第一章 从零开始学基础

第一节 基本概念

一、认识主板

主板英文名为“Mainboard”或“Motherboard”，简称MB，通常又叫主机板、系统板或母板。它是计算机系统中最大的一块电路板，安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。

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，它构成了整个计算机的中枢，所有部件及外设都是通过它与处理器连接在一起，并进行通信，然后由处理器发出相应的操作指令，执行相应的操作。所以主板是把CPU、存储器、输入／输出设备连接起来的纽带。

主板一般为矩形电路板，其上面主要安装有各种电子元器件、插槽、接口等。它为CPU、内存和各种功能（声、图、通信、网络、TV、SCST等）卡提供安装插座（槽）；为各种磁、光存储设备、打印和扫描等I／O设备以及数码相机、摄像头、调制解调器等多媒体和通信设备提供接口；上面还安装了南北桥、BIOS芯片、I／O控制芯片、时钟芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽等组件。主板上主要组件分布如图1-1所示。

图1-1中英文字母所代表的元器件名称如下。

A—PCI总线连接器，B—S／PDIF接头连接器，C—PCI总线连接器，D—PCI总线连接器，E—PCI总线连接器，F—扬声器，G—PCI Express x1连接器，H—PCI Express x16，I—PCI Express x1连接器，J—电池，K—背面板连接器，L—12V处理器内核电压连接器，M—机箱背面风扇接头连接器，N—处理器插槽，O—处理器风扇接头连接器，P—DDR3通道A DIMM插槽，Q—DDR3通道B DIMM插槽，R—BIOS配置跳线块，S—前面板接头连接器，T—备用前面板电源LED指示灯接头连接器，U—主电源接头连接器，V—并行ATA连接器，W—机箱前面风扇接头连接器，X—备用电源LED指示灯，Y—辅助机箱接头连接器，Z—串行ATA连接器，AA—前面板USB 2.0接头连接器，BB—高保真音频链路接头连接器，CC—机箱开启接头连接器，DD—串行端口接头连接器，EE—前面板音频接头连接器，FF—南桥，GG—北桥。

主板通过电路连接了各式各样的电子零件，实际上就是一块电路板。计算机在正常运行对系统内存、存储设备和其他I／O设备的操控都必须通过主板来完成。微机工作时，由输入设备键盘、鼠标等输入数据，由CPU来完成大量的数据运算，再由主板负责组织输送到各个设备，最后经输出设备显示器、打印机等显示出来。而整个工作过程都要依靠主板上芯片组（南北桥芯片）来控制。

常见主板品牌主要有微星（MS）、昂达（ONDA）、华硕（ASUS）、精英（ECS）、技嘉（GA）、佰钰（Acorp）、升技（ABIT）、映泰（BIOSTAR）、梅捷（Soyo）等。

图1-1 主板布局图

二、主板的功能

主板是计算机中最大的部件，计算机的主要电路和核心部件都集成在主板上，需要通过主板才能运行。主板的功能主要指主板在计算机系统中的功能和主板上各模块的功能两个方面。

1.主板在计算机系统中的功能

要保证计算机的整体运行速度和稳定性必须通过主板来完成，主板的性能将对计算机的整体运行速度和稳定性产生相当大的影响。主板在计算机系统中的功能，归纳起来主要有以下几点：

1）将不同电压的用电器连接在一起，并为它们提供相应电源动力。

2）将不同功能的用电器连接在一起，使它们相互能传递信息。

3）能接受外来数据，并将接受的数据提供给其他设备进行处理。

4）能将内部数据进行集中，并传递给外界。

5）平衡计算机中的数据、能源、速度、温度、电流等。

2.主板各模块的功能

主板是由CPU、内存（DDR）、芯片组（北桥和南桥）、BIOS（基本输入／输出系统）、总线扩展槽（PCIE、USB、PCI等）、高速缓冲存储器、外设接口等模块组成，如图1-2所示。

图1-2 主板各模块组成

各模块的具体功能如下：

（1）CPU

CPU包括CPU芯片、CPU插座和风扇。各主板的CPU类型不同，主板上的CPU插座也不相同。

（2）内存

内存包括内存插槽和内存条。主板上的内存插槽是用来连接和放置内存条，内存插槽应安装相同类型的内存条。目前主板上的内存插槽主要有184线槽（RIMM）和168线槽（DIMM）两种类型。

（3）芯片组

芯片组由一片或多片超大规模集成电路芯片构成。主要包括总线控制器、计时／计数器、中断控制器、DMA通道控制器、实时计时器时钟和CMOS RAM。目前将这些功能集成为北桥芯片和南桥芯片。

北桥芯片在主板中起着主导性的作用，也称为主桥。它是主板上离CPU最近的一块芯片，掌管高速设备，例如内存接口、CPU接口、AGP高速图形接口及ECC纠错等。南桥芯片主要负责管理IDE、USB、声卡、网卡等低速设备。

（4）BIOS

BIOS是固化在ROM中的一种程序，而ROM是焊在或插在主板上的一个集成电路芯片。BIOS主要用于控制管理整个计算机系统的输入／输出，它保存着计算机系统最重要的基本输入／输出程序、系统设置程序及开机上电自检程序。可以对BIOS进行升级。

（5）总线扩展槽

总线扩展槽用来插放各种用途的功能板卡（如显卡、声卡、网卡等）。总线扩展槽一般具有不同颜色，并行排列于主板上，根据不同的标准，主要有ISA、PCI和AGP扩展槽总线。

（6）高速缓冲存储器

高速缓冲存储器主要用来临时存放CPU经常要访问的指令和数据，用来解决高速的CPU与低速主存储器工作速率不匹配影响整个系统工作速度的矛盾，从而提高计算机系统存取数据的速率。主板上的高速缓冲存储器一般为建立在CPU内部的高速缓存（一级缓存）和建立在主板上的高速缓存两种类型。

（7）外设接口

外设接口是由主板用来连接鼠标、键盘、Modem、打印机、网络、音响、传声器等外部设备，如图1-3所示。

图1-3 主板外设接口