著計算機最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開機后自檢程序和系統(tǒng)自啟動程序。其主要功能是為計算機提供最底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制。圖6-7雙BIOS芯片（1）啟動電腦原理在PC啟動的過程中，BIOS擔(dān)負著初始化硬件，檢測硬件功能，以及引導(dǎo)操作系統(tǒng)的責(zé)任。在早期，BIOS還提供一套運行時的服務(wù)程序給操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序使用。BIOS程序存放于一個斷電后內(nèi)容不會丟失的只讀存儲器中；系統(tǒng)過電或被重置(reset)時，處理器第一條指令的地址會被定位到BIOS的存儲器中，讓初始化程序開始運行。當(dāng)電腦的電源打開，BIOS就會由主板上的閃存（flashmemory）或者ROM運行，并將芯片組和存儲器子系統(tǒng)初始化。BIOS會把自己解壓縮到系統(tǒng)的內(nèi)存；并且從內(nèi)存開始運行。在初始化成功后將尋找第一個啟動設(shè)備，讓其運行以裝入操作系統(tǒng)。（2）POST自檢計算機開機主板畫面之后，系統(tǒng)將有一個對內(nèi)部各個設(shè)備進行檢查的過程，這是由一個通常稱之為POST(PowerOnSelfTest，上電自檢）的程序來完成的。這也是BIOS的一個功能。完整的POST自檢將包括CPU、640K基本內(nèi)存、1M以上的擴展內(nèi)存、ROM、主板、CMOS存貯器、串并口、顯示卡、軟硬盤子系統(tǒng)及鍵盤測試。自檢中若發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)將給出提示信息或鳴笛警告。（3）開機啟動設(shè)備順序的設(shè)置在完成POST自檢后，ROMBIOS將按照系統(tǒng)CMOS設(shè)置中的啟動順序搜尋軟硬盤驅(qū)動器及CDROM、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等有效的啟動驅(qū)動器，讀入操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄，然后將系統(tǒng)控制權(quán)交給引導(dǎo)記錄，由引導(dǎo)記錄完成系統(tǒng)的啟動。這項功能對于安裝操作系統(tǒng)、以及改變電腦找尋開機媒體的順序特別有用。有些BIOS系統(tǒng)允許用戶可以選擇要加載哪個操作系統(tǒng)（例如從第二顆硬盤加載其他操作系統(tǒng)），雖然這項功能通常是由第二階段的開機管理程序（bootloader）來處理。（4）BIOS升級現(xiàn)在的BIOS芯片都采用了FlashROM或者EEPROM，都能通過特定的寫入程序?qū)崿F(xiàn)BIOS的升級，升級可以讓BIOS獲得許多新功能，比如能支持新頻率和新類型的CPU；突破容量限制，能直接使用大容量硬盤；獲得新的啟動方式；開啟以前被屏蔽的功能，例如英特爾的超線程技術(shù)，VIA的內(nèi)存交錯技術(shù)等；識別其它新硬件等。另外還可以讓BIOS修正自身程序錯誤。需要注意的是，BIOS升級具有一定的危險性

（5）BIOS與CMOS區(qū)別：由于CMOS與BIOS都跟電腦系統(tǒng)設(shè)置密切相關(guān)，所以才有CMOS設(shè)置和BIOS設(shè)置的說法。也正因此，初學(xué)者常將二者混淆。CMOS是電腦主機板上一塊特殊的RAM芯片，是系統(tǒng)參數(shù)存放的地方，而BIOS中系統(tǒng)設(shè)置程序是完成參數(shù)設(shè)置的手段。因此，準(zhǔn)確的說法應(yīng)是通過BIOS設(shè)置程序?qū)MOS參數(shù)進行設(shè)置。而我們平常所說的CMOS設(shè)置和BIOS設(shè)置是其簡化說法，也就在一定程度上造成了兩個概念的混淆。