1.4.4 总线与接口
1.4.4.1 主板
主板又叫主机板、系统板或母板。主板是机箱中最大的一块控制和驱动计算机的多层印制电路板(PCB),它含有决定整个系统的计算能力和速度的电路,在计算机内起到一个穿针引线的作用,让各个部件之间进行信息传递和正常工作。它上面装有重要的芯片如ROM BIOS、RAM和输入/输出控制电路,还有CPU插座(插槽)和很多扩展槽、键盘接口、面板控制开关、直流电源供电接口插件等,用来接插CPU、内存、显卡、声卡,并连接其他所有部件。主板的好坏对计算机整体性能有很大的影响。大体上说,主板上的插槽、总线是计算机各硬件间进行数据交换的通道,它的速度将直接影响到计算机的速度;主板上的各个芯片组,对计算机的各种数据起着控制、诊断、存储、检测等作用。因此,选择好的主板,等于为计算机奠定了一个好的基础。常见主板如图1-6所示。
图1-6 主板
1.4.4.2 总线
计算机基本部件之间的连接规范定义了两大类连接方式,分别称为Bus(总线)和Interface(接口),按照这两类连接方式所设计生产的元件称为Socket/Slot(插座/插槽)和Port(端口/接口),用于数据交换。总线是构成计算机的骨架,能为多个功能部件之间进行数据传送的一组公共信息线,它能分时地发送与接收各部件的信息(数据、地址、和控制信息),是计算机中传送数据、信息的公共通道。
微机系统总线按照其功能和传输信息的种类可以分为数据总线(DB:Data Bus)、地址总线(AB:Address Bus)和控制总线(CB:Control Bus)三部分,分别负责传送地址、数据和控制信息。
计算机的总线结构有:单总线结构、双总线结构和三总线结构。
计算机中的总线用总线宽度和总线频率来表征总线的性能。总线宽度定义为一次能并行传输的二进制位数。例如32位总线一次能传送32位数据,64位总线一次能传送64位数据。而总线频率则用来表征总线的速度,目前常见的总线频率有66 MHz、100 MHz 和133 MHz,甚至更高。
总线按照连接部件的不同,可以分为以下3种:
内部总线:通常是指同一部件内部的连接线,例如CPU是内部连接各寄存器和运算部件的总线。
系统总线:是指连接同一台计算机中各部件的线,例如CPU、内存、输入/输出设备等接口之间的互相连接的总线。系统总线按其功能又可以分为数据总线、地址总线和控制总线3类,分别用来传送数据、地址和控制信号。
扩展总线:扩展总线负责CPU与外部设备之间的通信。总线在发展过程中形成了许多标准,最常见的有ISA(Industry Standard Architecture,工业标准结构)总线、EISA (Extended Industry Standard Architecture,扩展工业标准结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect,外部设备互连)总线和AGP(Accelerated Graphics Port,图形加速接口)总线等。
PCI总线是Intel在开发奔腾CPU的过程中连带设计的一种局部总线标准。该总线标准性能先进、成本低廉、可扩充性好,特别是PCI总线结构对于微软提供的“即插即用”(Play and Plug)方案有很好的支持,现已经成为奔腾以上计算机普遍采用的外设接插总线。目前在许多微型计算机主板上,PCI总线插槽的数量往往最多。
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。因为三维图形对计算速度提出了很高的要求,使得PCI总线的传送速度也变得紧张,为此提出了一种供图形加速卡专用的总线标准——AGP总线。它在图形卡与系统内存之间提供了一条直接的访问途径。在奔腾Ⅱ以后的计算机上,AGP成为与PCI共存的一种总线标准。
总线连接方式使机器各部件之间显得简洁,也使得部件的增减方便易行。当需要增加一些部件时,只要这些部件的接口能满足总线规定的要求,就可以与总线直接相连,给微型计算机的生产和应用都带来了极大的方便,但需要说明的是,总线连接需要有专门的总线控制逻辑。
计算机的外部设备多种多样,系统总线上传送的信息都是二进制码,而且外部设备与CPU的处理速度相差很大,所以需要在系统总线与I/O设备之间设置接口,来进行数据缓冲、速度匹配和信息转换等工作。
1.4.4.3 接口
◆ 外设接口
外设接口包括键盘和鼠标接口、USB接口、串行接口和并行接口等,如图1-7所示。
图1-7 外设接口
◆ 机箱面板引出线接口
要注意的是,电源灯、硬盘灯的插头均有正负之分,需要把表示正极的深色线插到带“+”标志的插针中。