主板是电脑主机中 大的一块电路板,也有母板、主机板等名称。主板是电脑的中枢,它为cpu、内存及各种功能卡(如声卡、显卡、网卡等)提供安装插座;为各种存储设备(如打印机、扫描仪、数码相机)等外设提供接口。电脑就是通过主板将cpu等各种器件和外部设备有机地结合起来,形成一套完整的系统,因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。 字串2
主板实际上是由多层树脂材料粘合在一起的,内部采用铜箔走线“名为迹线”,一般典型的pcb(印刷电路板即主板)共设有四层, 上一层和 下一层为“信号层”。中间两层分别叫做“接地层”和“电源层”。将接地和电源层放在中间主要是为了更容易地对信号线进行修正。注:cpu引脚数量超过 425pin时,就要求主板采用六层设计以防止信号线之间产生相互干扰。pcb上“迹线”的布局和长度对主板能否长期稳定运行有着至关重要的影响。
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虽然目前的主板品牌、型号五花八门,但大致外形和基本构成都比较类似。
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1、 cpu插槽
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cpu插座是主板上 显眼的东西,其颜色一般为白色,上面布满了一个个的“针孔”而且边上还有一个拉杆。目前市场上的cpu有很多种接口方式,如piii、赛扬用的是 socket370接口,p4用的是socket478,毒龙、雷鸟、athlon xp用的socketa等。从外观上来看,这些插座都差不多。由于很多cpu的针脚排列大致成对称的方形,为了安装方便,目前的cpu及cpu插座都采用了防“插反”设计(大多插座都有缺口)。 字串7
2、 内存插槽 字串6
目前主流内存有三种:sdram、ddr、sdram、rambus。而这三种内存条的引脚、工作电压、性能都不相同,所以与之配套的内存插槽也不尽相同。外观上来看主要是长度、接口有很大的区别;为了可扩展性,现在的主板上都有两三根内存条插槽,内存槽越多升级空间也就越大。 字串7
3、 agp插槽
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一块主板上目前只有一个agp插槽,一般位于cpu插座与pci插座之间,通常为褐色,agp插槽直接与北桥相连,它能使显卡上的图形芯片直接与系统内存连接,并增加了3d图形数据传输速度。 字串6
4、 pci插槽 字串5
主板上一般都有好几个pci插槽,白色,中间有隔断。pci为声卡、网卡、modem等设备提供了一个非常好的连接接口,它的 大传输率可达132mb/s,并且可以同时支持多组外部设备。 字串5
5、 ide/fdd(软驱接口) 字串1
主板上有两个ide接口及一个fdd(软驱)接口,现在的这些接口往往还被厂商涂上各种颜色,所以能轻松找到它们;ide只需一根电缆就能将硬盘与主板连接起来,而硬盘生产商则可以将盘体与数据传输控制器集成在一起,即硬盘中,这样一来,只要你购买的硬盘是ide接口的,就能与采用ide接口的主板相连接,大大方便了硬盘的使用。
在两个ide接口的旁边,一般都会标注该接口的序号,如ide1一般用来连接硬盘,而ide2则用来连接光驱。注意:虽然主板上只有两个ide接口,但是能挂接四个ide设备,如两个硬盘,一个光驱、一个刻录机。这是因为现在的ide接口都是双通道的,一个接口能挂两个设备。
在ide接口上我们能发现每一个接口上都有一个“缺口”,这是用来帮助使用者辨别数据线方向的。再看一下数据线的端口,就会发现上面有一个凸出块,刚好能与ide接口上的缺口相吻合。至于fdd接口很好识别,仅此一个,用来连接软驱。 字串1
6 isa插槽
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此插槽外部形状比pci插槽略长,为黑色,其由南桥控制。由于其数据传输率只有8mb/s,传输数据相对pci来说较慢,盛行于286、386、486主板中,如今pentium及以上级别的主板中都有数量不等的pci插槽,至于isa插槽,很多新型主板都取消了该插槽,只有个别为配接老式的16位扩展部件(如声卡、modem等)还保留1—2个isa插槽(算是友情保留),但是推进到815系列主板则千篇一律地放弃了isa插槽。 字串7
