第2章微型计算机主要部件

第2章微型计算机主要部件第一页，共221页。

主板第二页，共221页。2.1主板主板又叫主机板（MainBoard）、系统板（SystemBoard）或母板（MotherBoard），主板既是连接各个部件的物理通路，也是各部件之间数据传输的逻辑通路，几乎所有的部件都连接到主板上。微机主板分类方式有以下几种。第三页，共221页。

图2-1ATX、MICROATX主板BTX主板

一、按主板的结构分类主板结构标准有ATX，MicroATX、NLX、BTX等。目前用得最多的是ATX和MicroATX结构，如图2-1所示。第四页，共221页。

１.按逻辑控制芯片组分类芯片组（Chipset）是主板上最重要的部件，是主板的灵魂，主板的功能主要取决于芯片组，生产主板芯片组的厂家虽然只有Intel、nVIDIA、VIA、SiS、ATi等。如Intel的945、965以及Intel的3系列芯片组、4系列芯片组，对应的主板就是945主板、965主板、3系列的主板、4系列、5系列的主板，目前常用的是Intel的G31、G33、G35、P35等3系列主板和G41、G43、G45、Q43等4系列的主板等。其中3系列的主板是低端市场，4系列的主板是市场主流，5系列的是市场高端。

第五页，共221页。２.按是否为集成型主板分类集成主板和非集成主板。集成型（AllInOne）主板，又称整合型主板或一体化主板，即主板上集成了音频、视频处理和网卡等功能。３.按生产主板的厂家分类生产主板的厂家却很多，市场上常见的主板品牌有：华硕（ASUS）、微星（MSI）、升技（Abit）、硕泰克（Soltek）、映泰（BIOSTAR）、捷波（Jetway）、技嘉（Gigabyte）、精英等。第六页，共221页。

二、主板的组成结构

虽然主板的品牌很多，布局不同，但基本结构和使用的技术基本一致。市场上的CPU架构虽然有SocketA/754/939/AM2/AM3/478/LGA等，早期的PII机器上还使用过Slot1（intelcpu）和SlotA(AMD)。但是这些主板除CPU接口不同外，其他部分几乎都是相同的。下面以图2-2所示的主板为例，介绍主板上的几个重要部件。第七页，共221页。SOCKET主板Slot主板第八页，共221页。

图2-2ATX主板结构第九页，共221页。H61主板介绍第十页，共221页。1.PCB基板

PCB（PrintedCircuitBoard，印制电路板）是由几层树脂材料粘合在一起的。一般分为四层板和六层板。四层板结构自下而上依次为：主信号层、接地层、电源层、次信号层，如图所示。六层板增加了辅助电源层和中信号层，使系统抗电磁干扰能力更强，工作更加稳定。

第十一页，共221页。2CPU插座目前常见的CPU插座有两种：一是采用ZIF标准的CPU针脚插座，如Socket370、、Socket478、SocketA（462）、Socket754、Socket939、SocketAM2、SocketAM2+、SocketAM3、SocketFM1等；二是采用SocketT标准的LGA775插座、LGA1156、LGA1366、LGA1155、LGA2011接口的Pentium4。如图2-3所示，分别是目前流行的SocketAM2，SocketT插座,SocketFM1,LGA1155。第十二页，共221页。

图2-3CPU插座第十三页，共221页。3主板芯片组

芯片组（Chipset）是保证系统正常工作的重要控制模块。芯片组有单片、两片或多片结构。芯片组多数为两片，靠近CPU插槽的一般称为北桥芯片，这片芯片上面覆盖着一块散热片，它主要负责控制CPU、内存和显卡的工作。一般靠近PCI插槽的称为南桥芯片，主要负责控制系统的输入输出等功能，芯片组也开始集成显示卡、声卡和网卡等部件。

第十四页，共221页。

主板芯片组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（如USB2.0/1.1，IEEE1394，串口，并口，笔记本的VGA输出接口）等，是由芯片组的南桥决定的。还有些芯片组由于纳入了3D加速显示（集成显示芯片）、AC＇97声音解码等功能，还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能等。讨论：主板芯片组技术的发展第十五页，共221页。

主板芯片组主要由Intel、nVIDIA、VIA、SiS、ATi、ULi等芯片组厂商提供，如图2-4所示。

图2-4主板芯片组第十六页，共221页。

4扩展插槽

扩展插槽（Slot）是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽，也叫扩展槽、扩充插槽、I/O插槽，主板上一般有1～8个扩展槽。ISA、PCI、AGP扩展槽的外观，如图2-5所示。第十七页，共221页。

图2-5ISA、PCI、AGP扩展槽第十八页，共221页。图2-6同时具有PCI、PCIExpress插槽的主板第十九页，共221页。5内存插槽

内存条插槽的作用是安装内存条，目前流行的内存条有SDRAM、DDRSDRAM、DDR2SDRAM和DDR3SDRAM内存条，相应的内存插槽也有几种，如图2-7所示。

图2-7内存插槽第二十页，共221页。DDR2与DDR3内存插槽的比较第二十一页，共221页。6BIOS单元

BIOS（BasicInputOutputSystem，基本输入输出系统）的全称是ROMBIOS，即只读存储器基本输入输出系统。常见BIOS芯片的外观，如图2-8所示。

图2-8BIOS芯片第二十二页，共221页。7电源插座、CPU供电电路

主板、键盘和所有接口卡都通过电源插座供电。ATX电源插座是20芯双列插座，具有防插错结构。新的LGA775接口处理器，需要在主板上用24针的ATX电源，不过依然可以沿用20针的旧式电源。主板电源插座，如图2-9所示。主板供电系统，一般是指CPU、内存和显卡供电单元。一般提供两相、三相或四相供电电路。CPU供电电路一般都位于CPU插槽附近。第二十三页，共221页。图2-9电源插座、CPU供电电路第二十四页，共221页。8硬盘、光驱、软驱接口

IDE接口插槽普通主板通常只有2个IDE接口，主板IDE接口插槽如图2-10所示。软盘驱动器接口插槽主板上只提供一个软盘驱动器（简称软驱）接口插槽，主板软驱接口插槽如图2-10所示。第二十五页，共221页。图2-10IDE接口和软驱插槽第二十六页，共221页。

