1、微型计算机组装与维护2013.9课程目标 使大家能够进一步了解计算机各硬件。能够掌握正确选购硬件的方法。熟练微型计算机组装与拆卸。能够正确检测升级微型计算机硬部件。能够熟练维护微型计算机。掌握正确IT知识学习方法。掌握笔记本及平板电脑相关知识。学法指导 实践法：动手拆装计算机，体会要领。体验法：亲临太和，仔细观察体验。资料法：通过网络媒体，查阅相关资料，丰富专业知识，补充专业漏洞。实验法：注重动手上机的实验报告。第一章 微型计算机概述2013.9 真正意义上的电子计算机诞生于1946年2月15日美国宾夕法尼亚大学，它的名称是ENIAC（埃尼亚克）。美国数学家冯诺依曼提出了计算机“存储程序”方式
2、工作和电子计算机以二进制为运算基础的重要电子计算机理论，明确指出了计算机结构组成包括五个部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，对计算机的发展起到了决定性作用。今天我们绝大部分计算机还是采用冯诺依曼方式工作。1.1 计算机产生与发展冯诺依曼计算机体系结构输入设备输出设备控制器存储器运算器 微型计算机简称“微型机”、“微机”、“电脑”，是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出(I/0)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。一个完整的微型计算机系统是由软件系统和硬件系统两部分组成的。两者在计算
3、机技术的发展中相辅相成，缺一不可。1.2 微型计算机 按照冯诺依曼计算机体系结构划分，微型计算机硬件系统主要有以下部分组成：1.中央处理器CPU 中央处理器CPU（Central Processing Unit），主要包括运算器和控制器两个部件，是两者的集成电路芯片。中央处理器是微型计算机系统的核心，微型计算机所有操作都由CPU处理和控制。1.2.1 微型计算机硬件系统组成 存储器是计算机的记忆部件，负责存储程序和数据，用于存放计算机进行信息处理所必须的原始数据、中间结果、最后结果以及指示计算机工作的程序，并根据控制命令提供这些程序和数据。计算机的存储器分为内存（内存储器）和外存（外存储器）。
4、内存又称为主存，是冯诺依曼计算机体系中的组成部分之一。2.存储器 外存又称辅助存储器（辅存），容量一般都比较大，能够永久存储数据，便于不同计算机之间进行信息交流。常用的外存有硬盘、磁盘、光盘及光驱、U盘等。输入设备是外界向计算机传送信息的装置，负责把用户的信息（包括程序和数据）输入到计算机中。在微型计算机系统中，最常用的输入设备有键盘和鼠标。3.输入设备 输出设备的作用是将计算机处理的结果传送到外部媒介，并转化成某种为人们所需要的表示形式。例如，将计算机中的程序、程序运行结果、图形、录入的文章等在显示器上显示出来，或者用打印机打印出来。最常用的输出设备是显示器和打印机。4.输出设备 计算机软件
5、分为系统软件和应用软件两大类。系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的系统，是无需用户干预的各种程序的集合，主要功能是调度，监控和维护计算机系统；负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。1.2.2 微型计算机的软件系统常见的系统软件有操作系统、语言处理程序、数据库管理系统以及辅助程序。常用操作系统有Windows（主要版本有WinXP、Win7、Win8等），UNIX、Linux和DOS等。语言处理程序一般是由汇编程序、编译程序、解释程序和相应的操作程序等组成
6、。它是为用户设计的编程服务软件，其作用是将高级语言源程序翻译成计算机能识别的目标程序。数据库管理系统（DBMS）是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。1.2.2 微型计算机的软件系统 应用软件是指除了系统软件以外的所有软件，它是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的那部分软件。它可以拓宽计算机系统的应用领域，放大硬件的功能。1.2.2 微型计算机的软件系统常见的应用软件有以下几种：办公软件，如微软Office、金山WPS。