7、 芯片组 字串7
主板芯片组是主板的灵魂与核心,芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。
(1) 主板的外部频率
我们知道目前的cpu有着不同的外频,而芯片组的一个重要性能就是对cpu外频的支持情况。芯片组支持的外部频率必须与cpu的外频协调,两者才能正常工作。
(2) 支持的内存容量及种类
目前的内存主要有三种,即 常见的sdram,如日中天的ddr sdram还有就是高端产品rdram了。以目前 为为爆的p4 cpu为例,同样的一颗cpu却有好几种主板芯片组对它提供支持,在内存的支持上更是高中低一应俱全,如i845芯片组支持sdram;i845d则支持ddr sdram;i850则支持rdram。不同芯片组所支持的内存类型、 大容量不同,而这些都将影响整台电脑的性能及可扩展性。
(3) 总线及输出模式
总线是微机系统中广泛采用的一种技术。总线是一组信号线,是在多于两个模块(子系统或设备)间相互通讯的通路,也是微处理器与外部硬件接口的核心。除了目前较为流行的pci、agp、usb等总线外,又出现了ev6总线、pci-x局部总线等,它们的出现,从某种程度上代表了未来总线技术的发展趋势。
以硬盘传输模式为例,我们经常提到的uitra dma 33/66/100就是由主板芯片组决定的。同样的一块硬盘,挂在不同芯片组的主板上,其磁盘性能或多或少都有区别。比如说将一块支持uitra dma 100r的高速硬盘挂在一块bx芯片组的主板上,该硬盘的数据传输速度将急剧下降,因为bx芯片组只支持uitra dma 33。
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目前的主板芯片组一般都是由两块芯片组组成的,一块位于cpu插座的附近,称之为“北桥”,它是cpu与其它外部设备连接的桥梁,agp、pci、dram等设备都得通过不同的途径与它相连才行。由于北桥的工作量很大,发热量也就很可观了,为了保护它,现在的主板厂商都在它的上面加上了一块散热片来帮助散热,有些甚至在北桥上加风扇。位于pci插槽附近的那块芯片称之为“南桥”,它主要负责和ide、isa、usb、i/o芯片的协调,控制输入输出。
目前市场上常见的芯片组有intel、via、sis、ali等几家公司的产品,它们为主流产品。
(4) 整合型芯片组
因为市场的需要,我们还能看到一些“整合式”主板芯片组——将绘图、音效,甚至网络等过去必须要以扩充卡加装的外围功能,整合到芯片组里。如intel的810、815e系列芯片组,就是我们常说的“集成显卡”、“集成声卡”。整合型主板能降低成本,但就目前而言,整合型主板所集成的功能在很多方面还不理想,主要面向低端市场。
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二、 计算机的一般工作原理 字串8
1、 二进制原理 字串3
一切计算机处理的数据(包括数字、文字、图形、图像、声音等)都要用二进制代码来表示;只有这样,计算机才能够识别执行,因此输入计算机中代表指令和数据、字母、数字、文字、符号等都必须用统一的二进制代码表示;用电子原件的状态(电位的高或低、晶体管的导通与截止等)来表示各种各样的数据。 字串1
2、 程序存储原理 字串3
人为编制的程序来完成各项工作。要使计算机完成各种预定操作,不仅应该告诉计算机做什么,而且还要告诉计算机如何去做,这都是通过计算机执行一条条指令来完成的。 字串5
3、 顺序控制原理 字串4
计算机从存储器里把程序中的指令一条条读出来,然后依次执行:
(1)读指令、(2)指令译码、(3)执行指令三种操作。
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三、 逻辑代数的基本运算 字串2
1、 与门
当决定一件事情的各个条件全部具备时,这件事情才会发生,而且一定发生。这样的关系称为“与”.
