第2章 主板与CPU

第2章主板与CPU,计算机组装与维修实用教程,2.1主板的结构2.2认识主板2.3芯片组与主板的性能指标2.4CPU概述2.5主板与CPU的选购2.6实训指导,2.1主板的结构,2.1.0结构简介2.1.1ATX结构2.1.2MicroATX结构2.1.3BTX结构,1、ATX结构英特尔在1995年1月公布了扩展AT主板结构，即ATX（ATextended）主板标准。1997年2月推出了ATX2.01版。它的布局是横板设计，就象把Baby-AT板型放倒了过来，这样做增加了主板引出端口的空间，使主板可以集成更多的扩展功能。2、MicroATXMATX结构主板是Intel公司在97年提出的主板结构，它把扩展插槽减少为3-4个，比ATX标准主板结构更为紧凑。3、BTXBTX是英特尔提出的新型主板架构，是ATX结构的替代者，这类似于前几年ATX取代AT和BabyAT一样。,主板结构简介,ATX架构主板,MicroATX架构主板,BTX架构主板,2.2认识主板,2.2.0主板插图2.2.1认识主板的常见芯片2.2.2认识主板上的各种接口2.2.3认识主板上的跳线,2.2.0主板插图,2.2.1认识主板的常见芯片,1北桥2南桥3I/O芯片4电源管理芯片5BIOS芯片,1北桥,北桥芯片的作用:负责与CPU的联系并控制内存、AGP数据在北桥内部传输，提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型和最大容量、AGP插槽、ECC纠错等支持，简单的讲就是控制内存，整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。,2南桥,南桥芯片的作用: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。,3I/O芯片,I/O的作用:主要是位用户提供一系列输入输出的接口比如键盘鼠标口（PS/2）串口并口USB软驱口等部分芯片还有温度检测功能我们在BIOS里面看到的CPU温度就是I/O芯片提供的。,4电源管理芯片,电源管理芯片的作用:主要负责识别CPU供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。,5BIOS芯片,BIOS芯片（CMOS芯片）：负责主板通电后各部件自检，设置，保存，一切正常后才能启动操作系统。记录了电脑最基本的信息，是软件与硬件打交道的最基础的桥梁，没有它电脑就不能工作。常见的三种BIOS：Award、AMI、Phoenix。,2.2.2认识主板上的各种接口,1CPU接口2内存接口3AGP接口4PCI总线插槽5IDE接口6SATA接口7外部接口(I/O接口背板),功能：也就是负责运算和控制的控制中心，是电脑的最关键部位，是计算机的头脑。作用：相当于人的大脑一样，在计算机中进行的任何操作（数据的输入，存储，程序的运行，屏幕的显示，结果的打印）都在CPU的控制下完成的。CPU比计算机中任何部件都更能决定计算机的工作速度和效率。,1CPU接口,目前主流的CPU插座有两种：一是Intel的LGA775（图3-6）、LGA1366（图3-7）插座；二是AMD的AM2/AM2+/AM3插座（图3-8）。,CPU风扇,功能：为CPU降温。主要性能：风扇的主要性能从以下几个方面体现：转速、扇叶形状、扇叶角度和轴承系统。,2内存接口,内存主要是用来临时存贮数据,比如电脑中调用的数据,就需要从硬盘读出,发给内存,然后内存再发给CPU也可以理解成是内存和CPU之间的缓存。,3AGP接口,AGP是AcceleratedGraphicsPort(图形加速端口)的缩写，是显示卡的专用扩展插槽，它是在PCI图形接口的基础上发展而来的。AGP规范是英特尔公司解决电脑处理(主要是显示)3D图形能力差的问题而出台的。AGP并不是一种总线，而是一种接口方式。主要是老式显卡，现在基本淘汰。,4.PCI总线插槽,新出的主板上只有PCI插槽和PCI-E插槽，如图3-10所示。,PCI总线插槽,5IDE接口,IDE的英文全称为“IntegratedDriveElectronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。,6SATA接口,SATA是SerialATA的缩写，即串行ATA。这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而得名。