TRsystems GmbH791-00168-02主板
TRsystems GmbH791-00168-02主板
主板，也叫母板，安裝在計(jì)算機(jī)主機(jī)箱內(nèi)，是計(jì)算機(jī)最基本也是最重要的部件之一，在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中扮演著舉足輕重的角色。主板制造質(zhì)量的高低，決定了硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性。主板與CPU關(guān)系密切，每一次CPU的重大升級，必然導(dǎo)致主板的換代。主板是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，也是主機(jī)箱內(nèi)面積最大的一塊印刷電路板。主板的主要功能是傳輸各種電子信號，部分芯片也負(fù)責(zé)初步處理一些外圍數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)主機(jī)中的各個(gè)部件都是通過主板來連接的，計(jì)算機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)對系統(tǒng)內(nèi)存、存儲設(shè)備和其他I/O設(shè)備的操控都必須通過主板來完成。計(jì)算機(jī)性能是否能夠充分發(fā)揮，硬件功能是否足夠，以及硬件兼容性如何等，都取決于主板的設(shè)計(jì)。主板的優(yōu)劣在某種程度上決定了一臺計(jì)算機(jī)的整體性能、使用年限以及功能擴(kuò)展能力 [2]
主板采用了開放式結(jié)構(gòu)。主板上大都有6-15個(gè)擴(kuò)展插槽，供PC機(jī)外圍設(shè)備的控制卡（適配器）插接。通過更換這些插卡，可以對微機(jī)的相應(yīng)子系統(tǒng)進(jìn)行局部升級，使廠家和用戶在配置機(jī)型方面有更大的靈活性?？傊靼逶谡麄€(gè)微機(jī)系統(tǒng)中扮演著舉足輕重的角色?？梢哉f，主板的類型和檔次決定著整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的類型和檔次，主板的性能影響著整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的性能 [
主板的核心是主板芯片組，它決定了主板的規(guī)格、性能和大致功能。我們平日說“865PE主板，865PE指的就是主板芯片組。如果說CPU是整個(gè)電腦系統(tǒng)的心臟，那么芯片組將是整個(gè)系統(tǒng)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(gè)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)镃PU的型號與種類繁多、功能特點(diǎn)不一，芯片組如果不能與CPU良好地協(xié)同工作，將嚴(yán)重地影響計(jì)算機(jī)的整體性能，甚至不能正常工作。 [2]
北橋芯片和南橋芯片
在傳統(tǒng)的芯片組構(gòu)成中，一直沿用南橋芯片與北橋芯片搭配的方式，在主板上可以發(fā)現(xiàn)它們的具體位置。一般地，我們在主板上，可以在CPU插槽附近找到一個(gè)散熱器，下面的就是北橋芯片。南橋芯片一般離CPU較遠(yuǎn)，常裸露在PCⅠ插槽旁邊，塊頭比較大；北橋芯片是系統(tǒng)控制芯片，主要負(fù)責(zé)CPU、內(nèi)存、顯卡三者之間的數(shù)據(jù)交換，在與南橋芯片組成的芯片組中起主導(dǎo)作用，掌控一些高速設(shè)備，如CPU、 Host bus等。主板支持什么CPU，支持AGP多少速的顯卡，支持何種頻率的內(nèi)存，都是北橋芯片決定的。北橋芯片往往有較高的工作頻率，所以發(fā)熱量頗高南橋芯片主要決定主板的功能，主板上的各種接口、PS/2鼠標(biāo)控制、USB控制、PCI總線IDE以及主板上的其他芯片（如集成聲卡、集成RAID卡、集成網(wǎng)卡等），都?xì)w南橋芯片控制。隨著PC架構(gòu)的不斷發(fā)展，如今北橋的功能逐漸被CPU所包含，自身結(jié)構(gòu)不斷簡化甚至在芯片組中也已不復(fù)存在 [2]
BIOS芯片
