电脑硬件详解课堂

电脑主机的组成一台电脑是由许许多多的零部件组成，只有这些零部件组合在一起协调的工作，才能称之为电脑。电脑发展到现在，其零部件都有了很大的变化，但其工作原理却没有变，其中包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡、声卡等等。下面将简单的介绍组成电脑的各个零部件。电脑机箱电脑电源功能：保障电脑的电源供应作用：一个合格的电源对电脑的作用却是非常重要的，电源就犹如人体的心脏，随时提供新鲜的血液，即使再聪明的头脑或再敏捷的身手也离不开心脏，电脑电源就是如此。劣质电源不仅直接影响了电脑的正常的使用，对主板、显卡等其它配件造成损害，而且这种电源所产生的电磁辐射，对人身健康也构成了潜在的威胁。

主板主板和CPU都是电脑中最关键的部件。所有的板卡必须通过主板发挥作用，主板性能和质量的好坏直接影响到整个系统。电脑主板按不同的架构标准和各种不同的主要部件、接口组合而成。CPU（中央处理器）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。CPU风扇功能：为CPU降温作用：一开机CPU的温度就很高，搞不好就是一冒黑烟。那么你几百大元的CPU就完了，所以啊，选一个好的风扇是十分重要的。硬盘功能：硬盘是我们熟知的电脑配件之一，简单的说就是一个大容量存储器，与主机通讯速度很快，成为现代电脑不可缺少的配件。作用：由于计算机在工作时CPU，输人输出设备与存储器这间要大量地交换数据，因此存储器的存处速度和容量，也是影响计算机运行速度的主要因素之一。西数硬盘希捷硬盘内存条功能：内存是电脑的一个临时存储器，它只负责电脑数据的中转而不能永久保存。它的容量和处理速度直接决定了电脑数据传输的快慢，和CPU、硬盘一起并称为电脑的三大件。作用：内存是CPU能够直接访问的存储器，CPU从内存中读取操作指令和数据，又把运算或处理结果送回内存。图形显示卡功能：显卡的作用就是提供对图像数据的快速处理，显卡也是电脑的重要组成部件之一，而且也是更新换代最快的一个部件，目前很多3D游戏对显卡的要求都很高，因此我们不得不掏钱从新买一块显卡来更新换代。光盘驱动器功能：听歌，看牒，装软件，用游戏光牒打游戏，等等。有了它，电脑处处充满生机和活力。CPUCPU(CentralPrecessingUnit)即中央处理器，其功能是执行算，逻辑运算，数据处理，传四舍五入，输入/输出的控制电脑自动，协调地完成各种操作。作为整个系统的核心，CPU也是整个系统最高的执行单元，因此CPU已成为决定电脑性能的核心部件，很多用户都以它为标准来判断电脑的档次。英特尔英特尔公司是全球最大的半导体芯片制造商，它成立于1968年，具有41年产品创新和市场领导的历史。1971年，英特尔推出了全球第一个微处理器。微处理器所带来的计算机和互联网革命，改变了整个世界。英特尔公司（IntelCorporation）（NASDAQ：INTC，港交所：4335），总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉。英特尔的创始人RobertNoyce和GordonMoore原本希望他们新公司的名称为两人名字的组合——MooreNoyce，但当他们去工商局登记时，却发现这个名字已经被一家连锁酒店抢先注册。不得已，他们采取了“INTegratedElectronics（集成电子）”两个单词的缩写为公司名称。现任经营高层是董事长克雷格·贝瑞特和总裁兼执行长保罗·欧德宁。英特尔公司在随着个人电脑普及，英特尔公司成为世界上最大设计和生产半导体的科技巨擘。

AMDAMD是一家专注于微处理器设计和生产的跨国公司，总部位于美国加州硅谷内森尼韦尔。AMD为电脑、通信及消费电子市场供应各种集成电路产品，其中包括中央处理器、图形处理器、闪存、芯片组以及其他半导体技术。

AMD成立于1969年，总部位于加利福尼亚州桑尼维尔。AMD公司专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器（CPU、GPU、APU、主板芯片组、电视卡芯片）等、闪存和低功率处理器解决方案。AMD致力为技术用户——从企业、政府机构到个人消费者——提供基于标准的、以客户为中心的解决方案目前AMD在CPU市场上的占有率仅次于Intel，但仍有不少差距，Intel占据了80%以上的市场份额，而AMD不足20%。

