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1、课题:微型机系统概述教学目的和任务:了解微机系统的结构教学重点:1、微型计算机的发展2、微型机的基本组成3、配置微型机的一般原则cpu的发展教学难点: 教学方法:讲授法、多媒体演示法教学课时:1教学步骤与内容:1.1 微型计算机的发展1.早期微型计算机(1)诞生:1971年 Intel 4004 MCS-4(2)其它:Intel 80808085 MC6800 Z80 Apple2.IBM-PC机及各种兼容机(1)16位机发展:Intel 8086 MC68000 Z8000(2)PC机诞生:1981年,IBM公司使用Intel 8088生产了第一台个人计算机IBM PC/XT,所用操作系统是
2、Microsoft的MS-DOS。(3)兼容机3.高性能微型机(1)Pentium时代(2)多媒体时代1.2微型计算机基本组成1.主机系统(1)机箱(2)电源(3)主板(4)CPU(5)内存(6)显卡(7)硬盘(8)视频(9)光驱(10)声卡(11)软驱2.外部设备(1)显示器(2)键盘(3)鼠标(4)音箱(5)打印机(6)扫描仪(7)上网设备3、软件系统(1)系统软件:操作系统(2)应用软件1.3 微型计算机系统的硬件资源管理1、中断请求2、DMA3、I/O地址1.4 微型机配置的一般原则1、配置与用途相适应2、总体配置的先进性与合理性3、兼容性或可扩充性4、性价比高1.5 相关网站 中关村
3、在线太平洋电脑网 IT世界倚天硬件门户IT168电脑之家小熊在线天极网课后记:通过本章学习,学生基本掌握了微型机的基本结构。课题:CPU教学目的和任务:掌握cpu有关知识。教学重点:1、cpu的发展2、cpu的性能指标3、cpu的新技术教学难点: cpu的封装方式教学方法:讲授法、多媒体演示法教学课时:2教学步骤与内容:2.1 CPU 概述 CPU的英文全称是Central Processing Unit,中文名称即中央处理器。CPU作为是整个微机系统的核心,CPU的性能大致上反映出了一台计算机的性能,因此它的性能指标十分重要。2.1.1 CPU的结构 CPU内部结构可以分为控制单元、运算单元
4、、存储单元和时序电路等几个主要部分。运算单元是计算机对数据进行加工处理的中心,它主要由算术逻辑部件(ALU:Arithmetic and Logic Unit)、寄存器组和状态寄存器组成。 控制单元是计算机的控制中心,它不仅要保证指令的正确执行,而且要能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分。 CPU控制整个系统指令的执行、数学与逻辑的运算、数据的存储和传送、以及对内对外输入输出的控制,是整个系统的核心。2.1.2 CPU的发展 1971年,Intel公司推出了世界上第一个微处理器4004。它含有2300个晶体管,主频为108Khz。 1
5、982年,Intel推出了划时代的最新产品80286芯片,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。 1985年Intel推出了80386芯片,它是80X86系列中的第一种32位微处理器。 1989年,Intel推出了80486芯片,它突破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管。 1993年3月Intel公司推出Pentium CPU。 1997年Intel公司Pentium MMX(Mult-Media-Extension,多媒体扩展)微处理器推出,这是第一款使用MMX指令集的CPU,0.35微米制造工艺。同期AMD公司和Cyrix公司分别推出K5和6X86微处理器 。 199
6、7年5月Intel公司在推出Pentium II CPU, Pentium II采用了新的slot 1插槽接口、SEC板卡封装。同期AMD也推出性能相当的K6、K6-2、K6-3和K7 微处理器。K7是第一款主频超过1GHz的微处理器。 2000年6月Intel公司推出全新NetBurst构架Pentium 4微处理器,它仍采用X86结构。AMD公司推出了采用Palomino核心的Athlon XP。 2001年1月, Intel发布IA-64位技术处理器- Itanium,这是第一款IA体系64位CPU。 2003年9月25日,AMD公司推出了Athlon 64微处理器,这是第一款64位X8
