電腦硬件詳解課堂

電腦主機(jī)的組成一臺(tái)電腦是由許許多多的零部件組成，只有這些零部件組合在一起協(xié)調(diào)的工作，才能稱之為電腦。電腦發(fā)展到現(xiàn)在，其零部件都有了很大的變化，但其工作原理卻沒(méi)有變，其中包括主板、CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、顯卡、聲卡等等。下面將簡(jiǎn)單的介紹組成電腦的各個(gè)零部件。電腦機(jī)箱電腦電源功能：保障電腦的電源供應(yīng)作用：一個(gè)合格的電源對(duì)電腦的作用卻是非常重要的，電源就猶如人體的心臟，隨時(shí)提供新鮮的血液，即使再聰明的頭腦或再敏捷的身手也離不開(kāi)心臟，電腦電源就是如此。劣質(zhì)電源不僅直接影響了電腦的正常的使用，對(duì)主板、顯卡等其它配件造成損害，而且這種電源所產(chǎn)生的電磁輻射，對(duì)人身健康也構(gòu)成了潛在的威脅。

主板主板和CPU都是電腦中最關(guān)鍵的部件。所有的板卡必須通過(guò)主板發(fā)揮作用，主板性能和質(zhì)量的好壞直接影響到整個(gè)系統(tǒng)。電腦主板按不同的架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和各種不同的主要部件、接口組合而成。CPU（中央處理器）功能：也就是負(fù)責(zé)運(yùn)算和控制的控制中心，是電腦的最關(guān)鍵部位，是計(jì)算機(jī)的頭腦作用：相當(dāng)于人的大腦一樣，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行的任何操作（數(shù)據(jù)的輸入，存儲(chǔ)，程序的運(yùn)行，屏幕的顯示，結(jié)果的打?。┒荚贑PU的控制下完成的。CPU比計(jì)算機(jī)中任何部件都更能決定計(jì)算機(jī)的工作速度和效率。CPU風(fēng)扇功能：為CPU降溫作用：一開(kāi)機(jī)CPU的溫度就很高，搞不好就是一冒黑煙。那么你幾百大元的CPU就完了，所以啊，選一個(gè)好的風(fēng)扇是十分重要的。硬盤(pán)功能：硬盤(pán)是我們熟知的電腦配件之一，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一個(gè)大容量存儲(chǔ)器，與主機(jī)通訊速度很快，成為現(xiàn)代電腦不可缺少的配件。作用：由于計(jì)算機(jī)在工作時(shí)CPU，輸人輸出設(shè)備與存儲(chǔ)器這間要大量地交換數(shù)據(jù)，因此存儲(chǔ)器的存處速度和容量，也是影響計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的主要因素之一。西數(shù)硬盤(pán)希捷硬盤(pán)內(nèi)存條功能：內(nèi)存是電腦的一個(gè)臨時(shí)存儲(chǔ)器，它只負(fù)責(zé)電腦數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)而不能永久保存。它的容量和處理速度直接決定了電腦數(shù)據(jù)傳輸?shù)目炻虲PU、硬盤(pán)一起并稱為電腦的三大件。作用：內(nèi)存是CPU能夠直接訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，CPU從內(nèi)存中讀取操作指令和數(shù)據(jù)，又把運(yùn)算或處理結(jié)果送回內(nèi)存。圖形顯示卡功能：顯卡的作用就是提供對(duì)圖像數(shù)據(jù)的快速處理，顯卡也是電腦的重要組成部件之一，而且也是更新?lián)Q代最快的一個(gè)部件，目前很多3D游戲?qū)︼@卡的要求都很高，因此我們不得不掏錢從新買一塊顯卡來(lái)更新?lián)Q代。光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器功能：聽(tīng)歌，看牒，裝軟件，用游戲光牒打游戲，等等。有了它，電腦處處充滿生機(jī)和活力。CPUCPU(CentralPrecessingUnit)即中央處理器，其功能是執(zhí)行算，邏輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理，傳四舍五入，輸入/輸出的控制電腦自動(dòng)，協(xié)調(diào)地完成各種操作。作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，CPU也是整個(gè)系統(tǒng)最高的執(zhí)行單元，因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件，很多用戶都以它為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷電腦的檔次。英特爾英特爾公司是全球最大的半導(dǎo)體芯片制造商，它成立于1968年，具有41年產(chǎn)品創(chuàng)新和市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)的歷史。1971年，英特爾推出了全球第一個(gè)微處理器。微處理器所帶來(lái)的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)革命，改變了整個(gè)世界。英特爾公司（IntelCorporation）（NASDAQ：INTC，港交所：4335），總部位于美國(guó)加利福尼亞州圣克拉拉。英特爾的創(chuàng)始人RobertNoyce和GordonMoore原本希望他們新公司的名稱為兩人名字的組合——MooreNoyce，但當(dāng)他們?nèi)スど叹值怯洉r(shí)，卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)名字已經(jīng)被一家連鎖酒店搶先注冊(cè)。不得已，他們采取了“INTegratedElectronics（集成電子）”兩個(gè)單詞的縮寫(xiě)為公司名稱?，F(xiàn)任經(jīng)營(yíng)高層是董事長(zhǎng)克雷格·貝瑞特和總裁兼執(zhí)行長(zhǎng)保羅·歐德寧。英特爾公司在隨著個(gè)人電腦普及，英特爾公司成為世界上最大設(shè)計(jì)和生產(chǎn)半導(dǎo)體的科技巨擘。