GPUGPU英文全称GraphicProcessingUnit，中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，由于在现代的计算机中（特别是家用系统，游戏的发烧友）图形的处理变得越来越重要，需要一个专门的图形的核心处理器。GPU是显示卡的“大脑”，它决定了该显卡的档次和大部分性能，同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖CPU的处理能力，称为“软加速”。3D显示芯片是将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内，也即所谓的“硬件加速”功能。显示芯片通常是显示卡上最大的芯片（也是引脚最多的）。现在市场上的显卡大多采用NVIDIA和AMD-ATI两家公司的图形处理芯片。

intel可能谁都想不到intel不但是世界上最大的CPU生产销售商，也是世界最大的GPU生产销售商。intel的GPU在现在完全是集成显卡，用于intel的主板和intel的笔记本。可能你想不到，要是只按发售数量计算，intel随着他主板发售的集成GPU占据了整个GPU市场的60%以上。nVidia英伟达现在最大的独立显卡生产销售商，他的显卡包括现在大家熟悉的Geforce系列，比如GF9800GTX,GTX260,GF8600GT等，还有专业的Quadro系列等。他也同样销售固化在主板上的集成显卡，这些显卡随着主板一起发售，但是由于AMD兼并ATI后自身主板芯片能力提高，NV主板如日中天的景象已经失去了半壁江山。AMD(ATI)世界上第二大的独立显卡生产销售商，他的前身就是ATI。他的显卡主要就是大家熟悉的HD系列，比如HD3850,HD4650,HD4870等。由于AMD兼并ATI后，其主板市场迅速扩大，已经夺取了NV在amd处理器主板的半壁江山。就发售量和发售盈利方面，AMD显卡方面仍然略输于nv,不过两者不相伯仲，差距只是几个百分点。NVIDIA（英伟达）nVIDIA（全称为nVIDIACorporation，NASDAQ：NVDA，官方中文名称英伟达），创立于1993年1月，是一家以设计显示芯片和主板芯片组为主的半导体公司。nVIDIA亦会设计游戏机内核，例如Xbox360和PlayStation3。nVIDIA最出名的产品线是为游戏而设的GeForce显示卡系列，为专业工作站而设的Quadro显卡系列，和用于计算机主板的nForce芯片组系列。nVIDIA的总部设在美国加利福尼亚州的圣克拉拉。是一家无晶圆（Fabless）IC半导体设计公司。

ATIATI(ArrayTechnologyIndustry)是世界著名的显示芯片生产商，和nVIDIA齐名，中文名叫“冶天”。在1985年至2006年之间是全球重要的显示芯片公司，总部设在加拿大安大略省万锦，直至被美国AMD公司收购后成为该公司的一部份。ATI在美洲、欧洲和亚洲等地曾拥有超过3,700名员工，营业额为22亿美元，是一家专门设计与销售适用于个人电脑的显示卡、图形处理器、芯片组、机顶盒、数字电视、电子游戏机和手提式设备等的无厂半导体公司。主板的平面是一块PCB印刷电路板，它实际是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的PCB线路板分有四层和六层，四层板分别是主信号层、接地层、电源层、次信号层。而六层板增加了辅助电源层和中信号层。而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。在电路板上面，是错落有致的电路布线；在PCB印刷电路板上面，则为棱角分明的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。芯片包括BIOS芯片，南北桥芯片，RAID控制芯片等；插槽包括CPU插座，内存插槽，PCI插槽，ISA插槽等；接口包括IDE接口，软驱接口，COM接口(串口)，PS/2接口，USB接口，IEEE1394接口，LPT接口(并口)，MIDI接口等。一、主板的工艺二、主板的结构1、ATX结构2、MicroATX

3、BTXATX架构主板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。这一标准得到世界主要主板厂商支持，目前已经成为最广泛的工业标准。1997年2月推出了ATX2.01版。它的布局是"横"板设计，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。主板其几何尺寸改为30.5cm×24.4cm。采用7个I/O插槽，CPU与I/O插槽、内存插槽位置更加合理。优化了软硬盘驱动器接口位置。提高了主板的兼容性与可扩充性。采用了增强的电源管理，真正实现电脑的软件开/关机和绿色节能功能。MicroATX

