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计算机组装与维护

计算机组装与维护. 第三章 主板. 计算机网络应用教研室. 目 录. 主板的分类. 主板的功能和芯片组. 主板的选购. 主板的型号. 本课程目的 : 指导 同学们基本上学会 计算机主板的组成和基础知识，具备 自己动手 组装主板上各个配件、 计算机升级换代 以及主板故障维护 方面的能力。. 第 3 章 主板. 主板 （ Mainboard ） ( 图 3-1) ，顾名思义，就是搭载 CPU 和其他计算机部件的平台。

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  1. 计算机组装与维护 第三章 主板 计算机网络应用教研室

  2. 目 录 主板的分类 主板的功能和芯片组 主板的选购 主板的型号

  3. 本课程目的: 指导同学们基本上学会计算机主板的组成和基础知识，具备自己动手组装主板上各个配件、计算机升级换代以及主板故障维护方面的能力。

  4. 第3章 主板 主板（Mainboard）(图3-1)，顾名思义，就是搭载CPU和其他计算机部件的平台。 主板是一块多层结构的PCB电路板（即印刷电路板），是电脑机箱中体形最大的部件，上面布满了各种电阻、电容、集成芯片、各种插槽和外接端口等。 主板主要负责连接计算机中CPU、内存、硬盘、显卡等各硬件设备，并协调他们之间的工作，因此主板在计算机系统中起着举足重轻的作用，主板的类型和档次决定着整个计算机系统的类型和档次，它的性能将直接地影响着整个计算机系统的性能。

  5. 第3章 主板 图3-1技嘉GA-EP43T-USB3

  6. 第3章 主板 3.1.1按主板外形分类 按主板外形分类是基于主板的物理结构、大小形状和电源要求的规范，可分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。 其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板结构，现在已经淘汰；而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多见；EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板；ATX是目前市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，PCI插槽数量在4-6个，大多数主板都采用此结构；Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱；而BTX则是英特尔制定的最新一代主板结构。 3.1 主板的分类

  7. 第3章 主板 (1)AT主板 AT主板(图3-2)是一种早期主板的尺寸和结构规范，因其首先应用在IBM PC/AT机上而得名，并被发展成为一种工业标准，它规定主板尺寸为13×12英寸（1inch=2.54cm），在板上集成有控制芯片和扩充插槽。其最大的特点是采用P8、P9两接口的AT电源供电，外观上体观为卧式机箱，不能实现高级电源管理方式，无法实现操作系统中的菜单关机，目前这种类型的主板已被淘汰。 3.1 主板的分类

  8. 第3章 主板 3.1 主板的分类 图3-2AT主板

  9. 第3章 主板 (2)ATX主板 ATX主板(图3-3)是由Intel公司开发的，符合ATX标准的主板尺寸为305 x 244 mm，ATX是一种在AT主板基础上改进的主板规范，克服了AT主板的许多缺陷，ATX主板布局更趋合理，一般体现在外观上是立式机箱。 3.1 主板的分类

  10. 第3章 主板 3.1 主板的分类 图3-3ATX主板

  11. 第3章 主板 ATX主板的优点是：当板卡尺寸过长时不会触及其他元件，外设数据线和硬盘数据线变短，更靠近硬盘；它的散热系统更加合理，将CPU和风扇合二为一；有支持热插拔功能的USB接口，并且ATX主板大多集成了串行口、并行口、声卡和网卡等接口。ATX是目前市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，PCI插槽数量在3个以上，大多数主板都采用此结构；Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱；目前绝大部分主板都采用ATX结构。 3.1 主板的分类

  12. 第3章 主板 (3)NLX主板 NLX、LPX、Flex ATX都是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内不多见。NLX的英文含义是New Low Profile Extension， 是高集成度、低扩展性、结构紧凑型主板，NLX主板(图3-4)主要用于原装机、品牌机上，它是将以前的许多接口、板卡和电源全部集成在一块扩充（Add-in）卡上的主板结构。 3.1 主板的分类

  13. 第3章 主板 3.1 主板的分类 图3-4 NLX主板

  14. 第3章 主板 (4)BTX主板 BTX(见图3-5)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。 3.1 主板的分类