7、6结构CPU。2005年二月,Intel推出64位X86结构CPU-P4 EM64T。2.1.3 CPU的性能指标 通常CPU的主要性能指标如下:1. 主频、外频、倍频 CPU主频又称为CPU工作频率,即CPU内核运行时的时钟频率。 CPU外频是由主板为CPU提供的基准时钟频率,也称为系统总线频率。 前端总线(FSBFront System Bus)指的是CPU和北桥芯片间数据传输的总线。 CPU内部的时钟信号是由外部输入的,在CPU内部采用了时钟倍频技术。按一定比例提高输入时钟信号的频率,这个提高时钟频率的比例称为倍频系数。这三者之间的关系为:主频=外频倍频。 2. 字长 3. 工作电压 4
8、. L1/L2 高速缓存 5. 支持的扩展指令集2.1.4 CPU的封装方式 目前CPU按其安装插座规范可分为Socket x和 Slot x 两大架构。 1. Socket 370Intel为P的简化版本Celeron(赛扬)系列微处理器而开发的。2. Socket 423 Intel最初推出P4时,重新开发的一种Socket 423架构。3. Socket 478 Intel推出第二种架构Socket 478架构的P4。 4. Socket 7752004年,Intel推出了Socket 775架构的CPU。5. Socket 462(Socket A)2000年7月,AMD推出了Sock
9、et 462-Socket A。6. Socket 754、 Socket 939 和Socket 9402003年,AMD公司推出的Athlon 64系列和部分Sempron处理器分别采用上述三种架构。 2.2 CPU新技术简介 1.双总线模式的CPU内部结构 2. CPU的生产工艺技术 3. CPU的扩展指令集4. 超线程技术(Hyper-Threading Technology) 5.多核心处理器技术 6.新型材料技术的应用7.变频节能技术8.硬件病毒防护技术 2.3 主流CPU简介 2.3.1 Intel系列1. Pentium 4 CPU P 4具有以下新的特性:(1)超级流水线技术
10、 (2)改进的浮点运算能力(3)快速执行引擎(4)FSB总线 的提升:400MHz-1066MHz FSB总线的使用。(5)高度动态执行(6)数据流单指令多数据扩展指令(SSE2)(7)高速缓存 (8)超线程技术(9)SSE3指令集:Intel为Prescott内核新增加的13条命令。(10)64位扩展技术(EM64T)2. Celeron CPU Intel的Celeron系列CPU是面向低端市场的产品,最初于1998年推出。 目前,Intel的Celeron CPU有Socket370 构架Tualatin核心的Celeron、Socket 478构架Northwood核心的Celeron
11、和Prescott核心的Celeron D以及LGA 775封装的Celeron D。3. Intel双核心Pentium 4处理器 2005年Intel推出了Pentium D和Pentium EE(Extreme Edition)两个系列的双核心Pentium 4处理器,并且支持EM64T(64位扩展技术)。两个系列的区别是Pentium XE系列加入HT(超线程技术)。2.3.2 AMD系列1. Athlon XP CPU AMD公司于2001年10月推出的CPU,正式名称是Athlon XP。2. Duron CPU AMD的Duron系列CPU是AMD面向低端市场的产品。Duron系
12、列CPU基本是同期的Athlon XP的简化版本。3. Sempron CPU AMD公司于2004年7月推出了Sempron CPU。目前AMD共推出了Socket 462、 Socket 754 和Socket 939三种接口的Sempron CPU。4. Athlon 64系列CPUAMD公司2003年9月推出的Athlon 64 CPU是第一种支持64位计算的X86处理器,它“向下兼容”32位计算 。Athlon 64使用的接口有以下几种:Socket 754。Socket 939。 Athlon 64 CPU具有以下新的特性: X86-64技术 HzHyper Transport总线
13、 集成的内存控制器 “CoolnQuiet”节能技术 硬件病毒防护技术5.AMD双核心处理器Athlon 64 X2AMD在2005年6月份推出了双核心桌面处理器Athlon 64 X2。2.3.3VIA(威盛) CPU1999年6月,台湾威盛电子分别从美商国家半导体(NS)以及IDT公司买下了Cyrix与Centaur(从IDT)微处理器设计团队,正式跨入了个人计算机运算核心CPU的研发领域。2.4CPU的性能测试2.5CPU的选用和安装 2.5.1CPU的选用 CPU是计算机的核心部件,一些人常用CPU的型号来标称一台计算机。通常可按下面的原则选用CPU:1. 按微机的用途来选用CPU2.
