Board logo

标题: 【熊猫】绝对强的硬件图解教程 [打印本页]

作者: 熊猫烧香    时间: 2007-8-23 13:38     标题: 【熊猫】绝对强的硬件图解教程

PC内外接口全程图解


图解电脑组装之接口线缆安装细节


图解Intel电脑组装过程


硬盘的内部结构图解


图解硬件
作者: 熊猫烧香    时间: 2007-8-23 13:39

--  PC内外接口全程图解
每台电脑,无论台式机还是笔记本,里里外外都有许多接口和插槽,你全都认识吗?也许你已经对USB、PS/2、VGA等常用接口非常熟悉,但是你知道SCART、HDMI,抑或USB接口分为Type A、Type B等类型吗?总之这是一篇主要面对电脑初学者的文章,但那些有经验的用户也许也能从本文学到一些新知识。

第一部分 外部接口:用于连接各种PC外设
USB

USB(Universal Serial Bus 通用串行总线)用于将鼠标、键盘、移动硬盘、数码相机、VoIP电话(Skype)或打印机等外设等连接到PC。理论上单个USB host控制器可以连接最多127个设备。
USB目前有两个版本,USB1.1的最高数据传输率为12Mbps,USB2.0则提高到480Mbps。注意:二者的物理接口完全一致,数据传输率上的差别完全由PC的USB host控制器以及USB设备决定。USB可以通过连接线为设备提供最高5V,500mA的电力。
USB接口有3种类型:
- Type A:一般用于PC
- Type B:一般用于USB设备
- Mini-USB:一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器以及移动硬盘等
左边接头为Type A(连接PC),右为Type B(连接设备)

USB Mini

USB延长线,一般不应长于5米

请认准接头上的USB标志

USB分离线,每个端口各可以得到5V 500mA的电力。移动硬盘等用电大户可以使用这种线来从第二个USB端口获得额外电源(500+500=1000mA)

你见过吗:USB接口的电池充电器

比较常见的USB转PS/2接口

IEEE-1394/Firewire/i.Link
IEEE-1394是一种广泛使用在数码摄像机、外置驱动器以及多种网络设备的串行接口,苹果公司又把它称作Firewire(火线),而索尼公司的叫法是i.Link。目前,数据传速率为400Mbps的IEEE-1394标准正被800Mbps的IEEE-1394b (或Firewire-800)所取代。普通火线设备使用的6针线缆可提供电源,另外还有一种不提供电源的4针线缆。Firewire-800设备使用的是9针线缆以及接口。
一头6针,一头4针的1394连接线

1394扩展卡挡板,提供两个6针接口以及一个较小的4针接口

可提供电源的6针接头

不提供电源的4针接头,一般用于数码摄像机以及笔记本电脑

Cinch RCA(复合视频,音频,HDTV分量)

这种接口通过同轴电缆传输多种电信号。它们的功能可以容易地按接口颜色加以区分,见下表:

警告:音频SPDIF/复合视频(FBAS),HDTV分量/音频右声道这两组接口的颜色可能容易搞混,请注意查看说明书,并注意HDTV分量接口总是3个一组。
不同颜色,传输不同信号的RCA线缆

两种SPDIF(数字音频)接口:左边为RCA/同轴接口,右边是TOSLINK(光纤)接口

TOSKLINK光纤接口

SCART - RCA转接器(复合视频,双声道音频和S-Video),SCART请见下文详解

术语表:
RCA = Radio Corporation of America 美国无线电公司
SPDIF = Sony/Philips Digital Interfaces 索尼/飞利浦数码接口
PS/2
左边是带颜色标示的PS/2接口,右边的没有颜色标示

PS/2是一种古老的接口,广泛用于键盘和鼠标的连接。现在的PS/2接口一般都带有颜色标示,紫色用于连接键盘,绿色用于连接鼠标。

有些主板上的PS/2接口可能没有颜色标示,别担心,插错接口并不会损坏设备,但此时鼠标键盘将无法工作,电脑也可能无法启动,很简单,将鼠标键盘对调一下接口肯定就对了。
前面提到的USB - PS/2转接器

VGA显示接口
显卡上的VGA显示接口

显示器使用一种15针Mini-D-Sub(又称HD15)接口通过标准模拟界面连接到PC上。通过合适的转接器,你也可以将一台模拟显示器连接到DVI-I界面上。VGA接口传输红、绿、蓝色值信号(RGB)以及水平同步(H-Sync)和垂直同步(V-Sync)信号。
显示信号线上的VGA接头

新款显卡一般都提供2个DVI接口,可使用一种DVI-VGA转接器来在两种接口之间转换。


术语表:VGA = Video Graphics Array 视频图像阵列
DVI显示接口

DVI是一种主要针对数字信号的显示界面,这种界面无需将显卡产生的数字信号转换成有损模拟信号,然后再在数字显示设备上进行相反的操作。数字TDMS信号的优点还包括允许显示设备负责图像定位以及信号同步工作。
一块具备两个DVI端口的显卡,可同时连接两个(数字)显示器

因为数字显示取代模拟显示的进程还比较缓慢,目前这两种技术还处于并存阶段,现在的显卡通常可以支持双显示器。广泛使用的DVI-I接口可以同时支持模拟和现实信号。而少见的多的DVI-D接口只能输出数字信号,无法输出任何模拟信号。许多显卡以及部分显示器都提供了DVI-I - VGA转接器,这样那些只提供15针D-Sub-VGA接头的老显示器也可以在DVI-I接口上继续工作。
DVI接口类型及其阵脚分布(显卡上最经常使用的是DVI-I)

术语表:DVI = Digital Visual Interface 数字视觉接口
RJ45,用于LAN和ISDN

有线网络主要使用我们都很熟悉的双绞线进行互连。现在,千兆以太网正在逐步取代百兆以太网。网线主要有两种类型:
- 直通线,最广泛使用的双绞线
- 交叉线,用于特殊情况下的连接
使用直通线的网络设备一般连接到交换机(switch)或集线器(hub)上,如果想要直接连接两种同类设备,比如两台PC,则可以使用交叉线而无需通过交换机或集线器。
PCI网卡上的RJ45接口

网卡使用LED指示灯来表示网络活动状态

在欧洲和北美,ISDN等网络设备同样使用RJ45接口。ISDN在欧洲广泛使用,而在北美宽带连接比较普及,但只有DSL使用RJ45,cable modem通常使用BNC接口。因此,用户需要注意RJ45接口旁标注的是“LAN”,“ISDN”还是“DSL”,当然插错也不比担心设备损坏。
RJ11,用于Modem和电话

RJ11和RJ45看起来很相似,但RJ11只有4针,而RJ45有8针。在电脑上,RJ11主要用于连接modem。由于各国电话端口不尽相同,因此RJ11有许多种转接器。
笔记本上的RJ11接口

用于德国电话的RJ11转接器。今后各国自定义的电话接口规范将逐渐消失





S-Video(又称Hosiden, Y/C)
S-Video线

这种4针接口可以分离并传输传输亮度(Y,带同步数据的亮度)和颜色(C,色度)。分离亮度和颜色可以提供比复合视频(FBAS)更好的图像品质。在模拟视频信号中,HDTV分量效果最好,而排在第二位的就是S-Video了。当然,通过TDMS提供的DVI或HDMI(请看下文详解)等纯数字信号可以提供更好的图像,是目前最好的选择。
显卡上的S-Video端口

SCART

SCART是一种广泛用于欧洲和亚洲的混合连接器。这种界面可以同时传输S-Video,RGB以及模拟立体声音频信号,不过不支持HDTV的YpbPr和YcrCb分量信号。
用于连接TV和VCR的SCART接口

前面已经提到过的SCART - RCA转接器(复合视频,双声道音频和S-Video)

HDMI

HDMI是用于传输未压缩HDTV信号的数字多媒体界面,最高支持1920×1080交错信号(1080i),集成数字版权管理(DRM)防拷机制。目前我们使用的是一种19针Type A接口。