7、图像处理软件，如Adobe PhotoShop、Illustrator、ACDSee。信息管理系统，如各行业办公OA软件、火车票销售系统、电子商务类网站等。网络工具类软件，如迅雷、电驴。多媒体类软件，如暴风影音、千千静听等。安全杀毒类软件，如360安全卫士、瑞星杀毒软件等。系统工具类软件，如EVEREST、CPU-Z等。1.2.2 微型计算机的软件系统1.3 微型计算机硬件的基本组成序号序号硬件名称硬件名称功能简介功能简介1主板主板上装有CPU、CPU插座、内存、一些专用辅助电路芯片、输入输出扩展槽、键盘接口以及一些外围接口和控制开关等。2CPUCPU是中央处理器的简称。CPU负责整个电脑的运
8、算和控制，它是计算机的大脑，它决定着计算机的主要性能和运行速度。3内存内存是计算机的主存储器，临时存储数据。在计算机工作时，它存放着电脑运行所需要的数据，关机后，内存中的数据将全部消失。4硬盘硬盘驱动器是微机系统中最主要的外部存储设备，是系统装置中重要的组成部分，它通过主板的硬盘适配器与主板连接。5光驱光盘驱动器和光盘一起构成计算机的外存。光盘的存储容量很大，目前计算机上配备的光驱一般都具备可读写的功能，即刻录功能。1.3 微型计算机硬件的基本组成序号序号硬件名称硬件名称功能简介功能简介6系统功能扩展卡系统功能扩展卡也称适配器、功能卡。计算机的功能卡一般有显卡、声卡、网卡等。各种适配器与主板相
9、连接才能工作。7显示器显示器是微型计算机不可缺少的输出设备。显示器可显示程序的运行结果，显示输入的程序或数据等。目前市场的主流产品为液晶显示器。8机箱及电源机箱内安装以上各部件，并且有键盘插口、网卡插口、USB插口等扩展接口；电源为计算机系统提供动力。9键盘键盘是计算机最重要的输入设备。用户的各种命令、程序和数据都可以通过键盘输入计算机。键盘的标准接口为USB接口和PS/2接口。10鼠标鼠标是一种屏幕标定装置，不能直接输入字符和数字。在图形处理软件的支持下，在屏幕上使用鼠标处理图形要比键盘方便得多。11其他设备根据需要可以选择音箱、摄像头、麦克风等为微型计算机增强多媒体功能；选择打印机、扫描仪
10、等可以方便办公。第一步：确定计算机用途 第二步：收集市场信息，制定装机计划 第三步：采购各个硬件 第四步：组装计算机硬件 第五步：硬盘初始化与安装操作系统 第六步：安装设备驱动程序 第七步：安装各种应用程序 第八步：做好系统备份文件 第九步：进行72小时的拷机1.4 组装微型计算机的“九步曲”从概念上来说兼容机就是由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。个人组装计算机和品牌计算机都属于兼容机。品牌机常见品牌有联想、方正、清华同方、DELL等。1.5 组装计算机与品牌计算机对比项目对比项目品牌机品牌机组装机组装机稳定性稳定性相对好稳定性相对较差兼容性兼容性好兼容性影响因素不定扩展性扩展性差
11、扩展性好性价比低高售后服务好差实用性弱强外观对比美观个性较强 如果对计算机需求处在办公、上网等日常操作的用户，非计算机专业用户，建议购买品牌机，购买的是服务和稳定性；对于美术设计、广告、影楼、音乐创作乃至游戏玩家等用户，建议购买组装电脑，可以重点选择相应的如专业显卡、显示器、专业声卡、专业音箱、游戏显卡等等，购买的是高性能、良好的扩展性。1.5 组装计算机与品牌计算机 计算机产生与发展 微型计算机 微型计算机硬件的基本组成 组装微型计算机的“九步曲”组装计算机与品牌计算机小结 1、说说你用过的几款应用软件，它们都帮助你完成了哪些工作？2、举例说出你所用过的或见到过的计算机外接设备？作业第二章
12、中央处理器（CPU）2013.9 中央处理器简称CPU，是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及地址的总线构成。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU工作方式为：从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。所谓计算机的可编程性主要是针对CPU而言。概述 中央处理器（CPU）是计算机发展的重要标志，每当一款新型的CPU出现，就会带动计算机系统的其他部件的相应发展，如计算机体系结构的进一步优化，存储器存取容量的不断增大、存取速度的不断提高，外围设备的不断改进以及新设备的不断出现等。2.1
13、 CPU发展简史根据CPU的字长和功能，可将其发展划分为以下几个阶段。第1阶段（19711973年）是4位和8位低档微处理器时代，通常称为第1代。第2阶段（19711977年）是8位中高档微处理器时代，通常称为第2代。第3阶段（19781984年）是16位微处理器时代，通常称为第3代。第4阶段（19851992年）是32位微处理器时代，又称为第4代。第5阶段（19932005年）是奔腾（Pentium）系列微处理器时代，通常称为第5代。第6阶段（2005年至今）是酷睿（Core）系列微处理器时代，通常称为第6代。2.1 CPU发展简史 目前，IT市场主流的CPU被Intel公司和AMD公司所占
