【电脑常识】电脑硬件入门知识全解（主版篇）

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二：主板篇

一：电源回路
电源回路是主板中的一个重要组成部分，其作用是对主机电源输送过来的电流进行电压的转换，将电压变换至CPU所能接受的内核电压值，使CPU正常工作，以及对主机电源输送过来的电流进行整形和过滤，滤除各种杂波和干扰信号以保证电脑的稳定工作。电源回路的主要部分一般都位于主板CPU插槽附近。

二：北桥芯片
就是主板上离CPU最近的一块芯片，负责与CPU的联系并控制内存，作用是在处理器与PCI总线、DRAM、AGP和L2高速缓存之间建立通信接口。北桥芯片提供对CPU类型，主频，内存的类型，内存的最大容量，PCI/AGP插槽等设备的支持。北桥起到的作用非常明显，在电脑中起着主导的作用，所以人们习惯的称为主桥（Host Bridge）。

三：硬盘接口
硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种，IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分应用于服务器，SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场，而光纤通道只在高端服务器上，价格昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型，还正出于市场普及阶段，在家用市场中有着广泛的前景。在IDE和SCSI的大类别下，又可以分出多种具体的接口类型，又各自拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口，各自的速度差异也较大。

四：I/O地址
这个学过编程的都知道了，I/O地址中I是input的简写，O是output的简写，也就是输入输出地址。每个设备都会有一个专用的I/O地址，用来处理自己的输入输出信息。因此这是绝对不能够重复的。如果这两个资源有了冲突，系统硬件就会工作不正常。

五：前端总线
前端总线是处理器与主板北桥芯片或内存控制集线器之间的数据通道，其频率高低直接影响CPU访问内存的速度；BIOS可看作是一个记忆电脑相关设定的软件，可以通过它调整相关设定。BIOS存储于板卡上一块芯片中，这块芯片的名字叫COMS RAM。
总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说，就是多个部件间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。人们常常以 MHz表示的速度来描述总线频率。总线的种类很多，前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。 CPU就是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽＝（总线频率×数据位宽）÷8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、 533MHz、800MHz甚至更高，前端总线频率越大，代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快，运算速度提高很快，而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU，较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU，这样就限制了CPU性能得发挥，成为系统瓶颈。 CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说， 100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影响了PIC及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里（主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率需要高于外频，因此采用了QDR（Quad Date Rate）技术，或者其他类似的技术实现这个目前。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X，它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。

六：南桥芯片
　　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，这种布局是考虑到它所连接的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（不同厂商各种芯片组有所不同，例如英特尔的英特尔Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”）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。所以现在主板芯片组中北桥芯片的数量要远远多于南桥芯片。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。主板中间靠下的那个较大的芯片，就是主板的南桥芯片。不过有的主板已经南北桥芯片合二为一了。

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七：硬件错误侦测
　　由于硬件的安装错误、不兼容或硬件损坏等原因，容易引起的硬件错误，从而导致轻则运行不正常，重则系统无法工作的故障。碰到此类情况，以前只能通过POST自检时的BIOS报警提示音，硬件替换法或通过DEBUG卡来查找故障原因。但这些方法使用起来很不方便，而且对用户的专业知识也要求较高，对普通用户并不适用。针对此问题，现在的主板厂商加如了许多人性化的设计，以方便用户快速，准确地判断故障原因。例如，现在许多主板特别设计了硬件加电自检故障的语言播报功能。以华硕的“POST播报员”为例，这个功能主要由华邦电子的W83791SD芯片，配合华硕自己设计芯片组合而成。可以监测CPU电压、CPU风扇转速、CPU温度、机壳风扇转速、电源风扇是否失效、机箱入侵警告等。这样就较好地保持了电脑的最佳工作状态。当系统有某个设备出故障时，POST播报员就会用语音提醒该配件出了故障。在硬件侦错报警方面，一些主板大厂都有自己非常独到的设计，譬如微星主板，用四支LED来反映主板的故障所在。而有的主板则干脆引入了早些年的 Debug侦错卡的侦错技术，采用了更为直接的数码管来指出故障所在。另外，许多厂商还为主板设计了AGP保护电路，除了起显卡保护作用之外，保护电路还用一个LED发光二极管来告诉用户故障是否由显卡引起。