而29针的Type B(支持高于1080i的分辨率)HDMI接口目前还没有产品支持。HDMI和DVI-D采用同样的数字TDMS信号生成技术,因此我们可以在高端产品上看到HDMI-DVI转接器。另外,HDMI还可以传输8声道,24位,192KHz采样率的音频信号。HDMI信号线不应超过15米。
HDMI-DVI转接线

术语表:HDMI = High Definition Multimedia Interface 高清晰多媒体接口
第二部分 内部接口:用于PC系统内部连接
Serial ATA (SATA)
主板上的4个SATA接口

SATA是一种连接存储设备(大多为硬盘)的串行总线,用于取代传统的并行ATA界面。第一代SATA目前已经得到广泛应用,其最大数据传输率为150MBps,信号线最长1米。SATA一般采用点对点的连接方式,即一头连接主板上的SATA接口,另一头直接连硬盘,没有其他设备可以共享这条数据线,而并行ATA允许这种情况(每条数据线可以连接1-2个设备),因此也就无需像并行ATA硬盘那样设置主盘和从盘。
许多SATA数据线末端带有保护套,防止娇嫩的金手指受损。

多种形式的SATA电源线

SATA电源接头

各种颜色的数据线

尽管SATA主要设计为PC机箱内使用,但也出现了许多让SATA变为外部接口的产品。

目前的SATA硬盘一般有两种电源接口,可以使用传统的D型电源接头

或者使用SATA专用的电源接头

ATA/133 (Parallel ATA,UltraDMA/133或E-IDE)

这是一种用于连接硬盘和光驱(CD和DVD)的并行总线,也称作Parallel ATA(并行ATA)。最新版本的并行ATA使用40针,80线的扁平数据线来连接主板和驱动器。每条数据线最多可以连接2台设备,需要将设备分别设置为主盘(master)和从盘(slave),这样的设置一般通过驱动器上的跳线实现。
IDE数据线,注意接头上的突起以及缺少一个针孔

连接一台DVD光驱: 数据线的红色边缘总是靠近电源线

ATA/133接口:上为2.5″硬盘,下为是3.5″硬盘。

想在台式机上使用2.5″笔记本硬盘可以使用这样的转接器

警告:在多大多数情况下,数据线接头上的突起可以有效防止数据线反插,但有些老款数据线可能没有这样的设计。接插数据线时请遵循这样的原则:数据线有颜色标示的一侧边缘(一般是红色)应该对准主板IDE接口标有数字1的一侧,实际上,该边缘表示第一针。
此外,数据线有颜色标示的边缘应该靠近驱动器的电源线。同样也要仔细检查主板和驱动器上的IDE接口以及数据线接头,确保它们缺针及缺针孔的位置相对应。
用一条数据线连接两台设备后,需要用下图中的蓝色跳线帽进行主从盘设置,硬盘上一般会有图示说明,或浏览硬盘厂商网站。

术语表:
ATA = Advanced Technology Attachment 高级技术附加装置
E-IDE = Enhanced Integrated Drive Electronics 增强型综合驱动器电子

--  
AGP 图形加速接口
带固定夹的AGP插槽

目前大多数显卡都使用图形加速接口(AGP),少数电脑(大多历史悠久)还在使用PCI接口显卡。而新一代的PCI Express (PCIe)接口来势汹汹,大有取代AGP之势。注意:PCI Express为串行总线,而PCI(不带Express)是并行总线,二者完全不同。
上为AGP显卡下为PCI Express显卡,注意二者金手指部分的显著不同

工作站主板采用AGP Pro插槽,能为电源需求很大的OpenGL显卡提供额外电力,同时这种接口也可接插主流显卡。不过,AGP Pro没有被广泛接受,目前的高端显卡要么采用独立的电源供应,要么在显卡上设计额外的电源接口。

高端显卡通过传统的4针或6针D型电源接口提供额外供电

PCIe显卡上常见的Molex 6针电源接口

AGP倍速及对应带宽

注意:AGP接口有两种电压标准:AGP 1X和2X采用3.3V,而AGP 4X和8X只支持1.5V。另外还有一种通用AGP卡可适应两种电压。AGP插槽内合适位置有分隔,防止AGP显卡被插入不兼容的插槽中。
最上面是金手指左侧有缺口的的3.3V AGP显卡,中间是金手指有两个缺口(一个针对AGP 3.3V,另一个针对AGP 1.5V)的通用AGP显卡,最下面是金手指右边有缺口的1.5V AGP显卡。

PCI Express:串行总线
PCI Express X16插槽(图片上方)和2个2 PCI Express X1插槽(图片下方)

用于nVIDIA SLI显卡的PCI-Express双插槽,中间是一个较小的PCI Express x1插槽

PCI Express是一种串行总线,而PCI-X(请见下文详解)或PCI都是并行总线接口。
PCI Express (PCIe)是用于显卡的最新接口界面,也可用于连接其它板卡,不过目前此类板卡还非常少。理论上,PCIe X16能提供接近两倍于AGP 8X的单向传输带宽,但实际上,带宽上的优势并未被当今的显卡完全利用。
AGP显卡(图片上方)和PCI-Express显卡(图片下方)

下图从上到下依次为:PCI Express x16,两个PCI,PCI Express x1

PCIe通道数及对应带宽

PCI和PCI-X:并行总线

PCI是用于连接PC各种板卡的总线标准,比如网卡、Modem卡、声卡和视频编辑卡等等。
主流主板上大多采用32位,33MHz,2.1版的PCI接口,可以提供最高133MB/s的带宽。有些主板还具备66MHz的2.3版PCI,不过目前符合该规范的产品不多。
并行PCI总线的另一个发展方向是PCI-X。这种插槽在工作站和服务器主板上很常见,SCSI控制器和多端口网卡需要这种高带宽界面。举例来说,64位,133MHz的PCI-X 1.0可以提供1GB/s的带宽。
PCI 2.1规范目前支持3.3V电压。插槽左边的分隔能防止老型号5V PCI板卡(图中所示)的错误插入

这张显卡金手指左侧有缺口,能正确插入3.3V PCI插槽

插入64位PCI-X插槽的RAID控制卡

下图上方为一条32位PCI插槽,下面是3条64位PCI-X插槽,最下方的绿色插槽支持ZCR(Zero Channel RAID)

术语表:PCI = Peripheral Component Interconnect 周边组件连接界面
电源接口及ATX标准
电源插头

AMD/Intel平台ATX电源规范


24针的扩展ATX(Extented ATX)电源插头

20针ATX主板电源接口

20针ATX电源线

6针EPS接头

已经很难看到的软驱电源线

20/24针可分离式主板电源接头(ATX或EATX)

错误示范!可别把20/24针可分离式电源接头的4针扩展接头插进12V辅助(AUX)电源接口中(一般来说那个接口也比较远你够不着)。这个家伙要么成为Extended ATX电源接头的一部分,要么完全无用(在使用20针ATX电源接口的主板上)。

这个单独的4针电源线才属于12V辅助(AUX)电源接口,很容易识别:两根黄色和两根黑色电线

有些主板还需要这样的一个D型电源接头额外供电





最后来个总结。




作者: 熊猫烧香    时间: 2007-8-23 13:40

图解电脑组装之接口线缆安装细节

很多朋友对各种接口和线缆的连接方法还不是很清楚,那么这里同样以Intel平台为例,借助两块不同品牌的主板 ,对各种接口及其连接方法进行一下详细的介绍。 一、认识主板供电接口 图解安装详细过程
  在主板上,我们可以看到一个长方形的插槽,这个插槽就是电源为主板提供供电的插槽(如下图)。目前主板供电的接口主要有24针与 20针两种,在中高端的主板上,一般都采用24PIN的主板供电接口设计,低端的产品一般为20PIN。不论采用24PIN和20PIN,其插法都是一样的 。

主板上24PIN的供电接口

主板上20PIN的供电接口

电源上为主板供电的24PIN接口

  为主板供电的接口采用了防呆式的设计,只有按正确的方法才能够插入。通过仔细观察也会发现在主板供电的接口上的一 面有一个凸起的槽,而在电源的供电接口上的一面也采用了卡扣式的设计,这样设计的好处一是为防止用户反插,另一方面也可以使两个接口 更加牢固的安装在一起。