14、据。以中关村在线为参考，2013年3月市场在售CPU当中Intel公司共170款产品，价格从80元到7599元，AMD公司共有126款，价格从170元到1699元。两公司产品各具特点，但从两者所占市场份额来看，近几年来Intel公司始终维持在80%左右，是CPU市场真正的龙头企业。下面我们以 Intel公司主流产品为例，介绍主流CPU。2.2 主流CPU Intel公司的主流产品主要包括Celeron系列、Pentium系列、Core 2系列和Core i系列。以下为Intel公司最新产品。2.2 主流CPU Celeron中文名称为赛扬处理器，是Intel公司为满足低端市场需求而推出的低端处
15、理器产品。以中关村为例，目前市场的赛扬CPU主要有：以下CPU接口以LGA775、LGA1155为主。Intel 赛扬 D 336 2.8G 64位（散）80元 Intel 赛扬双核 E1200（散）210元 Intel 赛扬 G440（盒）（移动版）226元 Intel 赛扬双核 E3300（盒）299元 Intel 赛扬 G540319元 Intel 赛扬 G530（盒）300元 Intel 赛扬 G550260元 Intel 赛扬 G1610（散）245元1.Celeron系列处理器Pentium是英特尔的第五代x86架构之微处理器，于1993年3月22日开始出货，是486产品线的后代。
16、i586被使用在英特尔竞争对手所制造的类80586的微处理器。Pentium D和Pentium Extreme Edition是Intel公司早期双核处理器，采用90nm工艺制造，采用LGA775接口。目前市场Pentium系列处理器以双核系列处理器为主，插槽类型以LGA1155、LGA775为主，主频从2.5GHz到3.0GHz为主，制作工艺以45nm为主。2.Pentium系列处理器 以中关村在线为例，目前市场上奔腾CPU的产品主要有23种之多：2.Pentium系列处理器CPU名称名称插槽类型插槽类型报价报价Intel 奔腾 G2020（盒）LGA 1155 380元Intel 奔腾双
17、核 E5200（散）LGA 775 250元Intel 奔腾 G2010（盒）LGA 1155 380元Intel 奔腾 G840(盒)LGA 1155 410元Intel 奔腾双核 E5300（盒）LGA 775 410元Intel 奔腾 G860（盒）LGA 1155499元Intel 奔腾双核 E5800（散）LGA 775 490元 Core 2（酷睿2）是英特尔2006年7月27日推出的新一代x86架构处理器，它采用全新的Intel Core架构，取代由2000年起各英特尔处理器采用的Netburst架构。Core 2也同时标志着奔腾(Pentium，由1993年沿用至今)品牌的终结
18、，也代表着英特尔移动处理器及桌面处理器两个品牌的重新整合。3.Core 2系列处理器 以下截图来自2013年9月中关村在线：“盒”与“散”有什么区别？3.Core 2系列处理器2009年6月，Intel公司公布了新的CPU命名规则，为简化命名方式，将处理器重新命名为Core i 3、Core i 5、Core i 7，分别代表低端产品、中端产品和高端产品。目前Core i 系列CPU已经发展到第四代，各方面基础发生了很大变化。4.Core i系列处理器型号型号制作工艺制作工艺核心频率核心频率接口接口前端总线前端总线三级缓存三级缓存Core i 322nm3.3GHzLGA11551333MHz
19、Core i 522nm3.4GHzLGA11551333MHzCore i 722nm3.5GHzLGA11551333MHz 在酷睿2大获成功的基础上，Intel基于Core 2系列优秀的运算核心，大刀阔斧的改良了CPU架构，从而诞生了全新的Core i系列处理器。Core i首次整合了内存控制器、抛弃了老迈的FSB启用高速的QPI总线、加入大容量共享式三级缓存，在技术和架构方面以后来者居上的姿态全面压制AMD Phenom II系列产品，性能方面更是遥遥领先！4.Core i系列处理器 区别Core iCPU的代别方法如下：一代Core i有三位数字编码，如Intel 酷睿i7 920（