八：主板架构
BTX是英特尔提出的新型主板架构Balanced Technology Extended的简称，是ATX结构的替代者，这类似于前几年ATX取代AT和Baby AT一样。革命性的改变是新的BTX规格能够在不牺牲性能的前提下做到最小的体积。新架构对接口、总线、设备将有新的要求。重要的是目前所有的杂乱无章，接线凌乱，充满噪音的PC机将很快过时。当然，新架构仍然提供某种程度的向后兼容，以便实现技术革命的顺利过渡。 BTX具有如下特点：支持Low-profile，也即窄板设计，系统结构将更加紧凑； 针对散热和气流的运动，对主板的线路布局进行了优化设计；主板的安装将更加简便，机械性能也将经过最优化设计。
ATX：
英特尔在95年1月公布了扩展AT主板结构，即ATX（AT extended）主板标准。这一标准得到世界主要主板厂商支持，目前已经成为最广泛的工业标准。97年2月推出了ATX2.01版。 ATX主板针对AT和Baby AT主板的缺点做了以下改进：主板外形在Baby AT的基础上旋转了90度，其几何尺寸改为30.5cm×24.4cm。 采用7个I/O插槽，CPU与I/O插槽、内存插槽位置更加合理。优化了软硬盘驱动器接口位置。 提高了主板的兼容性与可扩充性。 采用了增强的电源管理，真正实现电脑的软件开/关机和绿色节能功能。

九：硬件监控
　　为了让用户能够了解硬件的工作状态（温度、转速、电压等），主板上通常有一块至两块专门用于监控硬件工作状态的硬件监控芯片。当硬件监控芯片与各种传感元件（电压、温度、转速）配合时，便能在硬件工作状态不正常时，自动采取保护措施或及时调整相应元件的工作参数，以保证电脑中各配件工作在正常状态下。常见的有温度控制芯片和通用硬件监控芯片等等。温度控制芯片：主流芯片可以支持两组以上的温度检测，并在温度超过一定标准的时候自动调整处理器散热风扇的转速，从而降低CPU的温度。超过预设温度时还可以强行自动关机，从而保护电脑系统。常见的温度控制芯片有Analog Devices的ADT7463等等。通用硬件监控芯片：这种芯片通常还整合了超级I/O（输出/输出管理）功能，可以用来监控受监控对象的电压、温度、转速等。对于温度的监控需与温度传感元件配合；对风扇电机转速的监控，则需与CPU或显卡的散热风扇配合。
十：显示芯片
　　显示芯片是指主板所板载的显示芯片，有显示芯片的主板不需要独立显卡就能实现普通的显示功能，以满足一般的家庭娱乐和商业应用，节省用户购买显卡的开支。板载显示芯片可以分为两种类型：整合到北桥芯片内部的显示芯片以及板载的独立显示芯片，市场中大多数板载显示芯片的主板都是前者。主板板载显示芯片的历史已经非常悠久了，从较早期VIA的MVP4芯片组到后来英特尔的810系列，815系列，845GL/845G/845GV/845GE， 865G/865GV以及即将推出的910GL/915G/915GL/915GV等芯片组都整合了显示芯片。而英特尔也正是依靠了整合的显示芯片，才占据了图形芯片市场的较大份额。目前各大主板芯片组厂商都有整合显示芯片的主板产品，而所有的主板厂商也都有对应的整合型主板。英特尔平台方面整合芯片组的厂商有英特尔，VIA，SIS，ATI等，AMD平台方面整合芯片组的厂商有VIA，SIS，NVIDIA等等。
十一：BIOS
计算机用户在使用计算机的过程中，都会接触到BIOS，它在计算机系统中起着非常重要的作用。
BIOS，完整地说应该是ROM－BIOS，是只读存储器基本输入／输出系统的简写，它实际上是被固化到计算机中的一组程序，为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制。准确地说，BIOS是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口(虽然它本身也只是一个程序)，负责解决硬件的即时需求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。从功能上看，BIOS分为三个部分：自检及初始化程序；硬件中断处理；程序服务请求。由于BIOS直接和系统硬件资源打交道，因此总是针对某一类型的硬件系统，而各种硬件系统又各有不同，所以存在各种不同种类的BIOS，随着硬件技术的发展，同一种BIOS也先后出现了不同的版本，新版本的BIOS比起老版本来说，功能更强。目前市场上主要的BIOS有AMI BIOS和Award BIOS。

