計算機(jī)基礎(chǔ)知識硬件

計算機(jī)基礎(chǔ)知識硬件第1頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四

1.CPU的結(jié)構(gòu)與原理主要包括運(yùn)算器和控制器兩部分是電腦的核心部件，決定計算機(jī)的性能主要由INTEL和AMD公司生產(chǎn)INTEL奔騰系列、賽揚(yáng)系列、酷睿系列

AMDK6、K7、速龍、閃龍系列發(fā)展：286、386、486、奔騰、PⅡ、PⅢ、PⅣ衡量CPU性能的主要技術(shù)指標(biāo)（1）CPU主頻CPU內(nèi)核電路的實(shí)際工作頻率，又稱為工作的時鐘頻率或CPU那頻。如PentiumIII550,Celeron433等指的就是時鐘頻率。（2）CPU外頻CPU總線頻率，是由主板為CPU提供的基準(zhǔn)時鐘頻率。外部系統(tǒng)總線的工作頻率。（3）CUP倍頻CPU的倍頻系數(shù)，是CPU的核心工作頻率與外頻之間存在的一個比值關(guān)系。（6）生產(chǎn)工藝技術(shù)通常用微米數(shù)字來描述。

主頻=外頻×倍頻超頻：適當(dāng)提高外頻或倍頻來超過它的標(biāo)稱工作頻率。一般通過主板跳線或程序設(shè)置。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第一節(jié)CPU的結(jié)構(gòu)和原理第2頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四第3頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四1.1主要概念介紹(1)前端總線頻率FSB

總線是將計算機(jī)微處理器與內(nèi)存芯片以及與之通信的設(shè)備連接起來的硬件通道。前端總線將CPU連接到主內(nèi)存和通向磁盤驅(qū)動器、調(diào)制解調(diào)器以及網(wǎng)卡這類系統(tǒng)部件的外設(shè)總線。人們常常以MHz表示的速度來描述總線頻率。

前端總線（FSB）頻率是直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度。目前PC機(jī)上所能達(dá)到的前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHZ幾種，前端總線頻率越大，代表著CPU與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸量越大，更能充分發(fā)揮出CPU的功能?，F(xiàn)在的CPU技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)算速度提高很快，而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數(shù)據(jù)供給給CPU。外頻與前端總線頻率的區(qū)別：前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，外頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度。主板支持的前端總線是由芯片組決定的，一般都帶有足夠的向下兼容性。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第一節(jié)CPU的結(jié)構(gòu)和原理第4頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四（2）高速緩存高速緩存是一種速度比內(nèi)存更快的存儲設(shè)備，其功能是減少CPU因等待低速設(shè)備所導(dǎo)致的延遲進(jìn)而改善系統(tǒng)性能。它一般集成于CPU芯片內(nèi)部，用于暫時存儲CPU運(yùn)算時的部分指令和數(shù)據(jù)。高速緩存分為L1Cache（一級高速緩存）和L2Cache（二級高速緩存）。L1和L2Cache的容量和工作速率對提高計算機(jī)速度起關(guān)鍵作用。

CPU的工作電壓分為兩個方面，CPU的核心電壓與I/O電壓。核心電壓即驅(qū)動CPU核心芯片的電壓，I/O電壓則指驅(qū)動I/O電路的電壓。通常CPU的核心電壓小于等于I/O電壓。隨著CPU的制造工藝提高，近年來各種CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢，目前臺式機(jī)用CPU核電壓通常為2V以內(nèi)，筆記本專用CPU的工作電壓相對更低，從而達(dá)到大幅減少功耗的目的，以延長電池的使用壽命，并降低了CPU發(fā)熱量。（3）CPU工作電壓計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第一節(jié)CPU的結(jié)構(gòu)和原理第5頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四（4）生產(chǎn)工藝通常可以在CPU性能列表上看到生產(chǎn)工藝一項(xiàng)，其中有0.18μm、0.13μm、0.09μm、0.065μm等，這些數(shù)值表示了集成電路中導(dǎo)線的寬度。目前INTEL已經(jīng)掌握0.045μm技術(shù)，將使用在近期產(chǎn)品中。生產(chǎn)工藝的數(shù)據(jù)越小，表明CPU的生產(chǎn)技術(shù)越先進(jìn)，CPU的功耗和發(fā)熱也就越小，集成的晶體管也就越多，CPU的主頻也就能做得越高。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第一節(jié)CPU的結(jié)構(gòu)和原理第6頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四1.2CPU重要參數(shù)1.CPU系列：酷睿、奔騰D、奔騰4、AM2Athlon64、AM2閃龍2.CPU架構(gòu)：32位或64位；3.核心數(shù)量：單核或雙核、四核；Athlon64X2、Athlon64、閃龍、Athlon64FX等。7.總線頻率（MHZ）：主板必須支持該頻率，否則不能正常工作。6.CPU主頻（MHZ）：時鐘頻率，單核時代最高4G。8.外頻（MHZ）：是CPU乃至整個計算機(jī)系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率。9.插槽類型：必須與主板配套；10.L1緩存（KB）：集成在CPU內(nèi)部，可提高CPU的運(yùn)算效率。5.制作工藝（微米）：0.18、0.13、0.09、0.065、0.045等，越小越好4.工作功率（W）：為CPU耗電量，越小越好。12.L2緩存（KB）：位于CPU與內(nèi)存之間的臨時存儲器。