二、认识CPU供电接口 图解安装详细过程

  为了给CPU提供更强更稳定的电压,目前主板上均提供一个给CPU单独供电的接口(有4针、6针和8针三种),如下图:

主板上提供给CPU单独供电的12V四针供电接口

电源上提供给CPU供电的4针、6针与8针的接口

  安装的方法也相当的简单,接口与给主板供电的插槽相同,同样使用了防呆式的设计,让我们安装起来得心应手。

三、认识SATA串口 图解SATA设备的安装

  SATA串口由于具备更高的传输速度渐渐替代PATA并口成为当前的主流,目前大部分的硬盘都采用了串口设计,由于SATA的 数据线设计更加合理,给我们的安装提供了更多的方便。接下来认识一下主板上的SATA接口。

  以上两幅图片便是主板上提供的SATA接口,也许有些朋友会问,两块主板上的SATA口“模样”不太相同。大家仔细观察会 发现,在下面的那张图中,SATA接口的四周设计了一圈保护层,这样对接口起到了很好的保护作用,在一起大品牌的主板上一般会采用这样的 设计。

  SATA接口的安装也相当的简单,接口采用防呆式的设计,方向反了根本无法插入,细心的用户仔细观察接口的设计,也能 够看出如何连接。另外需要说明的是,SATA硬盘的供电接口也与普通的四针梯形供电接口有所不同,下图分别是SATA供电接口与普通四针梯形 供电接口对比。

SATA硬盘供电接口

四、认识PATA并口 图解并口设备的安装

普通四针梯形供电接品

  PATA并口目前并没有在主板上消失,即便是在不支持并口Intel 965芯片组中,主板厂家也额外提供一块芯片来支持PATA并 口,这是因为目前的大部分光驱依旧采用PATA接口。PATA并口相信大家比较熟悉了,见下图:

主板上的两条PATA接口

  安装方法同样相当的简单,看到上图PATA接口外侧中部的一个缺口了吗,同样在PATA数据线上一侧的中部有一个凸出来的 部分,这两部分正确结合后才能顺利插入,方向反了也无法安装,同样是防呆式的设计。

  我们在一些主板上还会看到一个上图中这样的接口,样子与并口PATA接口相同,但略短,这便是软驱的数据线接口,虽然 目前软驱已没有多少人使用,但在某些主板上依旧能够见到。

五、认识主板上的扩展前置USB接口 图解安装过程


  目前,USB成为日常使用范围最多的接口,大部分主板提供了高达8个USB接口,但一般在背部的面板中仅提供四个,剩余的 四个需要我们安装到机箱前置的USB接口上,以方便使用。目前主板上均提供前置的USB接口,见下图:

  上图中便是主板上提供的前置USB接口。以上图为例,这里共有两组USB接口,每一组可以外接两个USB接口,分别是USB4、 5与USB6、7接口,总共可以在机箱的前面板上扩展四个USB接口(当然需要机箱的支持,一般情况下机箱仅接供两组前置的USB接口,因此我们 只要接好一组即可)。

  上图是机箱前面板前置USB的连接线,其中VCC用来供电,USB2-与USB+分别是USB的负正极接口,GND为接地线。在连接USB 接口时大家一定要参见主板的说明书,仔细的对照,如果连接不当,很容易造成主板的烧毁。下图是主板与USB接口的详细连接方法。

  为了方便用户的安装,很多主板的USB接口的设置相当的人性化,如下图:

  可以看到,上图的USB接口有些类似于PATA接口的设计,采用了防呆式的设计方法,大家只有以正确的方向才能够插入USB 接口,方向不正确是无法接入的,大大的提高了工作效率,同时也避免因接法不正确而烧毁主板的现象。

六、认识主板上的扩展前置音频接口 图解安装过程

  如今的主板上均提供了集成的音频芯片,并且性能上完全能够满足绝大部分用户的需求,因此我们便没有再去单独购买声卡的必要。为了方便用户的使用,目前大部分机箱除了具备前置的USB接口外,音频接口也被移植到了机箱的前面板上,为使机箱前面板的上耳机和话筒能够正常使用,我们还应该将前置的音频线与主板正确的进行连接。

  上图中便是扩展的音频接口。其中AAFP为符合AC97’音效的前置音频接口,ADH为符合ADA音效的扩展音频接口,SPDIF_OUT是同轴音频接口,这里,我们重点介绍一下前置音频接的安装方法(见下图)。

  上图为机箱前置音频插孔与主板相连接的扩展插口,前置的音频接口一般为双声道,L表示左声道,R表示右声道。其中MIC为前置的话筒接口,对应主板上的MIC,HPOUT-L为左声道输出,对应主板上的HP-L或Line out-L(视采用的音频规范不同,如采用的是ADA音效规范,则接HP-L,下同),HPOUT-R为右声道输出,对应主板上的HP-R或Line out-R,按照分别对应的接口依次接入即可。

   另外,在主板上我们还会发现上图中这样的接口,这也是音频接口,不过对应的是光驱背部的音频接口。在某些支持不开机听音乐的电源,我们连接此音频线后即可以利用光驱的前面板上的耳机来听音乐,不过目前这一功能并不常用,大部分机器并不支持这一功能,因此可以不用连接。

七、认识主板上机箱电源、重启按钮,图解安装方法

  连接机箱上的电源键、重启键等是装电脑的最后一步,很多朋友对电源线的安装感到丰常头痛,接下来小编以两款主板为例,详细介绍一下电源键、重启键等的安装方法。

  上面两张图片中的一组插槽,便是机箱电源、重启等键的插槽。

(一般情况下红色代表正极,如果不确认在安装时可以查看背部的“+/-”极标识)

  上面两张图是机箱中电源、重启、硬盘指示灯和机箱前置报警喇叭的接口。与主板插槽的具体安装方法,请参照下图。

  上图便是机箱与主板电源的连接示意图。其中,PWR SW是电源接口,对应主板上的PWR SW接口,RESET为重启键的接口,对应主板上的RESET插孔,上面的SPEAKER为机箱的前置报警喇叭接口,我们可以看到是四针的结构,其中红线的那条线为+5V供电线,与主板上的+5V接口相对应,其它的三针也就很容易的插入了。IDE_LED为机箱面板上硬盘工作指示灯,对应主板上的IDE_LED,剩下的PLED为电脑工作的指示灯,对应插入主板即可。需要注意的是,硬盘工作指示灯与电源指示灯分为正负极,在安装时需要注意,一般情况下红色代表正极。

八、认识主板上的散热器接口 详细介绍安装过程

  很多朋友对主板上的散热器接口还不是很清楚,接下来详细介绍一下。

  以上三张图片中的CPU_FAM是CPU散热器的电源接口,可以清楚的看到,目前CPU的散热器接口采用了四针设计,与其它散热器相比明显多出一针,这是因为主板提供了CPU温度监测功能,风扇可以根据CPU的温度自动调整转速。

  另外主板上还有一些CHA_FAM的插座,这些都是用来给散热器供电的,大家如果添加了散热器,可以通过这些接口来为风扇供电。另外可以看到,这些接口均采用了防呆式的设计方法,反方向根据就无法插入,因此大家在安装时可以仔细的观察一下,非常简单。