逻辑“与门”表达式:l=a*b 字串1
2、 或门
当决定一件事情的各个条件中,只要具备一个或一个以上的条件,这件事情就会发生。这样的因果关系称为“或”。
逻辑“或门”表达式:l=a+b 字串3
3、 “非门”意为“否定”
逻辑“非门”表达式:l=a
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四、 总 线 概 述 字串4
cpu需要与各种外围硬件设备进行数据交换,如果每种设备都分别引入一组线路直接与cpu相连,将会导致系统线路杂乱无章。为简化硬件电路和系统结构,计算机中引入了一组可供多种设备共同使用的数据传输线路(总线),cpu通过总线与各种外围硬件设备相连,并通过总线进行数据交换。也就是说,总线是计算机中各部件之间传送数据的公共通路。 字串2
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总线按功能分为五大总线: 字串7
1、 地址总线
从cpu发出至各个i/o接口
地址总线上传送的是cpu向存储器、或i/o接口设备发出的地址信息,一般由cpu发出并被送往各个有关的内存单元、或者i/o接口,以实现cpu对内存或i/o设备的选址。寻址能力是cpu特有的功能,地址总线上传送的地址信息是单向传输的。其是采用单向传输,三态控制(即:高、低电平,高阻)。
★ cpu地址线数目决定了cpu选址的内存范围。 字串5
2、 数据总线
数据总线是cpu与存储器、cpu与i/o接口设备之间传送数据信息(各种指令数据信息)的总线,这些信号通过数据总线往返于cpu与存储器、cpu与i/o接口设备之间,因此,数据总线上的信息是双向传输的。
★ 数据总线的宽度决定了cpu一次传输的数据量,也就决定了cpu的类型与档次。 字串6
3、控制总线
控制总线传送的是各种控制信号,有cpu至存储器、i/o接口设备的控制信号,有i/o接口送向cpu的应答信号、请求信号,因此,控制总线上的信息是双向传输的。控制信号包括时序信号、状态信号和命令信号(如读写信号、忙信号、中断信号)等。
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4、 电源线 字串9
5、 地线(gnd):起屏蔽作用。
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五、 总线性能参数 字串7
总线的主要性能参数有总线带宽、总线位宽和总线工作时钟频率。
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1、 总线带宽
总线带宽也称总线传输速率,用来描述总线传输数据的快慢。用总线上单位时间(每秒、s)可传送数据量的多少表示,常用单位为mb/s。如符合agp2x规范的agp总线带宽为528mb/s。 字串6
2、 总线位宽
总线位宽指是总线一次能传送二进制数的数据量,单位为bit(位)。我们常说的32位(bit)、64位(bit)即是指总线宽度。总线位宽越大,则每次通过总线传送的数据越多,总线带宽也就越大。 字串2
3、 总线工作时钟频率
总线工作时钟频率简称为总线时钟,用以描述总线工作速度快慢,用总线上单位时间(每秒)可传送数据的次数表示,总线时钟常用单位为mhz。总线时钟频率越高,单位时间通过总线传送数据的次数越多,总线带宽也就越大。
由于计算机中不同设备的速度不同,需要的数据量多少也不同,因而通向不同设备的总线时钟也不尽相同,需要将系统时钟(由一个安装在主板上的晶振产生,相当精确稳定的脉冲信号发生器)经分频供给不同的设备和总线使用。
例如:对安装有133mhz外频piii cpu主板构成的系统来说,系统时钟为133mhz,cpu外部总线和内部总线工作于133mhz;agp通道工作于66mhz(133*1/2mhz,二分频);而pci总线则工作于33mhz(133*1/4mhz,四分频),agp、pci的工作时钟是由分频电路产生的。(从分频中我们可以看出,为什么有时候我们超频到75mhz和83mhz叫做非标准外频呢?因为这样的外频分频后不能平均,造成计算机不能稳定地工作。)
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4、 带宽、位宽、总线时钟的关系
★ 总线带宽=总线位宽*总线时钟 例如: pci总线的位宽为32位,总线时钟频率为33mhz;则pci总线带宽=32bit*33mhz/8=132mb/s(除8是将bit换算为bye, 1bye=8bit) 字串3