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第一節(jié)CPU的結(jié)構(gòu)和原理第7頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四2.內(nèi)存儲器 (1)靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器 SRAM，不必周期性刷新，作Cache用。 (2)動態(tài)隨機(jī)存取存儲器 DRAM，需要周期性刷新，作主存。

SDRAM、DDRDRAM、DDR2DRAM、DDR3DRAM、RDRAM。 (3)只讀存儲器 ROM，斷電仍然能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)，只能讀不能寫。區(qū)別：ROM：只能讀出不能寫入，斷電后信息不會丟失；RAM：既可讀出也可寫入，一旦關(guān)機(jī)或斷電，信息丟失SDRAMDDR計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第二節(jié)內(nèi)存儲器第8頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四各種內(nèi)存接口類型SIMM接口184pinDIMM240pinDIMMRambus公司生產(chǎn)的RDRAM內(nèi)存所采用的接口類型RIMM接口注：在主板一節(jié)中會對各種接口作詳細(xì)說明計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第二節(jié)內(nèi)存儲器第9頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四2.1內(nèi)存類型SDRAM是同步動態(tài)隨機(jī)存儲器的簡稱，是前幾年普遍使用的內(nèi)存形式。SDRAM采用3.3v工作電壓，帶寬64位。SDRAM內(nèi)存條的兩面都有金手指，是直接插在內(nèi)存條插槽中的，因此這種結(jié)構(gòu)也叫“雙列直插式”，英文名叫“DIMM”。目前絕大部分內(nèi)存條都采用這種“DIMM”結(jié)構(gòu)。SDRAM內(nèi)存條有168個針腳，內(nèi)存條上有兩個缺口為其重要特征。常用的為PC133SDRAM產(chǎn)品。SDRAM曾經(jīng)是長時間使用的主流內(nèi)存，從430TX芯片組到845芯片組都支持SDRAM。但隨著DDRSDRAM的普及，SDRAM已退出主流市場。

SDRAM計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第二節(jié)內(nèi)存儲器第10頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四DDRSDRAM

DDRSDRAM是雙數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器的簡稱。DDRSDRAM是SDRAM的更新?lián)Q代產(chǎn)品，采用2.5v工作電壓，它允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù)，這樣不需要提高時鐘的頻率就能加倍提高SDRAM的速度，并具有比SDRAM多一倍的傳輸速率和內(nèi)存帶寬，例如DDR266與PC133SDRAM相比，工作頻率同樣是133MHz，但內(nèi)存帶寬達(dá)到了2.12GB/s，比PC133SDRAM高一倍。DDR內(nèi)存條有184個引腳，金手指中也只有一個缺口。目前主流的芯片組都支持DDRSDRAM，

一般常用為DDR266，DDR333和DDR400共3種。隨著AMDAM2接口CPU對DDR2內(nèi)存的全面支持，DDR內(nèi)存逐漸退出主流市場。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第二節(jié)內(nèi)存儲器第11頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四DDR2SDRAM

DDR2SDRAM是新生代內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它與上一代DDR內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大的不同就是，雖然同是采用了在時鐘的上升/下降延同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞剑獶DR2內(nèi)存卻擁有兩倍于上一代DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力（即：4bit數(shù)據(jù)讀預(yù)?。?。換句話說，DDR2內(nèi)存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數(shù)據(jù)，并且能夠以內(nèi)部控制總線4倍的速度運(yùn)行。此外，由于DDR2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定所有DDR2內(nèi)存均采用FBGA封裝形式，而不同于目前廣泛應(yīng)用的TSOP/TSOP-II封裝形式，F(xiàn)BGA封裝可以提供了更為良好的電氣性能與散熱性，為DDR2內(nèi)存的穩(wěn)定工作與未來頻率的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前常用的是DDR2533、DDR2667和DDR2800兩種。DDR2內(nèi)存為目前主流內(nèi)存。

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第二節(jié)內(nèi)存儲器第12頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四DDR3SDRAM