九、其它接口安装方法简单介绍

主板上的扩展插槽,其中黑色的为PCI-E插槽,用来安装PCI-E显卡,PCI-E显卡接口参见下图

显卡的PCI-E接口

  在较早芯片组的主板上,由于不支持PCI-E,因此还是传统的AGP 8X显卡接口,见上图中棕色的插槽。其余的为PCI插槽,用来扩展PCI设备。

  新的主板芯片组背部不提供COM接口,因此在主板上内建了COM插槽,可以通过扩展支持对COM支持,方便老用户使用。

  主板背部的PS/2鼠标键盘、同轴音频、E-SATA、USB和8声道的音频输出接口。

  通过本篇的详细介绍,相信朋友们对电脑的连线有了深入的了解和认识了,那么近期有攒机的用户,你不妨按照小编的图解过程,自已动手,体验一下DIY的乐趣吧。


作者: 熊猫烧香    时间: 2007-8-23 13:41

硬盘的内部结构图解
平时大家在论坛上对硬盘的认识和选购,大都是通过产品的外型、性能指标特征和网站公布的性能评测报告等方面去了解,但是硬盘的内部结构究竟是怎么样的呢,所谓的磁头、盘片、主轴电机又是长什么样子呢,硬盘的读写原理是什么,估计就不是那么多人清楚了。所以我就以一块二手西数硬盘WD200BB为例向大家讲解一下硬盘的内部结构,让硬件初学者们能够对硬盘有一个更深的认识。
      在动手之前,先了解一些硬盘的结构理论知识。总得来说,硬盘主要包括:盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。所有的盘片都固定在一个旋转轴上,这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的,在每个盘片的存储面上都有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上,由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作,而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转,这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。由于硬盘是精密设备,尘埃是其大敌,所以必须完全密封。
现在先贴上今日的主角西数WD200BB硬盘的“玉照”,它是容量为20G的7200转的普通3.5寸IDE硬盘,属于比较常见的产品,也是用户最经常接触的。除此之外,硬盘还有许多种类,例如老式的普通IDE硬盘是5.25英寸,高度有半高型和全高型,还有体积小巧玲珑的笔记本电脑,块头巨大的高端SCSI硬盘及非常特殊的微型硬盘。

在硬盘的正面都贴有硬盘的标签,标签上一般都标注着与硬盘相关的信息,例如产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等,上图所示的就是WD200BB的产品标签。在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线器和数据线接口插座,而硬盘的背面则是控制电路板。从下图中可以清楚地看出各部件的位置。总得来说,硬盘外部结构可以分成如下几个部份:

一、硬盘接口、控制电路板及固定面板:
(1)、接口。接口包括电源接口插座和数据接口插座两部份,其中电源插座就是与主机电源相连接,为硬盘正常工作提供电力保证。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道,使用时是用一根数据电缆将其与主板IDE接口或与其它控制适配器的接口相连接,经常听说的40针、80芯的接口电缆也就是指数据电缆,数据接口主要分成IDE接口、SATA接口和SCSI接口三大派系。
(2)、控制电路板。大多数的控制电路板都采用贴片式焊接,它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片,里面固化的程序可以进行硬盘的初始化,执行加电和启动主轴电机,加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片,在此块硬盘内结合有2MB的高速缓存。
(3)、固定面板。就是硬盘正面的面板,它与底板结合成一个密封的整体,保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签,上面印着产品型号、产品序列号、产品、生产日期等信息,这在上面已提到了。除此,还有一个透气孔,它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。


硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其它附件组成,其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心,它封装在硬盘的净化腔体内,包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部份。将硬盘面板揭开后,内部结构即可一目了然,如图所示。


二、磁头组件及磁头驱动机构:

  (1)、磁头组件。这个组件是硬盘中最精密的部位之一,它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部份组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环,实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合,它采用了非接触式头、盘结构,加后电在高速旋转的磁盘表面移动,与盘片之间的间隙只有0.1~0.3um,这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为7200RPM的硬盘飞高一般都低于0.3um,以利于读取较大的高信噪比信号,提供数据传输率的可*性。
     至于硬盘的工作原理,它是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时,将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号,再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据,写的操作正好与此相反。从下图中我们也可以看出,西数WD200BB硬盘采用单碟双磁头设计,但该磁头组件却能支持四个磁头,注意其中有两个磁头传动手臂没有安装磁头。
      (2)、磁头驱动机构。硬盘的寻道是*移动磁头,而移动磁头则需要该机构驱动才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成,高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位,并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。其中电磁线圈电机包含着一块永久磁铁,这是磁头驱动机构对传动手臂起作用的关键,磁铁的吸引力足起吸住并吊起拆硬盘使用的螺丝刀。防震动装置在老硬盘中没有,它的作用是当硬盘受动强裂震动时,对磁头及盘片起到一定的保护使用,以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。这也是为什么旧硬盘的防震能力比现在新硬秀盘差得多的缘故。

(3)、磁盘片。盘片是硬盘存储数据的载体,现在硬盘盘片大多采用铝金属薄膜材料,这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。从下图中可以发现,硬盘盘片是完全平整的,简直可以当镜子使用。

(4)、主轴组件。主轴组件包括主轴部件如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高,主轴电机的速度也在不断提升,于是有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术,现在已经被所有主流硬盘厂商所普遍采用了,它有利于降低硬盘工作噪音。

(5)、前置控制电路。前置电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等,由于磁头读取的信号微弱,将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰,提高操作指令的准确性。
三、控制电路:

硬盘的控制电路位于硬盘背面,将背面电路板的安装螺丝拧下,翻开控制电路板即可见到控制电路。具体如下图所示。


硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部份:主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等,其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作,如上图所示,WD200BB的主控制芯片为WD70C23-GP,这是一块中国台湾产的芯片。数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出数据经过校正及变换后,经过数据接口传输到主机系统,至于高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的,该款西数WD200BB的缓存容量大小为2MB。缓存对磁盘性能所带来的作用是无须置疑的,在读取零碎文件数据时,大缓存能带来非常大的优势,这也是为什么在高端SCSI硬盘中早就有结合16MB甚至32MB缓存的产品。
硬盘拆解到这里就基本告一段落了,大家在意犹未尽的同时,可能对一些硬盘性能指标的含义还不是很明白吧,接下来就一鼓作气送上硬盘常见的一些性能指标定义:
      1、主轴转速:硬盘的主轴转速是决定硬盘内部数据传输率的决定因素之一,它在很大程度上决定了硬盘的速度,同时也是区别硬盘档次的重要标志。从目前的情况来看,7200RPM的硬盘具有性价比高的优势,是国内市场上的主流产品,而SCSI硬盘的主轴转速已经达到10000rpm甚至15000rpm了,但由于价格原因让普通用户难以接受。
  2、寻道时间:该指标是指硬盘磁头移动到数据所在磁道而所用的时间,单位为毫秒(ms)。平均寻道时间则为磁头移动到正中间的磁道需要的时间。注意它与平均访问时间的差别。硬盘的平均寻道时间越小性能则越高,现在一般选用平均寻道时间在10ms以下的硬盘。
  3、单碟容量:单碟容量是硬盘相当重要的参数之一,一定程度上决定着硬盘的档次高低。硬盘是由多个存储碟片组合而成的,而单碟容量就是一个存储碟所能存储的最大数据量。硬盘厂商在增加硬盘容量时,可以通过两种手段:一个是增加存储碟片的数量,但受到硬盘整体体积和生产成本的限制,碟片数量都受到限制,一般都在5片以内;而另一个办法就是增加单碟容量。目前的IDE和SATA硬盘最多只有四张碟片,*增加碟片来扩充容量满足不断增长的存储容量的需求是不可行的。只有提高每张碟片的容量才能从根本上解决这个问题。现在的大容量硬盘都采用的是新型GMR巨阻型磁头,磁碟的记录密度大大提高,硬盘的单碟容量也相应提高了。目前主流硬盘的单碟容量大都在80GB以上,而最新的希捷酷鱼7200.9系列硬盘的最高单碟容量更是达到160GB,使硬盘总容量可以达到500GB以上。
  单碟容量的一个重要意义在于提升硬盘的数据传输速度,而且也有利于生产成本的控制。硬盘单碟容量的提高得益于数据记录密度的提高,而记录密度同数据传输率是成正比的,并且新一代GMR磁头技术则确保了这个增长不会因为磁头的灵敏度的限制而放慢速度。在下面的测试中,你将会发现单碟容量越高,它的数据传输率也将会越高,其中希捷酷鱼7200.9系列硬盘就是一个明显的例证。
  4、潜伏期:该指标表示当磁头移动到数据所在的磁道后,等待所要的数据块继续转动(半圈或多些、少些)到磁头下的时间,其单位为毫秒(ms)。平均潜伏期就是盘片转半圈的时间。
  5、硬盘表面温度:该指标表示硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升的情况。这项指标厂家并不提供,一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头的数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更稳定的数据读、写性能。
  6、道至道时间:该指标表示磁头从一个磁道转移至另一磁道的时间,单位为毫秒(ms)。
  7、高速缓存:该指标指在硬盘内部的高速存储器。目前硬盘的高速缓存一般为2MB~8MB,SCSI硬盘的更大。购买时最好选用缓存为8M以上的硬盘。
  8、全程访问时间:该指标指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间,单位为毫秒(ms)。而平均访问时间指磁头找到指定数据的平均时间,单位为毫秒。通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。
  9、最大内部数据传输率:该指标名称也叫持续数据传输率(sustained transfer rate),单位为Mb/s。它是指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率,一般取决于硬盘的盘片转速和盘片线密度(指同一磁道上的数据容量)。注意,在这项指标中常常使用Mb/s或Mbps为单位,这是兆位/秒的意思,如果需要转换成MB/s(兆字节/秒),就必须将Mbps数据除以8(一字节8位数)。例如,某硬盘给出的最大内部数据传输率为683Mbps,如果按MB/s计算就只有85.37MB/s左右。
  10、连续无故障时间(MTBF):该指标是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在300000小时以上。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供,需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网址中查询。
  11、外部数据传输率:该指标也称为突发数据传输率,它是指从硬盘缓冲区读取数据的速率。在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替,单位为MB/s。目前主流的硬盘已经全部采用SATA150接口技术,外部数据传输率可达150MB/s。
      12、S.M.A.R.T:该指标的英文全称是Self-Monitoring Analysis&Reporting Technology,中文含义是自动监测分析报告技术。这项技术指标使得硬盘可以监测和分析自己的工作状态和性能,并将其显示出来。用户可以随时了解硬盘的运行状况,遇到紧急情况时,可以采取适当措施,确保硬盘中的数据不受损失。采用这种技术以后,硬盘的可*性得到了很大的提高。

