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1、1.1 有关电脑的基本概念,计算机就是能根据给定程序自动由电子线路实现运算和处理信息，并具有数据输入、输出及记忆功能的电子系统设备。,1.1.1 什么是电脑,1.1 有关电脑的基本概念,1.1.2 电脑硬件和软件,1.1 有关电脑的基本概念,1.1.3 什么是CPU,CPU的全称是Central Processing Unit，即中央处理单元，又称中央处理器。CPU包含运算器和控制器，它是电脑硬件的核心设备，是电脑的信息处理和控制的中心。计算机绝大多数操作，都通过CPU实现。,1.1 有关电脑的基本概念,1.1.4 FSB前沿总线频率和CPU的主频,前沿总线FSB（Front Side Bus

2、）是从CPU到芯片组之间的总线，该总线的工作频率称为前沿总线频率。频率的基本单位是Hz(赫兹)，常见的单位是MHz（兆赫兹）、GHz（吉赫兹）。CPU的外频就是主板提供的前沿总线频率。CPU主频=CPU外频CPU倍频，如P 800 MHz的设置为外频133 MHz，倍频为6。主频越高，CPU的运算速度就越快。,1.1 有关电脑的基本概念,1.1.5 电脑超频的含义,电脑的超频，是指电脑的一些组成部件的工作频率超过了生产厂商标称的工作频率。通常说的超频多指CPU的超频，通过调整CPU的外频和倍频就能提高CPU的主频。告诫：超频会加快器件的老化，缩短电脑的使用寿命。,1.1 有关电脑的基本概念,1

3、.1.6 电脑如何存储信息,电脑执行的程序和处理的数据都应该能保存起来，有的是暂时保存，有的是永久保存，这就是电脑的记忆功能，电脑用于记忆的存储设备分为内存和外存。内存 存储器 外存 内存以存储芯片（内存条）的形式出现，分为RAM（Random Access Memory，随机访问存储器）和ROM（Read Only Memory，只读存储器）外存主要指硬盘、软盘、CDROM和磁带，用于永久保存信息，保存软件和文 档。,1.1 有关电脑的基本概念,1.1.7 内存和外存的容量单位,1.1 有关电脑的基本概念,Cache是高速缓冲存储器，简称高速缓存。,图1-1 CPU访问硬盘的过程,主板上的

4、L2 Cache:512 KB1 MB 缓冲区Buffer：硬盘上的Buffer:64 KB2 MBCD-ROM 的Buffer:64 KB512 KBCD-R、CD-RW的Buffer:1 MB8 MB HP Laser jet 6P激光打印机Buffer:2 MB,1.1.8 高速缓存Cache和缓冲区Buffer,1.1 有关电脑的基本概念,CMOS是指互补金属氧化物半导体，就是指主板上的小容量 RAM芯片。BIOS基本输入输出系统。它是主板上的一块可拔插的 ROM芯片。CMOS的存储容量一般为64字节或128字节或256字节，通过端口地址对CMOS RAM进行读写。CMOS由主板上的后

5、备电池供电。CMOS的功耗非常低，即使长时间不开机，存放的信息也不会丢失。BIOS主要有两种类型：主板BIOS和显卡BIOS，BIOS是指主板BIOS，也称系统BIOS。目前电脑主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS和 Phoenix BIOS三种，显卡BIOS由显卡的厂商和显卡芯片组厂商提供。,1.1.9 CMOS和BIOS,1.1 有关电脑的基本概念,1.1.10 DOS和Windows 98/Windows 2000/Windows Me,操作系统是用户使用和控制电脑硬件的桥梁，是最主要的系统软件。常见的操作系统有DOS、Windows和Linux等。1、DOS系统 D

6、OS是磁盘操作系统，DOS系统是基于字符界面的单用户、单任务的操作系统，使用这种系统时，要求记 住许多DOS命令。DOS 6.22支持硬盘的逻辑盘容量小于2.1 GB。Windows 98也都有自己的DOS，其支持容量可以超过2.1 GB的硬盘逻辑盘。2、Windows 98/Windows 2000/Windows Me Windows中，只需用鼠标指指点点就可完成大部分的工作。,1.1 有关电脑的基本概念,1.1.11 电脑能做什么,1电脑的特点 l运算速度快 l计算精度高 l有记忆能力 l有逻辑判断能力 l具有网络通信功能2电脑的应用领域 科学计算、数据处理、网络通信、实时控制、辅助设计

7、、电脑游戏、辅助教学、人工智能和电子商务等。,1.2 个人电脑的发展历程,1946年电子计算机的诞生,标志着信息处理的革命；1981年IBM PC 个人电脑的出现，逐步让电脑走近了我们。,思考题,1、什么是电脑？它的主要用途是什么？2、什么是CPU？说明CPU主频和外频的关系。3、说明内存的作用，并简单描述内存的容量单位。4、说明硬盘标称容量为什么与一些软件中提示的容量不一样。5、说明CMOS和BIOS，Cache和Buffer分别是什么。6、DOS和Windows 是什么？它们有什么作用？,主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard

8、)；它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。目录简介 工作原理 基本功能 主板上的新技术 智慧型主板 ATX主板与AT主板的比较 展开,主板又名主机板、母板、系统板等。在一台微型计算机里，主板上安装了计算机的主要电路系统，并具有扩展槽和插有各种插件。计算机的质量与主板的设计和工艺有极大的关系。所以从计算机诞生开始，各厂家和用户都十分重视主板的体系结构和加工水平。了解主板的特性及使用情况，对购机、装机、用机

9、都是极有价值的。下面我们分别介绍当前流行的Pentium级主板和Pentium 级主板的主要技术特性和使用的有关问题。,在电路板下面，是错落有致的电路布线；在上面，则为棱角分明的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时，电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后，主板会根据BIOS(基本输入输出系统)来 1识别硬件，并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。编辑本段基本功能,芯片部分BIOS芯片：是一块方块状的存储器，里面存有与该主板搭配的基本输入输出系统程序。能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系

10、统的设备，调整CPU外频等。BIOS芯片是可以写入的，这方便用户更新BIOS的版本，以获取更好的性能及对电脑最新硬件的支持，当然不利的一面便是会让主板遭受诸如CIH病毒的袭击。南北桥芯片：横跨AGP插槽左右两边的两块芯片就是南北桥芯片。南桥多位于PCI插槽的上面；而CPU插槽旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片。芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板的命名都是以北桥的核心名称命名的（如P45的主板就是用的P45的北桥芯片）。北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”，由于发热量较大，因而需要散热片散热。南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组。芯片组在很

11、大程度上决定了主板的功能和性能。需要注意的是，AMD平台中部分芯片组因AMD CPU内置内存控制器，可采取单芯片的方式，如nVIDIA nForce 4便采用无北桥的设计。从AMD的K58开始，主板内置了内存控制器，因此北桥便不必集成内存控制器，这样不但减少了芯片组的制作难度，同样也减少了制作成本。现在在一些高端主板上将南北桥芯片封装到一起，只有一个芯片，这样大大提高了芯片组的功能。RAID控制芯片：相当于一块RAID卡的作用，可支持多个硬盘组成各种RAID模式。目前主板上集成的RAID控制芯片主要有两种：HPT372 RAID控制芯片和Promise RAID控制芯片。,扩展槽部分所谓的“插

12、拔部分”是指这部分的配件可以用“插”来安装，用“拔”来反安装。内存插槽：内存插槽一般位于CPU插座下方。图中的是DDR SDRAM插槽，这种插槽的线数为184线。AGP插槽：颜色多为深棕色，位于北桥芯片和PCI插槽之间。AGP插槽有1、2、4和8之分。AGP4的插槽中间没有间隔，AGP2则有。在PCI Express出现之前，AGP显卡较为流行，其传输速度最高可达到2133MB/s(AGP8）。PCI Express插槽：随着3D性能要求的不断提高，AGP已越来越不能满足视频处理带宽的要求，目前主流主板上显卡接口多转向PCI Exprss。PCI Exprss插槽有1、2、4、8和16之分。注

13、:目前主板支持双卡:(NVIDIA SLI/ATI 交叉火力),PCI插槽：PCI插槽多为乳白色，是主板的必备插槽，可以插上软Modem、声卡、股票接受卡、网卡、多功能卡等设备。CNR插槽：多为淡棕色，长度只有PCI插槽的一半，可以接CNR的软Modem或网卡。这种插槽的前身是AMR插槽。CNR和AMR不同之处在于：CNR增加了对网络的支持性，并且占用的是ISA插槽的位置。共同点是它们都是把软Modem或是软声卡的一部分功能交由CPU来完成。这种插槽的功能可在主板的BIOS中开启或禁止。,对外接口部分硬盘接口：硬盘接口可分为IDE接口和SATA接口。在型号老些的主板上，多集成2个IDE口，通常

14、IDE接口都位于PCI插槽下方，从空间上则垂直于内存插槽(也有横着的)。而新型主板上，IDE接口大多缩减，甚至没有，代之以SATA接口。软驱接口：连接软驱所用，多位于IDE接口旁，比IDE接口略短一些，因为它是34针的，所以数据线也略窄一些。COM接口(串口)：目前大多数主板都提供了两个COM接口，分别为COM1和COM2，作用是连接串行鼠标和外置Modem等设备。COM1接口的I/O地址是03F8h-03FFh，中断号是IRQ4；COM2接口的I/O地址是02F8h-02FFh，中断号是IRQ3。由此可见COM2接口比COM1接口的响应具有优先权，现在市面上已很难找到基于该接口的产品。PS/