AMDAMD是一家專注于微處理器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的跨國(guó)公司，總部位于美國(guó)加州硅谷內(nèi)森尼韋爾。AMD為電腦、通信及消費(fèi)電子市場(chǎng)供應(yīng)各種集成電路產(chǎn)品，其中包括中央處理器、圖形處理器、閃存、芯片組以及其他半導(dǎo)體技術(shù)。

AMD成立于1969年，總部位于加利福尼亞州桑尼維爾。AMD公司專門為計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)電子行業(yè)設(shè)計(jì)和制造各種創(chuàng)新的微處理器（CPU、GPU、APU、主板芯片組、電視卡芯片）等、閃存和低功率處理器解決方案。AMD致力為技術(shù)用戶——從企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)到個(gè)人消費(fèi)者——提供基于標(biāo)準(zhǔn)的、以客戶為中心的解決方案目前AMD在CPU市場(chǎng)上的占有率僅次于Intel，但仍有不少差距，Intel占據(jù)了80%以上的市場(chǎng)份額，而AMD不足20%。

GPUGPU英文全稱GraphicProcessingUnit，中文翻譯為“圖形處理器”。GPU是相對(duì)于CPU的一個(gè)概念，由于在現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)中（特別是家用系統(tǒng)，游戲的發(fā)燒友）圖形的處理變得越來(lái)越重要，需要一個(gè)專門的圖形的核心處理器。GPU是顯示卡的“大腦”，它決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時(shí)也是2D顯示卡和3D顯示卡的區(qū)別依據(jù)。2D顯示芯片在處理3D圖像和特效時(shí)主要依賴CPU的處理能力，稱為“軟加速”。3D顯示芯片是將三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內(nèi)，也即所謂的“硬件加速”功能。顯示芯片通常是顯示卡上最大的芯片（也是引腳最多的）?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的顯卡大多采用NVIDIA和AMD-ATI兩家公司的圖形處理芯片。