BIOS（Basic Input/ Output System，基本輸入輸出系統(tǒng)），全稱是ROM-BIOS，是只讀存儲器基本輸入/輸出系統(tǒng)的簡寫。BIOS實(shí)際是一組被固化到電腦中，為電腦提供直接的硬件控制的程序，它是連通軟件程序和硬件設(shè)備之間的樞紐，通俗地說，BIOS是硬件與軟件程序之間的一個(gè)“轉(zhuǎn)換器"或者說是接口，負(fù)責(zé)解決硬件的即時(shí)要求，并按軟件對硬件的操作要求具體執(zhí)行。從功能上看，BIOS主要包括2個(gè)部分： [2]
（1）自檢及初始化 [2]
自檢和初始化負(fù)責(zé)啟動電腦，具體有3個(gè)部分 [2] ：
加電自檢（Power on self test，簡稱POST），用于電腦剛接通電源時(shí)對硬件部分的檢測，檢查電腦是否良好。通常完整的POST自檢將包括對CPU，640K基本內(nèi)存，1M以上的擴(kuò)展內(nèi)存，ROM，主板，CMOS存儲器，串并口，顯示卡，軟硬盤子系統(tǒng)及鍵盤進(jìn)行測試，一旦在自檢中發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)將給出提示信息或鳴笛警告 [2] 。
初始化，包括創(chuàng)建中斷向量、設(shè)置寄存器、對一些外部設(shè)備進(jìn)行初始化和檢測等，其中很重要的一部分是BIOS設(shè)置，主要是對硬件設(shè)置的一些參數(shù)，當(dāng)電腦啟動時(shí)會讀取這些參數(shù)，并和實(shí)際硬件設(shè)置進(jìn)行比較，如果不符合，會影響系統(tǒng)的啟動。 [2]
引導(dǎo)程序，用于引導(dǎo)DOS或其他操作系統(tǒng)。BIOS先從軟盤或硬盤的開始扇區(qū)讀取引導(dǎo)記錄，如果沒有找到，則會在顯示器上顯示沒有引導(dǎo)設(shè)備，如果找到引導(dǎo)記錄會把電腦的控制權(quán)轉(zhuǎn)給引導(dǎo)記錄，由引導(dǎo)記錄把操作系統(tǒng)裝入電腦，在電腦啟動成功后，BIOS的這部分任務(wù)就完成了。 [2]
（2）程序服務(wù)處理和硬件中斷處理 [2]
這兩部分是兩個(gè)獨(dú)立的內(nèi)容，但在使用上密切相關(guān)。程序服務(wù)處理程序主要是為應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)服務(wù)，這些服務(wù)主要與輸入輸出設(shè)備有關(guān)，例如讀磁盤、文件輸出到打印機(jī)等。為了完成這些操作，B1OS必須直接與計(jì)算機(jī)的I/O設(shè)備打交道，它通過端口發(fā)出命令，向各種外部設(shè)備傳送數(shù)據(jù)以及從它們那兒接收數(shù)據(jù)，使程序能夠脫離具體的硬件操作，而硬件中斷處理則分別處理PC機(jī)硬件的需求，因此這兩部分分別為軟件和硬件服務(wù)，組合到一起，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行。 [2]
BIOS的服務(wù)功能是通過調(diào)用中斷服務(wù)程序來實(shí)現(xiàn)的，這些服務(wù)分為很多組，每組有一個(gè)專門的中斷。例如視頻服務(wù)，中斷號為10H；屏幕打印，中斷號為05H;磁盤及串行口服務(wù)，中斷14H等。每一組又根據(jù)具體功能細(xì)分為不同的服務(wù)號。應(yīng)用程序需要使用哪些外設(shè)、進(jìn)行什么操作只需要在程序中用相應(yīng)的指令說明即可，無需直接控制由于CMOS與BIOS都跟電腦系統(tǒng)設(shè)置密切相關(guān)，因而二者很容易混淆。從根本上說，CMOS RAM是系統(tǒng)參數(shù)存放的地方，而BIOS中系統(tǒng)設(shè)置程序是完成參數(shù)設(shè)置的手段。因此準(zhǔn)確的說法應(yīng)是通過BIOS設(shè)置程序?qū)MOS參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 [2]
擴(kuò)展槽
主板上的擴(kuò)展插槽又稱為“總線插槽"，是主機(jī)通過系統(tǒng)總線與外部設(shè)備聯(lián)系的通道，用作外設(shè)接口電路的適配卡都插在擴(kuò)展槽內(nèi)。 [4]
主要接口
硬盤接口：硬盤接口可分為IDE接口和SATA接口。在型號老些的主板上，多集成2個(gè)IDE口，通常IDE接口都位于PCI插槽下方，從空間上則垂直于內(nèi)存插槽（也有橫著的）。而新型主板上，IDE接口大多縮減，甚至沒有，代之以SATA接口 [3]