15、2接口：PS/2接口的功能比较单一，仅能用于连接键盘和鼠标。一般情况下，鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色。PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些，但这么多年使用之后，虽然现在绝大多数主板依然配备该接口，但支持该接口的鼠标和键盘越来越少，大部分外设厂商也不再推出基于该接口的外设产品，更多的是推出USB接口的外设产品，不过值得一提的时候，由于该接口使用非常广泛，因此很多使用者即使在使用USB也更愿意通过PS/2-USB转接器插到PS/2上使用，外加键盘鼠标每一代产品的寿命都非常长，因此接口现在依然使用效率极高，但在不久的将来，被USB接口所完全取代的可能性极高。USB接口：USB接口是现在最

16、为流行的接口，最大可以支持127个外设，并且可以独立供电，其应用非常广泛。USB接口可以从主板上获得500mA的电流，支持热拔插，真正做到了即插即用。一个USB接口可同时支持高速和低速USB外设的访问，由一条四芯电缆连接，其中两条是正负电源，另外两条是数据传输线。高速外设的传输速率为12Mbps，低速外设的传输速率为1.5Mbps。此外，USB2.0标准最高传输速率可达480Mbps。USB3.0已经开始出现在最新主板中，将不久会被推广。,LPT接口(并口)：一般用来连接打印机或扫描仪。其默认的中断号是IRQ7，采用25脚的DB-25接头。并口的工作模式主要有三种：1、SPP标准工作模式。SP

17、P数据是半双工单向传输，传输速率较慢，仅为15Kbps，但应用较为广泛，一般设为默认的工作模式。2、EPP增强型工作模式。EPP采用双向半双工数据传输，其传输速率比SPP高很多，可达2Mbps，目前已有不少外设使用此工作模式。3、ECP扩充型工作模式。ECP采用双向全双工数据传输，传输速率比EPP还要高一些，但支持的设备不多。现在使用LPT接口的打印机与扫描仪已经基本很少了，多为使用USB接口的打印机与扫描仪。MIDI接口：声卡的MIDI接口和游戏杆接口是共用的。接口中的两个针脚用来传送MIDI信号，可连接各种MIDI设备，例如电子键盘等，现在市面上已很难找到基于该接口的产品。SATA接口：S

18、ATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment（串行高级技术附件，一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范，在IDF Fall 2001大会上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准，正式宣告了SATA规范的确立。SATA规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到了150MB/s，比PATA标准ATA/100高出50%，比ATA/133也要高出约13%，而随着未来后续版本的发展，SATA接口的速率还可扩展到2X和4X（300MB/s和600MB/s）

19、。从其发展计划来看，未来的SATA也将通过提升时钟频率来提高接口传输速率，让硬盘也能够超频。编辑本段主板上的新技术综述计算机行业的技术更新无疑是最频繁和最迅速的，一种主板从投入市场到淘汰一般只有12年的时间。目前市场中销售的主板普遍使用了一些常见的新技术，并具有一些共同的特点。主要是：采用Flash BIOS，用户只需软件即可升级；采用同步突发式(PB Cache)二级高速缓存，与以前的异步缓存相比，可提高速度和效率；主板集成两个串口、一个并口和一个软驱接口；主板集成2个通道的增强型(EIDE)硬盘接口，用于连接硬盘、IDE光驱、磁带机等设备。有些主板还设有PS2鼠标口、通用串行总线(USB)

20、、DMI资源管理等。下面对一些典型技术作一介绍。,支持MMXCPU技术的更新和主板产品的更新换代是密切相关的。一旦有新一代的CPU问世，就会有新的芯片组(Chip Set)与之配合，当然也需要新一代的主板支持。目前最热门的话题当然是MMX技术。为了更好地和MMX CPU配合，Intel公司推出了430TX芯片组。该芯片组在集成度与速度上进行了优化，支持168线同步内存，采用ACPI（高级配置电源接口）方式的电源管理以便应用于笔记本电脑，另外TX芯片组采用Ultra DMA方式管理IDE设备，除兼容老的Mode 4的硬盘外，对于新一代ATAPI 3硬盘，可提供高达33MBSec的传输速率，可与S

21、CSI硬盘媲美。目前，基于Intel 430TX芯片组的主板大量上市，主要有技嘉、华硕、微星等厂家的产品。在高能奔腾级产品，Intel公司也在加紧把MMX技术应用到Pentium Pro处理器中去，构成1998年高档微机的主流CPU芯片，原代号为Klamath的Pentium。,Pentium 一改原来的陶瓷封装形式而采用CPU插卡结构，CPU卡一面作为CPU主体及散热片，另一面可集成CPU的二级缓存。在1998年的今天，Pentium CPU已成为主流芯片大量上市。相应的基于支持芯片组440LX、440BX等的主板也大量面市。ATX结构ATX乃ATeXternal的缩写，是由Intel公司首

