1.4.1　微型计算机的主机构成

微型计算机主机部分的大多数部件都安装在主机箱内的主板上，外围设备通过I/O接口与主板相连，如图1-8所示。

1.主板（main board）

主板又称母板（mother board），是微型计算机中一块最大的印制电路板，CPU、ROM、RAM、控制芯片组、Cache、I/O扩展槽等都安插在这块印制电路板上，它是整个计算机的组织核心，是计算机最基本也是最重要的部件之一，是计算机设备“安家落户”的场所。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电插接件等元件，如图1-9所示。可以说，主板的类型和档次从一个侧面决定着整个微型计算机系统的性能和档次。目前，主板的种类和档次很多，按主板构架（CPU接口）可分为Slot1、Slota、Socket 7（Super 7）、Socket 370四种类型，按主板的外形（供电方式）可分为AT、ATX两大类。AT主板现已淘汰。

2.CPU及CPU插座

控制器和运算器是计算机的核心部件，把这两个部件集成在一块大规模集成电路芯片上，形成的既有控制能力又有计算机能力的芯片叫中央处理器（central processing unit，CPU），又称微处理器（MPU），它是决定微型计算机技术性能的最重要器件。处理器的性能指标有字长、主频等多项，其中主要的是字长和主频。主频是计算机CPU的时钟频率，是计算机各部件之间操作的定时信号，时钟频率越高，表示CPU的速度越快。目前主流处理器的字长是64位，主频大多在2GHz以上，运算速度可以达到每秒亿次运算。生产CPU的两大巨头Intel公司和AMD公司生产的双核CPU大都在2GHz以上。例如，Pentium 3.0GHz指的就是Intel公司生产的主频达3.0GHz的CPU。其中Pentium表示CPU的型号，3.0GHz为时钟频率，表示1s内CPU的时钟会发出3.0g次振荡脉冲，时钟频率的单位是Hz。当然，计算机的运行速度除时钟频率外，还与CPU数据宽度位数、CPU内部数据处理位数、外围设备的运行速度快慢等有关。

CPU是计算机硬件的核心，在主机板上它被安插在专门的CPU插座上。CPU在工作时会产生大量的热量，因此CPU安装散热片和散热风扇是必要的，不安装这些散热装置可能导致CPU过热损坏。由于集成化程度和制造工艺不断提高，越来越多的功能被集成进CPU中，使CPU管脚数量不断增加，导致插座尺寸也越来越大，CPU插座主要分为Socket、Slot和LGA工业标准。例如，Pentium 4微处理器采用的是478插座。CPU外观如图1-10所示。

CPU的发展和产品的更新换代十分迅速，目前CPU的制造工艺和性能已有了很大飞跃，中央处理器已进入四核和八核时代。二级高速缓存达到2MB以上，运算速度达亿次以上，数据处理能力不断提高，随着计算机网络的提速和多媒体功能的发展，CPU的升级、更新换代周期也越来越短。

3.内存

微型计算机中的内存常称内存条，容量一般是指随机存储器（RAM）的容量。内存条如图1-11所示。目前微型计算机中常用的内存有SDRAM和DDR SDRAM两种。

SDRAM（Synchronous DRAM，同步动态随机存储器）的带宽为64位，3.3V电压，主要在Pentium II～Pentium III中广泛使用，在Pentium 4中主要配置的是DDR内存。

DDR SDRAM（Dual Data Rate SDRAM，双倍数据传输速率同步动态存储器）的优势在于可以在时钟周期的上升和下降阶段传输数据，所以理论上具有双倍于SDRAM内存的带宽。

现在RAM的容量通常为1GB、2GB、4GB等。

随着CPU主频的不断提高，CPU对RAM的存取速度不断加快，而RAM的响应速度相对较低，造成CPU等待，降低了处理速度，浪费了CPU的能力，为了协调两者之间的速度差，在内存和CPU之间设置了一个与CPU速度接近的、高速的、容量相对较小的存储器，把正在执行的指令地址附近的一部分指令或数据从内存调入这个存储器，供CPU在一段时间内使用，这对提高程序的运行速度有很大的作用，这个介于主存和CPU之间的高速小容量存储器称为高速缓冲存储器，一般简称为缓存。