20、盒）二、三、四代Core i有四位数字编码，通过第一位数字去辨别，如二代CPUIntel 酷睿i7 2600K（盒）；三代CPUIntel 酷睿i7 3970X；四代CPUIntel 酷睿i7 4770 代别越高CPU的性能越高，技术越先进，制作工艺越精密，理论上越节能。4.Core i系列处理器 CPU主要技术指标是衡量CPU性能的主要内容，主要包括主频、前端总线（FSB）频率、缓存、指令集、制作工艺、核心数量、插槽类型、其他技术等。2.3 英特尔CPU主要技术指标 CPU的主频是CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。通常所说的某某CPU是多少兆赫的，而这个“多少兆赫”
21、就是CPU的主频，当前市场上的CPU主频已提高了一个级别，普遍以吉赫（GHz）作单位，1GHz=1000Mhz。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力并没有直接关系。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度相对较低的现象。说到处理器主频，就要提到与之密切相关的两个概念：倍频与外频，外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态；倍频即主频
22、与外频之比的倍数。主频、外频、倍频，其关系式：主频=外频倍频。1.主频前端总线（FSB）是指CPU与北桥芯片之间的数据传输总线。“前端总线”这个名称是由AMD在推出K7 CPU时提出的概念，但是一直以来都被大家误认为这个名词不过是外频的另一个名称。我们所说的外频指的是CPU与主板连接的速度，这个概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，而前端总线的速度指的是数据传输的速度，由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽=（总线频率数据位宽）8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz、1
23、333MHz几种，前端总线频率越大，代表着CPU与内存之间的数据传输量越大，更能充分发挥出CPU的功能。2.前端总线频率（Front Side Bus Frequency）在计算机存储系统的层次结构中，介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。它和主存储器一起构成一级的存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。目前技术发展到二级、三级缓存，每级缓存比前一级缓存速度慢且容量大。缓存容量大小直接影响CPU与外界的数据通讯能力强弱，因此缓存越大，可以表明CPU数据传输能力越强，同时价格也越高。3.缓存 所谓指令集，就是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集
24、合，而每一种新型的CPU在设计时就规定了一系列与其他硬件电路相配合的指令系统。而指令集的先进与否，也关系到CPU的性能发挥，它也是CPU性能体现的一个重要标志。目前主要包含以下指令集，MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSE4、EM64T、RISC、3DNow!+等。4.指令集CPU“制作工艺”指得是在生产CPU过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。通常其生产的精度以纳米（以前用微米）来表示，精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细，提高CPU的集成度。制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向
25、发展，密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断改进。芯片制造工艺在1995年以后，从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、90纳米、80纳米、65纳米，45纳米,32纳米,一直发展到目前最新的22纳米，而15纳米将是下一代CPU的发展目标。5.制作工艺 以往CPU发展主要靠提高CPU的主频，为了提高主频需要提高CPU的供电电压，意味着更多能量的消耗，带来的后果是无法解决散热的问题。因此后来，CPU朝向多核心发展，通过在CPU中增加核心数量，不用靠提供高
