PC无论是早期的还是目前的系统,其最基本的配置包括主机箱、键盘和显示器等部件,根据需要还可以配上打印机、绘图仪等其他外部设备,这样就构成了一个完整的微型计算机系统。

当然,键盘、显示器、打印机等部件属于外部设备。下面要讨论的是主机箱中的主要内容。

主机箱是PC的核心,它内部的主体是一块系统板,也称主板,上面装有PC的主要部件,此外主机箱内还包括电源、扬声器、硬盘和光盘驱动器等。键盘、扬声器、硬盘、打印机等都可通过接插件直接与主板连接。

1.主板结构

计算机主机箱中的主板又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard),它分为商用主板和工业主板两种。它安装在主机箱内,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,上面有BIOS芯片、I/O控制芯片、键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。

主板采用了开放式结构。主板上大都有6～15个扩展插槽,供PC外围设备的控制卡(适配器)插接。主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次。主板的性能影响着整个微机系统的性能。

主板本身有芯片组、各种I/O控制芯片、扩展插槽、扩展接口、电源插座等元器件。

典型的主板能提供一系列接合点,供处理器、显卡、声卡、硬盘、存储器、对外设备等接合。主板上最重要的构成组件是芯片组(chipset)。芯片组通常由北桥芯片和南桥芯片组成,也有些以单片机设计,以增强其性能。

2.主板分类

主板根据其推出时间的先后分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。

·AT:标准尺寸的主板,因IBM PC/AT机首先使用而得名,有的486、586主板也采用AT结构布局。

·Baby-AT:袖珍尺寸的主板,比AT主板小。很多原装机的一体化主板首先采用此主板结构。

·ATX:改进型的AT主板,对主板上元件的布局作了优化,有更好的散热性和集成度,需要配合专门的ATX机箱使用。

·BTX:是ATX主板的改进型,它使用窄板(low-profile)设计,使部件布局更加紧凑。针对机箱内外气流的运动特性,主板工程师们对主板的布局进行了优化设计,使计算机的散热性能和效率更高,噪声更小,主板的安装与拆卸也变得更加简便。BTX在一开始就制定了3种规格,分别是BTX、Micro BTX和Pico BTX。3种BTX的宽度相同,都是266.7 mm,它们的不同之处在于主板的大小和扩展性。

·一体化(all in one)主板:集成了声音、显示等多种电路,一般不需再插卡就能工作,具有高集成度和节省空间的优点,但也有维修不便和升级困难的缺点,在原装品牌机中采用较多。

·NLX:Intel最新的主板结构,最大的特点是主板、CPU的升级灵活、方便、有效,不再需要每推出一种CPU就必须更新主板设计。

·此外还有一些上述主板的变形结构,如华硕主板就大量采用了3/4 Baby-AT尺寸的主板结构。

此外,也有按以下主板的不同特点来分类的。

·按主板的结构特点分类,主板还可分为基于CPU的主板、基于适配电路的主板、一体化主板等类型。基于CPU的一体化主板是较佳的选择。

·按印制电路板的工艺分类,主板又可分为双层结构板、四层结构板、六层结构板等。以四层结构板的产品为主。

·按元件安装及焊接工艺分类,主板可分为表面安装焊接工艺板和DIP传统工艺板。

·按CPU插座分类,主板可分为Socket 7主板、Slot 1主板等。

·按存储器容量分类,主板可分为16M主板、32M主板、64M主板等。

·按是否即插即用分类,主板可分为PnP主板、非PnP主板等。

·按系统总线的带宽分类,主板可分为66 MHz主板、100 MHz主板等。(www.daowen.com)

·按数据端口分类,主板可分为SCSI主板、EDO主板、AGP主板等。

·按扩展槽分类,主板可分为EISA主板、PCI主板、USB主板等。

·按生产厂家分类,主板可分为华硕主板、技嘉主板、微星主板等。

3.北桥芯片

北桥芯片(north bridge chipset)是计算机主板上的一块芯片,位于CPU插座边,起连接作用。北桥芯片就是主板上离CPU最近的芯片,这主要是考虑北桥芯片与处理器之间的通信最密切,为了提高通信性能而缩短传输距离。北桥芯片在计算机里起着主导的作用,所以人们又称其为主桥芯片(host bridge chipset)。

北桥芯片是个人计算机主板芯片组两枚大规模芯片中的一枚。北桥芯片被用来处理高速信号,通常处理CPU(处理器)、RAM(内存)、AGP(加速图形端口)或PCI Express和南桥芯片之间的通信。

北桥芯片的数据处理量非常大,发热量也很大,因此北桥芯片都覆盖着散热片,用来加强北桥芯片的散热,有些主板的北桥芯片还会配置风扇进行散热。

北桥芯片主要负责CPU与内存之间的数据交换,并控制AGP、PCI数据在其内部的传输,是主板性能的主要决定因素。

4.南桥芯片

南桥芯片(south bridge chipset)是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方(因为地图都是上北下南,所以称上面的芯片为北桥芯片,下面的芯片为南桥芯片)、PCI插槽的前面,即靠主机箱前的一面,这种布局是考虑它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。相对于北桥芯片来说,其数据处理量并不算大,所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连,而是通过一定的方式与北桥芯片相连。

南桥芯片负责I/O总线之间的通信,如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等,这些技术一般相对来说比较稳定,所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的,不同的只是北桥芯片。

为了简化主板结构、提高主板的集成度,也许以后主流的芯片组很有可能变成南北桥合一的单芯片形式。

南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能,例如网卡、RAID、IEEE1394,甚至是Wi-Fi无线网络等。

5.CPU插槽

CPU需要通过某个接口与主板连接才能进行工作。CPU采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而CPU的接口都是针脚式接口,对应到主板上就有相应的插槽类型。不同类型的CPU具有不同的CPU插槽,因此选择CPU,就必须选择带有与之对应插槽类型的主板。主板CPU插槽类型不同,在插孔数、体积、形状等方面都有变化,所以不能互相接插。

6.内存插槽

内存插槽是主板上用来安装内存的地方。需要注意的是不同类型的内存插槽,它们的引脚、电压、性能等都是不尽相同的,不同的内存在不同的内存插槽上不能互相兼容。

SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步动态随机存储器)采用3.3 V工作电压,以及168 pin的DIMM接口,带宽为64位,有PC66、PC100、PC133等不同规格,SDRAM内存金手指上有两个缺口。

DDR(Double Data Rate SDRAM,DDR SDRAM)采用的是2.5 V电压,针脚数量为184 pin,内存金手指有一个缺口。

DDR2(Double Data Rate 2)是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,是目前主流内存类型,电压为1.8 V,针脚数量为240 pin,虽然和DDR金手指同样有一个缺口,但两者缺口的位置略有不同,所以不可兼容。

DDR3(Double Data Rate 3)的电压为1.5 V,针脚数量为240 pin。

7.PCI插槽

PCI(Pedpherd Component Interconnect,周边元件扩展接口)插槽是基于PCI局部总线的扩展插槽。其位宽为32位或64位,工作频率为33 MHz,最大数据传输率为133 MB/s(32位)和266 MB/s(64位),可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem、USB 2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其他种类繁多的扩展卡。