軟驅(qū)接口：連接軟驅(qū)所用，多位于IDE接口旁，比IDE接口略短一些，因?yàn)樗?4針的，所以數(shù)據(jù)線也略窄一些 [3]
COM接口（串口）：大多數(shù)主板都提供了兩個(gè)COM接口，分別為COM1和COM2，作用是連接串行鼠標(biāo)和外置Modem等設(shè)備。COM1接口的I/O地址是03F8h-03FFh，中斷號是IRQ4；COM2接口的I/O地址是02F8h-02FFh，中斷號是IRQ3。 [3]
PS/2接口：PS/2接口的功能比較單一，僅能用于連接鍵盤和鼠標(biāo)。一般情況下，鼠標(biāo)的接口為綠色、鍵盤的接口為紫色。PS/2接口的傳輸速率比COM接口稍快一些，但這么多年使用之后，絕大多數(shù)主板依然配備該接口，但支持該接口的鼠標(biāo)和鍵盤越來越少，大部分外設(shè)廠商也不再推出基于該接口的外設(shè)產(chǎn)品，更多的是推出USB接口的外設(shè)產(chǎn)品。不過值得一提的是，由于該接口使用非常廣泛，因此很多使用者即使在使用USB也更愿意通過PS/2-USB轉(zhuǎn)接器插到PS/2上使用，外加鍵盤鼠標(biāo)每一代產(chǎn)品的壽命都非常長，接口依然使用效率*，但在不久的將來，被USB接口所*取代的可能性* [3] 。
USB接口：USB接口是如今的接口，最大可以支持127個(gè)外設(shè)，并且可以獨(dú)立供電，其應(yīng)用非常廣泛。USB接口可以從主板上獲得500mA的電流，支持熱拔插，真正做到了即插即用。一個(gè)USB接口可同時(shí)支持高速和低速USB外設(shè)的訪問，由一條四芯電纜連接，其中兩條是正負(fù)電源，另外兩條是數(shù)據(jù)傳輸線。高速外設(shè)的傳輸速率為12Mbps，低速外設(shè)的傳輸速率為1.5Mbps。此外，USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)最高傳輸速率可達(dá)480Mbps。USB 3.0已經(jīng)在主板中出現(xiàn)和普及 [3
LPT接口（并口）：一般用來連接打印機(jī)或掃描儀。其默認(rèn)的中斷號是IRQ7，采用25腳的DB-25接頭。并口的工作模式主要有三種 [3]：
1、SPP標(biāo)準(zhǔn)工作模式。SPP數(shù)據(jù)是半雙工單向傳輸，傳輸速率較慢，僅為15Kbps，但應(yīng)用較為廣泛，一般設(shè)為默認(rèn)的工作模式 [3]
2、EPP增強(qiáng)型工作模式。EPP采用雙向半雙工數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸速率比SPP高很多，可達(dá)2Mbps，已有不少外設(shè)使用此工作模式 [3]
3、ECP擴(kuò)充型工作模式。ECP采用雙向全雙工數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率比EPP還要高一些，但支持的設(shè)備不多。使用LPT接口的打印機(jī)與掃描儀已經(jīng)基本很少了，多為使用USB接口的打印機(jī)與掃描儀 [3]
MIDI接口：聲卡的MIDI接口和游戲桿接口是共用的。接口中的兩個(gè)針腳用來傳送MIDI信號，可連接各種MIDI設(shè)備 [3]
SATA接口：SATA的全稱是Serial Advanced Technology Attachment（串行高級技術(shù)附件，一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規(guī)范，在IDF Fall 2001大會上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0標(biāo)準(zhǔn)，正式宣告了SATA規(guī)范的確立。SATA規(guī)范將硬盤的外部傳輸速率理論值提高到了150MB/s，比PATA標(biāo)準(zhǔn)ATA/100高出50%，比ATA/133也要高出約13%，而隨著未來后續(xù)版本的發(fā)展，SATA接口的速率還可擴(kuò)展到2X和4X（300MB/s和600MB/s）。從其發(fā)展計(jì)劃來看，未來的SATA也將通過提升時(shí)鐘頻率來提高接口傳輸速率，讓硬盤也能夠超頻。 [3]
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