      送完以上内容之后,就进入到文章的尾声,来谈一下我的硬盘使用体会了。我接触电脑已经有10年时间,使用过的台式机硬盘到目前为止一共有四块(还不包括三块2.5寸笔记本移动硬盘),从最初CONNER的630M硬盘,到昆腾火球七代5400转6.4G硬盘,接着到希捷酷鱼7200.7 80G SATA硬盘,再到目前正在使用中的西数猛禽10K转速系列150G硬盘,可以说是见证了这十年间的硬盘发展史。硬盘的存储容量和接口速率标准的发展真可谓“日新月异”,不过其内部结构却没有发生根本性的变化,依旧是经典的温彻斯特硬盘结构。这样一来,在其他电脑配件的运行速度高速发展的同时,硬盘就日益成为电脑整体性能的最大瓶颈了。一般来讲,要提升硬盘的实际读写性能无非是从几个主要方面去改进:一是提升硬盘主轴转速,二是增加硬盘的单碟容量,三是增加硬盘的读写缓存容量,最后就是提高硬盘的外部接口速率。从我多年来的硬盘使用体会来看,提升硬盘主轴转速无疑是改善硬盘读写性能最有效的方法,就以本人正在使用的西数猛禽10K转速系列150G硬盘为例,跟旧的希捷酷鱼7200.7 80G SATA硬盘相比,在两者单碟容量相差不大(西数猛禽的单碟容量是75G,而希捷酷鱼7200.7则是80G)的情况下,将硬盘主轴速度从7200转提升到10000转之后,随机访问时间就从13.8ms一下子缩短到8.0ms,而持续传输速度从50MB/S左右蹿到了77.5MB/S,测试性能提升非常明显。即使你是做日常的一些软件操作,例如开机启动进入WinXP桌面、安装或者启动Office2003和PhotoShop CS2等大型应用软件、游戏软件的启动载入等等,都可以明显感觉到整部机器如同换了一个大脑似的,反应速度大大加快,整体性能足足提升了一个档次,其使用效果有时候甚至比换上了一块高性能CPU或者一块高档显卡还要好!所以大家如果经济能力许可的话,买一块高转速的硬盘来升级电脑,对于提升电脑整体性能是很有帮助的。至于提高硬盘的单碟容量嘛,虽然在一定程度上能够改善硬盘的持续传输速度,但是对硬盘处理突发传输任务时的读写性能帮助不大,而且由于单碟容量提升带来的磁道数目增加在一定程度上会影响到硬盘的随机寻址速度,所以对硬盘的实际读写性能提升非常有限。增加硬盘读写缓存这种办法个人感觉只是让硬盘在执行大文件拷贝任务时其读写传输曲线能够走得平滑一些,不至于大起大落,使硬盘的平均读写速度稍高一点而已,对于日常的软件读写操作来讲其实际性能提升同样非常有限。最后谈一下提高硬盘的外部接口速率这种方法了,为什么要把它放到最后来讲呢,因为鄙人认为在众多硬盘性能改善方案当中,提高硬盘的外部接口速率这一招是效果最不理想的,大家要知道就算是目前读写速度最快的15000转SCSI硬盘其内部传输速度也只不过是刚过了100MB/S多一点点而已,而现在市面上最新的SATA2硬盘的接口速率动辄就达到300MB/S!试问在不去努力提升硬盘内部传输速率的情况下,一味地去提升硬盘接口速率(管它是300MB/S还是3GMB/S!),对提高硬盘的实际读写性能又有多大实际意义呢?个人感觉那些硬盘厂商拼命地去鼓吹所谓的“最新高速硬盘接口标准”纯属是为了商业宣传上的炒作,目的就是让广大菜鸟们真的以为这些“高速硬盘接口技术”能给硬盘的实际读写性能一个质的飞跃,从而乖乖地为这些所谓的“最新高速接口硬盘”掏腰包!这些“最新高速传输接口标准”硬盘给广大硬件爱好者最大的快乐就是在做硬盘性能测试的时候,能够自豪地跟人家讲:“我这块硬盘的突发传输速率(即接口传输速率)居然达到2XXMB/S了!哈哈哈……”仅此而已!因此个人建议广大电脑用户在选购硬盘的时候,要多注意一下硬盘的随机寻址时间、内部传输速率以及硬盘单碟容量和缓存容量,没必要在硬盘的传输接口速率方面花太多的精力!

作者: 熊猫烧香    时间: 2007-8-23 13:44

图解Intel电脑组装过程

DIY攒机第一步:安装CPU处理器



  当前市场中,英特尔处理器主要赛扬D、奔腾4、双核奔腾D、Core 2四大系列,其全部采用LGA 775接口,其安装方法完全相同。

  上图中我们可以看到,LGA 775接口的英特尔处理器全部采用了触点式设计,这种设计最大的优势是不用再去担心针脚折断的问题,但对处理器的插座要求则更高。

  这是主板上的LGA 775处理器的插座,大家可以看到,与针管设计的插座区别相当的大。在安装CPU之前,我们要先打开插座,方法是:用适当的力向下微压固定CPU的压杆,同时用力往外推压杆,使其脱离固定卡扣。


压杆脱离卡扣后,我们便可以顺利的将压杆拉起。


接下来,我们将固定处理器的盖子与压杆反方向提起。


LGA 775插座展现在我们的眼前。


  在安装处理器时,需要特别注意。大家可以仔细观察,在CPU处理器的一角上有一个三角形的标识,另外仔细观察主板上的CPU插座,同样会发现一个三角形的标识。在安装时,处理器上印有三角标识的那个角要与主板上印有三角标识的那个角对齐,然后慢慢的将处理器轻压到位。这不仅适用于英特尔的处理器,而且适用于目前所有的处理器,特别是对于采用针脚设计的处理器而言,如果方向不对则无法将CPU安装到全部位,大家在安装时要特别的注意。