SerialATA接口插座随着SerialATA（简称SATA）硬盘的出现，SATA接口也开始大量出现在主板上。带有SATA接口的主板如图2-11所示。图2-11SATA接口第二十七页，共221页。9USB控制芯片及接口

USB（UniversalSerialBus，通用串行总线）传输规范有两种：USB1.1的数据传输速率为12Mbit/s，USB2.0的数据传输速率为480Mbit/s。如图2-12所示。

如今USB3.0也就应运而生，最大传输带宽高达5.0Gb/s，也就是625MB/s，

第二十八页，共221页。图2-12主板及I/O面板上的USB接口第二十九页，共221页。10IEEE1394控制芯片及接口

由于IEEE1394的数据传输速率相当快（IEEE1394a-2000版支持100/200/400Mbit/s的传输速率，IEEE1394b版则可达到1.6Gbit/s），因此有时又叫它“高速串行总线”。通常，在PC领域称它为IEEE1394，在Mac机上称为FireWire（火线），在电子消费品领域则更多地称它为i-LINK。IEEE1394接口插座，如图2-13所示。第三十页，共221页。图2-13主板及I/O面板上的1394接口第三十一页，共221页。11板载声卡、板载网卡控制芯片

对于集成了AC‘97软声卡的主板，一般在PCI插槽上端的主板上能看到一块小小的AC’97芯片。网卡芯片一般在主板后部的I/O面板上的RJ45接口附近，网卡芯片较大。如图2-14所示。图2-14常见板载声卡、网卡芯片第三十二页，共221页。12I/O及硬件监控芯片

图2-15I/O控制芯片

I/O（Input/Output，输入与输出）芯片的功能主要是提供了对串并口、PS/2口、USB口等一系列输入输出接口的管理与支持。主板上的I/O芯片又称SuperI/O芯片，它一般位于主板的边缘，常见的I/O控制芯片有Winbond和iTE等。如图2-15所示。第三十三页，共221页。13I/O接口背板

ATX主板的后侧I/O背板上的外围设备接口有：键盘接口、鼠标接口、COM接口、PRN接口、USB接口、IEEE1394接口、RJ45网络接口、MIDI/Game接口、Mic接口、LineIn音频输入接口、LineOut音频输出接口、SPDIFOut光纤接口等。如图2-16所示。图2-16ATX主板后I/O背板上的外部设备接口第三十四页，共221页。14机箱面板指示灯及控制按钮插针

主机板边缘上有一组插针接口，用来连接机箱面板上的电源开关、重置开关、电源指示灯、硬盘指示灯以及机箱喇叭等，这些指示灯和按钮的连接时要注意区分正负极，具体连接时按导线颜色的深浅区分正负极，在一组颜色中深颜色的为正极，浅的为负极或按主板说明书进行连接。如图2-17所示。第三十五页，共221页。图2-17机箱面板指示灯及控制按键插针示意图第三十六页，共221页。

三、主板中的新技术

1．PCIExpress技术

PCI-E是一种新型的串行技术，是一种双单工通信的技术，一条PCI-E通道为两对连线：一对线路用于传送，另一对线路用于接收，信号频率为2.5GHz，采用8b/10b编码。

PCI-E2.0是PCI-Express总线家族中的第二代版本，与PCIExpress1.0相比，PCI-E2.0的接口传输速率更进了一步，传输性能也翻了一番。现在新一代芯片组产品均可支持PCIExpress2.0总线技术，×

1模式的扩展口带宽总和可达到1GB/s，×

16图形接口已达到16GB/s的带宽。

PCI-E3.0也已经推出，×

16双向带宽更是可达32GB/s，目前PCI-E3.0只在7系列的主板中使用。第三十七页，共221页。2．双通道、三通道内存控制技术双通道DDR技术是一种内存控制技术，是在现有的DDR内存技术上，通过扩展内存子系统的位宽使得内存子系统的带宽在频率不变的情况提高了一倍，具体来说，通过两个64bit内存控制器来获得128bit内存总线所达到的带宽，且两个64bit内存所提供的带宽比一个128bit内存所提供的带宽效果好得多。三通道内存技术，实际上可以看作是双通道内存技术的后续技术发展。通过支持三通道DDR3内存，内存带宽理论上可比单通道系统高三倍。

Corei7处理器的三通道内存技术，最高可以支持DDR3-1600内存，带宽可高达38.4GB/s。第三十八页，共221页。3.SerialATASerialATA即串行ATA（SATA），它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知名。

SATA以连续串行的方式传送数据，每次只传送1位数据，这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会变得更高。

SATA1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而在SATA2.0的数据传输率将达到300MB/s，SATA3.0的数据传输速率理论达到6Gbps(750MB/s)，实际上SATA接口发送信息的速度为600MB/s。第三十九页，共221页。4.USB3.0

随着IT技术的发展USB2.0的速度已经无法满足应用需要，2008年新一代USB3.0标准已经正式公开发布，新规范提供了十倍于USB2.0的传输速度达到5Gbps(640MB/s)，如今已在6系列的主板上使用。

第四十页，共221页。四、最新常见主板结构介绍

1.INTEL3系列主板

3系列主板是目前市场的低端产品,常见的有G31、G33、P31、P35、Q35等。

FSB：1333/1066/800MHz

支援DDR21066(O.C.)/800/667MHz1个IDE插座支持ATA-100/66/33规格，最多可连接2个IDE装置

4个SATA3Gb/s插座，可连接4个SATA3Gb/s装置

.第四十一页，共221页。2．INTEL4系列主板

INTEL4系列主板主要有G41/G45/Q43/P45/P43等是目前的主流产品。

CPU插槽：LGA775，配置的CPU常见的有塞扬双核、奔腾双核、酷睿2双核、四核等。下面以G45为例介绍其结构。第四十二页，共221页。G45主板结构第四十三页，共221页。技嘉G45G45+ICH10R第四十四页，共221页。第四十五页，共221页。3．INTEL5系列主板