26、的电压就能达到提高CPU主频和运算能力的要求。目前市场以双核、四核CPU为主。6.核心数量 插槽类型与CPU封装紧密相关，目前Intel公司采用LGA（PLGA简称）封装技术，CPU通过针阵或触点与主板相连接，以LGA775、1155、2011为最主流。7.插槽类型其他影响CPU性能指标的技术还有超线程HT（Hyper-Threading）技术。通过超线程技术，英特尔成为第一家公司实现在一个实体处理器中，提供两个逻辑线程。超线程的未来发展，是提升处理器的逻辑线程，英特尔有计划将8核心的处理器，加以配合超线程技术，使之成为16个逻辑线程的产品。Intel睿频加速技术也是影响CPU性能的一项重要技
27、术。Intel在最新酷睿i系列CPU中加入的新技术，以往CPU的主频是出厂之前被设定好的，不可以随意改变。而i系列中i5及i7处理器加入睿频加速，使得CPU的主频可以在某一范围内根据处理数据需要自动调整。其他还有QPI总线技术、内存控制器、热设计功耗(TDP)、三级缓存、虚拟化技术、集成显卡、病毒防护技术等等。8.其他技术CPU封装对于芯片来说是必须的，也是至关重要的。因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面，封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB（印制电路板）的设计和制造，因此它是至关重
28、要的。封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术都是非常关键的一环。CPU封装的结果是产生接口：LGA 和Socket2.4 英特尔CPU的接口 通常都会把Intel处理器的插座称为“LGA775”，其中的“LGA”代表了处理器的封装方式，“775”则代表了触点的数量。在LGA775出现之前，Intel和AMD处理器的插座都被叫做“Socket XXX”，其中
29、的“Socket”实际上就是插座的意思，而“XXX”则表示针脚的数量。例如Intel的LGA775插座又叫做Socket 775或Socket T。2.4 英特尔CPU的接口 我们参考英特尔CPU介绍基于Intel平台的CPU接口。目前Intel平台CPU以针阵或触点阵列封装LGA(land grid array)技术为标准，主要包括LGA775、LGA1366、LGA1156、LGA1155、LGA2011，具体情况请参看下表。2.4 英特尔CPU的接口接口类型接口类型触点数量触点数量适用适用CPU特点特点LGA775775赛扬、奔腾、Core 2取代了LGA478LGA13661366Co
30、re i3面积大、较775读取快LGA11561156Core i3、i5、i7已被1155取代LGA11551155Core i3、i5、i7与1156不兼容LGA20112011Core i7将取代13662.4 英特尔CPU的接口 学以致用是CPU及风扇选购的重要保证 明确一点：风扇及CPU散热系统是计算机的重要组成部分2.5 CPU及风扇选购策略1.盒装与散装盒装CPU有包装，并且说明书、质量保证书等齐全，并且配有标配散热风扇和导热硅脂，价格要高于散片，但也会有良好的售后服务，建议购买盒装CPU产品。购买时注意包装的完好，包装内清单是否齐全。2.选购策略有以下几方面：首先，明确购机目的
31、，如果只是办公、家庭娱乐低端产品就能满足使用，本着够用的原则；其次，注重性价比，不要追求新潮新品，刚刚上市的产品往往价格高，性能也不一定稳定，需要经过市场的检验，一般1-2年的产品为最佳选择，性价比最高；最后，不要一味追求低价，计算机硬件更新快，一味追求低价购买马上淘汰的产品也会是一种极大的浪费。2.5.1CPU的选购策略 CPU的散热器由风扇和散热片组成，散热片快速将CPU产生的热量传导出来，通过风扇吹到附近的空气中去。降温效果的好坏直接与CPU散热风扇、散热片的品质有关。散热器的主要性能从以下几个方面体现：风扇转速、扇叶形状、扇叶角度和轴承系统。2.5.2散热器的选购策略 选购散热器应该从
32、以下两方面来考虑：1.根据具体需求 大尺寸的散热器散热效果好，但不是越大越好，要根据CPU的大小，主板提供的卡槽、空间选择适合的风扇。2.质量 质量好的散热器是保证CPU安全、稳定工作的前提，散热器同CPU一样有盒装和散装，尽量选择盒装，选择正规厂家产品。同时通过重量、做工、用料等判断散热器的质量，建议购买高质量的散热器。2.5.2散热器的选购策略 CPU发展简史 主流CPU 英特尔CPU主要技术指标 英特尔CPU的接口 CPU及风扇选购策略小结 1、试列举中央处理器的各项性能指标，并解释其各自的含义。2、某Intel Celeron处理器标称的主频为2.66GHz，搭载该CPU的计算机所带的