  15. 第3章 主板 3.1 主板的分类 图3-5 BTX主板

  16. 第3章 主板 3.1 主板的分类 ATX主板 图3-5 BTX主板2

  17. 第3章 主板 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。而且，BTX提供了很好的兼容性。目前已经有数种BTX的派生版本推出，根据板型宽度的不同分为标准BTX （325.12mm）， microBTX（264.16mm）及Low-profile的picoBTX（203.20mm），以及针对服务器的Extended BTX。而且，目前流行的新总线和接口，如PCI Express和串行ATA等，也将在BTX架构主板中得到很好的支持。值得一提的是，新型BTX主板将通过预装的SRM（支持及保持模块）优化散热系统，特别是对CPU而言。另外，散热系统在BTX的术语中也被称为热模块。 3.1 主板的分类

  18. (5)服务器主板 服务器主板的一般也是ATX、M-ATX或BTX构架，但是由于服务器集成了更多的CPU和内存槽，所以结构会更加紧凑。如图： 3.1 主板的分类

  19. 第3章 主板 3.1.2按CPU插座分类 主板按照CPU插座类型来分，从结构形状可分为长槽型的Slot(图3-6)结构和插座型的Socket(图3-7)结构。 3.1 主板的分类 图3-6Slot1形式的Intel系列CPU接口

  20. 第3章 主板 3.1 主板的分类 图3-7Intel系列Socket775（左）及AMD系列Socket940（右）CPU插座及AMD系列Socket AM3插座

  21. 第3章 主板 早期的CPU插座是直接将CPU焊接到主板上的，其缺点是用户无法直接更换CPU，CPU发展到486时，其插座逐步更换成ZIF方式的Socket3样式，随着发展，CPU插座发展到Socket7规格，此时Intel的Pentium、AMD的K6、Cyrix的6x86等均共用一个平台，使得几家CPU制造商竞争非常激烈，尤其是AMD抢占了Intel大量的市场，于是Intel在PⅡ开始，逐步从Socket7平台转向拥有专利的Slot1接口。Slot1接口为长的插槽形，完全不能与原来的Socket7平台共用，于是逐渐拉开了几大CPU厂商的市场差距，AMD后来也开发了类似的SlotA接口，但Slot这种长槽形CPU插口方式由于可靠性差等多种原因，终究被Socket插座型结构所替代。 3.1 主板的分类

  22. 第3章 主板 目前市场上都采用Socket结构的主板，其主要可分为支持Intel CPU的主板和支持AMD CPU的主板，其针脚数量不一样多，且针脚定义也不一样，不能互换，所以在购置计算机时要注意CPU针脚与主板CPU插座相一致。 3.1 主板的分类

  23. 第3章 主板 3.1.3按主板的芯片组分类 通常情况下，不同的主板芯片组决定了其所支持的不同CPU及主板类型。 支持Intel CPU的主板芯片组有Intel、nvidia、VIA、SiS等，其中性能最强，最稳定的当属Intel自己的芯片组，nVIDIA是主板芯片的后起之秀， VIA的芯片组性价也比较高，但综合性能一般在Intel之下，SiS主要做整合芯片，在OEM领域占有较大的市场份额，在零售市场相对较少，这些支持Intel CPU的产品按支持的CPU插座分，有Socket7、Slot1、Socket370、Socket423、Socket478、Socket 775、LGA1156、LGA1366等。 3.1 主板的分类

  24. 第3章 主板 支持AMD的大多是第三方厂商，有后起之秀nvidia，还有ATI、VIA和SiS等。零售市场上常见的AMD芯片组为VIA的KT系列和nvidia的nForce系列，目前AMD自己也生产主板芯片，这样可降低主板价格，提高与Intel的市场竞争能力。这些主板按支持的CPU插座分为： SlotA、Socket462、Socket754、 Socket939 、Socket940、AM2 支持 AM2 以及 940针、AM3 支持 AM3以及938等。 3.1 主板的分类

  25. 第3章 主板 如图3-8所示的主板为目前市场上主流的Intel P35芯片组主板，板载3根PCI插槽、2根PCI－E 1X插槽、1根PCI－E 16X插槽、4个SATA接口、1个IDE接口、1个FDD接口、两组支持双通道DDR2内存的插槽，下面将分别介绍主板的各个部分的作用和基本功能。 3.2 主板各部分的功能