5系列主板典型代表是H55/P55,下面以H55来介绍其结构。

CPU插槽：LGA1156

主板总线QPI最大支持6.4GT/s

CPU支持类型支持Intel酷睿i7,酷睿i5,酷睿i3处理器

INTEL北桥芯片IntelH55

集成芯片声卡/网卡

内存类型DDR3（1333/1066/800）

支持内存16GB

硬盘接口标准SATAII第四十六页，共221页。第四十七页，共221页。GA-H55M-S2H第四十八页，共221页。第四十九页，共221页。4．INTEL6系列主板

INTEL6系列主板典型代表是H61、H67、P67、Z68等。下面介绍这些常见的主板。

CPU接口：LGA1155

使用核心类型为SandyBridge的CPU,如新一代的酷睿i3,i5,i7以及奔腾双核G620,G840等。

Z68/P67/H67支持USB3.0、SATA6Gb/s，

H61只支持USB2.0、SATA3Gb/s

第五十页，共221页。第五十一页，共221页。GA-H67A-UD3H-B3(rev.1.1)

USB3.0/USB2.0SATA6Gb/s第五十二页，共221页。第五十三页，共221页。第五十四页，共221页。GA-H61M-S2V-B3

Sata3Gb/s第五十五页，共221页。第五十六页，共221页。5、7系列主板

INTEL7系列主板典型代表是Z75、Z77、H77

、X79等。下面介绍这些常见的主板。

CPU接口：LGA1155、LGA2011(X79)Z77、Z75、H77三款芯片组都同时支持IvyBridge、SandyBridge两代LGA1155接口处理器，及其整合图形核心，都有RAID技术，均配备四个USB3.0和十个USB2.0接口、两个SATA6Gbps和四个SATA3Gbps接口，都能提供八条PCI-E2.0总线通道——芯片组仍然不支持PCI-E3.0。

H77、Z77是常见的产品、X79是旗舰版本，CPU接口是LGA2011。第五十七页，共221页。GA-X79-UP4

第五十八页，共221页。第五十九页，共221页。GA-H77-DS3H

第六十页，共221页。第六十一页，共221页。四、主板的选购主板是电脑机箱中体积最大的一块电路板,上面布满了各种电子元件、插槽和接口等，担负着系统中各种信息交流的任务。选购时注意以下几点：

1.主板的性能指标（芯片组、集成功能、扩展槽及数量等）

2.主板的做工好坏（PCB用料是４层板还是６层板、主板走线是否均匀、布局是否合理）

3.选择好的品牌

4.注意与CPU相匹配第六十二页，共221页。GA-G31M-ES2C

第六十三页，共221页。

芯片组规格:IntelP45

整合图形单元:否

CPU接口类型:LGA775

支持内存规格:DDR2

显卡接口类型:PCI-E

硬盘接口类型:SATAII

华硕P5QPremium第六十四页，共221页。品牌:技嘉GIGABYTE平台类型:AMD平台主/北桥芯片:AMD770南桥芯片:SB710CPU接口类型:AM2+/AM2/AM3前段总线/HT总线:HT3.0内存插槽:4xddr2内存最大内存容量16GB双通道支持支持技嘉（GIGABYTE）GA-MA770-UD3主板REV2.0（AMD770/SocketAM2/AM2+/AM3）第六十五页，共221页。华擎（ASRock）M3A790GXH/128M主板（AMD790GX/SocketAM3）AMD平台北桥芯片:AMD790GX南桥芯片：AMDSB750CPU接口：AM3前段总线/HT总线：HT3.0内存插槽:4xddr3内存最大内存容量16GB双通道支持支持

第六十六页，共221页。

中央处理器第六十七页，共221页。CPU在整个计算机系统中居于核心地位，是整个计算机系统的指令中枢，是用来控制计算机中其他设备运行的总指挥。它负责计算机系统指令的执行、逻辑运算以及数据存储、传送和输入/输出操作指令的控制。在计算机的发展过程中，CPU核心技术的发展一直是计算机技术发展的重点。下面将介绍CPU的发展历程、CPU的性能指标以及主流的CPU产品，另外还将指导读者进行CPU的选购。通过学习，大家可以了解到CPU相关的知识以及熟悉主流的CPU产品。第六十八页，共221页。一、CPU的发展历史

CPU（CentralProcessingUnit，中央处理器）是微机系统的核心，由运算器和控制器组成。1．4位处理器——Intel40041971年，Intel公司成功地把传统的运算器和控制器集成在一块大规模集成电路芯片上，发布了第一款微处理器芯片4004，如图2-21所示。工作时钟为108KHZ，核心大小3mm*4mm,有2250个晶体管，线宽10UM,每秒运算6万次。发明人：特德霍夫（TedHoff）第六十九页，共221页。特德·霍夫（TedHoff）图2-21intel4004处理器第七十页，共221页。2．8位处理器——Intel8008/8080/8085

1972年，Intel公司研制出8008处理器，字长为8位，如图2-22所示。1973年推出了8080.图2-22intel8008处理器第七十一页，共221页。3．16位处理器——Intel8086/8088/80286

(1)Intel8086/8088处理器

1978年6月8日，Intel公司推出了首枚16位微处理器i8086，如图2-23所示。(2)Intel80286处理器

1982年，Intel推出了80286处理器，图2-25所示是Intel80286的外观。图2-23i8086处理器intel8088处理器图2-25intel80286处理器第七十二页，共221页。4．32位处理器——Intel80386/80486

(1)Intel80386处理器

1985年，Intel发布80386DX处理器，如图2-26所示。除Intel公司生产386芯片外，还有AMD、Cyrix、IBM等公司也生产与80386兼容的芯片。

图2-26intel80386处理器第七十三页，共221页。(2)Intel80486处理器

1989年，Intel推出了Socket1架构的486DX处理器，如图2-27所示。

1990年，推出了80486SX，它是486类型中的一种低价格类型，与80486DX的区别在于它没有数学协处理器。其他公司也推出了与80486兼容的CPU芯片，如图2-28所示。图2-27intel80486DXCPU图2-28其它的486

cpu第七十四页，共221页。

从80486开始首次出现了处理器倍频技术，该技术使处理器内部工作频率为处理器外部总线运行频率的2倍或4倍，486DX2与486DX4的名字便是由此而来的

486处理器首次采用Socket处理器架构。所以从那时开始就可以升级CPU了，而不是像以前那样，将CPU直接焊接在主板上而没有任何选择余地。也是自从那时开始，DIY（DoItYourself）也成为可能。第七十五页，共221页。(3)IntelPentium、K6处理器