十二：CMOS
CMOS（本意是指互补金属氧化物半导体-----一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料）是微机主板上的一块可读写的RAM芯片，用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。CMOS可由主板的电池供电，即使系统掉电，信息也不会丢失。 CMOS RAM本身只是一块存储器，只有数据保存功能，而对CMOS中各项参数的设定要通过专门的程序。早期的CMOS设置程序驻留在软盘上的(如IBM的PC/AT机型)，使用很不方便。现在多数厂家将CMOS设置程序做到了BIOS芯片中，在开机时通过特定的按键就可进入CMOS设置程序方便地对系统进行设置，因此CMOS设置又被叫做BIOS设置。早期的CMOS是一块单独的芯片MC146818A(DIP封装)，共有64个字节存放系统信息,见CMOS配置数据表。386以后的微机一般将 MC146818A芯片集成到其它的IC芯片中(如82C206，PQFP封装)，最新的一些586主板上更是将CMOS与系统实时时钟和后备电池集成到一块叫做DALLDA DS1287的芯片中。随着微机的发展、可设置参数的增多，现在的CMOS RAM一般都有128字节及至256字节的容量。为保持兼容性，各BIOS厂商都将自己的BIOS中关于CMOS RAM的前64字节内容的设置统一与MC146818A的CMOS RAM格式 一致，而在扩展出来的部分加入自己的特殊设置，所以不同厂家的BIOS芯片一般不能互换，即使是能互换的，互换后也要对 CMOS信息重新设置以确保系统正常运行. 你认识主板上的BIOS芯片吗？ 介绍常见的BIOS芯片的识别 ROM BIOS是主板上存放微机基本输入输出程序的只读存贮器，其功能是微机的上电自检、开机引导、基本外设I/O和系统CMOS 设置。 主板上的ROM 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)，上面印有“BIOS”字样。虽然有些BIOS 芯片没有明确印出“BIOS”，但凭借外贴的标签也能很容易地将它认出。 586以前的BIOS多为可重写EPROM芯片，上面的标签起着保护BIOS内容的作用(紫外线照射会使EPROM内容丢失)，不能随便撕下。 586以后的ROM BIOS多采用EEPROM(电可擦写只读ROM)，通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘，可以对EEPROM进行重写，方便地实现BIOS升级。 常见的BIOS芯片有AMI、Award、Phoenix等，在芯片上都能见到厂商的标记。

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十三：电容
所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和 夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。电容的用途非常多，主要有如下几种：
1．隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。
2．旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
3．耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路
4．滤波：这个对DIY而言很重要，显卡上的电容基本都是这个作用。
5．温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。
6．计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。
7．调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。
8．整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。
9．储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。
固态电容：
固态电容?莆?汗烫?林实缃獾缛荨Ｋ?肫胀ǖ缛荩?匆禾?林实缃獾缛荩┳畲蟛畋鹪谟诓捎昧瞬煌?慕榈绮牧希?禾?恋缛萁榈绮牧衔?缃庖海??烫?缛莸慕榈绮牧显蛭?嫉缧愿叻肿印?
那固态电容又好在哪里呢？对于经常去网吧或者长时间使用电脑的朋友，一定有过或者听过由于主板电容导致电脑不稳定，甚至于主板电容爆裂的事情！那就是因为一方面主板在长时间使用中，过热导致电解液受热膨胀，导致电容失去作用甚至由于超过沸点导致膨胀爆裂！另一方面是，如果主板在长期不通电的情形下，电解液容易与氧化铝形成化学反应，造成开机或通电时形成爆炸的现象。但是如果采用固态电容，就完全没有这样的隐患和危险了！
由于固态电容采用导电性高分子产品作为介电材料，该材料不会与氧化铝产生作用，通电后不致于发生爆炸的现象；同时它为固态产品，自然也就不存在由于受热膨胀导致爆裂的情况了。
固态电容具备环保、低阻抗、高低温稳定、耐高纹波及高信赖度等优越特性，是目前电解电容产品中最高阶的产品。由于固态电容特性远优于液态铝电容，固态电容耐温达摄氏 260度，且导电性、频率特性及寿命均佳，适用于低电压、高电流的应用，主要应用于数字产品如薄型DVD、投影机及工业计算机等。