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新编大学计算机基础
1.4.1.5 2.1.5 微机主板、总线和接口

2.1.5 微机主板、总线和接口

1.主板

如果把CPU比作人的心脏,那么主板就可比作血管、神经等。有了主板,微机才能通过主板上的电路获得运行所需的电能,微处理器才可以通过主板总线来控制计算机的其他各部件。

主机板,简称主板(MainBoard),又称母板(MotherBoard),它是计算机系统中最大的一块电路板,是微机系统中连接其他各部件的基本部件之一。当前的微机主板上有CPU插座、内存条插槽、电源插座、各种扩展槽(PCI插槽、ISA插槽、AGP插槽、AMR插槽、CNR插槽等)、其他各类接口(串行接口、并行接口、USB接口、1394总线接口、软盘驱动器接口、硬盘接口等)以及控制主板工作的芯片组和BIOS芯片等。

常见微机主板有AT主板和ATX主板两类。AT主板最早为IBMPC/AT机首选使用而得名;ATX主板是改进型的AT主板,对主板上的元件布局作了优化,要配合专门的ATX机箱和电源使用,而采用新技术的下一代主板BTX主板也即将上市。

主板上插接的各部件之间进行通信,是通过总线来实现的。总线则是由主板上的印刷电路来物理实现的。

2.系统总线

微型计算机中各部件相互协调统一地工作,除了控制器的集中控制之外,还要能在各个部件之间交换信息,进行通信,这些便是通过微机中的系统总线来实现的。微机的总线(Bus)是一组可分时共享的公共信息传输线路。微机系统总线按功能分成以下三类,它们是:

(1)数据总线(DB:Data Bus)

数据总线用来传输数据信息,是双向总线, CPU既可通过数据总线从内存或输入设备读入数据,又可通过数据总线将内部数据送至内存或输出设备。

(2)地址总线(AB:Address Bus)

地址总线用于传送CPU发出的地址信息,是单向总线。目的是指明与CPU交换信息的内存单元或I/O设备。

(3)控制总线(CB:Control Bus)

控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的是控制器向运算器、内存和外设发出的信息,有的则是运算器、内存或外设向控制器发出的信息。

微机总线按标准分有以下几类:

·ISA(Industry Standard Architecture)总线:工业标准体系结构总线,16位;

·MCA(Micro Channel Architecture)总线:微通道结构总线,32位;

·EISA(Enhanced ISA)总线:增强型工业总线,32位;

·VESAVL(VESA Local BUS)总线:视频电子标准协会局部总线,32位;

·PCI(Perpheral Component Interconnect)总线:外部互联总线,32位;

现在新型微机上除了上面的总线之外,还广泛采用的新型总线:

·USB(Universal Serial Bus)通用串行总线;

·Firewire(火线),即IEEE 1394外围接口总线;

·PCI-X总线:串行总线,为PCI总线的替代者。

3.接口

微型计算机主机是通过总线将微处理器与主存储器连接起来构成的,而主机要与外部设备交换信息,则是通过接口来实现的。因为外部设备种类繁多,不同外设工作时产生和使用的信号各不相同,传送信息的方式也不一样,并且绝大多数外设的工作速度远远低于微处理器的速度,因此,外部设备不能直接与总线连接,只有通过接口。

接口位于总线与外部设备之间,要解决数据缓冲、数据格式变换、通信控制及电平匹配等问题。目前常见微机接口如图2.1.10所示。

(1)接口按信息传送的方式分为以下几种:

·总线接口:指主机板上的各类扩展槽,如ISA槽、PCI槽等,另外还包括USB接口、1394总线接口等;

·串行接口:如COM 1、COM 2等;

·并行接口:如LPT1、LPT2等。

(2)按信息传送的控制方式分为:

·中断接口:如键盘接口、打印机接口等;

·DMA接口:如IDE硬盘接口等;

·USB接口。

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图2.1.10 常见微机接口

在总线的连接下的微机系统如图2.1.11所示。

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图2.1.11 利用总线连接微机的各部件