计算机架构(三)

第2章主板

2.1主板简介

主板是电脑系统中最大的一块电路板，它的英文名字叫做“Mainboard”或“Motherboard”，简称M/B。主板上布满了各种电子元件、插槽、接口等。它为CPU、内存和各种功能（声、图、通信、网络、TV、SCSI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、“猫”（Modem）等多媒体和通讯设备提供接口，实际上电脑通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来形成一套完整的系统。

电脑在正常运行时对系统内存、存储设备和其它I/O设备的操控都必须通过主板来完成，因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。大家喜欢将CPU比作电脑的大脑或心脏，那么电脑主板就可称为电脑的神经系统。主板是一种高科技、高工艺融为一体的集成产品，其结构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX (Balanced Technology Extended)等。

2.2 芯片组

芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，如果说中央处理器（CPU）是整个电脑系统的心脏，那么芯片组将是整个身体的躯干。在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic，Core的中文意义是核心或中心，光从字面的意义就足以看出其重要性。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。这是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一，如果芯片组不能与CPU良好地协同工作，将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。

芯片组分类

按芯片用途：服务器/工作站、台式机、笔记本

按芯片数量：单芯片芯片组、南北桥芯片组、多芯片芯片组

按芯片合程度：整合型芯片组、非整合型芯片组、EMPTY

2.2.1 北桥芯片组（North Bridge）

用来控制CPU、内存和图形加速器接口（AGP）等设备之间的数据传输。通常在主板上靠近CPU插槽的位置，由于此类芯片的发热量一般较高，所以有时在此芯片上装有散热片

2.2.2 南桥芯片组

用来控制输入/输出（I/O）设备，如硬、软盘和光驱等设备之间的数据传输，在靠近PCI槽的位置。

台式机芯片组要求有强大的性能，良好的兼容性，互换性和扩展性，对性价比要求也最高，并适度考虑用户在一定时间内的可升级性，扩展能力在三者中最高。在最早期的笔记本设计中并没有单独的笔记本芯片组，均采用与台式机相同的芯片组，随着技术的发展，笔记本专用CPU的出现，就有了与之配套的笔记本专用芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗，良好的稳定性，但综合性能和扩展能力在三者中却也是最低的。服务器/工作站芯片组的综合性能和稳定性在三者中最高，部分产品甚至要求全年满负荷工作，在支持的内存容量方面也是三者中最高，能支持高达十几GB甚至几十GB的内存容量，而且其对数据传输速度和数据安全性要求最高，所以其存储设备也多采用SCSI接口而非IDE接口，而且多采用RAID方式提高性能和保证数据的安全性。

2.2.3 BIOS芯片及CMOS

BIOS（Basic-Input-&-Output-System基本输入/输出系统）：其全称是ROM-BIOS，意思是只读存储器基本输入输出系统。其实，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序。

CMOS：CMOS是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片，用它来保护当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。现在的厂商们把CMOS程序做到了BIOS芯片中，当开机时就可按特定键进入CMOS设置程序对系统进行设置。所以又被人们叫做BIOS设置。

在BIOS芯片中记录了一些系统的基本设置信息，如系统日期和CPU、内存、硬盘以及其他扩展卡的基本信息等，一块主板性能优越与否，在一定程度上取决于主板上BIOS管理功能的强弱BIOS芯片是主板上唯一贴有标签的芯片，一般为双排直插式封装(DIP)，上面一般印有“BIOS”字样，另外还有许多PLCC32封装的BIOS。早期的BIOS多为可重写EPROM芯片，上面的标签起着保护BIOS内容的作用，因为紫外线照射会使EPROM内容丢失，所以不能随便撕下。现在的ROM BIOS多采用Flash ROM( 可擦可编程只读存储器)，通过刷新程序，可以对Flash ROM进行重写，方便地实现BIOS升级。

CMOS与BIOS的区别：

由于CMOS与BIOS都跟电脑系统设置密切相关，所以才有CMOS设置和BIOS设置的说法。也正因此，初学者常将二者混淆。CMOS RAM是系统参数存放的地方，而BIOS中系统设置程序是完成参数设置的手段。因此，准确的说法应是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置和BIOS设置是其简化说法，也就在一定程度上造成了两个概念的混淆。

CMOS电池是用来为BIOS芯片供电的，使存放在其中的信息不会丢失。如果忘记了计算机的开机密码或BIOS密码，可以通过取下CMOS电池，使BIOS芯片失去电源而导致纪录的数据丢失的方式来清除以前摄制的密码，不过以前记录在BIOS中的系统信息也都会丢失。

2.2.4常见芯片组型号及生产厂商

常见的芯片组型号：

440BX、I810、I815/815E、I820/I820E、I840、SIS 630/540、Apollo Pro 133/133A、VIA MVP3/MVP4、AMD750、VIA Apollo KX133/KT133、到目前为止，能够生产芯片组的厂家有英特尔（美国）、VIA（中国台湾威盛）、SiS（中国台湾矽统）、ALi（中国台湾）、AMD（美国）、NVIDIA（美国）、ATI（加拿大）、Server Works（美国）等几家，其中以英特尔和VIA的芯片组最为常见。

2.3 主板各组成部分名称介绍

主板是一块电路板，在它上面安装了各种电子零件平且布满了大量的电子线路。他是计算机中最复杂的部件，在主板上安装了组成计算机的主要电路系统，一般有CPU插座、BIOS（基本输入/输出系统）芯片、I/O控制芯片、键盘接口、指示灯插接、扩展插槽等元件。下面我们就通过图片来一起看一下主板个部分的名称。