22、创以提升微机主板整体性能的新技术。与以前的BabyMiniAT主板相比，ATX板的优点简述于下。后面将对AT主板和ATX主板进行较详细比较。(1)ATX的主板看上去像是旋转了90度的Baby AT，但它却使输入输出接口及其连接器可直接做在主板上。(2)在ATX主板中，CPU和内存插槽均远离扩展槽，所有扩展槽都可以插全长的扩展卡，内存的插拔也很方便。此外，因CPU靠近电源，电源风扇也可给CPU散热。,(3)在ATX主板上，软硬盘连接器正好位于软硬盘支架附近，因此只需较短的连线就可连接它们。并在主板上集成了串并口和PS2鼠标键盘接口。(4)ATX主板还对整机的电源做了改进，使其更节省能源。新的AT

23、X电源提供3V电压，以适应新的CPU需要。另外，ATX主板上还可提供Soft Power(软电源开关)功能，即由主板控制电源开关，这样可实现遥控开机和Win95自动关机等功能。但ATX主板需用专门的ATX机箱。值得一提的是，有些主板厂家为方便用户使用和升级，在BABYAT主板上做了普通和ATX两种电源接口，使用户不必使用ATX机箱，在普通机箱上加上ATX电源即可享有ATX电源的功能。,通用串行总线(USB)接口技术通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是Intel和其它一些公司共同倡导的一种新型接口标准。随着计算机应用的发展，外设越来越多，调制解调器、扫描仪、磁带机等各

24、种各样的外设使计算机本身所带的有限接口显得异常紧张。通用串行总线USB可以简单地解决这一问题。按目前的工业标准，它是一种四芯的串行通信设备接口，可以连接多达128个外围设备，并支持即插即用。主要用作计算机与外设之间的连接。通信速率可达12MBs，比传统的RS233C串行通信接口要快得多。今后USB总线的可用速率还会提高。采用USB总线可以把键盘、鼠标器、打印机、扫描仪、调制解调器、网络（HUB）等设备按统一的接口方式连接起来，使用户安装这些设备变得更简单。采用USB总线后，计算机后面的许多接口都可以免去，而剩下一两个统一的USB接口。使用USB总线要求有USB驱动程序来配合各种USB设备，而U

25、SB驱动程序的基础部分一般是放在BIOS中的。现在市场上的许多奔腾类主板已经能够支持USB总线，并具有USB接口，但多数主板却没有配USB接口线，BIOS中可能也没有USB总线的驱动程序。所以大家不能仅从主板的说明书看到有USB接口，就以为你的主板今后可以使用USB总线。目前，符合USB标准的硬盘已经问世，不久将来还会出现更多带有USB的外设。在国内市场上支持USB接口的主板有大众、联讯、华硕等公司的产品。,桌面管理界面DMI技术DMI，即Desktop Management Interface桌面管理接口，是用来让系统保存自身及外围设备相关资料的应用程序。通过DMI可以在操作系统级查询系统配

26、置信息(不用进入BIOS)，包括CPU、内存、IO扩充插槽等。DMI可以将上述资料存储在BIOS中的特定位置，也可以利用DMI对资料库中系统配置情况作出修改以适应不同环境的系统需求(不必进入BIOS)。主板上的BIOS会尽可能地收集系统信息，将它存在主板上Flash EPROM中一个4K的小块中，DMI可以恢复数据库中的系统信息?这个数据库叫作MIFD(Management Information Format Database)。该BIOS允许动态实时更新DMI信息，DMI还允许在手工加入BIOS不能探测到的信息如使用者姓名、销售商、计算机编号等。管理者根据DMI提供的信息，很容易地发现系统

27、故障。该接口不仅为管理者提供更多的方便，还能降低维护成本。,前面提到“ATX”，是Intel制定的新的主板结构标准。“ATX”是“AT Extend”的缩写，那么95年Intel制定的ATX标准在哪些方面不同于84年IMB制定的已经成为工业标准的AT标准呢？其实，对于软件来说，AT主板和ATX主板是没有区别的，ATX相对于AT改进的主要方面是主板上各个元件的相对位置，因为随着CPU等元件的进步和电脑向多媒体、网络化方面发展，AT主板元件位置的不合理，越来越影响电脑的扩充能力和可靠性。ATX较好地解决了这些问题，必将成为下一代电脑内部结构的标准。目前，很多整机生产厂家都采用了ATX标准。下面我们详细地比较一下ATX主板和AT主板的情况，以便读者选用时参考。AT主板的缺陷,