intel可能誰(shuí)都想不到intel不但是世界上最大的CPU生產(chǎn)銷售商，也是世界最大的GPU生產(chǎn)銷售商。intel的GPU在現(xiàn)在完全是集成顯卡，用于intel的主板和intel的筆記本。可能你想不到，要是只按發(fā)售數(shù)量計(jì)算，intel隨著他主板發(fā)售的集成GPU占據(jù)了整個(gè)GPU市場(chǎng)的60%以上。nVidia英偉達(dá)現(xiàn)在最大的獨(dú)立顯卡生產(chǎn)銷售商，他的顯卡包括現(xiàn)在大家熟悉的Geforce系列，比如GF9800GTX,GTX260,GF8600GT等，還有專業(yè)的Quadro系列等。他也同樣銷售固化在主板上的集成顯卡，這些顯卡隨著主板一起發(fā)售，但是由于AMD兼并ATI后自身主板芯片能力提高，NV主板如日中天的景象已經(jīng)失去了半壁江山。AMD(ATI)世界上第二大的獨(dú)立顯卡生產(chǎn)銷售商，他的前身就是ATI。他的顯卡主要就是大家熟悉的HD系列，比如HD3850,HD4650,HD4870等。由于AMD兼并ATI后，其主板市場(chǎng)迅速擴(kuò)大，已經(jīng)奪取了NV在amd處理器主板的半壁江山。就發(fā)售量和發(fā)售盈利方面，AMD顯卡方面仍然略輸于nv,不過(guò)兩者不相伯仲，差距只是幾個(gè)百分點(diǎn)。NVIDIA（英偉達(dá)）nVIDIA（全稱為nVIDIACorporation，NASDAQ：NVDA，官方中文名稱英偉達(dá)），創(chuàng)立于1993年1月，是一家以設(shè)計(jì)顯示芯片和主板芯片組為主的半導(dǎo)體公司。nVIDIA亦會(huì)設(shè)計(jì)游戲機(jī)內(nèi)核，例如Xbox360和PlayStation3。nVIDIA最出名的產(chǎn)品線是為游戲而設(shè)的GeForce顯示卡系列，為專業(yè)工作站而設(shè)的Quadro顯卡系列，和用于計(jì)算機(jī)主板的nForce芯片組系列。nVIDIA的總部設(shè)在美國(guó)加利福尼亞州的圣克拉拉。是一家無(wú)晶圓（Fabless）IC半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司。

ATIATI(ArrayTechnologyIndustry)是世界著名的顯示芯片生產(chǎn)商，和nVIDIA齊名，中文名叫“冶天”。在1985年至2006年之間是全球重要的顯示芯片公司，總部設(shè)在加拿大安大略省萬(wàn)錦，直至被美國(guó)AMD公司收購(gòu)后成為該公司的一部份。ATI在美洲、歐洲和亞洲等地曾擁有超過(guò)3,700名員工，營(yíng)業(yè)額為22億美元，是一家專門設(shè)計(jì)與銷售適用于個(gè)人電腦的顯示卡、圖形處理器、芯片組、機(jī)頂盒、數(shù)字電視、電子游戲機(jī)和手提式設(shè)備等的無(wú)廠半導(dǎo)體公司。主板的平面是一塊PCB印刷電路板，它實(shí)際是由幾層樹(shù)脂材料粘合在一起的，內(nèi)部采用銅箔走線。一般的PCB線路板分有四層和六層，四層板分別是主信號(hào)層、接地層、電源層、次信號(hào)層。而六層板增加了輔助電源層和中信號(hào)層。而一些要求較高的主板的線路板可達(dá)到6-8層或更多。在電路板上面，是錯(cuò)落有致的電路布線；在PCB印刷電路板上面，則為棱角分明的各個(gè)部件：插槽、芯片、電阻、電容等。芯片包括BIOS芯片，南北橋芯片，RAID控制芯片等；插槽包括CPU插座，內(nèi)存插槽，PCI插槽，ISA插槽等；接口包括IDE接口，軟驅(qū)接口，COM接口(串口)，PS/2接口，USB接口，IEEE1394接口，LPT接口(并口)，MIDI接口等。一、主板的工藝二、主板的結(jié)構(gòu)1、ATX結(jié)構(gòu)2、MicroATX

3、BTXATX架構(gòu)主板1、ATX結(jié)構(gòu)

英特爾在1995年1月公布了擴(kuò)展AT主板結(jié)構(gòu)，即ATX（ATextended）主板標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)得到世界主要主板廠商支持，目前已經(jīng)成為最廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1997年2月推出了ATX2.01版。它的布局是"橫"板設(shè)計(jì)，這樣做增加了主板引出端口的空間，使主板可以集成更多的擴(kuò)展功能。主板其幾何尺寸改為30.5cm×24.4cm。采用7個(gè)I/O插槽，CPU與I/O插槽、內(nèi)存插槽位置更加合理。優(yōu)化了軟硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口位置。提高了主板的兼容性與可擴(kuò)充性。采用了增強(qiáng)的電源管理，真正實(shí)現(xiàn)電腦的軟件開(kāi)/關(guān)機(jī)和綠色節(jié)能功能。MicroATX