架构主板2、MicroATX

MATX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只，DIMM插槽为2-3个，从横向减小了主板宽度，其总面积减小约0.92平方英寸，比ATX标准主板结构更为紧凑。按照MicroATX标准，板上还应该集成图形和音频处理功能。目前很多品牌机主板使用了MicroATX标准，在DIY市场上也常能见到MicroATX主板。BTX架构主板（未来趋势）3、BTX

BTX是英特尔提出的新型主板架构BalancedTechnologyExtended的简称，是ATX结构的替代者，新的BTX规格能够在不牺牲性能的前提下做到最小的体积。BTX具有如下特点：支持Low-profile，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑；针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计；而且，目前流行的新总线和接口，如PCIExpress和串行ATA等，也将在BTX架构主板中得到很好的支持。新型BTX主板将通过预装的SRM（支持及保持模块）优化散热系统，得益于新技术的不断应用，将来的BTX主板还将完全取消传统的串口、并口、PS/2等接口。三、主板的芯片组1、南桥芯片（SouthBridge）是主板芯片组的重要组成部分，一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽的附近，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说，其数据处理量并不算大，所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式（不同厂商各种芯片组有所不同，例如英特尔的英特尔HubArchitecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”）与北桥芯片相连。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。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。中间靠下的那个较大的芯片，就是主板的南桥芯片。2、北桥芯片（NorthBridge）是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥（HostBridge）。一般来说，芯片组的名称就是以北桥芯片的名称来命名的。北桥芯片负责与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（SDRAM，DDRSDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、AGP插槽、ECC纠错等支持，整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离。因为北桥芯片的数据处理量非常大，发热量也越来越大，所以现在的北桥芯片都覆盖着散热片用来加强北桥芯片的散热，有些主板的北桥芯片还会配合风扇进行散热。下面以ATX结构主板为例，介绍主板上的主要部件及其功能，如图3-3所示。主板的组成结构目前，市场上的CPU架构虽然有IntelLGA775、AMDAM2/AM2+等几种，但除CPU接口不同外，其组成结构几乎相同。主板一般由以下几个部分组成。插槽类：CPU插槽、PCI插槽、PCIe插槽、DIMM插槽等。芯片类：芯片组、时钟芯片、I/O芯片、BIOS芯片、声卡芯片、网卡芯片等。接口类：PS/2接口、USB接口、串行接口、并行接口、S-ATA接口、IDE接口等。插针类：外接面板插针、外接音频插针、散热器风扇插针等。供电部分：电源插座、CPU供电电路、内存供电电路等。其他元器件等。PCB基板4层和6层PCB的结构如图3-4所示。蛇行走线，如图3-5所示）。CPU插座目前主流的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）。主板芯片组主板芯片组在主板上的位置如图3-9所示。

主板芯片组：芯片组是主板上最重要的部件，主板的功能主要取决于芯片组。芯片组负责管理CPU和内存、各种总线扩展以及外设的支持。

总线扩展槽：按功能分为内存插槽、PCI/ISA扩展槽、AGP，PCI，PCIE显示卡插槽等各类I/O接口：软硬盘、键盘鼠标、打印机、USB（通用串行总线）、COM1/COM2等。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。PCIe的规范主要是为了提升电脑内部所有总线的速度，因此频宽有多种不同规格标准，其中PCIex16是专为显卡所设计的部分。内存插槽目前流行的内存条有DDRSDRAM、DDR2SDRAM和DDR3SDRAM，相应的内存插槽也有3种，如图3-11所示。BIOS单元常见BIOS芯片的外观如图3-12所示。BIOS是英文"BasicInputOutputSystem"的缩略语，直译过来后中文名称就是"基本输入输出系统"。其实，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。

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主板电源插座主板电源插座如图3-13所示。CPU电源供电单元电感线圈分为全裸电感、半封闭式电感和防磁全屏蔽电感，如图3-14所示。SerialATA、IDE接口插座

1．SerialATA接口插座主板上的SATA接口的如图3-15所示。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。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。外部接口（I/O接口背板）主板I/O接口背板如图3-25所示。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，其接口插座如图3-26所示。2.串行接口COM接口插座如图3-27所示。3.并行接口并行接口，简称并口，其插座如图3-28所示。4.U