14、 综合考虑微型机的总体性能均衡性3. 注意Remark CPU 2.5.2CPU的安装 1. 安装前的注意事项 2. 散热风扇支架的安装 Intel Pentium 4微处理器风扇支架的安装步骤如下:(1)将白色的按钉从黑色的塑料扣件中取出;(2)将风扇支架放在主板上,并使四角的安装孔对齐,把四个黑色的塑料扣件分别插入对应的四个安装孔内;(3)将白色按钉插入黑色塑料扣件中,固定风扇支架。3. 安装微处理器和散热风扇4微处理器的拆卸(1)关闭计算机,拆除主板上的电源线;(2)拆除散热风扇的电源线;(3)松开风扇夹上的压杆,用一字螺丝刀从上面插入风扇夹扣钩和支架之间,轻轻用力将扣钩与脱离;(4)依
15、次把风扇夹上的四个扣钩打开,然后将散热器连同风扇一并取下。2.6CPU的常见故障处理1、使用不当2、设置故障3、匹配故障课后记:通过学习本课,可以了解到CPU的作用和基础知识,可以独立到市场上购买到一款称心如意的CPU。课题:主板教学目的和任务:了解主板的结构、相关技术教学重点:1、主板的结构组成2、主板的参数和测试教学难点:主板中的新技术教学方法:讲授法、多媒体演示法教学课时:2教学步骤与内容:3.1 主板结构与组成目前常用的主板结构有:ATX和Micro-ATX 两种。在ATX标准之前曾使用过AT标准的主板,但是由于AT结构的主板存在多种弊端,目前市面上已经很难看到AT结构的主板了。另外,
16、还有一种NLX标准的主板,则主要是供品牌机(尤其是国外品牌)厂家生产整机使用。3.1.1 主板的结构1ATX结构2Micro-ATX结构3NLX结构3.1.2主板的组成目前主流的主板依据其使用的芯片组不同可划分为多个类别,但它们在工作原理与结构组成上基本相同,而且多数都是使用ATX结构,都是由相同的几个部分组成。1.CPU插座方型多针、零插拔力。2.内存插槽Sdram插槽:144、168。DDR插槽:200、240。3.扩展槽4.芯片组在采用HUB LINK 技术后,INTEL将北桥更名为MCH,南桥为ICH,并增加了一个FWH,全并构成芯片组。GMCH(Graphics&Memory Con
17、troller Hub)芯片、ICH(I/O Controller Hub)芯片和FWH(Firm Ware Hub)。AHA(Accelerated Hub Architecture)加速中心架构。DMI(Direct Media Interface),直接媒体接口DMI是MCH和ICH6芯片到芯片的连接,取代了原先的Hub-Link,提供了更高的带宽和服务。这个高速接口集成了高级优先服务,允许并发通讯和真正的同步传输能力。它的基本功能对于软件是完全透明的,因此早期的软件也可以正常操作。它提供了真正同步传输和可配置的QoS(Quality Of Service)传输,ICH6的DMI支持两个
18、虚拟通道:VC0和VC1,这两个通道允许一个固定仲裁配置,VC1一直处于最高优先级,VC0是DMI的一个缺省管道,它一直被开启。VC1必须明确被开启和配置在所有DMI链接后面。DMI的主要特征如下:针对ICH6的chip-to-chip接口点对点DMI接口具有2GB/s带宽(每个方向1GB/s)100MHz刷新时钟(和PCI Express接口共享)32位downstream寻址支持APIC和MSI中断信号,当处理器中断时将发送Intel定义的“End Of Interrupt”广播信号消息信号中断(MSI)SMI,SCI和SERR错误指示5.BIOS系统BIOS(Basic Input Ou
19、tput System,基本输入/输出系统)是被固化到计算机主板上的ROM芯片中的一组程序,为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制。运行设置程序后的设置参数都放在主板的CMOS RAM芯片中。6.IDE接口和软驱接口7.I/O接口8.AMR和CRN插槽9.CPU电源插座10.电池 11.电源插座12.跳线开关3.2 主板的参数和测试3.2.1 主板的参数3.2.2 主板的参数测试 (1)SiSoftware:该软件是Windows综合类型测试软件,拥有超过 30 种以上的分析与测试模组,还有 CPU、Drives、CD-ROM/DVD、Memory 的 Benchmark 工具,还可将分析结果
20、报告列表存盘。(2)HWiNFO32:该软件主要用于微型机硬件检测。它可以显示出处理器、主板及芯片组、PCMCIA接口、BIOS版本、内存等信息,另外HWiNFO还提供了对处理器、内存、硬盘以及CD-ROM的性能测试功能。3.3 主板的芯片组、总线和接口3.3.1 主板的芯片组 在早期主板的芯片组种类很多,如VIA(威盛)、UMC(联华)SIS(矽统)、ALI(杨智)等等,Pentium处理器出现后,为了更好支持Pentium处理器,Intel公司开始自己设计芯片组,由于激烈的市场竞争,很快许多厂商都转向其它领域的生产上去了,目前主板芯片组生产厂家主要是Intel、ViA、SiS,另外,ALI