DDR3相比起DDR2有更高的工作電壓，從DDR2的1.8V降落到1.5V，性能更好更為省電；DDR2的4bit預(yù)讀升級為8bit預(yù)讀。DDR3目前最高能夠1600Mhz的速度，由于目前最為快速的DDR2內(nèi)存速度已經(jīng)提升到800Mhz/1066Mhz的速度，因而首批DDR3內(nèi)存模組將會從1333Mhz的起跳。目前已有支持DDR3的主板出現(xiàn)。且現(xiàn)在高端顯卡多采用GDDR3顯存。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第二節(jié)內(nèi)存儲器第13頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四2.2內(nèi)存頻率

內(nèi)存主頻和CPU主頻一樣，習(xí)慣上被用來表示內(nèi)存的速度，它代表著該內(nèi)存所能達(dá)到的最高工作頻率。內(nèi)存主頻是以MHz（兆赫）為單位來計量的。內(nèi)存主頻越高在一定程度上代表著內(nèi)存所能達(dá)到的速度越快。內(nèi)存主頻決定著該內(nèi)存最高能在什么樣的頻率正常工作。目前較為主流的內(nèi)存頻率室333MHz和400MHz的DDR內(nèi)存，以及533MHz和667MHz及800MHZ的DDR2內(nèi)存。內(nèi)存工作時的時鐘信號是由主板芯片組的北橋或直接由主板的時鐘發(fā)生器提供的，也就是說內(nèi)存無法決定自身的工作頻率，其實(shí)際工作頻率是由主板來決定的。DDR內(nèi)存和DDR2內(nèi)存的頻率可以用工作頻率和等效頻率兩種方式表示，工作頻率是內(nèi)存顆粒實(shí)際的工作頻率，但是由于DDR內(nèi)存可以在脈沖的上升和下降沿都傳輸數(shù)據(jù)，因此傳輸數(shù)據(jù)的等效頻率是工作頻率的兩倍；而DDR2內(nèi)存每個時鐘能夠以四倍于工作頻率的速度讀/寫數(shù)據(jù)，因此傳輸數(shù)據(jù)的等效頻率是工作頻率的四倍。例如DDR200/266/333/400的工作頻率分別是100/133/166/200MHz，而等效頻率分別是200/266/333/400MHz；DDR2400/533/667/800的工作頻率分別是100/133/166/200MHz，而等效頻率分別是400/533/667/800MHz。

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第二節(jié)內(nèi)存儲器第14頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四3.外存儲器

外存儲器又稱為輔助存儲器，簡稱外存（輔存）。外存作為主存儲器的后備和補(bǔ)充而廣泛使用。外存儲器的特點(diǎn)是：存儲容量大、成本低、存取速度慢，可以永久地脫機(jī)保存信息。常用的外存儲器有：軟盤、硬盤、優(yōu)盤、磁帶和光盤等。一臺微機(jī)配備的硬盤容量越大越好，但容量越大，價格越高。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第15頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四3.1軟盤軟盤是用表面涂有磁性材料的柔軟的聚酯材料制成。將盤片邏輯地劃分成若干個同心圓，每個同心圓稱為一個磁道，磁道從外向內(nèi)編號，最外面的一個同心圓為0磁道。磁道又劃分成若干段，每段稱為一個扇區(qū)。磁盤的存儲容量可由下面的公式求出：

磁盤總?cè)萘浚酱诺罃?shù)×扇區(qū)數(shù)×磁面數(shù)×扇區(qū)字節(jié)數(shù)例如，3.5英寸軟盤有80個磁道，每個磁道有18個扇區(qū)，每個扇區(qū)可存儲512B，每個磁盤有兩個面。80×18×512B×2=1474560B=1.44MB讀寫軟盤時，磁頭直接接觸盤面。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第16頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四軟盤寫保護(hù)露出小孔為寫保護(hù)計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第17頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四3.2硬盤存儲器1.44MB80GB硬盤片讀寫磁頭

硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成。讀寫硬盤時，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面。硬盤容量視具體類型而定。硬盤的轉(zhuǎn)速一般有5400轉(zhuǎn)和7200轉(zhuǎn)兩種。硬盤生產(chǎn)廠家主要有IBM，邁拓，希捷，西數(shù)和三星四家。應(yīng)用最廣的是希捷。在選購硬盤時，最好選用盒裝且3年或5年質(zhì)保的產(chǎn)品。

