1.4.1　微型計算機的主機構成

微型計算機主機部分的大多數部件都安裝在主機箱內的主板上，外圍設備通過I/O接口與主板相連，如圖1-8所示。

1.主板（main board）

主板又稱母板（mother board），是微型計算機中一塊最大的印制電路板，CPU、ROM、RAM、控制芯片組、Cache、I/O擴展槽等都安插在這塊印制電路板上，它是整個計算機的組織核心，是計算機最基本也是最重要的部件之一，是計算機設備“安家落戶”的場所。主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計算機的主要電路系統，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電插接件等元件，如圖1-9所示。可以說，主板的類型和檔次從一個側面決定著整個微型計算機系統的性能和檔次。目前，主板的種類和檔次很多，按主板構架（CPU接口）可分為Slot1、Slota、Socket 7（Super 7）、Socket 370四種類型，按主板的外形（供電方式）可分為AT、ATX兩大類。AT主板現已淘汰。

2.CPU及CPU插座

控制器和運算器是計算機的核心部件，把這兩個部件集成在一塊大規模集成電路芯片上，形成的既有控制能力又有計算機能力的芯片叫中央處理器（central processing unit，CPU），又稱微處理器（MPU），它是決定微型計算機技術性能的最重要器件。處理器的性能指標有字長、主頻等多項，其中主要的是字長和主頻。主頻是計算機CPU的時鐘頻率，是計算機各部件之間操作的定時信號，時鐘頻率越高，表示CPU的速度越快。目前主流處理器的字長是64位，主頻大多在2GHz以上，運算速度可以達到每秒億次運算。生產CPU的兩大巨頭Intel公司和AMD公司生產的雙核CPU大都在2GHz以上。例如，Pentium 3.0GHz指的就是Intel公司生產的主頻達3.0GHz的CPU。其中Pentium表示CPU的型號，3.0GHz為時鐘頻率，表示1s內CPU的時鐘會發出3.0g次振蕩脈沖，時鐘頻率的單位是Hz。當然，計算機的運行速度除時鐘頻率外，還與CPU數據寬度位數、CPU內部數據處理位數、外圍設備的運行速度快慢等有關。

CPU是計算機硬件的核心，在主機板上它被安插在專門的CPU插座上。CPU在工作時會產生大量的熱量，因此CPU安裝散熱片和散熱風扇是必要的，不安裝這些散熱裝置可能導致CPU過熱損壞。由于集成化程度和制造工藝不斷提高，越來越多的功能被集成進CPU中，使CPU管腳數量不斷增加，導致插座尺寸也越來越大，CPU插座主要分為Socket、Slot和LGA工業標準。例如，Pentium 4微處理器采用的是478插座。CPU外觀如圖1-10所示。

CPU的發展和產品的更新換代十分迅速，目前CPU的制造工藝和性能已有了很大飛躍，中央處理器已進入四核和八核時代。二級高速緩存達到2MB以上，運算速度達億次以上，數據處理能力不斷提高，隨著計算機網絡的提速和多媒體功能的發展，CPU的升級、更新換代周期也越來越短。

3.內存

微型計算機中的內存常稱內存條，容量一般是指隨機存儲器（RAM）的容量。內存條如圖1-11所示。目前微型計算機中常用的內存有SDRAM和DDR SDRAM兩種。

SDRAM（Synchronous DRAM，同步動態隨機存儲器）的帶寬為64位，3.3V電壓，主要在Pentium II～Pentium III中廣泛使用，在Pentium 4中主要配置的是DDR內存。

DDR SDRAM（Dual Data Rate SDRAM，雙倍數據傳輸速率同步動態存儲器）的優勢在于可以在時鐘周期的上升和下降階段傳輸數據，所以理論上具有雙倍于SDRAM內存的帶寬。

現在RAM的容量通常為1GB、2GB、4GB等。

隨著CPU主頻的不斷提高，CPU對RAM的存取速度不斷加快，而RAM的響應速度相對較低，造成CPU等待，降低了處理速度，浪費了CPU的能力，為了協調兩者之間的速度差，在內存和CPU之間設置了一個與CPU速度接近的、高速的、容量相對較小的存儲器，把正在執行的指令地址附近的一部分指令或數據從內存調入這個存儲器，供CPU在一段時間內使用，這對提高程序的運行速度有很大的作用，這個介于主存和CPU之間的高速小容量存儲器稱為高速緩沖存儲器，一般簡稱為緩存。