  将CPU安放到位以后,盖好扣盖,并反方向微用力扣下处理器的压杆。至此CPU便被稳稳的安装到主板上,安装过程结束。

DIY攒机第二步:安装散热器

  我们知道,CPU发热量是相当惊人的,虽然目前65W的产品已经成为当前主流,但即使这样,其在运行时的发热量仍然相当惊人。因此,选择一款散热性能出色的散热器特别关键。如果散热器安装不当,对散热的效果也会大打折扣。上图是Intel LGA775针接口处理器的原装散热器,我们可以看到较之前的478针接口散热器相比,做了很大的改进:由以前的扣具设计改成了如今的四角固定设计,散热效果也得到了很大的提高。安装散热前,我们先要在CPU表面均匀的涂上一层导热硅脂(很多散热器在购买时已经在底部与CPU接触的部分涂上了导致硅脂,这时就没有必要再在处理器上涂一层了。)

  安装时,将散热器的四角对准主板相应的位置,然后用力压下四角扣具即可。有些散热器采用了螺丝设计,因此散热器会提供相当的踮角,我们只需要将四颗螺丝受力均衡即可。由于安装方法比较简单,这里不再过多介绍。

  固定好散热器后,我们还要将散热风扇接到主板的供电接口上。找到主板上安装风扇的接口(主板上的标识字符为CPU_FAN),将风扇插头插放即可(注意:目前有四针与三针等几种不同的风扇接口,大家在安装时注意一下即可)。由于主板的风扇电源插头都采用了防呆式的设计,反方向无法插入,因此安装起来相当的方便。

DIY攒机第三步:安装内存条

  在内存成为影响系统整体系统的最大瓶颈时,双通道的内存设计大大解决了这一问题。提供英特尔64位处理器支持的主板目前均提供双通道功能,因此建议大家在选购内存时尽量选择两根同规格的内存来搭建双通道。

  主板上的内存插槽一般都采用两种不同的颜色来区分双通道与单通道。例如上图,将两条规格相同的内存条插入到相同颜色的插槽中,即打开了双通道功能。

  安装内存时,先用手将内存插槽两端的扣具打开,然后将内存平行放入内存插槽中(内存插槽也使用了防呆式设计,反方向无法插入,大家在安装时可以对应一下内存与插槽上的缺口),用两拇指按住内存两端轻微向下压,听到“啪”的一声响后,即说明内存安装到位。

  在相同颜色的内存插槽中插入两条规格相同的内存,打开双通道功能,提高系统性能。另外,目前DDR2内存已经成为当前的主流,需要特别注意的是,DDR与DDR2代内存接口是不兼容的,不能通用。到目前为止,CPU、内存的安装过程就完成了,接下来,我们再进一步讲解硬盘、电源、刻录机的安装过程。

DIY攒机第四步:将主板安装固定到机箱中   目前,大部分主板板型为ATX或MATX结构,因此机箱的设计一般都符合这种标准。在安装主板之前,先装机箱提供的主板垫脚螺母安放到机箱主板托架的对应位置(有些机箱购买时就已经安装)。   双手平行托住主板,将主板放入机箱中

  机箱安放到位,可以通过机箱背部的主板挡板来确定。(注意,不同的主板的背部I/O接口是不同的,在主板的包装中均提供一块背档板,因此我们在安装主板之前先要将档板安装到机箱上。)

  拧紧螺丝,固定好主板。(在装螺丝时,注意每颗螺丝不要一定性的就拧紧,等全部螺丝安装到位后,再将每粒螺丝拧紧,这样做的好处是随时可以对主板的位置进行调整。)

主板安静的躺入到机箱中,安装过程结束。

DIY攒机第五步:安装硬盘   在安装好CPU、内存之后,我们需要将硬盘固定在机箱的3.5寸硬盘托架上。对于普通的机箱,我们只需要将硬盘放入机箱的硬盘托架上,拧紧螺丝使其固定即可。很多用户使用了可折卸的3.5寸机箱托架,这样安装起硬盘来就更加简单。

机箱中固定3.5寸托架的扳手,拉动此扳手即可固定或取下3.5寸硬盘托架。

取出后的3.5寸硬盘托架

将硬盘装入托架中,并拧紧螺丝。

  将托架重新装入机箱,并将固定扳手拉回原位固定好硬盘托架。简单的几步便将硬盘稳稳的装入机箱中,还有几种固定硬盘的方式,视机箱的不同大家可以参考一下说明,方法也比较简单,在此不一一介绍。


DIY攒机第六步:安装光驱、电源

  安装光驱的方法与安装硬盘的方法大致相同,对于普通的机箱,我们只需要将机箱4.25寸的托架前的面板拆除,并将光驱将入对应的位置,拧紧螺丝即可。但还有一种抽拉式设计的光驱托架,简单介绍安装方法。

  这种光驱设计比较方便,在安装前,我们先要将类似于抽屉设计的托架安装到光驱上。

像推拉抽屉一样,将光驱推入机箱托架中

机箱安装到位,需要取下时,用两手按们将两边的簧片,即可以拉出,简单方便。

  机箱电源的安装,方法比较简单,放入到位后,拧紧螺丝即可,不做过多的介绍。

DIY攒机第七步:安装显卡,并接好各种线缆

  目前,PCI-E显卡已经市场主力军,AGP基本上见不到了,因此在选择显卡时PCI-E绝对是必选产品。

主板上的PCI-E显卡插槽

  用手轻握显卡两端,垂直对准主板上的显卡插槽,向下轻压到位后,再用螺丝固定即完成了显卡的安装过程,是不是很简单呀!

  安装完显卡之后,剩下的工作就是安装所有的线缆接口了,下面进行简单介绍。

  安装硬盘电源与数据线接口,这是一块SATA硬盘,右边红色的为数据线,黑黄红交叉的是电源线,安装时将其按入即可。接口全部彩防呆式设计,反方向无法插入。

  光驱数据线安装,均采用防呆式设计,安装数据线时可以看到IDE数据线的一侧有一条蓝或红色的线,这条线位于电源接口一侧。

安装主板上的IDE数据线

  主板供电电源接口,这里需要说明一下,目前大部分主板采用了24PIN的供电电源设计,但仍有些主板为20PIN,大家在购买主板时要重点看一下,以便购买适合的电源。

  CPU供电接口,在部分采用四针的加强供电接口设计,这里高端的使用了8PIN设计,以提供CPU稳定的电压供应。

主板上SATA硬盘、USB及机箱开关、重启、硬盘工作指示灯接口,安装方法可以参见主板说明书。

  特别说明的是,在SLI或交火的主板上,也就是支持双卡互联技术的主板上,一般提供额外的显卡供电接口,在使用双显卡,注意要插好此接口,以提供显卡充足的供电。

  对机箱内的各种线缆进行简单的整理,以提供良好的散热空间,这一点大家一定要注意。

  通过以上几个简单的步骤后,一台电脑在我们的努力下就成功组装完成了。怎么样,是不是很简单!想尽快体验自已动手DIY攒机乐趣的朋友,不妨参照此方法来组装自己的爱机吧。


作者: 熊猫烧香    时间: 2007-8-23 13:47

全程图解主板


大家知道,主板是所有电脑配件的总平台,其重要性不言而喻。而下面我们就以图解的形式带你来全面了解主板。

#1

  一、主板图解
  一块主板主要由线路板和它上面的各种元器件组成
  1.线路板
  PCB印制电路板是所有电脑板卡所不可或缺的东东。它实际是由几层树脂材料粘合在一起的,内部采用铜箔走线。一般的PCB线路板分有四层,最上和最下的两层是信号层,中间两层是接地层和电源层,将接地和电源层放在中间,这样便可容易地对信号线作出修正。而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。