架構(gòu)主板2、MicroATX

MATX結(jié)構(gòu)主板是Intel公司在97年提出的主板結(jié)構(gòu)，它把擴(kuò)展插槽減少為3-4只，DIMM插槽為2-3個(gè)，從橫向減小了主板寬度，其總面積減小約0.92平方英寸，比ATX標(biāo)準(zhǔn)主板結(jié)構(gòu)更為緊湊。按照MicroATX標(biāo)準(zhǔn)，板上還應(yīng)該集成圖形和音頻處理功能。目前很多品牌機(jī)主板使用了MicroATX標(biāo)準(zhǔn)，在DIY市場(chǎng)上也常能見(jiàn)到MicroATX主板。BTX架構(gòu)主板（未來(lái)趨勢(shì)）3、BTX

BTX是英特爾提出的新型主板架構(gòu)BalancedTechnologyExtended的簡(jiǎn)稱，是ATX結(jié)構(gòu)的替代者，新的BTX規(guī)格能夠在不犧牲性能的前提下做到最小的體積。BTX具有如下特點(diǎn)：支持Low-profile，也即窄板設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將更加緊湊；針對(duì)散熱和氣流的運(yùn)動(dòng)，對(duì)主板的線路布局進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；而且，目前流行的新總線和接口，如PCIExpress和串行ATA等，也將在BTX架構(gòu)主板中得到很好的支持。新型BTX主板將通過(guò)預(yù)裝的SRM（支持及保持模塊）優(yōu)化散熱系統(tǒng)，得益于新技術(shù)的不斷應(yīng)用，將來(lái)的BTX主板還將完全取消傳統(tǒng)的串口、并口、PS/2等接口。三、主板的芯片組1、南橋芯片（SouthBridge）是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插槽較遠(yuǎn)的下方，PCI插槽的附近，這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線。相對(duì)于北橋芯片來(lái)說(shuō)，其數(shù)據(jù)處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒(méi)有覆蓋散熱片。南橋芯片不與處理器直接相連，而是通過(guò)一定的方式（不同廠商各種芯片組有所不同，例如英特爾的英特爾HubArchitecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”）與北橋芯片相連。南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤(pán)控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、高級(jí)電源管理等，這些技術(shù)一般相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定，所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的，不同的只是北橋芯片。南橋芯片的發(fā)展方向主要是集成更多的功能，例如網(wǎng)卡、RAID、IEEE1394、甚至WI-FI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等等。中間靠下的那個(gè)較大的芯片，就是主板的南橋芯片。2、北橋芯片（NorthBridge）是主板芯片組中起主導(dǎo)作用的最重要的組成部分，也稱為主橋（HostBridge）。一般來(lái)說(shuō)，芯片組的名稱就是以北橋芯片的名稱來(lái)命名的。北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，提供對(duì)CPU的類型和主頻、系統(tǒng)的前端總線頻率、內(nèi)存的類型（SDRAM，DDRSDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、AGP插槽、ECC糾錯(cuò)等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。北橋芯片就是主板上離CPU最近的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。因?yàn)楸睒蛐酒臄?shù)據(jù)處理量非常大，發(fā)熱量也越來(lái)越大，所以現(xiàn)在的北橋芯片都覆蓋著散熱片用來(lái)加強(qiáng)北橋芯片的散熱，有些主板的北橋芯片還會(huì)配合風(fēng)扇進(jìn)行散熱。下面以ATX結(jié)構(gòu)主板為例，介紹主板上的主要部件及其功能，如圖3-3所示。主板的組成結(jié)構(gòu)目前，市場(chǎng)上的CPU架構(gòu)雖然有IntelLGA775、AMDAM2/AM2+等幾種，但除CPU接口不同外，其組成結(jié)構(gòu)幾乎相同。主板一般由以下幾個(gè)部分組成。插槽類：CPU插槽、PCI插槽、PCIe插槽、DIMM插槽等。芯片類：芯片組、時(shí)鐘芯片、I/O芯片、BIOS芯片、聲卡芯片、網(wǎng)卡芯片等。接口類：PS/2接口、USB接口、串行接口、并行接口、S-ATA接口、IDE接口等。插針類：外接面板插針、外接音頻插針、散熱器風(fēng)扇插針等。供電部分：電源插座、CPU供電電路、內(nèi)存供電電路等。其他元器件等。PCB基板4層和6層PCB的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。蛇行走線，如圖3-5所示）。CPU插座目前主流的CPU插座有兩種：一是Intel的LGA775（圖3-6）、LGA1366（圖3-7）插座；二是AMD的AM2/AM2+/AM3插座（圖3-8）。主板芯片組主板芯片組在主板上的位置如圖3-9所示。