  26. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 图3-8：①CPU插座　②北桥芯片　③内存插槽　④南桥芯片　 ⑤软驱接口 ⑥SATA接口　⑦IDE接口　⑧BIOS芯片　⑨PCl插槽　⑩PCI－E 1X插槽　11：PCI－E 16X插槽

  27. 第3章 主板 3.2.1主板上的主要组成部分 (1)CPU插座 主板上有哪种CPU插座(图3-9)，就决定了这块主板能够使用的CPU类型，目前主流主板的CPU插座是LGA 775（Core 2 Duo/奔腾4/赛扬D/PentiumD CPU等）、或LGA 1156(Core i3/i5系列)和Socket AM2 （即Socket AM2支持Athlon64/Athlon64 FX/Athlon 64 X2/Sempron等） 、Socket AM3等CPU插座类型。 3.2 主板各部分的功能

  28. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 Socket AM3 图3-9

  29. 第3章 主板 (2)主板芯片组 主板上一般有两块较大的芯片，这两块芯片合称为芯片组(图3-10)。芯片组的类型决定了主板支持的CPU的类型。主板芯片组分为北桥芯片和南桥芯片，其中比较大的，通常加装有散热设备的，而且比较接近于CPU插座的叫做北桥芯片，而相对来说比较小的，离CPU插座较远的那一块就称为南桥芯片。北桥芯片提供对CPU类型、主频、内存的类型、内存的最大容量、AGP插槽等设备的支持，而南桥芯片则提供了对键盘控制器、ISA、PCI、USB（通用串行总线）、实时时钟控制器、数据传送方式和高级电源管理的支持。 3.2 主板各部分的功能

  30. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 图3-10

  31. 第3章 主板 (3)主板插槽 ① ISA插槽 较老主板上的一种插槽(图3-11) ，有八位和十六位之分，早期用于板载声卡的接口，目前已基本看不见，已被淘汰，在一些工业控制的专业用的旧机器上偶尔还可以看见，在主板上为黑色长条形状。 3.2 主板各部分的功能 图3-11

  32. 第3章 主板 ② PCI、PCI-E 1X、PCI-E 16X插槽 目前使用最为广泛的扩展槽类型，在主板上通常为并排的几条白色或黑色插槽(图3-12)，PCl插槽总线频率为33MHz，数据传输率为132MB/s，我们可以通过PCI插槽来扩展电脑的功能，在PCI插槽内可插入网卡、USB卡、显卡、Modem、声卡、SCSI卡、RAID卡等扩展设备来满足我们的需要。 目前来说，PCI接口是目前主板上比较普遍采用的接口。 3.2 主板各部分的功能

  33. 3.2 主板各部分的功能 ATX板载接口 图3-12

  34. 第3章 主板 在PCl插槽的基础上，发展起来了许多新的PCI总线，如PCI-EXPRESS（简称PCI-E）等(图3-16)，现在PCI-E 1X的速度可达250MB/秒，PCI-E 16X的速度可达4GB/秒，目前越来越多的显卡采用PCI-E 16X插槽接口，PCI-E插槽目前主要用于图形图象的显示 ，比之前的AGP 8X的速度要快近一倍。 ③ AGP插槽 图形显示接口，AGP插槽是显卡专用插槽(图3-13)，因为随着技术的进步，显卡需要向CPU等设备传输的数据越来越多，PCI插槽的132MB/s的数据传输率和33MHz总线频率已经不能满足显卡的需要，于是Intel为显卡量身定做的显卡的专用插槽——AGP插槽，AGP插槽其实可以说是提高了总线频率和数据传输率，并为显卡做了专门优化的特殊的总线插槽。AGP插槽有2X，4X，8X之分，数字越高，速度也就越快，AGP 8X的理论带宽为2GB，足以满足大多数的显卡的要求。 3.2 主板各部分的功能