21、和AMD也有生产。当前主流Pentium 4芯片组主要有Intel的i850、i845D、i845E、i845G、i845GL、i845PE和E7205等,其中845G和845GL整合了图形芯片;VIA的P4X266、P4X333、P4X 400和整合图形芯片的P4M266等;SiS的645/DX、648和整合图形芯片的650、651等。1.Intel芯片组Intel 845/850系列芯片组不再有北桥芯片和南桥芯片之分,而采用MCH和ICH代替,MCH就相当于传统意义上的北桥,ICH相当于传统意义上的南桥,为了方便理解,一般仍沿用原来的习惯说法,把MCH叫做北桥,ICH叫做南桥。(1)i85
22、0芯片组i850芯片组是Intel公司最早推出支持Pentium 4 CPU的芯片组之一,随着Pentium 4的发布,这款芯片组也就跟着一起上市了。i850支持CPU接口类型为Socket 423/478,它的北桥芯片是Intel KC82850,南桥芯片是Intel 82801BA。(2)845/845D845芯片组是由MCH82845)和ICH2 (82801BA)构成的。(3)845E芯片组845E支持CPU接口类型只有Socket 478,北桥采用82845E芯片,FC-BGA 593封装,南桥采用ICH4 (82801DB),421 pin BGA封装。(4)845G/GL芯片组8
23、45G采用760 FC-BGA封装,支持USB2.0,6声道输出,集成了网卡,内置显卡,支持数字图象输出。845GL采用760 (FCBGA)封装,ICH是82801DB ICH4,421 (BGA)封装。由于845GL没有提供AGP接口,因此845GL主板不能外接AGP显示卡,这是它与845G主板唯一的区别,其他的方面完全都一样。(5)845PE/845GE芯片组Intel推出了支持DDR333内存的Pentium 4芯片组845PE 和 845GE,它们分别是845E 和845G芯片组的升级版本。 845PE芯片组与845E相比,除了支持DDR333外,还支持Hyper-Threading
24、(超线程)技术。其他方面二者没有区别。845GE与845PE的关系和845E 和845G的关系一样,就是845GE内置显卡功能。 (6)E7205芯片组Intel E7205是用于支持Pentium 4处理器的入门级工作站芯片组。支持Intel最新的Hyper-Threading(超线程)技术;支持双PC2100内存控制器技术,通过双通道DDR内存控制技术实现了4.2GB/s内存带宽,提供了同PC1066 RDRAM一样的带宽;支持ECC(错误校正码);支持AGP 3.0规格(即AGP 8x),这使得其图形数据传输带宽达到了2.1GB/s. E7205芯片组的北桥MCH(内存控制中心)E720
25、5,是一个1005针 FCBGA封装的芯片,南桥仍然是ICH4(82801DB)芯片,支持ATA/100和USB 2.0。另外,新的电源管理能力和音频控制器,也被整合到了这个芯片当中。(7)915芯片组特性优势800/533 MHz系统总线:前端总线(FSB)可以支持高性能英特尔 处理器和更出色的系统性能。支持提高系统对于多任务处理的响应能力。LGA775 插座LGA775插座可支持最高性能的英特尔 台式机处理器。 PCI Express 总线PCI Express x16 显卡的带宽高达每方向4 GB/s,是AGP8X带宽的3.5倍。PCI Express x1 I/O 能提供500 MB/
26、s的并发带宽,比PCI 133 MB/s的带宽高3.5倍之多。 PCI Express* x16显卡接口双通道 DDR2 或 DDR 灵活的内存支持,支持双通道DDR2 533/DDR2 400或DDR400/DDR333内存,最高可使用4 GB的内存。 直接媒体接口(DMI)对于I/O密集型应用,全新的串行总线在内存与I/O控制器之间能提供高达2.0 GB/s的并发带宽,远远超过前一代英特尔 中枢体系架构的266 MB/s。英特尔高清晰度音支持全新的消费娱乐格式,如7.1环绕声、Dolby* Digital和DTS*。音频编解码器支持192 kHz音质、多数据流和更出色的语音输入,以进行语音
27、识别和IP语音。 英特尔矩阵存储技 (仅限ICH6R或RW)在同样的磁盘上,通过RAID 0提高存储性能,同时依靠RAID 1保护数字记录。高级主机控制器接口(AHCI)能通过本机命令排队(NCQ)进一步提高性能,并为更换驱动器提供固有的热插拔性能。 4个 串行ATA 端口(SATA/150)集成串行ATA控制器可显著加快数据传输速度,4个端口均可达到150 MB/s。支持更轻松的硬盘升级和扩展,以添加全新的SATA光驱。 Ultra ATA/100支持早期硬盘和光驱。 高速 USB 2.0 端口8个端口提供了超过USB 1.1多达40倍的带宽,支持高速I/O外设(如数码摄像机)。 (8)94