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第三節(jié)外存儲器第18頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四柱面扇區(qū)磁道硬盤存儲容量=磁頭數(shù)柱面數(shù)扇區(qū)數(shù)每扇區(qū)字節(jié)數(shù)（512B）硬盤的磁道、扇區(qū)、柱面計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第19頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四各種硬盤接口(IDE/SATA/SCSI)IDE接口IDE接口IDE接口SATA接口SATA接口SATA接口SCSI接口SATA接口數(shù)據(jù)線IDE接口數(shù)據(jù)線計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第20頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四3.3光盤存儲器光盤類存儲器CD-ROM：CompactDisk-ROM，只讀型光盤。MO：MagnetoOptical，可擦寫光盤。PD/CD-ROM：PhaseChangeRewritableOptialDiskDrive。 相變式可重復(fù)擦寫光盤驅(qū)動器。CD-R：CD-Recordable，一次性可寫入光盤。CD-RW：CD-ReWritable，可重寫光盤。DVD：DigitalVersatileDisk 向下兼容，可讀音頻CD和CD-ROM。 單面單層的容量：4.7GB。 單面雙層的容量：7.5GB。 雙面雙層的容量：17GB。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第21頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四光盤存儲器光盤也稱為CD—ROM光盤刻錄機(jī)光盤的容量一般為650MBCD—R和CD—RWDVD光驅(qū)DVD刻錄機(jī)也稱DVD-RW計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第22頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四各種光盤光盤的容量一般為650MB計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第23頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四3.4移動存儲設(shè)備（1）移動硬盤（2）Flash存儲設(shè)備（優(yōu)盤等）（3）磁光技術(shù)移動存儲產(chǎn)品磁盤技術(shù)與光技術(shù)結(jié)合。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第三節(jié)外存儲器第24頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四4.主板主板的作用：

主板又叫母板（MotherBoard），它安裝在機(jī)箱內(nèi)，是微機(jī)最基本的也是最重要的部件之一。主板是整個微機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，不管是CPU、內(nèi)存、顯示卡還是鼠標(biāo)、鍵盤、聲卡、網(wǎng)卡都要通過主板來連接并協(xié)調(diào)工作。主板不好，一切插在它上面的部件的性能都不能充分發(fā)揮出來。如果把CPU看成是微機(jī)的大腦，那么主板就是微機(jī)的身軀。當(dāng)擁有了一個性能優(yōu)異的大腦（CPU）后，同樣也需要一個健康強(qiáng)壯的身體（主板）來運(yùn)作。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第25頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四4.1主板的架構(gòu)主板架構(gòu)

主板在結(jié)構(gòu)上主要有AT、ATX、NLX、EATX、WATX以及BTX等類型。它們的主要區(qū)別在于板上各元器件的布局排列方式、尺寸大小、形狀以及所使用的電源規(guī)格和控制方式的不同。其中，AT結(jié)構(gòu)已經(jīng)淘汰；EATX和WATX多用于服務(wù)器/工作站主板；NLX等是ATX的變種。華碩主板碩泰克SL-848P/SAT主板ATX主板大家可以看到ATX主板就像AT主板轉(zhuǎn)了90°主用計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第26頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四ATX新型主板結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）擴(kuò)展插槽較多；（2）優(yōu)化板上元件布局；（3）配合ATX電源，實(shí)現(xiàn)軟關(guān)機(jī)；（4）MODEM遠(yuǎn)程遙控開關(guān)機(jī)；（5）需要配合專門的ATX機(jī)箱使用。ATX新型主板結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第27頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)存總線插槽接口卡CPU插座串行接口USB接口芯片組計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第28頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四

芯片組（Chipset）是主板的核心組成部分。如果說中央處理器（CPU）是整個電腦系統(tǒng)的心臟，那么芯片組將是整個身體的軀干。對于主板而言，芯片組幾乎決定了這塊主板的功能，進(jìn)而影響到整個電腦系統(tǒng)性能的發(fā)揮。芯片組是主板的靈魂。芯片組性能的優(yōu)劣，決定了主板性能的好壞與級別的高低。這是因?yàn)槟壳癈PU的型號與種類繁多、功能特點(diǎn)不一，如果芯片組不能與CPU良好地協(xié)同工作，將嚴(yán)重地影響計算機(jī)的整體性能，甚至不能正常工作。主板芯片組幾乎決定著主板的全部功能，其中CPU的類型、主板的系統(tǒng)總線頻率，內(nèi)存類型、容量和性能，顯卡插槽規(guī)格等，是由芯片組中的北橋芯片決定的。而擴(kuò)展槽的種類與數(shù)量、擴(kuò)展接口的類型和數(shù)量（如USB2.0/1.1、IEEE1394、串口、并口、筆記本的VGA輸出接口）等，是由芯片組的南橋決定的。還有些芯片組由于納入了3D加速顯示（集成顯示芯片）、AC＇97聲音解碼等功能，還決定著計算機(jī)系統(tǒng)的顯示性能和音頻播放性能等。

