第一部分微机硬件原理与组装 南桥芯片(South Bridge)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，PCI插槽的附近。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等，这 些技术一般来说己经比较成熟，所以不同芯片组中南桥芯片可能是一样的。南桥芯片的发展 方向主要是集成更多的功能，例如网卡、RAD、IEEE1394、甚至WI-FI无线网络等等。 3.1.3内存插槽 内存插槽是用来插入内存的，它采用接触法与内存条的“金手指”接触。下图的主板上 有4条内存插槽。不同规范的内存条，内存插槽的结构也有所区别。目前主要有两种内存， 一种是168线的SD内存，它有168个接触点：另一种就是现在流行的DDR内存，它是184 线的。因为结构及电气性能（主要是指电压）的不同，两者不能通用。 4条2对DD求内存 随，用色 区 ,以配 内存条卡位缺口 图3.4内存条、内存插槽和金手指 3.1.4PCI插槽和ISA插槽 目前内置板卡多是采用PCI总线接口，因此，主板上中插槽最多的就是PCI,上图中有 4条PC插槽，它通常采用乳白色。原来的计算机中还保留有ISA插槽，但随着SA总线的 日趋淘汰，现在的主板上基本都看不到ISA插槽了，ISA插槽通常是黑色的，它比PCI接口 插槽要长些。 PCI总线(Peripheral Component Interconnect:外部设备互连)，属于局部总线，是由PCI 组织推出的一种总线结构。PCI总线的时钟频率为33MHz,数据带宽32bit,它具有133MB/S 的最大数据传输率。 常用的PCI总线接口的内置板卡有声卡、网卡、内置Modem卡等。同一主板上的PCI 插槽都是通用的，可以随便选择一个未用的插上声卡、网卡或者内置Modem板卡，不过最 好间距均衡一些，以便更好地散热。 6
第一部分 微机硬件原理与组装 16 南桥芯片（South Bridge）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，PCI 插槽的附近。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 等，这 些技术一般来说已经比较成熟，所以不同芯片组中南桥芯片可能是一样的。南桥芯片的发展 方向主要是集成更多的功能，例如网卡、RAID、IEEE 1394、甚至 WI-FI 无线网络等等。 3.1.3 内存插槽 内存插槽是用来插入内存的，它采用接触法与内存条的“金手指”接触。下图的主板上 有 4 条内存插槽。不同规范的内存条，内存插槽的结构也有所区别。目前主要有两种内存， 一种是 168 线的 SD 内存，它有 168 个接触点；另一种就是现在流行的 DDR 内存，它是 184 线的。因为结构及电气性能(主要是指电压)的不同，两者不能通用。 图 3.4 内存条、内存插槽和金手指 3.1.4 PCI 插槽和 ISA 插槽 目前内置板卡多是采用 PCI 总线接口，因此，主板上中插槽最多的就是 PCI，上图中有 4 条 PCI 插槽，它通常采用乳白色。原来的计算机中还保留有 ISA 插槽，但随着 ISA 总线的 日趋淘汰，现在的主板上基本都看不到 ISA 插槽了，ISA 插槽通常是黑色的，它比 PCI 接口 插槽要长些。 PCI 总线(Peripheral Component Interconnect:外部设备互连)，属于局部总线，是由 PCI 组织推出的一种总线结构。PCI 总线的时钟频率为 33MHz，数据带宽 32bit，它具有 133MB/S 的最大数据传输率。 常用的 PCI 总线接口的内置板卡有声卡、网卡、内置 Modem 卡等。同一主板上的 PCI 插槽都是通用的，可以随便选择一个未用的插上声卡、网卡或者内置 Modem 板卡，不过最 好间距均衡一些，以便更好地散热