1993年，Intel公司发布了Pentium（奔腾）处理器。第一代的Pentium代号为P54C，采用Socket4架构，如图2-29所示。PentiumMMX处理器的外观，如图2-30所示。与PentiumMMX属于同一级别的CPU有AMDK6与Cyrix6x86MX等，如图2-31、图2-32所示。图2-29intelpentium图2-30pentiumMMX图2-31AMDK6图2-32Cyrix6x86第七十六页，共221页。(4)IntelPentiumⅡ、K6-2处理器

1997年，Intel公司发布了PentiumⅡ处理器，处理器架构也从Socket7转向Slot1，如图2-33所示。同期，AMD公司和Cyrix公司分别推出了同档次的AMDK6-2和CyrixMⅡ，如图2-34、图2-35所示。图2-33PentiumⅡ图2-34AMDK6-2图2-35CyrixMⅡ第七十七页，共221页。

1998年4月，Intel推出了Celeron（赛扬）处理器，其中最为成功的是Socket370接口Celeron333和366.(5)IntelPentiumⅢ、Athlon处理器

1999年，Intel公司发布了PentiumⅢ处理器。

2000年3月，AMD公司领先于Intel公司率先推出了1GHz的Athlon微处理器，其性能超过了PentiumⅢ。第七十八页，共221页。(6)IntelPentium4、AthlonXP处理器

Intel公司在2000年11月发布了Pentium4处理器,后期的Pentium4处理器均基于Socket478架构，如图2-36所示。

Pentium4CeleronCPU的外观如图2-37所示。图2-36Pentium4图2-37Pentium4Celeron

第七十九页，共221页。

2004年6月Intel推出了SocketLGA775架构的Pentium4、CeleronD及Pentium4EE处理器。SocketLGA775架构处理器的外观，如图2-38所示。后来，Intel推出了采用SocketLGA775架构的Pentium4ExtremeEdition3.4GHz处理器。图2-38SocketLGA775Pentium4第八十页，共221页。5．64位处理器（1）AMDAthlon64系列

2003年4月，AMD公司发布了面向服务器与工作站的AMDOpteron64位处理器，AMDOpteron与目前的x86ISA（InstructionSetArchitecture，指令集架构）完全兼容，同时又可发挥最新64位的卓越性能。第八十一页，共221页。(2)IntelPentium464位系列

Intel公司于2005年2月推出了64位处理器，并冠以6XX系列的名称。第八十二页，共221页。(2)酷睿系列CPU

是intel目前主推的产品，经历了core、core2、corei三代产品的发展。core(2006.1),core2(2006.7),corei(2008.11),corei（SNB）(2010年底)，corei（IVB）（2012.4）下面介绍corei系列的CPU第八十三页，共221页。2008年Intel公司发布了基于Nehalem微结构的Corei7系列CPU。Corei7CPU一共有4个物理核心，每个核心可以同时支持两个线程运行，每个核心都具有单独的L1与L2级缓存，同时4个核心使用共享的L3级高级缓存。在Corei7CPU内部首次引入了集成内存控制器（IMC）和快速路径互连（QPI）总线。电阻和电容第八十四页，共221页。32nmCorei5/i3最重要的三大技术

Hyper-Threading，超线程技术

TurboBoost，睿频加速技术

通过分析当前CPU的负载情况，动态地打开或关闭相应的核心，把能源留给正在使用的核心，智能调整频率，进一步提升性能。

SmartCache，智能缓存技术

采用三级缓存设计，支持SmartCache智能缓存技术，L1和L2缓存为内核缓存，L3采用共享式设计。第八十五页，共221页。英特尔第二代corei处理器微架构

(SandyBridge)

SNB(SandyBridge)是英特尔在2011年初发布的新一代处理器微架构，仍然保持酷睿i3、i5、i7三个系列，分别针对入门级、主流应用和高端用户。现有的酷睿i系列已经是智能处理器了，而SNB在此基础上智能特性全面升级，并且无缝融合了图形显示核心。（3D显示更完美、视觉更流畅、带宽更高等）第八十六页，共221页。英特尔第三代corei处理器微架构（IvyBridge，简称IVB

）

2012年4月，英特尔在北京召开第三代智能酷睿处理器IvyBridge发布会。首批处理器将包括一款移动版酷睿i7至尊版、六款全新智能酷睿i7处理器、六款酷睿i5处理器。与上一代SandyBridge相比，IvyBridge结合了22纳米与3D晶体管技术，在大幅度提高晶体管密度的同时，核芯显卡等部分性能甚至有了一倍以上的提升。据资料了解，IvyBridge处理器在应用程序上性能提高20%，在3D性能方面则提高了一倍，并且支持三屏独立显示、USB3.0等技术。

第八十七页，共221页。第三代Corei3/i5/i7（IvyBridge）带来了五大主要改进：1、22nm3-D晶体管，更低功耗、更强效能；2、新一代核芯显卡，GPU支持DX11、性能大幅度提升；3、核心与指令集的优化，同频下CPU性能更强；4、新技术，例如第二代高速视频同步技术、PCI-E3.0等。5、安全性，系统更安全。第八十八页，共221页。二、CPU的结构

从外部看CPU的结构，主要由两个部分组成：一个是核心，另一个是基板。1．CPU的核心揭开散热片后看到的核心如图2-39所示。CPU中间凸起部分是核心芯片或CPU核心（die），是CPU硅晶片部分。图2-39CPU外观

第八十九页，共221页。2．CPU的基板

CPU基板就是承载CPU核心用的电路板，它负责核心芯片和外界的数据传输。3．CPU的编码在CPU编码中，都会注明CPU的名称、时钟频率、二级缓存、前端总线、核心电压、封装方式、产地、生产日期等信息，但是AMD公司与Intel公司标记的形式和含义有所不同。第九十页，共221页。PentiumDual-CoreE7200”，编号为SLAPC，封装地为马来西亚。产品主频为2.53GHz，二级缓存为3MB，前端总线为1066MHz，供电需符合06规范。（0.75v-1.5v）产品序列号Q813A386