33、BIOS显示当前倍频为20，那么该CPU的外频是多少兆赫？3、简述选购CPU时应注意选购目标和产品质量上的哪些问题。作业第三章 主板2013.9 主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)；它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板概述 3.1.1 主板的作用 3.1.2 主板的分类 1.按CPU架构分类 2.按主板结构分类 3.按逻辑芯片组分类3.1 主板的作用及分类主板一般为矩形电路板，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主板的最
34、重要特点是采用了开放式结构。主板上大都有6-8个总线扩展插槽，供PC机外围设备的控制卡(适配器)插接。通过更换这些插卡，可以对微机的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。总之，主板在整个微机系统中扮演着举足轻重的角色。主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个微机系统的性能。3.1.1 主板的作用 CPU架构是按CPU的安装插座类型和规格确定的。目前常用的CPU按其安装插座规范可分为Socket x和Slot x两大架构。intel系列CPU常见架构:LGA 775、LGA 1366、LGA 1156、LGA 1155和LGA 2011；A
35、MD CPU常见架构:SocketAM2、AM2+、AM3、AM3+。3.1.2 主板的分类-按CPU架构分类所谓主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形状，所使用的电源规格等制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。目前主板结构可将主板分为AT、ATX、Micro ATX以及BTX等结构。ATX是目前市场上最常见的主板结构，总线扩展插槽较多，插槽数量在4-6个，大多数主板都采用此结构；Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，总线扩展插槽较少，插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱。3.1.2 主板的分类-按主板结构分类
36、芯片组（Chipset）是构成主板电路的核心，是主板的灵魂，几乎决定着主板的全部功能，其中CPU的类型、主板的系统总线频率，内存类型、容量和性能，显卡插槽规格是由芯片组中的北桥芯片决定的；而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量等，是由芯片组的南桥芯片决定的。生产芯片组的厂家主要有Intel、AMD、NVIDIA、VIA、SiS、ULI、Ali等，其中以英特尔和AMD的芯片组最为常见。日常，我们可以按照芯片组的产商、型号等对主板进行分类，特别是很多主板的命名与芯片组的型号密切相关。3.1.2 主板的分类-按逻辑芯片组分类 主板从大的部分看，主要有以下部分组成：芯片部分 扩展插槽 I/O接口部
37、分 其他接口3.2 主板的组成及主要技术主板芯片组主要包括南桥芯片和北桥芯片。南桥芯片多位于扩展插槽的上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片。北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”，由于发热量较大，所以需要散热片甚至散热风扇散热。南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。需要注意的是，AMD平台中部分芯片组因AMD CPU内置内存控制器，可采取单芯片的方式，如nVIDIA nForce 4便采用无北桥的设计。1.芯片组 由于芯片组决定着CPU的类型、主板的系统总线频率，内存类型、容量和性能、各外部总线扩展、接口，因
38、此选择主板芯片组成为首要考察的对象，同时不同厂商、不同型号的芯片组分出了低端、中端和高端产品，也对主板性能有着决定性影响，如采用H67、H77芯片组的主板，在性能、技术上就有区别。1.芯片组 目前市场上主要芯片组有Intel公司的7系列：B75、H77、Z75、Z77、X79，6系列：H61、H67、P67、Z68；AMD公司的APU：A85、A55、A75、E-APU，9系列：970、990X、990FX，8系列：870、880G、890GX、890FX等等。2013年英特尔公司将应用在超强主板上的芯片组命名为 X99，目前在高端主板上广泛应用的 X79 有可能会被 X99 替代。1.芯片组