第一部分微机硬件原理与组装 这是C工接口插增 图3.5PCI和ISA插槽 3.1.5AGP插槽 AGP插槽(Accelerated-.Graphics-Port:加速图形端口)：是为提高视频带宽而设计的总线 结构。AG总线实际上是从PCI总线中分离出来的，针对图形显示方面进行了优化，专门 用于图形显示卡，它将显卡与主板的北桥芯片组直接相连，进行点对点的传输。但是AGP 插槽并不是正规的数据总线，它只能和AGP显卡相连，不具通用性和扩展性。 在AGP推出以前，显示设备是采用PCI总线接口的，PCI的最大数据传输能力为 133MB/s。随着CPU主频的逐步提升以及显卡上GPU(图形处理器)性能的日新月异，单 位时间内所要处理的3D图形和纹理越来越多，大量的数据要在极短的时间内频繁地在CPU 和GPU之间反复交换，PCI总线已经远远不能满足要求。于是AGP应运而生。 最初的1x模式的AGP,工作频率是PCI总线的两倍一66MHz,传输带宽理论上可达到 266MB/s。AGP2x工作频率同样是66MHz,但是它使用了正负沿（一个时钟周期的上升沿 和下降沿)触发的工作方式，在一个时钟周期的上升沿和下降沿各传送一次数据，使传输带 宽达到了加倍的目的，而这种触发信号的工作频率为133MHz,这样AGP2x的传输带宽就 达到了532MB/s。AGP4仍使用了这种信号触发方式，只是利用两个触发信号在每个时钟 周期的下降沿分别引起两次触发，从而达到了在一个时钟周期中触发4次的目的，这样在理 论上它就可以达到1064MBs的带宽了。 在最新的AGP8x规范中，这种触发模式仍将使用，只是触发信号的工作频率变成 266MHz,两个信号触发点也变成了每个时钟周期的上升沿，单信号触发次数为4次，这样 它在一个时钟周期所能传输的数据就从AGP4x的4倍变成了8倍，理论传输带宽将可达到 2128MB/s。 AGP8x的标准工作电压只有0.8v,它只能向下兼容到1.5v标准，即在1.5v的电压下也 可以正常运行，但在3.3V的电压下是绝对无法工作的。所以我要说支持AGP8x的主板最低 只能兼容到AGP4x的显卡（工作电压1.5V),至于AGP1x、2x的显卡（工作电压3.3V) 就不能使用了。 3.1.6硬盘接口 硬盘接口是连接硬盘和光驱的。目前有两种完全不同的硬盘接口标准，一种就是传统的 并行ATA标准，也称DE接口。另一种是最新的串行ATA接口，又称为“SATA”。两者 的最根本区别是数据传输速率，并行ATA的最新版本为ATA/133,最大传输数据能力为 公
第一部分 微机硬件原理与组装 17 图 3.5 PCI 和 ISA 插槽 3.1.5 AGP 插槽 AGP 插槽（Accelerated-Graphics-Port:加速图形端口）：是为提高视频带宽而设计的总线 结构。AGP 总线实际上是从 PCI 总线中分离出来的，针对图形显示方面进行了优化，专门 用于图形显示卡，它将显卡与主板的北桥芯片组直接相连，进行点对点的传输。但是 AGP 插槽并不是正规的数据总线，它只能和 AGP 显卡相连，不具通用性和扩展性。 在 AGP 推出以前，显示设备是采用 PCI 总线接口的，PCI 的最大数据传输能力为 133MB/s。随着 CPU 主频的逐步提升以及显卡上 GPU（图形处理器）性能的日新月异，单 位时间内所要处理的 3D 图形和纹理越来越多，大量的数据要在极短的时间内频繁地在 CPU 和 GPU 之间反复交换，PCI 总线已经远远不能满足要求。于是 AGP 应运而生。 最初的 1x 模式的 AGP，工作频率是 PCI 总线的两倍—66MHz，传输带宽理论上可达到 266MB/s。