总线、主板及I/O接口 总线( ) 现代计算机普遍采用总线结构[1]。 总线是计算机各部件之间传输信息的一组公共的信号线[2]和相关控制电路[3] ,它包含了运算器[4]、控制器、存储器[5]和I/O部件之间进行信息交换和控制传递所需要的全部信号。 按照传输信号的性质划分,总线包括 1 、2 、3 。 地址总线[6]的作用是:CPU通过它对外设接口进行寻址[7],也可以通过它对内存进行寻址。 数据总线[8]的作用是:通过它进行数据传输[9],表示一种并行处理[10]的能力。 控制总线[11]的作用是:CPU通过它传输各种控制信号。 常见的总线标准有如下几种: (1)ISA总线采用16位的总线结构。 (2)PCI总线是目前PC中最常用的外设连接总线,有32位(133MB/s)和64位(266MB/s)两种。PC机中常用的外围设备[12]一般通过各自的适配卡与主板相连,适配卡一般插在主板上的PCI总线插槽中,而显卡使用的是AGP插槽,现在许多适配卡的功能可以部分或全部集成在主板上了。 (3)AGP总线是随着三维图形的应用而发展起来的一种总线标准。 (4)PCI-Express(高速PCI总线)是最新的总线和接口标准,目前主要用于新型显卡,它将全面取代现行的PCI和AGP。 主板(Main Board) 主板又称 ,内置了CPU插座、芯片组、内存储器插槽、I/O总线插槽(PCI等)、硬盘插槽、显卡插槽、ROM BIOS芯片、CMOS RAM芯片、CPU调压器、电池等部件。随着集成电路[13]的发展和计算机设计技术的进步,许多扩充卡的功能可以部分或全部集成在主板上(如串行口、并行口、网卡、声卡等)。 主板上有两块特别有用的集成电路:一块是闪烁存储器(Flash memory),其中存放的是基本输入/输出系统( ),它是存放在主板上只读存储器[14](ROM)芯片中的一组机器语言[15]程序,它是PC软件中最基础的部分,没有它,计算机就无法启动;另一个集成电路芯片是CMOS存储器,其中存放着与计算机硬件[16]相关的一些参数(称为” ”),包括当前的时间和日期、已安装的软驱和硬盘的个数及类型等。CMOS芯片是一种易失性存储器[17],它使用电池供电,即使计算机关机后也不会丢失所存储的信息。 芯片组是PC中各组成部分互相连接和通信的枢纽,是主板上的核心,既实现了PC总线的功能,又提供了各种I/O接口和相关的控制。芯片组决定主板上所用的CPU的类型和速度、总线速度、内存储器的最大容量和速度以及可使用的内存类型。芯片组一般由两块超大规模集成电路[18]组成:北桥芯片和南桥芯片。 用于连接CPU、内存条、显卡,并与南桥芯片互连,负责管理PCI、USB、COM、LPT,以及硬盘和其他外设的数据传输; 是I/O控制中心,与其他设备相连,负责管理CPU、Cache、内存,以及AGP接口之间的数据传输等功能。如果把CPU看作PC( )的大脑,那么芯片组就是PC的脊柱和中枢神经系统。选购一个硬件系统时,应该首先选定芯片组,之后再确定CPU等其他设备。 I /O接口 ™ I /O接口是I/O设备和I/O控制器的连接器,包括插头/插座的形式、通信规程[19]和电器特性等。 (1)PS/2接口。PS/2接口共有2个,呈圆形接口,其中蓝色接口用来连接键盘,绿色接口用来连接鼠标。 (2)并行口(LPT)和串行口(COM)。并行口一般有1个,用来连接打印机、扫描仪等设备。串行口有2个,即COM1和COM2,主要用于连接外置Modem等RS-232接口的设备。 (3)USB接口。USB(Universal Serial BUS, 即 )接口是一种新型的外设接口标准(4线,红色VCC为电源线,黑色GND为地线,白色-DATA和绿色+DATA为数据线),一般有多个。一个USB接口使用USB集成器最多可以连接127个设备,所用设备共享总线的带宽。主机通过USB接口可向外提供+5V电源,具有USB接口的I/O设备可使用自身的电源,也可使用主机的USB接口提供的+5V电源。它的传输速度为: USB1.1 可达 MB/s,而USB2.0可达 MB/s; USB 3.0 可达 Gbps 。 USB 接口支持即插即用,目前大量外设都使用USB接口,如键盘、鼠标、移动硬盘、优盘、打印机、扫描仪等,应用越来越广泛。 (4)IDE接口。常用于连接硬盘、光驱和软驱。 (5)SATA接口。这是一种新式硬盘接口,现在非常流行,很多新式光驱都使用SATA接口。 (6)IEEE 1394(简称1394,又称I.Link或Fire Wire)。这是一种新型串行总线标准接口(6线),可连接多种不同类型的外部设备,主要用于连接需要高速传输大量数据的音频和视频设备。它符合”即插即用”规范,支持热插拔[20],使用级联[21]方式最多可以连接63个设备。IEEE 1394a的数据传输率[22]有12.5MB/s、25MB/s、50MB/s,IEEE 1394b的数据传输率为100MB/s。很多传统的I/O接口正在被 或 接口所代替。 总线(Bus)体现在硬件上就是计算机主板(Main Board),它是配置计算机时的主要硬件之一。 在计算机维修过程中,人们把CPU、主板、内存、显卡和电源所组成的系统叫作 ,一台计算机性能的好坏就是由 加上 所决定的。