39、 每一款芯片组产品就对应一款相应的北桥芯片，所以北桥芯片的数量非常多。南桥芯片负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等，这些技术一般相对来说比较稳定，所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的，不同的只是北桥芯片。所以现在主板芯片组中北桥芯片的数量要远远多于南桥芯片。南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能，例如网卡、RAID、IEEE1394、甚至WI-FI无线网络等等。1.芯片组 BIOS是一组被固化到电脑中，为电脑提供最低级最直接的硬件控制的程序，它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽，是硬件与软件程序之间的接
40、口，负责解决硬件的即时要求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。2.BIOS芯片图3-6 BIOS芯片 目前市面上较流行的主板BIOS主要有 Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三种类型。由于CMOS与BIOS都跟电脑系统设置密切相关，CMOS RAM是系统参数存放的地方，而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此，准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置是其简化说法.2.BIOS芯片 廉价磁盘冗余阵列。RAID就是一种由多块硬盘构成的冗余阵列。虽然RAID包含多块硬盘，但是在操作系统下是作为一个独立
41、的大型存储设备出现。目前主板上集成的Raid控制芯片主要有两种：HPT372 RAID 和 Promise RAID 控制芯片，RAID技术主要包含RAID 0RAID 7等数个规范，它们的侧重点各不相同。3.RAID控制芯片图3-7 HPT372 RAID控制芯片 内存插槽一般位于CPU插座下方。内存插槽主要包括SIMM、DIMM、RIMM三类，目前市场主流内存插槽为DIMM，因内存型号不同线数也不同。其中DDR SDRAM插槽的线数为184线，DDR 2、DDR 3插槽的线数为240线，目前主板以DDR3插槽为主。4.内存插槽图3-8 DDR3内存插槽 颜色多为深棕色，位于北桥芯片和PCI
42、插槽之间。AGP插槽有1、2、4和8之分。AGP4的插槽中间没有间隔，AGP2则有。在PCI Express出现之前，AGP显卡较为流行，AGP8数据传输带宽有2.1GB/s，目前已经很少见了。5.AGP插槽 随着3D性能要求的不断提高，AGP已越来越不能满足视频处理带宽的要求，目前主流主板上显卡接口多转向PCI Exprss。PCI Exprss插槽有1 X、2 X、4X、8X和16X之分，以PCI Express 16 X为主，数据传输带宽高达8GB/s，高出AGP 8X很多倍。6.PCI Express插槽图3-10 PCI Express16X插槽和1X插槽（最短）、PCI插槽（中等长
43、度）PCI插槽多为乳白色，是主板的必备插槽，可以插上Modem、声卡、网卡、多功能卡等设备，普通PCI总线带宽一般为132MB/s(在32bit/33Mhz下)或者264MB/s（在32bit/66Mhz下）。由于速度慢，所以原来占有统治地位的总线扩展槽目前数量上已经较少了。7.PCI插槽 硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。IDE发展到迈拓提出的ATA 133标准，达到了133MB/sec的最大数据传输率，而SATA3.0接口数据传输率达到了6Gb/s。因此新型主板上，IDE接口大多缩减，甚至没有，代之以SATA接口。8.硬盘接口图3-12 SATA接口 连接软驱所用，多位于IDE接口旁