第九十一页，共221页。4．CPU的接口

CPU的接口是指CPU与主板之间的连接方式，CPU的接口根据CPU的核心的不同而不同，CPU诞生初期是直接焊接在主板上的，后来逐渐独立出来，也就有了各式各样的接口。

CPU接口经过多年的发展，采用的插座形式有双列直插（DIP）插座、slot、Socket零插拔力插座、LGA无针脚触点插座等形式。不同类型的CPU接口，它们在插孔数和形状上都不相同，不能互相混用。第九十二页，共221页。（1）双列直插接口早期的8088/8086CPU采用DIP插座.第九十三页，共221页。（2）Socket插座从80486开始,CPU开始使用一种Socket的零插拔力(ZIF)插座,它通过插座旁边拉杆开合，可以将CPU很轻松地放入插座中，然后将压杆压回原处，利用插座本身结构结构产生的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢的接触，以消除CPU引脚与主板接触不良的问题。

Socket插座大多根据CPU引脚的多少进行编号，如intel公司的Socket370、Socket478，AMD公司的SocketA（462）、Socket753、Socket939、940针的SocketAM2+、938针的SocketAM3等。第九十四页，共221页。Socket478插槽Socket754插座第九十五页，共221页。（3）slot插槽

intelPIICPU和早期的PIIICPU使用SLOT插槽式的接口。第九十六页，共221页。（4）LGA无针脚触点插座

Intel公司LGA775、LGA1156、LGA1366封装的CPU插座没有针脚，只有一排排整齐排列的金属圆点，因此CPU不能利用针脚进行固定，而需要一个安装扣架固定，使CPU可以正确压在LGA插座上的弹性触须上。如图所示为Socket775又称为SocketT。Socket775第九十七页，共221页。5.CPU的重要参数

CPU的主频表示CPU性能的根本指标,一般来说,主频越高,CPU速度越快。外频即CPU的基准频率，是CPU与主板之间同步运行的速度。外频速度高，CPU就可以同时接收更多的来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。倍频是CPU主频与外频之间差距的参数，也称为倍频系数，通常简称为倍频。在相同的外频下，倍频越高，CPU的频率就越高。

CPU主频与CPU的外频和倍频有关，其计算公式为：CPU的实际频率＝外频×倍频。第九十八页，共221页。

制造工艺:组成芯片电子线路或元件的细致程度,通常以um或nm为单位，目前最新的CPU已经采用了45nm的制造工艺.(180nm/130nm/90nm/65nm/45nm)工作电压：CPU工作时所需的电压,目前主流的CPU的工作电压大多低于1.5V.采用低电压能解决CPU耗电过多和发热量过高的问题,使其更加稳定地运行,延长CPU的使用寿命.缓存:缓存是CPU中可进行高速数据交换的存储器,它先于内存与CPU交换数据,对CPU的性能有重大影响.CPU的缓存分为一级缓存和二级缓存,在CPU进行运算时,决定其性能的是二级二级缓存容量第九十九页，共221页。L1高速缓存（也称为一级高速缓存、L1Cache）用于暂存部分指令和数据，以使CPU能迅速地得到所需要的数据。L1高速缓存与CPU同步运行，其对CPU的性能影响较大，容量越大，性能也会越高。L2高速缓存（也称为二级高速缓存、L2Cache）的容量和频率对CPU的性能影响也较大，它的作用就是为了协调CPU的运行速度与内存存取速度之间的差异。L2高速缓存是CPU晶体管总数中占得最多的一个部分。由于L2高速缓存的成本很高，因此L2高速缓存的容量大小一般用来作为高端和低端CPU产品的分界标准。目前CPU的L2高速缓存有低至64KB，也有高达2MB的或6MB的。第一百页，共221页。

前端总线（FSB）频率:CPU连接到北桥芯片的总线,是由CPU和北桥芯片共同决定的,它直接影响CPU与内存交换数据的速度。CPU就是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。数据传输的最大带宽取决于所有同时传输的数据宽度和总线频率。这里有一个计算公式：数据带宽＝（总线频率×数据位宽）/8，假设总线频率为100MHz，CPU的位宽为32位，则CPU与主板的数据交换速度为：100MHz×32bit÷8bit/B=400MB/s。

注意：外频与FSB是一样的吗？它们之间的关系？第一百零一页，共221页。CPU的字长:CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU，同理，32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。目前CPU大都是64位的.

扩展指令集：CPU通过执行指令完成运算和控制系统。每种CPU在设计时都规定了与其硬件电路相配合的指令系统，即能执行的全部指令（集）的集合。因此，指令集反映了CPU功能的强弱。

Intel和AMD的PC机CPU扩展指令集是指在X86指令集基础上，为了提高处理器性能而开发的指令集。这些指令集能够提高处理器对某些方面的处理能力，但需要有必要的软件支持。常见的扩展指令集有Intel的MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSE4和AMD的3DNow!等，分别增强了CPU对多媒体信息、因特网数据流、视频信息和3D数据等的处理能力。第一百零二页，共221页。三、主流CPU介绍

当前市场主流CPU产品基本上被Intel公司和AMD公司垄断。Intel系列的CPU，按接口分为Socket478、LGA775、LGA1156、LGA1366、LGA1155、LGA2011等。AMD系列的CPU按接口分为SocketAM2/AM2+（940个针脚）、SocketAM3（938个针脚）、SocketFM1（905个针脚）等。

第一百零三页，共221页。产品类型产品系列桌面型酷睿系列、奔腾系列、赛扬系列移动型移动酷睿、凌动系列、迅驰系列、移动奔腾、移动赛扬服务器型至强系列、安腾系列1.Intel系列CPU第一百零四页，共221页。

(1)

CeleronCore双核E1200

赛扬酷睿双核E1200处理器同样基于先进的酷睿微构架，拥有酷睿系列处理器低功耗、高性能的特色。产品规格方面，E1200处理器采用已经最新的65nm工艺设计，主频为1.6GHz，它的每颗核心拥有32KB一级缓存，双核心共享512KB二级缓存，产品前端总线为800MHz。支持64位技术，