  35. 第3章 主板 图3-13

  36. 第3章 主板 ④ 内存插槽 一般主板上有二到四条内存插槽，目前主流的内存插槽是DDR2、DDR3(图3-14)的内存插槽DIMM，DDR2、DDR3内存插槽对应有240针脚，在此之前的DDR(图3-15)内存插槽对应DDR内存的184针脚，在DDR内存之前的SDRAM(图3-16)插槽有168针脚，当初在一些高端服务器上，还有一种RIMM样式的内存插槽，这种插槽是用来插Rambus（高频动态内存）(图3-17)内存的，由于这些内存之间不能相互兼容，所以，插槽中一般有定位槽，DDR是中间一个，SDRAM和Rambus是两个，但是SDRAM和Rambus的两个定位槽的位置也是不一样的，均不能互换。 3.2 主板各部分的功能

  37. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 图3-14DDR2(上)、DDR3(下)插槽

  38. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 • 图3-15

  39. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 图3-16

  40. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 图3-17 高频动态随机内存

  41. 第3章 主板 ⑤ IDE接口 IDE接口(图3-18)主要有两种，第一种是40针的并行ATA接口，通常在主板上有两个白色或黑色的IDE接口，接普通的IDE硬盘和光驱。有的IDE接口是蓝色的，则表明该接口支持ATA33/66/100的硬盘（需采用80芯的IDE线）。有的主板上有四个IDE接口，除了两个蓝的之外，另外的两个是橘黄色的，那么表明这两个橘黄色的是支持RAID（磁盘阵列）功能。随着近年来SATA接口越来越广泛的使用，IDE接口越来越少了，通常仅保留一个，供并口硬盘和光驱使用。 3.2 主板各部分的功能

  42. 第3章 主板 ⑥软驱接口 软驱接口(图3-18)是一个34针的接口，有点像IDE硬盘接口，但是比硬盘接口略小，用于连接软驱，一般设计在IDE接口附近。如图3-22右边的黑色接口为软驱接口，由于软驱可靠性差、速度慢、容量小，现在的主板基本不再保留软驱接口了。 3.2 主板各部分的功能

  43. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 图3-18 IDE硬盘接口及软驱接口

  44. 第3章 主板 ⑦ SATA接口 SATA接口(图3-19)是近几年迅速发展起来的接口，也叫串行ATA接口，主要应用在硬盘的数据接口上。由于SATA使传输方式变为点对点，传输效率高，因此SATA 1.0的传输速率理论上可以达到150MB/s，而在制订中的SATA2.0规范已经可以达到300MB/s，同时SATA接口窄、线朿小，传输线长等特点，使用也非常方便，因此，SATA是目前硬盘接口所广泛采用的。 3.2 主板各部分的功能

  45. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 图3-19

  46. 第3章 主板 3.2 主板各部分的功能 硬盘的SATA接口和IDE接口

  47. 第3章 主板 ⑧ SCSI接口 SCSI（小型计算机系统接口）一般不很常见，通常只用在服务器上的，一般服务器主板上都集成有这个接口，它由SCSI芯片控制，SCSI芯片里有一块CPU专门用来处理硬盘的数据传输，因此，SCSI接口的硬盘占用的系统资源较IDE少，SCSI接口分为50针和68针接口，50针接口一般用在低速SCSI硬盘上，68针接口一般用在高速SCSI硬盘上。 3.2 主板各部分的功能

  48. 第3章 主板 ⑨电源接口 电源是电脑的动力来源，主板电源接口是给主板供电的接口。电源接口按主要支持的主板类型可分为AT电源接口和ATX电源接口（对应支持AT主板和ATX主板），它们的接口不一样，AT电源接口只有一排插脚，ATX电源接口是两排插脚，ATX接口有卡口可以防止插错，AT接口则没有这个卡口，AT电源随着AT主板的没落而逐步被淘汰，目前主流的为ATX电源，所以，主流主板一般都只有ATX电源接口，ATX电源接口如图3-20所示： 3.2 主板各部分的功能 图3-20

  49. 第3章 主板 (4)主板上的其他芯片 主板上的各种芯片均发挥着重要作用，上面所讲的南北桥就是主板上最主要的芯片，相当于一块主板的灵魂，但光有灵魂不行，主板上除了南北桥之外，还有许多其他芯片充当主板的的肉体来辅助灵魂工作，他们是主板的幕后英雄。下面，我们来认识一下主板上的那些幕后英雄。 3.2 主板各部分的功能

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