,7.外部接口（I/O接口背板）,7.外部接口（I/O接口背板）,(1).PS/2接口(2).串行接口(3).并行接口(4).USB接口(5).IEEE1394接口(6).RJ-45网络接口(7).SATA接口(8).音频接口,(1).PS/2接口下面的靠近主板的紫色口接键盘，上面的绿色口接鼠标。,(2).串行接口通常COM1使用的是9针D形连接器，也称之为RS-232接口，而COM2有的使用的是老式的DB25针连接器，也称之为RS-422接口，这种接口目前已经很少使用。,(2).串行接口VGA接口：显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上，显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁，它负责向显示器输出相应的图像信号。VGA接口也属于串行接口。,(3).并行接口在多根数据线上，数据以字节或字为单位与输入输出设备或控制对象传送信息的。与此相对的串行接口是在一根数据线上以1位数据位为单位与I/O设备或通信设备传送信息。并行接口，简称并口。,(4).USB接口通用串行总线（英文：UniversalSerialBus，简称USB）是连接外部装置的一个串口汇流排标准。USB接口使用特殊的D形4针插座。USB1.0接口颜色为黑色，USB1.0是在1996年出现的，速度只有1.5Mb/s(位每秒)。USB2.0接口颜色为黑色，它的传输速率达到了480Mbps，折算为MB为60MB/s。USB3.0接口颜色为蓝色，它的理论速度为5.0Gb/s，其实只能达到理论值的5成，那也是接近于USB2.0的10倍了。,USB2.0接口,USB3.0接口,(5).IEEE1394接口IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准，俗称火线接口（firewire）。同USB一样，IEEE1394也支持外设热插拔，可为外设提供电源，省去了外设自带的电源，能连接多个不同设备，支持同步数据传输。IEEE1394接口有两种标准，一种是标准接口，一种是小型接口。,(6).RJ-45网络接口RJ45接口通常用于数据传输，最常见的应用为网卡接口。主板上的板载网络接口几乎都是RJ-45接口，RJ-45是8芯线。RJ45头根据线的排序不同分为两种，一种是白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕；另一种是白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕；因此使用RJ45接头的线也有两种即：（12345678对应12345678）、交叉线（12345678对应36145278）两种。,(7).SATA接口eSATA实际上就是外置式SATAII规范，是业界标准接口SerialATA(SATA)的延伸。简单的说就是通过eSATA技术，让外部I/O（输入/输出）接口使用SATA2功能，例如拥有eSATA接口，你可以轻松地将SATA2硬盘插到eSATA接口，而不用打开机箱更换SATA2硬盘。,(8).音频接口目前主板上常见的音频接口有两种：如图3-33所示的8声道（6个3.5mm插孔）和如图3-34所示的6声道（3个3.5mm插孔）。,(8).音频接口浅蓝色：音源输入端口。连接录音机、音响等音频输出端。草绿色：音频输出端口。连接耳机、音箱等音频接收设备。粉红色：麦克风端口。连接到麦克风。橙色：中置或重低音音箱端口。黑色：后置环绕音箱端口。灰色：侧边环绕音箱端口。,2.2.3认识主板上的跳线,1跳线的作用2键帽式跳线3DIp式跳线4软跳线,2跳线的作用,跳线就是主板上的一个个小开关，(其它板卡上也有)，用来手动完成一些软件不能实现的操作，比如手动清空BIOS，超频等。如果主板上的跳线跳接得不正确，大多情况下都可能引起没有显示的故障。有些情况下，虽然也显示，但将由此诱发一些问题，例如：机器自检失败、软驱不能启动、机器工作不稳定等。极少情况下也可能暂时没有异常表现，但是却因此留下了严重的隐患，日久可能导致主板、处理器或内存的损坏。因此，我们一定要根据机器的配置首先将主板的跳线跳接正确。