支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3多媒体指令集。(2)Pentium双核E2140处理器

PentiumE2140处理器采用的是65nm工艺制造、双核心设计，LGA775接口，主频为1.6GHz；外频为200MHz；一级数据缓存为32KBytes，共享高达1024KBytes的二级缓存；800MHz前端总线，支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3多媒体指令集，具备EM64T64位运算指令集，EIST节能技术。第一百零五页，共221页。(3)奔腾双核处理器E6500

E6500处理器采用的是45nm制造工艺、LGA775接口、主频为2.93GHz，外频为200MHz、倍频为14.5，一级数据缓存为64KB、二级缓存达2MB，1066MHz前端总线，支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3多媒体指令集，具备EM64T

64位运算指令集，EIST节能技术。

(4)酷睿2双核处理器E7400Intel酷睿2E7400采用Intel公司最新的45nm工艺设计，代号为Wolfdale，是目前45nm工艺产品中相对较低端的系列，其主频为2.8GHz，它和最低端的E8000系列的E8300相当。由于定位低端，所以其前端总线由E8000的1333MHz调节到了1066MHz，二级缓存也相应减半到了3MB。第一百零六页，共221页。（5）酷睿2双核处理器E7400IntelCore2DuoE7400采用Intel最新的45nm工艺制程，代号为Wolfdale，是目前45nm工艺产品中相对较低端的系列，其主频为2.8GHz和最低端的E8000系列的E8300相当。由于定位低端，所以其前端总线由E8000的1333MHz调节到了1066MHz，二级缓存也相应减半到了3MB。（6）新架构的酷睿

i52320Corei52320处理器采用SandyBridge核心架构，4核心设计、32nm制造工艺、LGA1155接口、主频为3GHz、睿频加速频率3.3GHz、外频为100MHz、倍频为30，二级缓存达1MB、三级缓存达6MB，支持AES,AVX指令集，支持虚拟化技术。

第一百零七页，共221页。2．AMD公司的主流CPU

AMDPhenom系列（羿龙IIX4系列、羿龙IIX3系列、羿龙IIX2系列）；

AMDAthlon系列（速龙IIX4系列、速龙IIX3系列、速龙IIX2系列）；AMDSempron系列（闪龙）；AMD笔记本系列（炫龙）；AMDOpteron服务器系列（皓龙）。

AMD新款CPU的核心类型是Husky(APU),

接口类型是FM1,CPU针脚数：905

目前主要有AMDA6-3650AMDA8-3850AMDA8-3850第一百零八页，共221页。(1)

速龙II双核处理器AthlonIIX2250AthlonIIX2250处理器主频为3.0GHz、外频为200MHz、倍频为15，支持2GHz

HT总线频率，45nm的制造工艺，SocketAM3接口、938个针脚，一级数据缓存128KB、二级缓存2MB，支持MMX+、3DNow!+、SSE、SSE2、SSE3、SSE4A、X86-64指令集和虚拟化技术。第一百零九页，共221页。（2）速龙II三核处理器AthlonIIX3450AthlonIIX3450处理器主频为3.2GHz、外频为200MHz、倍频为16，支持2GHz

HT总线频率，45nm的制造工艺，SocketAM3接口、938个引脚，一级数据缓存192KB、二级缓存1.5MB，支持MMX+、3DNow!+、SSE、SSE2、SSE3、SSE4A、X86-64指令集。（3）羿龙II双核处理器PhenomIIX2550PhenomIIX2550处理器主频为3.1GHz、外频为200MHz、倍频为15.5，支持1.8GHz

HT总线频率，45nm的制造工艺，SocketAM3接口、938个针脚，一级数据缓存128KB、二级缓存1MB、三级缓存6MB，支持MMX+、3DNow!+、SSE、SSE2、SSE3、SSE4A、X86-64指令集和虚拟化技术。第一百一十页，共221页。

（4）羿龙II四核处理器PhenomIIX4910ePhenomIIX4910e处理器主频为2.6GHz、外频为200MHz、倍频为13，支持2GHz

HT总线频率，45nm的制造工艺，SocketAM3接口、938个针脚，一级数据缓存256KB、二级缓存2MB、三级缓存6MB，支持MMX+、3DNow!+、SSE、SSE2、SSE3、SSE4A、X86-64指令集和虚拟化技术。（5）APU核心架构的A8-3800A8-3800系列的处理器采用APU核心的四核处理器，主频为2.4GHz，制造工艺为32nm，二级缓存为4MB，采用SocketFM1接口、905个引脚，支持DDR31866内存，整合RadeonHD6550D显示核心，拥有400个流处理器,频率为600MHz。第一百一十一页，共221页。AMDPhenomIICPU（羿龙4核）第一百一十二页，共221页。四、CPU的选购在选购CPU时有几种思考方式

按用户群（分为学生、家庭、公司学校、特殊用户）

按应用（分为办公、学习、游戏、多媒体、图形设计）

按价格（不要企图一步到位，更新换代很快，购买能满足要求的价格低的）

第一百一十三页，共221页。

在购买时要了解CPU的重要参数的含义(如主频、核心数量、FSB总线频率、缓存大小、工作电压等）选择Intel还是AMD：现在市面上常见的两类CPU，一是INTEL的酷睿、奔腾、赛扬系列处理器，另一类是AMD公司的速龙和闪龙系列处理器。第一百一十四页，共221页。CPU与主板、内存的配合

CPU与主板的配合组装一台计算机，要充分发挥CPU的性能，必须有相应的主板支持，这又取决于主板上采用的芯片组，它决定CPU的接口（插座）类型和前端总线频率，否则影响CPU的工作效率。确定一款CPU时，同时也决定了它所使用的主板类型。

CPU与内存的配合不同的CPU产品拥有不同的前端总线，要想充分发挥CPU的性能，选择与之相配的内存非常重要。至于如何搭配才能获得最佳性能，一般都是看系统前端总线数据传输带宽与内存数据传输带宽是否吻合。