4.2主板的芯片組計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第29頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四芯片組決定了主板的結(jié)構(gòu)及CPU的使用。根據(jù)芯片的功能，可分為南橋芯片和北橋芯片。南橋芯片主要負(fù)責(zé)I/O接口控制、IDE設(shè)備（硬盤等）控制以及高級能源管理等；北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，由于北橋芯片的發(fā)熱量較高，所以芯片上會裝有散熱片。主板示意圖計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第30頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四

4.2.1芯片組的分類：按用途，可分為服務(wù)器/工作站、臺式機(jī)、筆記本等。按芯片數(shù)量，可分為單芯片組（南北橋合一），標(biāo)準(zhǔn)的南、北橋芯片組和多芯片芯片組（主要用于高檔服務(wù)器/工作站）。按整合程度的高低，還可分為整合型芯片組和非整合型芯片組等。按CPU種類，可分為AMD和intel兩種。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第31頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四到目前為止，能夠生產(chǎn)芯片組的廠家主要有：英特爾（美國）

VIA（中國臺灣）

SiS（中國臺灣）ALi（中國臺灣）

AMD（美國）

NVIDIA（美國）

ATI（加拿大）已被AMD兼并ServerWorks（美國）等

其中，以英特爾和VIA的芯片組最為常見。在臺式機(jī)的英特爾平臺上，英特爾自家的芯片組占有最大的市場份額，而且產(chǎn)品線齊全，高、中、低端以及整合型產(chǎn)品都有。VIA、SIS、ALI和最新加入的ATI幾家，加起來都只能占有比較小的市場份額，而且主要是在中低端和整合領(lǐng)域。在AMD平臺上，AMD自身通常是扮演一個開路先鋒的角色，產(chǎn)品少，市場份額也很小，而VIA卻占有AMD平臺芯片組最大的市場份額，但現(xiàn)在卻受到后起之秀NVIDIA的強(qiáng)勁挑戰(zhàn)。后者憑借其nForce系列芯片組的強(qiáng)大性能，成為AMD平臺最優(yōu)秀的芯片組產(chǎn)品，進(jìn)而從VIA手里奪得了許多市場份額。而SIS與ALi依舊是扮演配角，主要也是在中、低端和整合領(lǐng)域。筆記本方面，英特爾平臺具有絕對的優(yōu)勢，所以英特爾的筆記本芯片組也占據(jù)了最大的市場分額，其它廠家都只能扮演配角，以及為市場份額極小的AMD平臺設(shè)計產(chǎn)品。服務(wù)器/工作站方面，英特爾平臺更是絕對的優(yōu)勢地位，英特爾自家的服務(wù)器芯片組產(chǎn)品占據(jù)著絕大多數(shù)中、低端市場。而ServerWorks由于獲得了英特爾的授權(quán)，在中高端領(lǐng)域占有最大的市場份額，甚至英特爾原廠服務(wù)器主板，也有采用ServerWorks芯片組的產(chǎn)品。在服務(wù)器/工作站芯片組領(lǐng)域，ServerWorks芯片組就意味著高性能產(chǎn)品；而AMD服務(wù)器/工作站平臺，由于市場份額較小，主要都是采用AMD自家的芯片組產(chǎn)品。

4.2.2芯片組生產(chǎn)廠家計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第32頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四4.3主板的結(jié)構(gòu)——各種芯片和內(nèi)部插槽CPU插槽內(nèi)存插槽硬盤光驅(qū)IDE插槽電源插槽PCI插槽AGP插槽軟驅(qū)插槽計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第33頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四

4.3.1總線擴(kuò)展槽

總線是計算機(jī)中傳輸數(shù)據(jù)信號的通道。總線擴(kuò)展槽是主板中負(fù)責(zé)對外的連接通道，任何外界的接口卡，例如，顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等都要插在擴(kuò)展槽上才能夠與主板溝通，輸出圖像和聲音。主板上常見的總線擴(kuò)展槽有ISA和PCI。ISA擴(kuò)展槽

是IBM公司在PC機(jī)中最早推出的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了一條系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)總線寬度為16位，工作頻率為8MHz，數(shù)據(jù)傳輸率最高為8Mbps。該擴(kuò)展槽顏色為黑色，傳統(tǒng)的插卡都插在ISA擴(kuò)展槽中?，F(xiàn)在市面上的主板已經(jīng)不帶ISA擴(kuò)展槽。

計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第34頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四PCI擴(kuò)展槽