,2键帽式跳线,3DIp式跳线,4软跳线,2.3芯片组与主板的性能指标,2.3.1芯片组的架构2.3.2芯片组与主板的性能指标2.3.3双通道内存技术,2.3.1芯片组的架构,1芯片组对CPU的支持2芯片组对内存的支持3芯片组对前端总线（FSB）频率的支持4芯片组对显卡的支持5芯片组对硬盘的支持6芯片组对USB的支持7芯片组是否集成网卡、声卡和显卡8芯片组的南北桥带宽,2.3.2芯片组与主板的性能指标,1主板支持CPU的类型与频率范围2主板对内存的支持3.主板对显示卡的支持4.主板对硬盘与光驱的支持5.主板的扩展性能与外围接口6.主板的BIOS技术,2.3.3双通道内存技术,双通道技术在目前的计算机应用中越来越广泛，简单的说，双通道内存技术就是双通道内存控制技术。这种技术能有效地提高内存总带宽，适应新的CPU数据传输、处理的需要。其技术核心在于：芯片组(北桥)可以在两个不同的数据通道上分别寻址、读取数据，通过两个64bit内存控制器来获得128bit内存总线所达到的带宽。,2.4CPU概述,2.4.1CPU的发展史2.4.2CPU的性能参数,2.4.1CPU的发展史,1计算机位数、核数2四位微处理器3八位微处理器4十六位微处理器5三十二位微处理器6六十四位微处理器,1.计算机位数、核数位数：CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数叫字长，也叫位数。核数：就是一块CPU上面能处理数据的芯片组的数量。5.三十二位微处理器32位处理器：计算机中的位数指的是CPU一次能处理的最大位数。32位计算机的CPU一次最多能处理32位数据。6.六十四位微处理器这里的64位技术是相对于32位而言的，这个位数指的是CPUGPRs（通用寄存器）的数据宽度为64位，64位指令集就是运行64位数据的指令，也就是说处理器一次可以运行64bit数据。,2.4.2CPU的性能参数,1主频外频和倍频2缓存3工作电压4总线与接口5多媒体指令集6超线程技术,(1).CPU的主频外频和倍频主频：CPU内部的时钟频率，是CPU进行运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快。主频=外频x倍频外频：即系统总线，CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。倍频：是指CPU和系统总线之间相差的倍数当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。,(2).CPU的缓存CPU缓存（CacheMemory）位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。缓存可分为一、二、三、四级缓存,(3).CPU的工作电压CPU的工作电压（SupplyVoltage），即CPU正常工作所需的电压。早期CPU（286486时代）的核心电压与I/O一致，通常为5V，目前台式机用CPU核电压通常为2V以内，笔记本专用CPU的工作电压相对更低。目前CPU的工作电压有一个非常明显的下降趋势，较低的工作电压主要三个优点：1、采用低电压的CPU的芯片总功耗降低了。功耗降低，系统的运行成本就相应降低，这对于便携式和移动系统来说非常重要，使其现有的电池可以工作更长时间，从而使电池的使用寿命大大延长；2、功耗降低，致使发热量减少，运行温度不过高的CPU可以与系统更好的配合；3、降低电压是CPU主频提高的重要因素之一。,(4).CPU的总线与接口,总线是微型计算机内部件之间、设备之间传输信息的公用信号线。将总线信号连接到某个部件或设备的电路称为接口。1.按相对CPU位置分为片内总线和片外总线,通常指的是片外总线.2.按总线层次结构分为CPU总线、系统总线和外(设)部总线。CPU总线：包括数据总线、地址总线和控制总线，从CPU引脚引出来与北桥相连；系统总线：是指主板上连接计算机中各大部件的总线，包括数据总线、地址总线和控制总线；外部总线：是计算机和外部设备之间的总线，是一种外设接口标准。,(5).CPU的多媒体指令集CPU靠指令来计算和控制系统，每款CPU设计时就规定了与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集(CISC指令集)和精简指令集(RISC指令集)两部分，通常把CPU的扩展指令集称为CPU的指令集。,(6).CPU的超线程技术超线程技术：就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高的CPU的运行效率。超线程技术的