28、5P芯片组英特尔 945P高速芯片组可通过其高带宽接口带来卓越系统性能,包括双通道DDR2内存、1066/800 MHz系统总线、PCI Express*x16显卡端口、PCI Express x1 I/O端口、以及下一代串行ATA和高速USB 2.0接口等。此外,英特尔 945P高速芯片组还可以支持英特尔 主动管理技术。该技术是面向企业的下一代远程客户端网络管理技术。特性优势1066/800/533 MHz 系统总线支持英特尔 奔腾 D 处理器、含超线程(HT)技术的英特尔 奔腾 4 处理器、以及采用LGA775插座的所有其它英特尔 奔腾 处理器和英特尔 赛扬 处理器,并具备出色的可扩展性,
29、能够支持未来的处理器创新。PCI Expressx16 接口提供了比传统AGP 8X接口高3.5倍的带宽,并可支持最新的高性能显卡。PCI Express* x1 接口提供了比传统PCI架构高3.5倍的带宽,支持快速访问外设和网络。英特尔高清晰度(HD)音频集成声卡支持可带来震撼家庭影院音效,并可提供诸如多音频流和插孔重分配等多种先进特性。Dolby* 电脑娱乐体验1仅可在配备英特尔 高清晰度音频的系统上实现。英特尔矩阵存储技术借助RAID 0、5和10,支持更快访问数字照片、视频和业务文件。同时还可通过RAID 1、5、10带来强大数据保护,避免由于硬盘驱动器故障而造成数据丢失。英特尔主动管
30、理技术支持远程线下管理带外联网系统,而不受系统状态的限制。可帮助提高IT效率,改善资产管理,并增强系统安全性和可用性。串行ATA* (SATA) 3 Gb/s高速存储接口可支持更快的数据传输率,从而能够显著提高数据访问速度。双通道 DDR2 内存支持高达10.7 GB/s的带宽和4 GB的内存寻址能力,可显著提高系统响应速度,并能够支持64位计算。英特尔 伸缩内存技术为用户提供了更为灵活的内存升级途径,支持在保持双通道模式/性能的同时,安装不同的内存容量。(9)975x芯片组英特尔 975X 高速芯片组成就了英特尔性能最高的平台,且支持最新英特尔双内核处理器,增加了有助于管理和排列多(四)个处
31、理器线程优先顺序的智能。除支持多个线程之外,英特尔 975X 高速芯片组还支持一些主要特性以优化性能,如支持多个 2x8 显卡、英特尔 内存流水线技术(英特尔 MPT),支持 64 位计算的 8GB 内存寻址能力,以及纠错码(ECC)内存等。特性优势支持英特尔 欢跃 技术全新的消费娱乐电脑将改变您的家庭娱乐方式。借助基于英特尔 P975X 高速芯片组的系统,您能从个人娱乐收藏中选择希望欣赏的音乐、电影、游戏和照片,也能从经过英特尔 欢跃 技术验证的服务供应商处选择丰富多彩的娱乐内容,这些服务内容可直接送达您的起居室。 1066-/800-MHz 系统总线支持英特尔 酷睿2 至尊处理器、英特尔
32、酷睿2 双核处理器、英特尔奔腾处理器至尊版 和英特尔 奔腾 D 处理器,从而为游戏和应用程序提供更高的性能表现。英特尔 内存流水线技术增强的内存流水线操作,支持每个存储通道都实现更高的利用率,以加速数据在处理器和系统内存之间的传输,从而实现更高的系统性能。英特尔高清晰度音频集成音频,支持全新的家电格式、增强的音效,以及多种音频流功能,从而可带来非凡的数字音响效果。PCI Express* 接口内存控制器中枢(MCH)中的 16 通道的 PCI Express 可以提供高出传统 AGP 8X 接口超过 3.5 倍的性能,支持最新显卡运行要求苛刻的游戏和应用程序。I/O 控制器中枢的 6 通道 P
33、CIx1 支持多种 I/O 卡和应用。PCI Express* 配置灵活性MCH 中的 2 个 PCI Express 控制器可支持 1x16 或 2x8 运行 16 PCI Express 通道。 英特尔矩阵存储技术借助 RAID 0、5 和 10 提供更快速的数字照片、视频和业务文件访问;借助 RAID 1、5 和 10 实现数据保护,避免出现硬盘故障。串行 ATA*(SATA)3Gb/秒高速存储接口支持更快的数据传输速度,可增强数据存取能力。双通道 DDR2 内存支持高达 10.7GB/秒的带宽和 8GB 的寻址能力,可提高系统响应能力。英特尔 灵活内存技术支持不同容量的内存并允许它们以
34、双通道模式共存,可便于用户进行更轻松地升级。2. VIA芯片组(1) P4X266/AP4X266芯片组P4X266/AP4X266芯片组支持CPU的架构是Socket 423/478,采用的北桥芯片是VIAVTP4X266,南桥芯片采用的是VIA VT8233,不过最有特点的是它不仅仅支持SDRAM,也支持DDRRAM。P4X266是较早支持DDR的P4芯片组。(2)P4X333芯片组P4X333是只支持478接口的CPU,北桥采用VT8754芯片,南桥采用的是VT8235芯片。(3) P4X400芯片组北桥采用VIA Apollo P4X400芯片,南桥采用VT8235芯片,支持前端总线为
35、533的P4 CPU,3个DDR400规格插槽接口,最大支持内存容量为3GB,一个APG8X的接口,标准电压为1.5V,提供6个PCI插槽,提供6声道音频输出,提供6个基于USB2.0标准的接口输出,并且还提供一个IEEE1394接口。整合了MC97的内置MODEM。(4)P4M266芯片组P4M266北桥采用VIA公司的VT8751芯片,支持DDRRAM PC200/266,也支持SDRAM PC133/100,最大支持内存容量为4GB,只支持前端总线为400MHz的P4 CPU,整合了ProSavage8显示芯片,但是可以外接AGP规格的显示卡;南桥方面由于推出的时间不同有3个版本VT82