  主板(线路板)是如何制造出来的呢?PCB的制造过程由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类似材质制成的PCB“基板”开始。制作的第一步是光绘出零件间联机的布线,其方法是采用负片转印(Subtractive transfer)的方式将设计好的PCB线路板的线路底片“印刷”在金属导体上。
这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔,并且把多余的部份给消除。而如果制作的是双面板,那么PCB的基板两面都会铺上铜箔。而要做多层板可将做好的两块双面板用特制的粘合剂“压合”起来就行了。
  接下来,便可在PCB板上进行接插元器件所需的钻孔与电镀了。在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后,孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术,Plated-Through-Hole technology,PTH)。在孔璧内部作金属处理后,可以让内部的各层线路能够彼此连接。
  在开始电镀之前,必须先清掉孔内的杂物。这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化,而它会覆盖住内部PCB层,所以要先清掉。清除与电镀动作都会在化学过程中完成。接下来,需要将阻焊漆(阻焊油墨)覆盖在最外层的布线上,这样一来布线就不会接触到电镀部份了。
  然后是将各种元器件标示网印在线路板上,以标示各零件的位置,它不能够覆盖在任何布线或是金手指上,不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。此外,如果有金属连接部位,这时“金手指”部份通常会镀上金,这样在插入扩充槽时,才能确保高品质的电流连接。
  最后,就是测试了。测试PCB是否有短路或是断路的状况,可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷,电子测试则通常用飞针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确,不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。
  线路板基板做好后,一块成品的主板就是在PCB基板上根据需要装备上大大小小的各种元器件—先用SMT自动贴片机将IC芯片和贴片元件“焊接上去,再手工接插一些机器干不了的活,通过波峰/回流焊接工艺将这些插接元器件牢牢固定在PCB上,于是一块主板就生产出来了。

  另外,线路板要想在电脑上做主板使用,还需制成不同的板型。其中AT板型是一种最基本板型,其特点是结构简单、价格低廉,其标准尺寸为33.2cmX30.48cm,AT主板需与AT机箱电源等相搭配使用,现已被淘汰。而ATX板型则像一块横置的大AT板,这样便于ATX机箱的风扇对CPU进行散热,而且板上的很多外部端口都被集成在主板上,并不像AT板上的许多COM口、打印口都要依*连线才能输出。另外ATX还有一种Micro ATX小板型,它最多可支持4个扩充槽,减少了尺寸,降低了电耗与成本。
南北桥、CPU
2.北桥芯片
  芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片,如Intel的i845GE芯片组由82845GE GMCH北桥芯片和ICH4(FW82801D南桥芯片组成;而VIA KT400芯片组则由KT400北桥芯片和VT8235等南桥芯片组成(也有单芯片的产品,如SIS630/730等),其中北桥芯片是主桥,其一般可以和不同的南桥芯片进行搭配使用以实现不同的功能与性能。

北桥芯片一般提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持,通常在主板上靠近CPU插槽的位置,由于此类芯片的发热量一般较高,所以在此芯片上装有散热片。
 3.南桥芯片

南桥芯片主要用来与I/O设备及ISA设备相连,并负责管理中断及DMA通道,让设备工作得更顺畅,其提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持,在靠近PCI槽的位置。
 4.CPU插座
  CPU插座就是主板上安装处理器的地方。主流的CPU插座主要有Socket370、Socket 478、Socket 423和Socket A几种。其中Socket370支持的是PIII及新赛扬,CYRIXIII等处理器;Socket 423用于早期Pentium4处理器,而Socket 478则用于目前主流Pentium4处理器。

而Socket A(Socket462)支持的则是AMD的毒龙及速龙等处理器。另外还有的CPU插座类型为支持奔腾/奔腾MMX及K6/K6-2等处理器的Socket7插座;支持PII或PIII的SLOT1插座及AMD ATHLON使用过的SLOTA插座等等。

各类插槽、接口
5.内存插槽

内存插槽是主板上用来安装内存的地方。目前常见的内存插槽为SDRAM内存、DDR内存插槽,其它的还有早期的EDO和非主流的RDRAM内存插槽。需要说明的是不同的内存插槽它们的引脚,电压,性能功能都是不尽相同的,不同的内存在不同的内存插槽上不能互换使用。对于168线的SDRAM内存和184线的DDR SDRAM内存,其主要外观区别在于SDRAM内存金手指上有两个缺口,而DDR SDRAM内存只有一个。
 6.PCI插槽

PCI(peripheral component interconnect)总线插槽它是由Intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线,且可扩展为64位。它为显卡、声卡、网卡、电视卡、MODEM等设备提供了连接接口,它的基本工作频率为33MHz,最大传输速率可达132MB/s。
 7.AGP插槽

AGP图形加速端口(Accelerated Graphics Port)是专供3D加速卡(3D显卡)使用的接口。它直接与主板的北桥芯片相连,且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连,避免经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈,增加3D图形数据传输速度,而且在显存不足的情况下还可以调用系统主内存,所以它拥有很高的传输速率,这是PCI等总线无法与其相比拟的。AGP接口主要可分为AGP1X/2X/PRO/4X/8X等类型。
 8.ATA接口
  ATA接口是用来连接硬盘和光驱等设备而设的。主流的IDE接口有ATA33/66/100/133,ATA33又称Ultra DMA/33,它是一种由Intel公司制定的同步DMA协定,传统的IDE传输使用数据触发信号的单边来传输数据,而Ultra DMA在传输数据时使用数据触发信号的两边,因此它具备33MB/S的传输速度。

而ATA66/100/133则是在Ultra DMA/33的基础上发展起来的,它们的传输速度可反别达到66MB/S、100M和133MB/S,只不过要想达到66MB/S左右速度除了主板芯片组的支持外,还要使用一根ATA66/100专用40PIN的80线的专用EIDE排线。

此外,现在很多新型主板如I865系列等都提供了一种Serial ATA即串行ATA插槽,它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,它用来支持SATA接口的硬盘,其传输率可达150MB/S
 9.软驱接口

软驱接口共有34根针脚,顾名思义它是用来连接软盘驱动器的,它的外形比IDE接口要短一些。
10.电源插口及主板供电部分
  电源插座主要有AT电源插座和ATX电源插座两种,有的主板上同时具备这两种插座。AT插座应用已久现已淘汰。而采用20口的ATX电源插座,采用了防插反设计,不会像AT电源一样因为插反而烧坏主板。除此而外,在电源插座附近一般还有主板的供电及稳压电路。

主板的供电及稳压电路也是主板的重要组成部分,它一般由电容,稳压块或三极管场效应管,滤波线圈,稳压控制集成电路块等元器件组成。此外,P4主板上一般还有一个4口专用12V电源插座

BIOS及电池、前置面板接头、外部接口
#4
11.BIOS及电池
  BIOS(BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM)基本输入输出系统是一块装入了启动和自检程序的EPROM或EEPROM集成块。实际上它是被固化在计算机ROM(只读存储器)芯片上的一组程序,为计算机提供最低级的、最直接的硬件控制与支持。除此而外,在BIOS芯片附近一般还有一块电池组件,它为BIOS提供了启动时需要的电流。

常见BIOS芯片的识别主板上的ROM BIOS芯片是主板上唯一贴有标签的芯片,一般为双排直插式封装(DIP),上面一般印有“BIOS”字样,另外还有许多PLCC32封装的BIOS。

早期的BIOS多为可重写EPROM芯片,上面的标签起着保护BIOS内容的作用,因为紫外线照射会使EPROM内容丢失,所以不能随便撕下。现在的ROM BIOS多采用Flash ROM(快闪可擦可编程只读存储器),通过刷新程序,可以对Flash ROM进行重写,方便地实现BIOS升级。
  目前市面上较流行的主板BIOS主要有Award BIOS、AMI BIOS、Phoenix BIOS三种类型。Award BIOS是由Award Software公司开发的BIOS产品,在目前的主板中使用最为广泛。Award BIOS功能较为齐全,支持许多新硬件,目前市面上主机板都采用了这种BIOS。
  AMI BIOS是AMI公司出品的BIOS系统软件,开发于80年代中期,它对各种软、硬件的适应性好,能保证系统性能的稳定,在90年代后AMI BIOS应用较少;Phoenix BIOS是Phoenix公司产品,Phoenix BIOS多用于高档的原装品牌机和笔记本电脑上,其画面简洁,便于操作,现在Phoenix已和Award公司合并,共同推出具备两者标示的BIOS产品。
12.机箱前置面板接头
  机箱前置面板接头是主板用来连接机箱上的电源开关、系统复位、硬盘电源指示灯等排线的地方。一般来说,ATX结构的机箱上有一个总电源的开关接线(Power SW),其是个两芯的插头,它和Reset的接头一样,按下时短路,松开时开路,按一下,电脑的总电源就被接通了,再按一下就关闭。
  而硬盘指示灯的两芯接头,一线为红色。在主板上,这样的插针通常标着IDE LED或HD LED的字样,连接时要红线对一。这条线接好后,当电脑在读写硬盘时,机箱上的硬盘的灯会亮。电源指示灯一般为两或三芯插头,使用1、3位,1线通常为绿色。