事實上，BIOS程序是儲存在主板上一塊EEPROM或者閃存芯片中的，CMOS存儲器是用來存儲BIOS設(shè)定后的要保存數(shù)據(jù)的，包括一些系統(tǒng)的硬件配置和用戶對某些參數(shù)的設(shè)定，比如傳統(tǒng)BIOS的系統(tǒng)密碼和設(shè)備啟動順序等等聯(lián)系：BIOS是一組設(shè)置硬件的電腦程序，保存在主板上的一塊EPROM或EEPROM芯片中，里面裝有系統(tǒng)的重要信息和設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置程序——BIOSSetup程序。而CMOS即：ComplementaryMetalOxideSemiconductor——互補金屬氧化物半導(dǎo)體，是主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，用來保存當(dāng)前系統(tǒng)的硬件配置和用戶對參數(shù)的設(shè)定，其內(nèi)容可通過設(shè)置程序進行讀寫。CMOS芯片由主板上的鈕扣電池供電，即使系統(tǒng)斷電，參數(shù)也不會丟失。CMOS芯片只有保存數(shù)據(jù)的功能，而對CMOS中各項參數(shù)的修改要通過BIOS的設(shè)定程序來實現(xiàn)。BIOS與CMOS既相關(guān)又不同：BIOS中的系統(tǒng)設(shè)置程序是完成CMOS參數(shù)設(shè)置的手段；CMOSRAM既是BIOS設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的存放場所，又是BIOS設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的結(jié)果。因此，完整的說法應(yīng)該是“通過BIOS設(shè)置程序?qū)MOS參數(shù)進行設(shè)置”。由于BIOS和CMOS都跟系統(tǒng)設(shè)置密初相關(guān)，所以在實際使用過程中造成了BIOS設(shè)置和CMOS設(shè)置的說法，其實指的都是同一回事，但BIOS與CMOS卻是兩個完全不同的概念，切勿混淆。（6）主板上的電池主板的BIOS用戶設(shè)置或者CMOS電路所存儲的數(shù)據(jù)是需要不斷供電的，供電來源就是主板上的紐扣電池。其使用壽命為3~5年，如果該電池電量用盡或者被除去，則CMOS中存儲的數(shù)據(jù)較丟失，也就意味著BIOS的用戶設(shè)置將全部清零。如果在正常使用過程中出現(xiàn)諸如時間無法設(shè)置，開機自檢速度過慢等，就需要及時跟換電池，否則電池漏夜將對主板造成更嚴重的損害。8.電源插座主板為各個擴展卡、接口電路等部件提供了數(shù)據(jù)連接線路以及電路，而想要這些部件進行工作，還必須對其提供電力支持，這就需要主板與電源相連接。電源插座就是鏈接電源與主板的橋梁，是一個雙排20針白色插槽，有防反插設(shè)計。另外主板上還有位CPU風(fēng)扇獨立供電的4針插槽。9.跳線jumper跳線是用于連接電路上兩需求點的金屬設(shè)備，用于電氣連接。對于電路板設(shè)計中提及到的跳線，指短距離的連接線。計算機中是由一些針腳所組成的在PCB上的元器件，一般包括一個或多個短接器，用來連接這些針腳。最為常用的比如計算機主板CMOS跳線是用來清除CMOS芯片的數(shù)據(jù)的，使用時把短接器鏈接相應(yīng)針腳。當(dāng)然有的跳線有多個針腳多個短接器，其連接不同的針腳以實現(xiàn)不同功能的切換。跳線逐漸被DIP開關(guān)代替，現(xiàn)在很多廠商推出了通過程序設(shè)置代替跳線的免跳線技術(shù)。另外，主板廠商為方便用戶超頻，特別設(shè)計了一種超頻方法，就是跳線超頻法（OCJumper）。跳線超頻是指在主板上設(shè)置有跳線帽和插針，通過跳線帽與不同插針的短接來改變外頻或者電壓，達到超頻的目的。設(shè)置有超頻跳線的主板，在主板上有專門的超頻跳線。如何跳線達到什么外頻，在主板說明書上都有專門說明。下圖為主板上的超頻跳線。10.面板插座PC機啟動與重啟等操作都要通過前置面板上的開關(guān)進行，這些開關(guān)也是通過線纜與主板上的朱門插座相連接的，如果這些線纜沒有連接好，開機將變得很麻煩。