36、33/8233A/8233C,但是基本提供的功能差别不大,主要是修复了一些BUG。3.SiS芯片组(1) SiS 645芯片组芯片组北桥采用的是SiS 645芯片,南桥采用了SiS 961芯片。SiS 645是最早支持DDR333规格内存的芯片组,最大支持容量为3GB,支持前端总线(FSB)为400MHz的P4系列的CPU。(2) SiS648 芯片组SiS648芯片组北桥芯片采用SiS648,南桥芯片使用了SiS 963。4.支持Socket A架构的芯片组(1)AMD 760芯片组AMD 760是较早的一款支持Socket A处理器的DDR芯片组。它是同具有266MHz总线的Athlon处
37、理器同时发布的。AMD 760是由AMD-761北桥和AMD-766南桥组成的,它们之间依然通过传统的PCI总线连接。AMD 760一般情况下仅支持4个内存bank,而且不支持registered DDR SRDAM。这也就意味着大多数采用AMD 760芯片组的主板都只有2条DDR DIMM插槽。而且,AMD 760仅仅支持DDR SRDAM而不支持PC133 SDRAM。南桥芯片AMD-766也没有提供任何额外的功能,比如它没有整合AC97声卡和modem,也没有整合LAN控制器,不过提供了4个USB端口的支持。(2) VIA KT266芯片组VIA KT266北桥VT8366,南桥VT82
38、33,南北桥之间采用了特殊的V-Link总线相连,带宽为166MB/s带宽是PCI总线的两倍。VIA KT266对于主流内存提供了全方位的支持:DDR SDRAM和PC133 SDRAM。并且采用了内存异步技术。最大可支持3GB的unregistered DDR SDRAM。南桥芯片VIA KT266,整合了LAN控制器和6声道AC97声卡。(3)VIA KT400芯片组KT400A芯片组,支持Barton内核,更新了北桥内存控制设计,支持DDR400内存(单通道)和AGP8X。VIA P4M800 VIA K8T890P4M890特性VIA P4M890支持的处理器Intel Core 2
39、Duo、Pentium 4 和 Celeron 处理器 超线程支持支持前端总线800MHz/533MHz/400MHz 内存支持DDR2 533/400DDR 400/333/266/200最大支持4GBPCI Express 显卡支持PCI Express x16 显卡PCI Express 周边设备支持PCI Express x1南北桥连接V-Link (533 MB / 秒)图形核心VIA UniChrome Pro 视频加速支持双屏显示支持支持影像噪声过滤支持硬件显示旋转支持视频采集卡接口支持3.3.2 主板的总线总线按功能可分为:地址总线(ABUS)、数据总线(DBUS)和控制总线(
40、CBUS)。通常所说的总线都包括上面三个组成部分,称为三总线结构。在微型机系统中有各式各样的总线,这些总线可以从不同层次来分类:(1)内部总线,指在CPU内部、寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用的总线。(2)外部总线,是CPU与内存、缓存控制芯片和输入/输出设备接口之间的数据通道。(3)扩展总线,在控制芯片和扩展槽之间还有数据通道,称作扩展总线或系统总线。总线的主要参数有:(1)总线的带宽,它指在一定时间内总线上可传送的数据量,即最大稳态数据传输率,单位为MB/S.(2)总线的位宽,它指的是总线能同时传送数据的位数,如32位、64位总线位宽。(3)总线的工作频率,即总线工
41、作的时钟频率,以MHz为单位,工作频率越高,则总线工作速度越快。微型机上的扩展总线主要有ISA总线、EISA总线、MCA总线、VESA总线和PCI总线。l PCI总线PCI总线可支持10种外部设备,总线时钟频率为33MHz,最大数据传输率133MB/S,总线宽度32位(5V)/64位(3.3V)。l PCI-X总线PCI-X是PCI总线的一种扩展架构,它与PCI总线不同的是,PCI总线必须频繁的于目标设备和总线之间交换数据,而PCI-X则允许目标设备仅于单个PCI-X设备进行交换,同时,如果PCI-X设备没有任何数据传送,总线会自动将PCI-X设备移除,以减少PCI设备间的等待周期。所以,在相
42、同的频率下,PCI-X将能提供比PCI高14-35%的性能。总线宽度频率速度功能频宽PCI-X 6664位66MHzHot Plugging, 3.3 V533MB/sPCI-X 13364位133MHzHot Plugging, 3.3 V1.06GB/sPCI-X 26664位,另有16位选项133MHz Double Data RateHot Plugging, 3.3 & 1.5 V, ECC supported2.13GB/sPCI-X 53364位,另有16位选项133MHz Quad Data RateHot Plugging, 3.3 & 1.5 V, ECC supporte