AGP 2x 工作频率同样是 66MHz，但是它使用了正负沿（一个时钟周期的上升沿 和下降沿）触发的工作方式，在一个时钟周期的上升沿和下降沿各传送一次数据，使传输带 宽达到了加倍的目的，而这种触发信号的工作频率为 133MHz，这样 AGP 2x 的传输带宽就 达到了 532MB/s。AGP 4x 仍使用了这种信号触发方式，只是利用两个触发信号在每个时钟 周期的下降沿分别引起两次触发，从而达到了在一个时钟周期中触发 4 次的目的，这样在理 论上它就可以达到 1064MB/s 的带宽了。 在最新的 AGP 8x 规范中，这种触发模式仍将使用，只是触发信号的工作频率变成 266MHz，两个信号触发点也变成了每个时钟周期的上升沿，单信号触发次数为 4 次，这样 它在一个时钟周期所能传输的数据就从 AGP4x 的 4 倍变成了 8 倍，理论传输带宽将可达到 2128MB/s。 AGP 8x 的标准工作电压只有 0.8v，它只能向下兼容到 1.5v 标准，即在 1.5v 的电压下也 可以正常运行，但在 3.3v 的电压下是绝对无法工作的。所以我要说支持 AGP 8x 的主板最低 只能兼容到 AGP 4x 的显卡（工作电压 1.5V），至于 AGP 1x、2x 的显卡（工作电压 3.3V） 就不能使用了。 3.1.6 硬盘接口 硬盘接口是连接硬盘和光驱的。目前有两种完全不同的硬盘接口标准，一种就是传统的 并行 ATA 标准，也称 IDE 接口。另一种是最新的串行 ATA 接口，又称为“SATA”。两者 的最根本区别是数据传输速率，并行 ATA 的最新版本为 ATA/133，最大传输数据能力为
第一部分微机硬件原理与组装 133MB/s:而SATA的第一版SATA1.0的最大传输速率可达到150MB/s,第二版、第三版传 输速率分别可达到300MB/s和600MB/s,这是传统的并行ATA所无法达到的。 并行ATA自ATA66后就开始采用80芯40线的数据线，而串行SATA只需要15芯4 线即可，数据线的数量大大减少，方便了设备的安装。下图中可以清楚地看到两种硬盘接口 的结构。 卡位缺口 并行T4接日 3TA核口 图3.6IDE和串行ATA接口 3.1.7软驱接口 现在，软驱己经很少使用，但仍是计算机的基本配置之一。软驱在图3.1主板上的接口 就是FDC。 3.1.8外设接口 因为计算机的外设都是直接连在主板上的，所以在一块主板中会有各种各样的外设接 口，如键盘接口、鼠标接口、打印机接口、USB接口、网线接口以及音频输出/输入接口等。 图3.7各种外设的接口 上图中的“4”号位置是键盘和鼠标接口，它们在外观上是一样的，但是不能用错。为 了便于识别，通常以不同的颜色来区分，绿色的是鼠标接口，而紫色的为键盘接口。 8
第一部分 微机硬件原理与组装 18 133MB/s；而 SATA 的第一版 SATA 1.0 的最大传输速率可达到 150MB/s，第二版、第三版传 输速率分别可达到 300MB/s 和 600MB/s，这是传统的并行 ATA 所无法达到的。 并行 ATA 自 ATA66 后就开始采用 80 芯 40 线的数据线，而串行 SATA 只需要 15 芯 4 线即可，数据线的数量大大减少，方便了设备的安装。下图中可以清楚地看到两种硬盘接口 的结构。 图 3.6 IDE 和串行 ATA 接口 3.1.7 软驱接口 现在，软驱已经很少使用，但仍是计算机的基本配置之一。软驱在图 3.1 主板上的接口 就是 FDC。 3.1.8 外设接口 因为计算机的外设都是直接连在主板上的，所以在一块主板中会有各种各样的外设接 口，如键盘接口、鼠标接口、打印机接口、USB 接口、网线接口以及音频输出/输入接口等。 图 3.7 各种外设的接口 上图中的“4”号位置是键盘和鼠标接口，它们在外观上是一样的，但是不能用错。为 了便于识别，通常以不同的颜色来区分，绿色的是鼠标接口，而紫色的为键盘接口