主板芯片組：芯片組是主板上最重要的部件，主板的功能主要取決于芯片組。芯片組負(fù)責(zé)管理CPU和內(nèi)存、各種總線擴(kuò)展以及外設(shè)的支持。

總線擴(kuò)展槽：按功能分為內(nèi)存插槽、PCI/ISA擴(kuò)展槽、AGP，PCI，PCIE顯示卡插槽等各類I/O接口：軟硬盤(pán)、鍵盤(pán)鼠標(biāo)、打印機(jī)、USB（通用串行總線）、COM1/COM2等?？偩€插槽新出的主板上只有PCI插槽和PCI-E插槽，如圖3-10所示。PCIe的規(guī)范主要是為了提升電腦內(nèi)部所有總線的速度，因此頻寬有多種不同規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，其中PCIex16是專為顯卡所設(shè)計(jì)的部分。內(nèi)存插槽目前流行的內(nèi)存條有DDRSDRAM、DDR2SDRAM和DDR3SDRAM，相應(yīng)的內(nèi)存插槽也有3種，如圖3-11所示。BIOS單元常見(jiàn)BIOS芯片的外觀如圖3-12所示。BIOS是英文"BasicInputOutputSystem"的縮略語(yǔ)，直譯過(guò)來(lái)后中文名稱就是"基本輸入輸出系統(tǒng)"。其實(shí)，它是一組固化到計(jì)算機(jī)內(nèi)主板上一個(gè)ROM芯片上的程序，它保存著計(jì)算機(jī)最重要的基本輸入輸出的程序、系統(tǒng)設(shè)置信息、開(kāi)機(jī)后自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng)程序。其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制。

BIOS芯片（CMOS芯片）：負(fù)責(zé)主板通電后各部件自檢，設(shè)置，保存，一切正常后才能啟動(dòng)操作系統(tǒng)。記錄了電腦最基本的信息，是軟件與硬件打交道的最基礎(chǔ)的橋梁，沒(méi)有它電腦就不能工作。

常見(jiàn)的三種BIOS：Award、AMI、Phoenix主板電源插座主板電源插座如圖3-13所示。CPU電源供電單元電感線圈分為全裸電感、半封閉式電感和防磁全屏蔽電感，如圖3-14所示。SerialATA、IDE接口插座

1．SerialATA接口插座主板上的SATA接口的如圖3-15所示。SATA是SerialATA的縮寫(xiě)，即串行ATA。這是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤(pán)接口類型，由于采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而得名。SATA總線使用嵌入式時(shí)鐘信號(hào)，具備了更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對(duì)傳輸指令（不僅僅是數(shù)據(jù)）進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。串行接口還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。外部接口（I/O接口背板）主板I/O接口背板如圖3-25所示。1.PS/2接口下面的靠近主板的紫色口接鍵盤(pán)，上面的綠色口接鼠標(biāo)，其接口插座如圖3-26所示。2.串行接口COM接口插座如圖3-27所示。3.并行接口并行接口，簡(jiǎn)稱并口，其插座如圖3-28所示。4.U