43、d4.26GB/s3.3.3 主板的接口接口电路功能:(1)设置数据的寄存或缓冲逻辑,以适应CPU与外设之问的速度差异。(2)进行信息格式的转换。(3)协调CPU与外设之间的电平差异和信息类型差异。如进行电平转换、A/D或D/A转换等。(4)协调时序差异.(5)实现地址译码和设备选择功能。(6)设置中断和DMA控制逻辑,以保证在中断和DMA允许时,产生中断和DMA请求信号,并在接到中断和DMA应答之后,完成中断处理和DMA传输。 随着计算机技术的不断发展,新的接口标准不断出现。现在各种I/O接口大多直接集成在主板上,这些接口主要有并行接口、串行接口、EIDE接口、软驱接口、USB接口、IEEE
44、1394接口、AGP接口等。1、并行接口25针、8位。2、串行接口9针。3、软驱接口4、IDE接口(ATA接口)5、USB接口6、1394接口7、AGP接口3.4 主板的技术发展3.4.1 整合技术的发展3.4.2接口技术的发展1、SATA(1) SATA的特点n 传输速率高。 Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/sec,这比目前最块的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/sec的最高数据传输率还高,而目前SATA II的数据传输率则已经高达300MB/sec。n 高度简化接口和连线。与并行ATA相比,Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作,分
45、别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据, Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle ATA)接线要简单得多,而且容易收放,对机箱内的气流及散热有明显改善。n 点对点模式。(2) SATA2.5SATA 2.5规范是7个规范的综合,包括了SATA 1.0a规范和6个前SATA 2.0扩展规范。其中SATA 2.0的6个规范分别是:3Gb/s、NCQ、Staggered Spin-up、Hot Plug、Port Multiplier及eSATA。n 3Gb/s300MB/s的外部接口传输速率,即最初版本SATA的150MB/s的两倍。这个速度是SATA设备和控制器点对点的
46、连接速度,也就是说两者之间的通信以300MB/s为速度上限。3Gb/s特性不能给现有的ATA硬盘驱动器带来什么帮助,设备和控制器之间握手速率的提升仅仅能在改进了硬盘缓存效率之后让突发传速速率突破150MB/s而已,这可能让硬盘在某些情况下比同等SATA150硬盘快上1/10秒,也许还不到1/10秒。n NCQ(原生命令排序)NCQ可以排列硬盘所接收到的指令以改进性能。具体来说是将所接收的指令以某种顺序进行重新排序,排序的目的在于让磁头能集中寻址,减少磁头不必要的来回寻址以缩短整体用时,当遇到大量随时寻址的操作时,通过硬盘的微处理器,他们会被标记然后重新排序。这样是为了减少硬盘寻找数据头时的时间
47、。n Hot Plug(热插拔)热插拔,也称Hot Swap。在PATA时代,ATA硬盘本身不具备这样的功能,插针接口的物理特性本身限制了热插拔操作的可能。而SATA一开始就设计成支持热插拔,无论是控制器等部分,还是物理接口都在为支持热插拔而特别设计。最明显的是SATA的弹片式接口,长短不一的数据/电力接口触点保证硬盘和主机/电力脱离的瞬间保持接地,来保护硬盘控制电路以及主机部分免受击穿。不过,目前SATA热插拔还局限于机箱内部,要在一台运行中的计算机机箱内热插拔SATA硬盘是一件复杂、麻烦及不必要的事。而USB接口的移动硬盘、优盘等,在方便性方面相对更具优势。n Port Multiplie
48、r(端口复用技术)Port Multiplier(端口复用技术),其作用是一个活动主机连接多路复用至多个设备连接,实现以通道的形式和单独的每个硬盘通讯,即每个SATA硬盘都独占一个传输通道,所以不存在像并行ATA那样的主/从控制的问题。其形式就像是网络中的交换机,实现局域网内每台PC独占一条网线。n eSATA(外部SATA)eSATA是希捷(Seagate)公司推出的外部SATA规格接口,一种扩展SATA-2接口,它是用来连接外部而不是内部SATA设备。eSATA在实际应用时,数据传输率高达150MBps300MBps,而且为外部设备的使用提供了更佳的保护措施。SATA的数据线是一条大约1c
49、m宽的扁平线缆,而eSATA的数据线则是由两条圆线缆并排粘合在一起构成的,外面还包着坚固的外皮。这种新接口可以提供USB2.0接口的5倍速度,并且具有SATA-2的所有新增功能。n Staggered Spin-up(交错启动)交错启动模式(Staggered Spin-up)功能,该项交错启动功能可使主机于多重硬盘装置中启动个别的硬盘。这一模式可减少系统启动时所消耗的电源,并让系统设计减少电源供应,以及减低终端用户的拥有成本(TCO)。新款硬盘同时也具备错误侦测码(Error Correction Code,ECC)功能,可在硬盘运行期间确保用户数据安全。(3)eSATAeSATA的全称是E