第一百一十五页，共221页。

买合装CPU还是散装的：由于CPU的制造工艺很高，造假者一般很难达到生产的工艺水准，所以无论合装还是散装的处理器，都不可能是假货．由于散装的关税比合装的要低得多，所以不法商贩常常将散装的CPU加上包装作为盒装的出售，一赚取更高的利润．

注意：盒装的CPU有散热器和风扇，散装的没有。盒装CPU包三年而散装的只包一年。第一百一十六页，共221页。

一直以来，INTEL公司的处理器占有大部分的市场份额，其处理器具有稳定、通用性好等优点，深受广大用户好评。近年来AMD公司在处理器设计不断取得突破，制造出性能相当强劲的处理器，而且价格便宜，具有很高的性价比。市场份额也在稳步提升。

一般来说，AMD处理器性能强劲，可以对各种游戏提供有力的支持，INTEL处理器在商务办公领域则更胜一筹。第一百一十七页，共221页。

CPU型号技术参数英特尔赛扬双核E1200LGA775/1.6GHz/512KB二级缓存/800MHz/65nm英特尔奔腾双核E2140LGA775/1.6GHz/1M二级缓存/800MHz/65nm英特尔奔腾双核E2200LGA775/2.2GHz/1M二级缓存/800MHz/65nm英特尔奔腾双核E2220LGA775/2.4GHz/1M二级缓存/800MHz/65nm英特尔奔腾双核E5200

LGA775/2.5GHz/2M二级缓存/800MHz/45nm英特尔酷睿2双核E7400LGA775/2.8GHz/3M二级缓存/1066MHz/45nm英特尔酷睿2四核Q8200LGA775/2.33GHz/4M二级缓存/1333MHz/45nm英特尔酷睿2双核E8400LGA775/3.0GHz/6M二级缓存/1333MHz/45nmAMDAthlon64×2（双核速龙）5200SocketAM2/2.7GHz/1M二级缓存/65nmAMDAthlon64×2（双核速龙）5600SocketAM2/2.9GHz/512KB*2二级缓存/65nmAMDPhenom64×4（四核羿龙）9950SocketAM2+/2.6GHz/2M二级缓存/2M三级缓存/65nm第一百一十八页，共221页。

五、CPU散热技术1.高温对CPU的危害CPU频率提高后，产生了更多的热量，CPU的面积非常小，散热不好将会产生极高的温度，从而引发电子迁移现象。电子迁移是电子高速流动时，会导致金属原子发生迁移。电子迁移对芯片的损坏是一个缓慢的过程，一旦发生线路损坏，情况会越来越严重，最后会造成整个电路短路。电子迁移对CPU芯片造成的损坏。第一百一十九页，共221页。2CPU发热保护技术CPU的警戒温度值为72℃，极限温度为135℃。CPU内核温度达到72℃时，CPU内核的温度控制电路被激活，它会降低CPU任务周期信号，强制CPU的工作频率按这个信号指定的周期运行，达到降低CPU工作频率的目的。CPU温度升高到85℃时，CPU性能下降幅度将超过50％。CPU温度升高到94℃时，会出现系统死机。CPU温度升高到135℃时，CPU将自动关闭系统。早期CPU的温度通过主板CPU插座下面的热敏电阻来监测。Pentium2以后的CPU内部集成了热敏二极管，直接测量CPU核心温度。Intel将CPU的警戒温度和极限温度写入CPU内部的温控电路中，用户无法修改它们。第一百二十页，共221页。3.CPU散热的过程及原理

CPU工作产生热量，热量由CPU源源不断的散发出来，由于散热片接触到CPU表面，热量由CPU传到散热片上，再由散热风扇转动所产生的气流将热带走，如此循环，形成整个散热的过程。为保证良好的散热效果，还要用扣具将它们组装起来。散热器组成散热片——散热片的热是经由流动的冷空气带走，跟空气接触的面积越多，散热的速率就越快。散热风扇——送风的部分；其扇叶的数量、形状和倾斜程度都影响着散热效果。扣具——扣具设计是随CPU而定，不同的CPU要选用对应的扣具。第一百二十一页，共221页。

CPU散热器根据散热原理可分为：风冷式、热管散热式、水冷式、半导体制冷和液态氮制冷等几种，最常用的散热器是风冷式，热管散热器也开始使用。几种常见的风冷散热器和热管散热器外观，如图2-46所示。图2-46常见的风冷散热器和热管散热器外观第一百二十二页，共221页。(1)散热片散热片由底座和鳍片（或称鳃片）两个部分组成。散热片的材料主要为铜、铝及铜铝结合。散热片多采用挤压技术、切割技术、折叶技术和锻造技术，以提升散热片的散热效果

散热片第一百二十三页，共221页。(2)风扇风扇对整个散热效果起到了决定性的作用，它的质量好坏往往决定了散热器效果、噪声和使用寿命，常见风扇的外观如图所示。

风扇的口径越大，排风量也就越大。转速越高，风量也越大，CPU获得的冷却效果就越好。风扇第一百二十四页，共221页。(3)扣具扣具是固定散热器与CPU接口的工具，它的好坏直接影响到安装的难易、散热的效果。扣具设计是随CPU类型而定的，如图2-52所示。图2-52常见扣具第一百二十五页，共221页。

内存第一百二十六页，共221页。

内存主要用来存放数据、执行指令和结果，并根据需要写入或读出数据。内存容量的大小和性能的高低直接关系到电脑的整体性能。第一百二十七页，共221页。1．内存的分类按内存的外观分为：双列直插封装内存芯片、内存条。

（1）双列直插封装（DoubleInlinePackage，DIP）内存芯片一般每排都有若干只引脚，如图所示。双列直插内存第一百二十八页，共221页。（2）内存条内存条也称内存模块“MemoryModule”。内存条主要有两种接口类型：SIMM（SingleInlineMemoryModule，单边接触内存模组）；DIMM（DualInlineMemoryModule，双边接触内存模组）。

SDRAM内存条用在PentiumII/III级别的微机上，称SDRAM，有168个接触点,

工作电压3.3V，位宽64位。分PC66、PC100和PC133等规格，PC后数字是内存最大稳定工作频率，单位MHz。常见容量有32MB、64MB、128MB和256MB。