PCI用于解決外部設(shè)備接口的總線。PCI總線是一種不依附于某個具體處理器的局部總線。從結(jié)構(gòu)上看，PCI是在CPU和外設(shè)之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實(shí)現(xiàn)對這一層的管理，并實(shí)現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。與ISA擴(kuò)展槽相比，PCI擴(kuò)展槽的長度更短，顏色一般為白色，通常用來安裝聲卡、內(nèi)置Modem和網(wǎng)卡等。ISA插槽PCI插槽計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第35頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四AGP接口插槽

AGP專門用于高速處理圖像。AGP在主內(nèi)存與顯示卡之間提供了一條直接的通道，使得3D圖形數(shù)據(jù)越過PCI總線，直接送入顯示子系統(tǒng)。這樣就能突破由于PCI總線形成的系統(tǒng)瓶頸，從而達(dá)到高性能3D圖形的描繪功能。AGP標(biāo)準(zhǔn)可以讓顯卡通過專用的AGP接口調(diào)用系統(tǒng)主內(nèi)存做顯示內(nèi)存，是一種解決顯卡板載顯示內(nèi)存不足的廉價解決方案。AGP插槽的形狀與PCI擴(kuò)展槽相似，為褐色。AGP只能插顯卡，因此在主板上AGP接口只有一個。目前AGP端口標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由原來的AGP1×發(fā)展到AGP8×，其對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸率為266Mbps、266Mbps×8，現(xiàn)在使用AGP主板大都采用AGP8×接口，配合AGP8×的顯示卡，大大提高了電腦的3D處理能力。AGP插槽PCI插槽計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第36頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四PCI-EXPRESS插槽

PCI-Express是最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，是由英特爾提出的，這個新標(biāo)準(zhǔn)將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP，最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。它的主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速率高，目前最高可達(dá)到10GB/s以上，而且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?。PCIExpress也有多種規(guī)格，從PCIExpress1X到PCIExpress16X，能滿足現(xiàn)在和將來一定時間內(nèi)出現(xiàn)的低速設(shè)備和高速設(shè)備的需求。依目前形式來看，PCI-EX1和PCI-EX16已成為PCI-E主流規(guī)格，在南橋芯片當(dāng)中添加對PCI-EX1的支持，在北橋芯片當(dāng)中添加對PCI-EX16的支持。能支持PCIExpress的主要是英特爾的9系列以上芯片組。PCI-EX1的250MB/秒傳輸速度已經(jīng)可以滿足主流聲效芯片、網(wǎng)卡芯片和存儲設(shè)備對數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求。用于取代AGP接口的PCI-EX16，能夠提供5GB/s的帶寬，即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約為4GB/s左右的實(shí)際帶寬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過AGP8X的2.1GB/s的帶寬。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第37頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四最新主板PCI-E16XPCI-E1XSATA接口IDE接口支持雙通道內(nèi)存插槽計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第38頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四4.3.2內(nèi)存插槽SIMM（SingleInlineMemoryModule，單內(nèi)聯(lián)內(nèi)存模塊）內(nèi)存插槽是指主板上所采用的內(nèi)存插槽類型和數(shù)量。主板所支持的內(nèi)存種類和容量都由內(nèi)存插槽來決定的。目前主要應(yīng)用于主板上的內(nèi)存插槽有：

168針SIMM插槽

內(nèi)存條通過金手指與主板連接，內(nèi)存條正反兩面都帶有金手指。金手指可以在兩面提供不同的信號，也可以提供相同的信號。SIMM就是一種兩側(cè)金手指都提供相同信號的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，它多用于早期的FPM和EDDDRAM，最初一次只能傳輸8bif數(shù)據(jù)，后來逐漸發(fā)展出16bit、32bit的SIMM模組，其中8bit和16bitSIMM使用30pin接口，32bit的則使用72pin接口。在內(nèi)存發(fā)展進(jìn)入SDRAM時代后，SIMM逐漸被DIMM技術(shù)取代。

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第四節(jié)主板第39頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四DIMM184針DIMM插槽

240針DIMM插槽

168針DIMM插槽

用于SDRAM內(nèi)存

用于DDR內(nèi)存

用于DDR2內(nèi)存

計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第40頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四DIMM與SIMM相當(dāng)類似，不同的只是DIMM的金手指兩端不像SIMM那樣是互通的，它們各自獨(dú)立傳輸信號，因此可以滿足更多數(shù)據(jù)信號的傳送需要。同樣采用DIMM，SDRAM的接口與DDR內(nèi)存的接口也略有不同，SDRAMDIMM為168PinDIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面為84Pin，金手指上有兩個卡口，用來避免插入插槽時，錯誤將內(nèi)存反向插入而導(dǎo)致燒毀；DDRDIMM則采用184PinDIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有92Pin，金手指上只有一個卡口?？跀?shù)量的不同，是二者最為明顯的區(qū)別。DDR2DIMM為240pinDIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有120Pin，與DDRDIMM一樣金手指上也只有一個卡口，但是卡口的位置與DDRDIMM稍微有一些不同，因此DDR內(nèi)存是插不進(jìn)DDR2DIMM的，同理DDR2內(nèi)存也是插不進(jìn)DDRDIMM的，因此在一些同時具有DDRDIMM和DDR2DIMM的主板上，不會出現(xiàn)將內(nèi)存插錯插槽的問題。