缓存的有无和容量的大小对计算机性能有着很大影响，如Pentium 4的一级缓存为16KB，二级缓存为512KB，部分Pentium 4采用了1MB的缓存。面向高端服务器的CPU还设有三级缓存，其容量大小一般在1～3MB。Intel为了降低成本，面向低端市场，推出了一系列相同核心，但减少了缓存的处理器——赛扬（Celeron）。

4.芯片组

人们通常把CPU看作计算机的大脑或心脏，将各种外围设备（鼠标、键盘、显示器、打印机、视频摄像头等）视为计算机的五官和四肢，那么计算机主板上的芯片组（chipset）就可称为计算机的神经系统。芯片组实现CPU与计算机中的所有部件互相沟通，用于控制和协调计算机系统各部件的运行，在CPU与内存、外设之间起到了桥梁作用。

就目前流行的主板结构来说，芯片组一般由两个超大规模集成电路芯片组成，按它们在主板的不同位置，通常把这两个芯片分别称为“南桥（south bridge）”和“北桥（north bridge）”，如图1-12所示。在南北桥结构中，北桥芯片提供对CPU、内存、AGP显卡等高速部件的支持，以及与PCI总线的桥接；南桥芯片提供对键盘接口、鼠标接口、实时时钟控制器、串行口、并行口、USB接口及磁盘驱动器接口的支持，以及与ISA总线的桥接。

芯片组是主板上最昂贵的部件。在南桥和北桥的两个芯片中，北桥芯片的集成度和工作频率都比南桥芯片高，所以一些主板在北桥芯片上也设置了散热片。北桥芯片比南桥芯片要贵许多，它决定了主板的档次和质量，因此又称主桥（host bridge），芯片组的名称往往就是以北桥芯片的型号命名的（比如Intel 845芯片组中北桥芯片的型号为Intel 82845GE），南桥芯片则常常可以根据需要任意搭配。

早期的微型计算机由于功能比较单一，其整体性能主要取决于CPU的性能。但是随着计算机技术的高速发展，情况已经发生了变化。一台高性能微型计算机只有高性能的CPU是远远不够的，芯片组作为主板的核心部分，对微型计算机的整体性能起着至关重要的作用。

近几年来，随着CPU频率急速攀升，芯片组速度也不断提高，以便为CPU、RAM、显卡等部件提供高速通道。此外，芯片组的功能也在不断扩展，一些芯片组将显卡、声卡和网卡等许多功能电路都集成到了芯片组中。有了这种整合型的芯片组，主板上只要提供简单的控制器就能实现许多额外功能，这种整合主板不仅造价低，而且使整机故障率大大降低，又能满足大多数用户的需求，因此值得大力推崇。

5.总线（BUS）

经常听人说计算机硬盘是IDE总线的，光驱是SCSI总线的，主板是PCI总线的，显卡是AGP总线的，这些总线是什么意思呢？

总线是计算机中传输数据的公共通道。如果把CPU比作计算机的“大脑”或“心脏”，总线就是计算机的“血管”。微型计算机都采用总线结构，即构成计算机的各部件（如CPU、主存等）均通过专门的接口电路连接在总线上，通过总线进行数据信息传送，如图1-13所示。

1）按传送信息的类型划分

按传送信息的类型进行划分，总线可分为：数据总线、控制总线和地址总线。

（1）数据总线（DB）是用于在CPU与内存或输入/输出接口电路之间传送数据。数据总线的宽度从一个侧面决定了CPU和其他设备交换信息的速度，宽度越大，位数越多，在同一时间内可以传送和接收的数据也越多。

（2）控制总线（CB）是用于CPU与内存、外围设备之间的控制信号与外围设备返回CPU的应答信号的双向传送。

（3）地址总线（AB）是用于传送存储单元输入输出接口的信息。AB的根数决定了计算机的最大寻址内存容量。

2）按总线在计算机中的位置划分

按总线在计算机中的位置进行划分，总线可分为：内部总线和外部总线两大类。

内部总线是计算机内部各部件通信的总线，又称系统总线，按照发展的历程可分为ISA总线、EISA总线、VESA总线、PCI总线和AGP总线。

6.适配器（adapter）

适配器是外围设备与总线和微处理器连接的接口电路。根据它们连接的设备和功能不同，人们常称为“××卡”，如显卡、声卡、网卡、调制解调器等，常用的一般集成在主板上（但性能较低），有特殊要求的一般要装独立的卡，如图1-14所示。