第一百二十九页，共221页。

DDRSDRAM内存条用在早期Pentium4级别的微机上，DDRSDRAM有184个接触点，工作电压2.5V，位宽64位。DDR内存在系统时钟上升及下降沿都传数据，因此相同系统频率下，数据传输速率是SDRAM两倍。标识采用数据传输频率=时钟频率×2的方法。有六个规格：DDR200、DDR266、DDR333、DDR400、DDR533。常见容量有128MB、256MB、512MB等。第一百三十页，共221页。

DDR2SDRAM内存条用在现在的Ｐ４机器上,有240个接触点,接口采用240线，工作电压为1.8V，位宽64位。

DDR2采用“4位预取”机制，核心频率为时钟频率的一半、时钟频率为数据频率的一半，这样当核心频率为200MHz时，数据频率为800MHz，这就是DDR2800。

DDR2内存分四种规格：DDR2400、DDR2533、DDR2667和DDR2800。常见的容量为512MB,1GB等．

DDR3内存条：接口为240线，工作电压为1.5V，位宽64位。

DDR3采用“8位预取”机制，使DRAM内核频率达到接口频率的1/8，因此核心频率运行在200MHz时，传输频率达到1600MHz。DDR3，DDR3内存的起始传输频率1066MHz。第一百三十一页，共221页。RDRAM：RDRAM采用串行数据传输模式。数据存储位宽16位，频率可达400MHz以上，在一个时钟周期内对应时钟上升沿和下降沿各传输一次数据，频率400MHz时带宽为1.6GB/s。

RDRAM沿用习惯的内存规格命名方法。如PC1066，其工作频率为533MHz，传输频率为1066MHz，所以命名为PC1066。安装RDRAM内存条的DIMM也称RIMM，接口采用184线。由于RDRAM内存是串行传输方式，安装时要把一个Bank插满，如果内存条不够，就要安装不含RDRAM颗粒的中继模块C-RIMM以提供数据的串行传输通道。第一百三十二页，共221页。第一百三十三页，共221页。2.内存条的结构PCB金手指内存颗粒空位卡槽SPD内存芯片固定卡口第一百三十四页，共221页。3.内存的主要技术指标内存对整机性能的影响较大，有关内存的性能参数比较多，这里只介绍几个。

内存速度：存取一次数据的时间（ns），目前DDR内存的存取时间可达5ns.

内存容量：常见的有256MB、512MB、1GB、2GB等几种，目前主流的装机配置基本上都采用了单条1GB、2GB的内存。数据宽度与带宽：内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以位（bit）为单位，内存的带宽是指内存数据传输速率．（内存的带宽＝总线频率＊数据宽度／８）第一百三十五页，共221页。CL（列地址译码器打开时间）：即CAS等待时间，是指CAS信号需经多少个时钟周期才能读写数据。对PC100规范的SDRAM的CAS等待时间值有2和3两种，标准值为2，但为了稳定也可降为3。频率相同条件下，CAS等待时间为2的内存较值为3的内存速率更快。内存电压：内存工作时，必须不间断地进行供电，否则将不能保存数据。内存能稳定工作时的电压叫内存的工作电压。第一百三十六页，共221页。

考虑主板类型

内存颗粒大小内存条的品牌频率要匹配内存容量识别真伪4.内存条的选购

第一百三十七页，共221页。第一百三十八页，共221页。

显示卡

第一百三十九页，共221页。

显卡是主机与显示器之间传输信号的桥梁,它负责电脑的图象输出.下面介绍显示卡的分类、结构、工作原理和主要参数1.显卡的分类

(1)按显卡的应用领域分类显卡的应用领域可分为两大类：一类是普通家庭用户，游戏发烧友和商业用户的普通显卡；另一类是专业图形工作者。使用的专业显卡。第一百四十页，共221页。

(2)按显卡的总线接口类型分类总线接口类型是指显卡与主板连接所采用的总线接口种类。不同的接口能为显卡带来不同的性能，而且也决定着主板是否能够使用此显卡。显卡发展至今主要经历了ISA、EISA、VESA、PCI、AGP、PCIExpress等几种接口。现在常见的是PCI接口、AGP接口和PCIExpress×16接口。第一百四十一页，共221页。第一百四十二页，共221页。2.显示卡的结构

下图是一块PCIExpress×16显示卡的结构图（已经去掉散热器）。

第一百四十三页，共221页。(1)显示芯片显示芯片又叫GPU（GraphicProcessingUnit，图形处理单元或图形处理器），是显卡的核心芯片。显示芯片的性能直接决定了显卡性能的高低和档次。部分显示芯片外观下图所示。核心厂商：NVIDIA，ATI，AMD第一百四十四页，共221页。(2)RAMDACRAMDAC（RandomAccessMemoryDigitaltoAnalogConvertor，随机存储器数字到模拟的转换器）的作用是将显存中的数字信号转换为显示器能够显示出来的模拟信号。普通显卡都将RAMDAC做在显示芯片内，在这些显示卡上没有单独的RAMDAC芯片。(3)显示内存与主板上的主存功能一样，显示卡缓冲存储器或称显示内存（VideoRAM），简称显存，也是用于存放数据的。第一百四十五页，共221页。(4)显卡BIOS

显卡BIOS又称VGABIOS，主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序，还存放显卡型号、规格、生产厂家、出厂时间等信息。前几年生产的显卡其BIOS芯片大小与主板BIOS一样，现在显卡的BIOS很小，大小与内存条上的SPD相同，多数显卡BIOS可以通过专用的程序改写升级，如图所示。第一百四十六页，共221页。(5)总线接口目前显卡总线接口主要是PCI、AGP和PCIExpress×16接口。(6)输出接口

VGA（VideoGraphicsArray，视频图形阵列）接口,VGA插座的外观，如图所示。第一百四十七页，共221页。

DVI（DigitalVisualInterface，数字视频接口）接口

DVI接口通常有两种：仅支持数字信号的DVI-D和同时支持数字与模拟信号的DVI-I。DVI插座的外观，如上图所示。

S-Video（SeparateVideo，S端子）显示卡通过S-Video端子（简称S端子）向电视机（或监视器）输出显示信号。S端子的5个插孔呈半圆分布，与电视机上的S端子完全相同．第一百四