除了開關(guān)（PowerSW）、重啟開關(guān)（ResetSW）之外，前置面板上通常還有電源指示燈（PowerLED）、硬盤指示燈（HDDLED）、蜂鳴器（Speaker）、音頻輸入輸出接口（Audio）以及前置USB接口等。與主板連接的插頭比較細小，還要區(qū)分正負極，所以在鏈接這部分線路時一定要特別注意PCB板上的說明或主板說明書的相關(guān)說明。8.USB接口通用串行總線（英語：UniversalSerialBus，縮寫USB）是連接計算機系統(tǒng)與外部設(shè)備的一個串口總線標(biāo)準(zhǔn)，也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范，被廣泛應(yīng)用于個人電腦和移動設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品，并擴展至攝影器材、數(shù)字電視（機頂盒）、游戲機等其它相關(guān)領(lǐng)域。多媒體電腦剛問世時，外接式設(shè)備的傳輸界面各不相同，如打印機只能接LPTport、調(diào)制解調(diào)器只能接RS232、鼠標(biāo)鍵盤只能接PS/2等。繁雜的界面系統(tǒng)，加上需安裝驅(qū)動程序并重啟才能使用的限制，都不免造成用戶的困擾。因此，創(chuàng)造出一個統(tǒng)一且支持熱插拔的外接式傳輸界面，便成為無可避免的趨勢。USB最初是由英特爾與微軟倡導(dǎo)發(fā)起，其最大的特點是支持熱插拔和即插即用。當(dāng)設(shè)備插入時，主機枚舉到此設(shè)備并加載所需的驅(qū)動程序，因此在使用上遠比PCI和ISA總線方便。USB在速度上遠比并行端口（例如EPP、LPT）與串行接口（例如RS-232）等傳統(tǒng)電腦用標(biāo)準(zhǔn)總線快上許多。原標(biāo)準(zhǔn)中USB1.1的最大傳輸帶寬為12Mbps，USB2.0的最大傳輸帶寬為480Mbps。近期推出的USB3.0更從480Mbps提升到5Gbps。USB的設(shè)計為非對稱式的，它由一個主機控制器和若干通過集線器設(shè)備以樹形連接的設(shè)備組成。一個控制器下最多可以有5級Hub，包括Hub在內(nèi)，最多可以連接128個設(shè)備。圖6-15中從左至右依次是：

微型USB接口、MiniUSB接口、B型USB接口、A型接受USB接口、A型USB接口。9.IEEE1394接口IEEE1394，別名火線（FireWire）接口，是由蘋果公司領(lǐng)導(dǎo)的開發(fā)聯(lián)盟開發(fā)的一種高速傳送接口，IEEE1394是由蘋果電腦所創(chuàng)，其他制造商也已獲得授權(quán)生產(chǎn)?！盎鹁€”一詞為蘋果電腦登記之商標(biāo)，因此其他制造商在運用這項科技時，會采用不同的名稱。IEEE1394理論上可以將64臺設(shè)備串接在同一網(wǎng)絡(luò)上。傳輸速度有100Mbit/s、200Mbit/s、400Mbit/s和800Mbit/s，目前已經(jīng)制定出1.6Gbit/s和3.2Gbit/s的規(guī)格。該接口主要用于鏈接攝像機等多媒體設(shè)備，最初的iPod使用的也是這種接口。10.PS/2接口PS/2專門用來鏈接鍵盤及鼠標(biāo)。PS/2的命名來自于1987年時IBM所推出的個人電腦：PS/2系列。PS/2鼠標(biāo)連接通常用來取代舊式的串行鼠標(biāo)接口（DB-9RS-232）；而PS/2鍵盤連接則用來取代為IBMPC/AT所設(shè)計的大型5-pinDIN接口。PS/2的鍵盤及鼠標(biāo)接口在電氣特性上十分類似，其中主要的差別在于鍵盤接口需要雙向的溝通。在早期如果對調(diào)鍵盤和鼠標(biāo)的插槽，大部份的臺式機主板將不能識別出鍵盤及鼠標(biāo)。目前PS/2接口已經(jīng)慢慢的被USB所取代，只有少部份的臺式機仍然提供PS/2接口。有些鼠標(biāo)可以使用轉(zhuǎn)換器將接口由USB轉(zhuǎn)成PS/2，亦有可從USB分接成鍵盤鼠標(biāo)用PS/2接口的轉(zhuǎn)接線。PS/2接口不支持熱插拔。

圖6-17

PS/2接口

以顏色標(biāo)示的PS/2接口（紫色是鍵盤接口，綠色是鼠標(biāo)接口）