44、，比IDE接口略短一些，因为它是34针的，所以数据线也略窄一些。受到速度、技术发展限制，目前软驱接口基本淘汰。9.软驱接口I/O接口部分 COM口通常是9针，也有25针的接口，最大速率115200bps。通常用于连接鼠标（串口）及通讯设备等。一般主板外部只有一个COM口，机箱后面和并口一起的那个九孔输出端（梯形），就是COM1口，COM2口一般要从主板上插针引出。但目前主流的主板一般都只带1个串口，甚至不带，慢慢会被USB 取代。10.COM接口(串口)PS/2是在较早电脑上常见的接口之一，用于鼠标、键盘等设备。一般情况下，PS/2接口的鼠标为绿色，键盘为紫色。在Windows环境下，PS/2
45、鼠标的采样率默认为60次/秒，USB鼠标的采样率为120次/秒。较高的采样率理论上可以提高鼠标的移动精度。PS/2接口设备不支持热插拔，强行带电插拔有可能烧毁主板。PS/2可以与USB接口互转，即PS/2接口设备可以转成USB，USB接口设备也可以转成PS/2。目前更为先进的主板出现了PS/2键鼠通用接口。11.PS/2接口 目前连接显示器的接口主要有VGA、DVI、HDMI和Display Port。VGA:目前彩色显示器领域仍然有着广泛的应用。DVI:相比VGA具有速度快、画面清晰，并且支持HDCP协议，为高清视频接口，液晶电视广泛采用。HDMI:是一种数字化视频/音频接口技术，可同时传送
46、音频和影音信号，最高数据传输速度为5Gbps。Display Port:允许音频与视频信号共用一条线缆传输，支持多种高质量数字音频。可以实现对周边设备最大程度的整合、控制。12.显示接口图3-15 Display Port接口 USB接口是现在最为流行的接口，最大可以支持127个外设，并且可以独立供电，其应用非常广泛。USB接口可以从主板上获得500mA的电流，支持热拔插，真正做到了即插即用。一个USB接口可同时支持高速和低速USB外设的访问，由一条四芯电缆连接，其中两条是正负电源，另外两条是数据传输线。高速外设的传输速率为12Mbps，低速外设的传输速率为1.5Mbps。USB2.0标准最高
47、传输速率可达480Mbps，USB3.0标准最高传输速率可达5Gbps(640MB/s)。13.USB接口 主要有常见的多声道模拟接口、数字接口（同轴接口、光纤接口）。常见的网络接口有RJ-45接口、SC光纤接口和FDDI接口等，其中又以RJ-45接口最常见，它是我们常见的双绞线以太网端口。LPT接口(并口)，一般用来连接打印机或扫描仪。14.音频、网络接口与并口（LPT）主要包括 电源插口：主板上电源插口主要有CPU供电、主板供电插槽以及风扇电源插槽。主板面板插针接口：主板面板插针接口有9针组成，主要包括开关键PWR SW、重启键RESET、电源工作指示灯PWR LED、硬盘工作指示灯HDD
48、 LED等四部分，15、其他接口图3-16 风扇电源插槽 图3-17 CPU供电插槽图3-18 主板面板插针 CPU、内存等各硬部件的发展前进必然会推动主板的发展，毋庸置疑主板新技术及发展趋势受到综合外部因素的影响。3.3 主板新技术及发展趋势 双通道内存技术是解决CPU总线带宽与内存带宽的矛盾的低价、高性能的方案。之前早已被应用于服务器和工作站系统中，为了解决台式机内存带宽的瓶颈问题才应用到台式机主板上。内存双通道一般要求按主板上内存插槽的颜色成对使用。随着Intel Core i7平台发布，三通道内存技术孕育而生。2011年11月发布的Core i7系列处理器采用Sandy Bridge-
49、E平台设计，首次引入了四通道内存技术，不少四通道内存套装也应运而生。1.双通道内存 多显卡技术简单的说就是让两块或者多块显卡协同工作，以提高系统图形处理能力，又被称为主板交火技术。要实现多显卡技术一般来说需要主板芯片组、显示芯片以及驱动程序三者的支持。多显卡技术的出现，是为了解决日益增长的图形处理需求和现有显示芯片图形处理能力不足的矛盾。目前，多显卡技术主要是两大显示芯片厂商NVIDIA的SLI技术和AMD的CrossFire技术。理论上能把图形处理能力提高一倍。2.多显卡技术 USB 3.0是最新的USB规范，它主要适用于高画质的摄像头、高分辨率扫描仪以及大容量的便携存储器之类的高性能外部设
50、备。USB 3.0应运而生，最大传输带宽高达5.0Gbps，也就是640MB/s。3.USB 3.0USB 3.0兼容认证 Logo eSATA的全称是External Serial ATA（外部串行ATA），它是SATA接口的外部扩展规范。换言之，eSATA就是“外置”版的SATA，它是用来连接外部而非内部SATA设备。原有的SATA是采用L形插头区别接口方向，而eSATA则是接口是平的，通过插头上下端不同的厚度及凹槽来防止误插。4.eSATA接口 有些主板为了节省接口，会用PS/2键鼠通用接口，这个接口的颜色是一半绿一半紫，既可以插键盘，也可以插鼠标，但是一次只能接入一个设备，这意味着键盘