緩存的有無和容量的大小對計算機性能有著很大影響，如Pentium 4的一級緩存為16KB，二級緩存為512KB，部分Pentium 4采用了1MB的緩存。面向高端服務器的CPU還設有三級緩存，其容量大小一般在1～3MB。Intel為了降低成本，面向低端市場，推出了一系列相同核心，但減少了緩存的處理器——賽揚（Celeron）。

4.芯片組

人們通常把CPU看作計算機的大腦或心臟，將各種外圍設備（鼠標、鍵盤、顯示器、打印機、視頻攝像頭等）視為計算機的五官和四肢，那么計算機主板上的芯片組（chipset）就可稱為計算機的神經系統。芯片組實現CPU與計算機中的所有部件互相溝通，用于控制和協調計算機系統各部件的運行，在CPU與內存、外設之間起到了橋梁作用。

就目前流行的主板結構來說，芯片組一般由兩個超大規模集成電路芯片組成，按它們在主板的不同位置，通常把這兩個芯片分別稱為“南橋（south bridge）”和“北橋（north bridge）”，如圖1-12所示。在南北橋結構中，北橋芯片提供對CPU、內存、AGP顯卡等高速部件的支持，以及與PCI總線的橋接；南橋芯片提供對鍵盤接口、鼠標接口、實時時鐘控制器、串行口、并行口、USB接口及磁盤驅動器接口的支持，以及與ISA總線的橋接。

芯片組是主板上最昂貴的部件。在南橋和北橋的兩個芯片中，北橋芯片的集成度和工作頻率都比南橋芯片高，所以一些主板在北橋芯片上也設置了散熱片。北橋芯片比南橋芯片要貴許多，它決定了主板的檔次和質量，因此又稱主橋（host bridge），芯片組的名稱往往就是以北橋芯片的型號命名的（比如Intel 845芯片組中北橋芯片的型號為Intel 82845GE），南橋芯片則常常可以根據需要任意搭配。

早期的微型計算機由于功能比較單一，其整體性能主要取決于CPU的性能。但是隨著計算機技術的高速發展，情況已經發生了變化。一臺高性能微型計算機只有高性能的CPU是遠遠不夠的，芯片組作為主板的核心部分，對微型計算機的整體性能起著至關重要的作用。

近幾年來，隨著CPU頻率急速攀升，芯片組速度也不斷提高，以便為CPU、RAM、顯卡等部件提供高速通道。此外，芯片組的功能也在不斷擴展，一些芯片組將顯卡、聲卡和網卡等許多功能電路都集成到了芯片組中。有了這種整合型的芯片組，主板上只要提供簡單的控制器就能實現許多額外功能，這種整合主板不僅造價低，而且使整機故障率大大降低，又能滿足大多數用戶的需求，因此值得大力推崇。

5.總線（BUS）

經常聽人說計算機硬盤是IDE總線的，光驅是SCSI總線的，主板是PCI總線的，顯卡是AGP總線的，這些總線是什么意思呢？

總線是計算機中傳輸數據的公共通道。如果把CPU比作計算機的“大腦”或“心臟”，總線就是計算機的“血管”。微型計算機都采用總線結構，即構成計算機的各部件（如CPU、主存等）均通過專門的接口電路連接在總線上，通過總線進行數據信息傳送，如圖1-13所示。

1）按傳送信息的類型劃分

按傳送信息的類型進行劃分，總線可分為：數據總線、控制總線和地址總線。

（1）數據總線（DB）是用于在CPU與內存或輸入/輸出接口電路之間傳送數據。數據總線的寬度從一個側面決定了CPU和其他設備交換信息的速度，寬度越大，位數越多，在同一時間內可以傳送和接收的數據也越多。

（2）控制總線（CB）是用于CPU與內存、外圍設備之間的控制信號與外圍設備返回CPU的應答信號的雙向傳送。

（3）地址總線（AB）是用于傳送存儲單元輸入輸出接口的信息。AB的根數決定了計算機的最大尋址內存容量。

2）按總線在計算機中的位置劃分

按總線在計算機中的位置進行劃分，總線可分為：內部總線和外部總線兩大類。

內部總線是計算機內部各部件通信的總線，又稱系統總線，按照發展的歷程可分為ISA總線、EISA總線、VESA總線、PCI總線和AGP總線。

6.適配器（adapter）

適配器是外圍設備與總線和微處理器連接的接口電路。根據它們連接的設備和功能不同，人們常稱為“××卡”，如顯卡、聲卡、網卡、調制解調器等，常用的一般集成在主板上（但性能較低），有特殊要求的一般要裝獨立的卡，如圖1-14所示。