第一部分微机硬件原理与组装 “5”号位置是并行接口，通常用于跟打印机连接。“6”号位置为串行COM口，主要 是用于外置Modem和其它串口通信设备的连接。 图中的“7”号和“9”号位置都是USB接口。USB(Universal Serial Bus通用串行总线) 是一种新的连接外围设备的总线标准，是由IBM、Intel、NEC等厂商联合制定。USBl.I的 数据传输率为12MB/s,目前最新的标准是USB2.0,理论传输速率可达480MB/s。目前许多 新的设备都采用这种接口。它的优点是数据传输速率高、支持即插即用、热拨插、可以对外 设供电等。 图中的“10”号位置是网卡接口，目前，许多主板上都集成了网卡，不必再单独购买网 卡。 图中的“11”号位置是声卡的输入输出接口，这也是在主板上集成了声卡后才提供的。 由于多媒体技术的普及，声卡已成为家用PC的标准设备。Intel于1996年发布了AC97标 准，它把声卡中成本最高的DSP(数字信号处理器)给去掉了，而通过特别编写的驱动程 序，让CPU来负责信号处理，再配合一些必要的输入输出芯片，完成声卡的功能，这就是 所谓的软声卡一AC97声卡。主板集成了AC97声卡后就不必再单独购买声卡了。AC97声 卡工作时需要占用一部分CPU资源。 主板上声卡常用的接口只有3个，按照PC99规范，通常也是用颜色来区分。红色的接 口用于连接麦克风。绿色的是音频输出接口，接音箱或耳机，浅蓝色的是音频输入接口。 3.1.9超级/0控制芯片 在主板上还可以看到一块大规模集成电路，这就是超级/O控制芯片，用于连接键盘、 鼠标、软盘驱动器、打印接口（并行端口）、游戏杆控制接口、串行接口等外设。 3.1.10BI0S芯片 BIOS芯片指的是主板上的一个存储芯片，BIOS的英文全称是“BASIC IPNUP OUTPUT SYSTEM”,即基本输入输出系统。BIOS中存储的主要内容是有关微机系统的最基本输入输 出程序，如系统信息设置程序（即所谓的CMOS设置或BIOS设置程序），开机上电自检程 序(POST程序)、以及一些控制基本输入输出设备的中断服务例程等。目前BIOS一般采用 Flash Memory芯片，可以方便用户进行主板升级。但是由CIH病毒引起的BIOS损坏或数 据丢失就会导致系统无法开机。 3.1.11电源供应接口 主板使用ATX结构的电源供应器给主板供电。目前P4主板的电源供应器一般有两个接 口。ATX20-Pin电源接口：是主要的电源供应接口。另外还有一个4芯的ATX12V电源接 口，用于为CPU供电 3.1.12前面板指示灯、开关接口 机箱的前面板上有电源开关、复位开关、电源指示灯、硬盘指示灯和小扬声器，通过电 缆连接在主板的相应接口上。 3.2内存 3.2.1内存的定义 内存是存储器的一种，存储器是计算机的重要组成部分。存储器按其用途可分为主存储 器(Main Memory,简称主存)和辅助存储器(Auxiliary Memory,简称辅存)，主存储器又称内 存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。外存通常是指硬盘、光盘、软磁 盘和近几年出现的优盘，它们能保存大量信息，并且在断电后不会丢失信息。内存在电脑中 的作用是举足轻重的，系统内存的容量对于一台机器的性能有着很大的影响。 严格来说，内存是一个广义的概念，它泛指电脑系统中，存放数据与指令的半导体存储 单元，包括RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)和ROM(Read Only Memory,只 19