在主板上,插针通常标记为Power LED,连接时注意绿色线对应于第一针(+)。当它连接好后,电脑一打开,电源灯就一直亮着,指示电源已经打开了。而复位接头(Reset)要接到主板上Reset插针上。主板上Reset针的作用是这样的:当它们短路时,电脑就重新启动。而PC喇叭通常为四芯插头,但实际上只用1、4两根线,一线通常为红色,它是接在主板Speaker插针上。在连接时,注意红线对应1的位置。

主板的外部接口都是统一集成在主板后半部的。现在的主板一般都符合PC'99规范,也就是用不同的颜色表示不同的接口,以免搞错。一般键盘和鼠标都是采用PS/2圆口,只是键盘接口一般为蓝色,鼠标接口一般为绿色,便于区别。而USB接口为扁平状,可接MODEM,光驱,扫描仪等USB接口的外设。而串口可连接MODEM和方口鼠标等,并口一般连接打印机。

主板上的其它主要芯片

#5
14.主板上的其它主要芯片
 除此而外主板上还有很多重要芯片:
声卡芯片
  现在的主板集成的声卡大部分都是AC'97声卡,全称是Audio CODEC'97,这是一个由Intel、Yamaha等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准。主板上集成的AC97声卡芯片主要可分为软声卡和硬声卡芯片两种。所谓的AC'97软声卡,只是在主板上集成了数字模拟信号转换芯片(如ALC201、ALC650、AD1885等),而真正的声卡被集成到北桥中,这样会加重CPU少许的工作负担。


所谓的AC'97硬声卡,是在主板上集成了一个声卡芯片(如创新CT5880,雅马哈的744,VIA的Envy 24PT),这个声卡芯片提供了独立的声音处理,最终输出模拟的声音信号。这种硬件声卡芯片相对比软声卡在成本上贵了一些,但对CPU的占用很小。
网卡芯片




现在很多主板都集成了网卡。在主板上常见的整合网卡所选择的芯片主要有10/100M的RealTek公司的8100(8139C/8139D芯片)系列芯片以及威盛网卡芯片等。除此而外,一些中高端主板还另外板载有Intel、3COM、Alten和Broadcom的千兆网卡芯片等,如Intel的i82547EI、3COM 3C940等等。(见图18-3COM 3C940千兆网卡芯片)
IDE阵列芯片

一些主板采用了额外的IDE阵列芯片提供对磁盘阵列的支持,其采用IDE RAID芯片主要有HighPoint、Promise等公司的产品的功能简化版本。例如Promise公司的PDC20276/20376系列芯片能提供支持0,1的RAID配置,具自动数据恢复功能。美国高端HighPoint公司的RAID芯片如HighPoint HPT370/372/374系列芯片,SILICON SIL312ACT114芯片等等。
I/O控制芯片
  I/O控制芯片(输入/输出控制芯片)提供了对并串口、PS2口、USB口,以及CPU风扇等的管理与支持。常见的I/O控制芯片有华邦电子(WINBOND)的W83627HF、W83627THF系列等,例如其最新的W83627THF芯片为I865/I875芯片组提供了良好的支持,除可支持键盘、鼠标、软盘、并列端口、摇杆控制等传统功能外,更创新地加入了多样新功能,例如,针对英特尔下一代的Prescott内核微处理器,提供符合VRD10.0规格的微处理器过电压保护,如此可避免微处理器因为工作电压过高而造成烧毁的危险。

此外,W83627THF内部硬件监控的功能也同时大幅提升,除可监控PC系统及其微处理器的温度、电压和风扇外,在风扇转速的控制上,更提供了线性转速控制以及智能型自动控转系统,相较于一般的控制方式,此系统能使主板完全线性地控制风扇转速,以及选择让风扇是以恒温或是定速的状态运转。这两项新加入的功能,不仅能让使用者更简易地控制风扇,并延长风扇的使用寿命,更重要的是还能将风扇运转所造成的噪音减至最低
频率发生器芯片
  频率也可以称为时钟信号,频率在主板的工作中起着决定性的作用。我们目前所说的CPU速度,其实也就是CPU的频率,如P4 1.7GHz,这就是CPU的频率。电脑要进行正确的数据传送以及正常的运行,没有时钟信号是不行的,时钟信号在电路中的主要作用就是同步;因为在数据传送过程中,对时序都有着严格的要求,只有这样才能保证数据在传输过程不出差错。
  时钟信号首先设定了一个基准,我们可以用它来确定其它信号的宽度,另外时钟信号能够保证收发数据双方的同步。对于CPU而言,时钟信号作为基准,CPU内部的所有信号处理都要以它作为标尺,这样它就确定CPU指令的执行速度

时钟信号频率的担任,会使所有数据传送的速度加快,并且提高了CPU处理数据的速度,这就是我们为什么超频可以提高机器速度的原因。要产生主板上的时钟信号,那就需要专门的信号发生器,也称为频率发生器
  但是主板电路由多个部分组成,每个部分完成不同的功能,而各个部分由于存在自己的独立的传输协议、规范、标准,因此它们正常工作的时钟频率也有所不同,如CPU的FSB可达上百兆,I/O口的时钟频率为24MHz,USB的时钟频率为48MHz,因此这么多组的频率输出,不可能单独设计,所以主板上都采用专用的频率发生器芯片来控制。

频率发生器芯片的型号非常繁多,其性能也各有差异,但是基本原理是相似的。例如ICS 950224AF时钟频率发生器,是在I845PE/GE的主板上得到普遍采用时钟频率发生器,通过BIOS内建的“AGP/PCI频率锁定”功能,能够保证在任何时钟频率之下提供正确的PCI/AGP分频,有了起提供的这“AGP/PCI频率锁定”功能,使用多高的系统时钟都不用担心硬盘里面精贵的数据了,也不用担心显卡、声卡等的安全了,超频,只取决于CPU和内存的品质而已了。
总结:
  最后再让我们通过一张详细的大图来对主板来个彻底注释。

1是整合音效芯片,2是I/O控制芯片,3是光驱音源插座,4是外接音源辅助插座,5是SPDIF插座,6是USB插头,7是机箱被开启接头,8是PCI插槽,9是AGP4X插槽,10是机箱前端通用USB接口,11是BIOS,12是机箱面板接头,13是南桥芯片,14是IDE1插口,15是IDE2插口,16是电源指示灯接头,17是清除CMOS记忆跳线,18是风扇电源插座,19是电池,20是软驱插座,21是ATX电源插座,22是内存插槽,23是风扇电源插座,24是北桥芯片,25是CPU风扇支架,26是CPU插座,27是12VATX电源插座,28是第二组音源插座,29是PS/2键盘及鼠标插座,30是USB插座,31是并串口,32是游戏控制器及音源插座,33是SUP_CEN插座。
作者: kamenbz    时间: 2007-8-23 13:50

此贴要顶
学习帖~
作者: 吃西瓜的兔子    时间: 2007-8-23 14:14

看不懂额。。。
作者: 我是乖宝宝    时间: 2007-8-23 14:32

1图很漂亮.....

2楼主辛苦了....
作者: 与星独白    时间: 2007-8-23 14:34

..LZ怎么不发到贴图区

不过在驱动之家转的可能不会评精华

加分应该会的
作者: 生梨    时间: 2007-8-23 15:08

这个要顶……不过说实话看得懂的没感觉,看不懂的依然云里雾里……
作者: 梦想JJ比手长    时间: 2007-8-23 16:05

我是进来拜签名的




欢迎光临 浆糊论坛-RO小站 (http://bbs.rohome.cn/) Powered by Discuz! 7.2