DDR3DIMM也是240pinDIMM結(jié)構(gòu)，但卡口位置與DDR2DIMM正好相反，也不會出現(xiàn)插錯內(nèi)存問題。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第41頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四

4.3.3CPU插槽

我們知道，CPU需要通過某個接口與主板連接的才能進(jìn)行工作。CPU經(jīng)過這么多年的發(fā)展，采用的接口方式有引腳式、卡式、觸點(diǎn)式、針腳式等。而目前CPU的接口都是針腳式接口，對應(yīng)到主板上就有相應(yīng)的插槽類型。不同類型的CPU具有不同的CPU插槽，因此選擇CPU，就必須選擇帶有與之對應(yīng)插槽類型的主板。主板CPU插槽類型不同，在插孔數(shù)、體積、形狀都有變化，所以不能互相接插。

下面，我們介紹一下目前常用幾種CPU插槽。Socket478

Socket478插槽是早期Pentium4和Celeron4，部分CeleronD系列處理器所采用的接口類型，針腳數(shù)為478針。支持的主板芯片組主要有845/848/865/875系列芯片組。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第42頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四Socket775

Socket775又稱為SocketT，目前采用此種插槽的有LGA775封裝的單核心的Pentium4、Pentium4EE、CeleronD以及雙核心的PentiumD和PentiumEE等CPU，Core架構(gòu)的Cornoe核心處理器也繼續(xù)采用Socket775插槽。Socket775插槽與目前廣泛采用的Socket478插槽明顯不同，非常復(fù)雜，沒有Socket478插槽那樣的CPU針腳插孔，取而代之的是775根有彈性的觸須狀針腳，通過與CPU底部對應(yīng)的觸點(diǎn)相接觸而獲得信號。另外，與以前的Socket478/423/370等插槽采用工程塑料制造不同，為全金屬制造。目前，采用Socket775插槽的主板主要是Intel915/925/945/975/965系列芯片組主板，也有采用比較成熟的老芯片組例如Intel865/875/848系列以及VIAPT800/PT880等芯片組的主板。Socket775插槽已基本取代Socket478插槽，成為Intel平臺的主流CPU插槽。

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第四節(jié)主板第43頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四Socket754Socket754是2003年9月AMD64位桌面平臺最初發(fā)布時的標(biāo)準(zhǔn)插槽，具有754個CPU針腳插孔，采用此種插槽的有面向桌面平臺的Athlon64的低端型號和Sempron的高端型號，以及面向移動平臺的MobileSempron、MobileAthlon64以及Turion64。不支持雙通道內(nèi)存技術(shù)。SocketA

SocketA接口，也叫Socket462，是早期AMD公司AthlonXP和Duron處理器的插座標(biāo)準(zhǔn)。SocketA接口具有462插孔，可以支持133MHz外頻。降低了制造成本，簡化了結(jié)構(gòu)設(shè)計。

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第四節(jié)主板第44頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四Socket939

Socket939是AMD公司2004年6月才發(fā)布的64位桌面平臺插槽標(biāo)準(zhǔn)，具有939個CPU針腳插孔，支持200MHz外頻和1000MHz的HyperTransport總線頻率，并且支持雙通道內(nèi)存技術(shù)。采用此種插槽的有部分Athlon64以及Athlon64FX和Athlon64X2及Sempron處理器，目前已基本不用。Socket940Socket940是最早發(fā)布的AMD64位平臺標(biāo)準(zhǔn)，具有940個CPU針腳插孔，支持200MHz外頻和800MHz或1000MHz的HyperTransport總線頻率，并且支持雙通道內(nèi)存技術(shù)。目前采用此種插槽的有服務(wù)器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon64FX。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第45頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四SocketAM2SocketAM2是2006年5月底發(fā)布的支持DDR2內(nèi)存的AMD64位桌面CPU的插槽標(biāo)準(zhǔn)。是目前低端的Sempron、中端的Athlon64、高端的Athlon64X2以及頂級的Athlon64FX等全系列AMD桌面CPU所對應(yīng)的插槽標(biāo)準(zhǔn)。SocketAM2具有940個CPU針腳插孔，支持200MHz外頻和1000MHz的HyperTransport總線頻率，支持雙通道DDR2內(nèi)存，其中Athlon64X2以及Athlon64FX最高支持DDR2800，Sempron和Athlon64最高支持DDR2667。雖然同樣都具有940個CPU針腳插孔，但SocketAM2與原有的Socket940在針腳定義以及針腳排列方面都不相同，并不能互相兼容。按照AMD的規(guī)劃，SocketAM2將逐漸取代原有的Socket754和Socket939，從而實(shí)現(xiàn)桌面平臺CPU插槽標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。廣大主板商也迅速跟進(jìn)，SocketAM2的配套主板目前也在逐漸增多。