11.串行接口RS232該接口由電子工業(yè)協(xié)會(ElectronicIndustriesAssociation，EIA)所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。通常RS-232接口以9個引腳(DB-9)或是25個引腳(DB-25)的型態(tài)出現(xiàn)，一般個人計算機上會有兩組RS-232接口，分別稱為COM1和COM2。早期的手機數(shù)據(jù)線有的用這種接口，目前部分特殊的電子設(shè)備需要與電腦連接時依然會采用這種接口。12.并行接口（打印機接口）通常所說的并行接口一般稱為Centronics接口，也稱IEEE1284，最早由CentronicsDataComputerCorporation公司在20世紀60年代中期制定。Centronics公司當(dāng)初是為點陣行式打印機設(shè)計的并行接口。1981年被IBM公司采用，后來成為IBMPC計算機的標(biāo)準(zhǔn)配置，成為打印機的接口標(biāo)準(zhǔn)。后來通過不斷改進，使它實現(xiàn)更高速的雙向通信，以便能連接磁盤機、磁帶機、光盤機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等計算機外部設(shè)備（簡稱外設(shè)），最終形成了IEEE1284-1994標(biāo)準(zhǔn)，全稱為"StandardSignalingMethodforaBi-directionalParallelPeripheralInterfaceforPersonalComputers"，數(shù)據(jù)率從10KB/s提高到可達2MB/s（16Mbit/s）。但事實上這種雙向并行通信并沒有獲得廣泛使用，并行接口仍主要用于打印機和繪圖儀，其他方面只有的少量設(shè)備應(yīng)用，這種接口一般被稱為打印接口或LPT接口。6.3主板性能指標(biāo)1.芯片組芯片組是整個主板的核心組成部分，如果說CPU是整個計算機系統(tǒng)的心臟，那么芯片組將是整個身體的軀干。對于主板而言，芯片組幾乎決定了這塊主板的功能，進而影響到整個計算機系統(tǒng)的性能發(fā)揮。目前生產(chǎn)芯片組的主要廠商如表6-3所示：2.超頻功能對于專業(yè)玩家或者其他Geek來說超頻后的性能表現(xiàn)是評價主板的重要指標(biāo)。主要體現(xiàn)在超頻設(shè)置是否方便、超頻的頻率范圍、主板的在高溫高頻環(huán)境下的穩(wěn)定性、功耗的大小等。3.BIOS的功能與特色現(xiàn)在主板的BIOS越來越專業(yè)和人性化，比如中高檔主板都配有EFIBIOS。ExtensibleFirmwareInterface，中文名是可擴展固件接口。EFI的最革命之處，是顛覆了BIOS的界面概念，讓操作界面和Windows一樣易于上手。在EFI的操作界面中，鼠標(biāo)成為了替代鍵盤的輸入工具，各功能調(diào)節(jié)的模塊也做的和Windows程序一樣，可以說，EFI就是一個小型化的Windows系統(tǒng)。目前UEFIBIOS應(yīng)用最成熟的是華碩主板，其Intel6系芯片組產(chǎn)品和最新的F1A75系列都使用了UEFIBIOS，華碩UEFIBIOS是根據(jù)圖形化需求重新設(shè)計的BIOS系統(tǒng)，是一個原生的圖形化BIOS，而非一般廠商那樣僅僅給傳統(tǒng)BIOS加了一個圖標(biāo)化的外殼。華碩的UEFIBIOS可以實現(xiàn)鼠標(biāo)拖動設(shè)置啟動順序，一鍵優(yōu)化設(shè)定等功能。4.集成功能與個性化設(shè)置主板上主要集成的設(shè)備有顯卡、聲卡、網(wǎng)卡，其中集成的顯卡最能體現(xiàn)該主板的品質(zhì)。以前一說到集成顯卡，大家的印象是較差的3D性能，但現(xiàn)在中高檔主板上集成的顯卡性能較前幾年有大幅提升，并且配備了獨立的現(xiàn)存，玩主流游戲和圖形設(shè)計基本夠用。另外，主板上的集成顯卡還能與獨立顯卡配合實現(xiàn)“交火”。顯卡交火(CrossFire，交叉火力，ATI的CrossFire技術(shù)，主要