50、xternal Serial ATA(外部串行ATA),它是SATA接口的外部扩展规范,传输速度和SATA完全相同。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。相对于SATA接口来说,eSATA在硬件规格上有些变化,数据线接口连接处加装了金属弹片来保证物理连接的牢固性。原有的SATA是采用L形插头区别接口方向,而eSATA则是通过插头上下端不同的厚度及凹槽来防止误插,它同样支持热拔插。虽然改变了接口方式,但eSATA底层的物理规范并未发生变化,仍采用了7针数据线,所以仅仅需要改变接口便可以实现对SATA设备的兼容。 eSATA是SATA的外接式接口,可以达
51、到如同SATA般的传输速度,例如eSATA 1500Mbps或eSATA 3000Mbps。eSATA 3000Mbps速度同样向下兼容于1500Mbps,与目前台式硬盘的情况相同。2、PCI-E在2001年春节的Intel开发者大会上,Intel展示在将用来替代PCI总线和各种不同内部芯片连接的第三代I/O总线技术,当时Intel称之为3GIO,意为第三代I/O标准。(1)在两个设备之间点对点串行互联;与PCI所有设备共享同一条总线资源不同,PCIExpress总线采用点对点技术,能够为每一块设备分配独享通道带宽,不需要在设备之间共享资源,这样充分保障了各设备的宽带资源,提高数据传输速率;(
52、2)双通道,高带宽,传输速度快。在数据传输模式上,PCIExpress总线采用独特的双通道传输模式,类似于全双工模式,大大提高了数据传输速度。在传输速度上,1.0版本的PCIExpress将从每个信道单方向2.5Gbps的传输速率起步,而它在物理层上提供的132速可选信道带宽特性更使其可以轻松实现近乎无限的扩展传输能力。PCIExpressX1(双通道)500MB/SPCIExpressX2(双通道)1GB/SPCIExpressX4(双通道)2GB/SPCIExpressX8(双通道)4GB/SPCIExpressX16(双通道)8GB/S(3)灵活扩展性。与PCI不同,PCIExpress
53、总线能够延伸到系统之外,采用专用线缆可将各种外设直接与系统内的PCIExpress总线连接在一起。这样可以允许开发商生产出能够与主系统脱离的高性能的存储控制器,不必再担心由于改用FireWire或USB等其它接口技术而使存储系统的性能受到影响。(4)低电源消耗,并有电源管理功能。这主得益于PCIExpress总线采用比PCI总线少得多的物理结构,如单x1带宽模式只需4线即可实现调整数据传输,实际上是每个通道只需4根线,发送和接收数据的信号线各一根,另外各一根独立的地线。当然实际上在单通道PCIExpress总线接口插槽中并不是4针引脚,而是18针,这其余的14针都是通过4根芯线想互组合得到的。
54、由于减少了数据传输芯线数量,所以它的电源消耗也就大降低了。(5)支持设备热拨插和热交换。(6)使用小型连接,节约空间,减少串拢。(7)在软件层保持与PCI兼容。3、RAID磁盘阵列技术n RedundantArraysofIndependentDisks的简称,独立磁盘冗余阵列。n RAID0:将多个较小的磁盘合并成一个大的磁盘,不具有冗余,并行IO,速度最快。RAID0亦称为带区集。它是将多个磁盘并列起来,成为一个大硬盘。在存放数据时,其将数据按磁盘的个数来进行分段,然后同时将这些数据写进这些盘中。所以,在所有的级别中,RAID0的速度是最快的。但是RAID0没有冗余功能的,如果一个磁盘(物
55、理)损坏,则所有的数据都无法使用。n RAID1:两组相同的磁盘系统互作镜像,速度没有提高,但是允许单个磁盘错,可靠性最。RAID1就是镜像。其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘(物理)损坏时,镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有50%,是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别。n RAIDLevel3RAID3存放数据的原理和RAID0、RAID1不同。RAID3是以一个硬盘来存放数据的奇偶校验位,数据则分段存储于其余硬盘中。它象RAID0一样以并行的方式来存放数,但速度没有RAID0快。如果数据盘(物理)损坏,只要将坏硬盘换掉,RAID控制系统则会根据校验盘的数据校验位在新盘中重建坏盘上的数据。不过,如果校验盘(物理)损坏的话,则全部数据都无法使用。利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高,但是硬盘利用率得到了很大的提高,为n-1。n RAID5:向阵列中的磁盘写数据,奇偶校验数据存放在阵列中的各个盘上,允许单个磁盘出错。RAID5也是以数
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