第一部分 微机硬件原理与组装 19 “5”号位置是并行接口，通常用于跟打印机连接。“6”号位置为串行 COM 口，主要 是用于外置 Modem 和其它串口通信设备的连接。 图中的“7”号和“9”号位置都是 USB 接口。USB(Universal Serial Bus 通用串行总线) 是一种新的连接外围设备的总线标准，是由 IBM、Intel、NEC 等厂商联合制定。USB1.1 的 数据传输率为 12MB/s，目前最新的标准是 USB2.0，理论传输速率可达 480MB/s。目前许多 新的设备都采用这种接口。它的优点是数据传输速率高、支持即插即用、热拨插、可以对外 设供电等。 图中的“10”号位置是网卡接口，目前，许多主板上都集成了网卡，不必再单独购买网 卡。 图中的“11”号位置是声卡的输入/输出接口，这也是在主板上集成了声卡后才提供的。 由于多媒体技术的普及，声卡已成为家用 PC 的标准设备。Intel 于 1996 年发布了 AC97 标 准，它把声卡中成本最高的 DSP（数字信号处理器）给去掉了，而通过特别编写的驱动程 序，让 CPU 来负责信号处理，再配合一些必要的输入输出芯片，完成声卡的功能，这就是 所谓的软声卡—AC97 声卡。主板集成了 AC97 声卡后就不必再单独购买声卡了。AC97 声 卡工作时需要占用一部分 CPU 资源。 主板上声卡常用的接口只有 3 个，按照 PC99 规范，通常也是用颜色来区分。红色的接 口用于连接麦克风。绿色的是音频输出接口，接音箱或耳机，浅蓝色的是音频输入接口。 3.1.9 超级 I/O 控制芯片 在主板上还可以看到一块大规模集成电路，这就是超级I/O控制芯片，用于连接键盘、 鼠标、软盘驱动器、打印接口（并行端口）、游戏杆控制接口、串行接口等外设。 3.1.10 BIOS 芯片 BIOS 芯片指的是主板上的一个存储芯片，BIOS 的英文全称是“BASIC IPNUP OUTPUT SYSTEM”，即基本输入输出系统。BIOS 中存储的主要内容是有关微机系统的最基本输入输 出程序，如系统信息设置程序（即所谓的 CMOS 设置或 BIOS 设置程序），开机上电自检程 序（POST 程序）、以及一些控制基本输入输出设备的中断服务例程等。目前 BIOS 一般采用 Flash Memory 芯片，可以方便用户进行主板升级。但是由 CIH 病毒引起的 BIOS 损坏或数 据丢失就会导致系统无法开机。 3.1.11 电源供应接口 主板使用 ATX 结构的电源供应器给主板供电。目前 P4 主板的电源供应器一般有两个接 口。ATX 20-Pin 电源接口：是主要的电源供应接口。另外还有一个 4 芯的 ATX 12V 电源接 口，用于为 CPU 供电。 3.1.12 前面板指示灯、开关接口 机箱的前面板上有电源开关、复位开关、电源指示灯、硬盘指示灯和小扬声器，通过电 缆连接在主板的相应接口上。 3.2 内存 3.2.1 内存的定义 内存是存储器的一种，存储器是计算机的重要组成部分。存储器按其用途可分为主存储 器(Main Memory，简称主存)和辅助存储器(Auxiliary Memory，简称辅存)，主存储器又称内 存储器(简称内存)，辅助存储器又称外存储器(简称外存)。外存通常是指硬盘、光盘、软磁 盘和近几年出现的优盘，它们能保存大量信息，并且在断电后不会丢失信息。内存在电脑中 的作用是举足轻重的，系统内存的容量对于一台机器的性能有着很大的影响。 严格来说，内存是一个广义的概念，它泛指电脑系统中，存放数据与指令的半导体存储 单元，包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)和ROM(Read Only Memory，只