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第四節(jié)主板第46頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四4.3.4硬盤接口

硬盤接口是硬盤與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機(jī)內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。不同的硬盤接口決定著硬盤與計算機(jī)之間的連接速度，在整個系統(tǒng)中，硬盤接口的優(yōu)劣直接影響著程序運(yùn)行快慢和系統(tǒng)性能好壞。從整體的角度上，硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種，IDE接口硬盤多用于家用產(chǎn)品中，也部分應(yīng)用于服務(wù)器，SCSI接口的硬盤則主要應(yīng)用于服務(wù)器市場，而光纖通道只在高端服務(wù)器上，價格昂貴。SATA是種新生的硬盤接口類型，還正出于市場普及階段，在家用市場中有著廣泛的前景。在此，我們主要介紹在家用機(jī)中常用的IDE和SATA接口。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第47頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四IDE接口

主板IDE接口

IDE代表著硬盤的一種類型，但在實(shí)際的應(yīng)用中，人們也習(xí)慣用IDE來稱呼最早出現(xiàn)IDE類型硬盤ATA-1，這種類型的接口隨著接口技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了，而其后發(fā)展分支出更多類型的硬盤接口，比如ATA、UltraATA、DMA、UltraDMA等接口都屬于IDE硬盤。計算機(jī)基礎(chǔ)知識—硬件部分

第四節(jié)主板第48頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四SATA接口主板上的Serial-ATA接口使用SATA（SerialATA）口的硬盤又叫串口硬盤，是未來PC機(jī)硬盤的趨勢。SerialATA采用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強(qiáng)的糾錯能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對傳輸指令（不僅僅是數(shù)據(jù)）進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４薪涌谶€具有結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。串口硬盤是完全不同于并行ATA，采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)。SerialATA以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，一次只會傳送1位數(shù)據(jù)。這樣能減少SATA接口的針腳數(shù)目。實(shí)際上，SerialATA僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)其次。SerialATA1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)150MB/s，這比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能達(dá)到133MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率還高，而在SerialATA2.0的數(shù)據(jù)傳輸率將達(dá)到300MB/s，最終SATA將實(shí)現(xiàn)600MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。

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第四節(jié)主板第49頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四4.3.5其它接口

主板上的軟驅(qū)接口一般為一個34針雙排針插座，標(biāo)注為Floppy、FDC或FDD。一些主板為了方便用戶正確插入電纜插頭，把未使用的第5針取消，形成了不對稱的33針軟驅(qū)接口插座以區(qū)分連接方向。軟盤驅(qū)動器接口電源接口主板上的電源插座共有兩種規(guī)格，AT規(guī)格和ATX規(guī)格。AT規(guī)格的電源插座是12芯單列插座，沒有防插錯結(jié)構(gòu)，一定不要把插頭插反，否則會燒毀主板，已基本不用。ATX是目前廣泛使用的電源插座規(guī)格，配合ATX電源使用，ATX電源插座是20芯雙列插座，具有防插錯結(jié)構(gòu)，如果插頭拿反了就插不進(jìn)去，所以不必?fù)?dān)心會燒毀主板。在軟件的配合下，ATX電源可以實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)機(jī)、鍵盤開機(jī)，Modem遠(yuǎn)程喚醒等電源管理功能。

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第四節(jié)主板第50頁，共59頁，2023年，2月20日，星期四4.4主板的結(jié)構(gòu)——外設(shè)接口（I/O接口）并行接口LPT音頻接口：聲音輸入L-out聲音輸入L-in麥克風(fēng)

MIC串行COM接口I/O插槽CPU接口接口接口接口鍵盤硬盤鼠標(biāo)打印機(jī)顯示器用戶電路光驅(qū)軟驅(qū)總線控制電路串行接口并行接口鍵盤接口時鐘RAMROM總線主機(jī)板如有集成顯卡，還有顯卡接口計算機(jī)基礎(chǔ)知識