任务2.2 认识和选购主板

任务目标
① 能识别出主板上的主要接口及部件。
② 能根据接口特性判断出主板与其他部件是否兼容。
③ 学会依据自己的需求选购主板。
任务实施
知识储备
主板是计算机最基本也是最重要的硬件设备之一，它是整个计算机硬件系统的工作平台，是连接各配件的桥梁和核心。主板一方面要为它们提供安装的插槽或接口，是硬件的载体；另外还是数据传输的通道。主板的性能影响着整个计算机系统的性能。
一、掌握主板的结构
主板也叫主机板（Mainboard）、母板（Motherboard）。它是计算机各个硬件的载体，同时为计算机提供数据通道。主板也对所有部件的工作起着统一协调的作用，因此主板的稳定工作是系统发挥最优性能的前提。
主板是一块矩形的PCB印刷集成电路板，板上装有组成计算机的主要电路系统。有四层和六层板之分。为了节约成本，现在的主板多为四层板：主信号层、接地层、电源层、次信号层。六层PCB板的主板抗电磁干扰能力更强，也更加稳定。主板上面集成有扩展插槽、BIOS芯片、I/O控制芯片、CPU插座、控制芯片组、内存插槽、键盘接口、指示灯跳线接口、主板电源插座、IDE接口和SATA接口等。

1. CPU插座

CPU插座的上面布满了一个个的“触角”或“针孔”,边上边缘还有一个固定CPU的拉杆。如，主要有支持Intel CPU的LGA触角式插座和AMD CPU的Socket针孔式插座。如图2-6所示。一款主板只能支持Intel的CPU或AMD的CPU，并且也只能支持同一厂家的数款特定型号，如某款主板只能支持Intel 的LGA 2011-v3接口的CPU。所以在确定选用哪个厂家哪个型号的CPU后，可依据CPU的接口类型来选购主板。

1. 内存插槽

内存插槽用来安装固定内存条，一般为DIMM类型，主板上会提供两到四个内存插槽。如图2-7所示为4条内存插槽。在安装内存条时需要注意将内存条上的防反插缺口与内存插槽中的防反插定位标志对准才能安装。很多主板上有两组不同颜色的内存插槽，这是为了实现内存双通道技术。
思考探究：将两根相同型号的内存条插到两个相同颜色的内存插槽中，就可以激活双通道。这在一定程度上可以提升内存的性能。为什么要使用双通道技术？

1. PCI插槽

PCI插槽又叫外部互连插槽，是一组用于插接各类扩展卡的扩展插槽，所谓扩展卡是指如声卡、网卡、电视卡及视频采集卡之类对计算机功能进行扩展的硬件设备。这些设备的共同特点是工作频率都较低，都属于低速设备。PCI是一种即将淘汰的技术，在一些主板上只保留一个PCI插槽以作备用。

1. PCI-E插槽

PCI-E即PCI-Express，扩展PCI插槽，是目前主板上的主流显卡插槽，取代了传统的PCI插槽和AGP插槽。
根据总线位宽及所支持的传输速率不同，PCI-E插槽分为PCI-E 1X×、PCI-E 4X×、PCI-E 8X×、PCI-E 16X×等多种形式。其中速度最慢的PCI-E 1X×传输带宽为512MB/s，而速度最快的PCI-E 16X×传输带宽则高达8GB/s。不同标准的PCI-E插槽可用于安装不同类型的设备，PCI-E 1X×插槽用于安装高速网卡或声卡，速度最快的PCI-E 16X×插槽则专用于安装显卡。如图2-8所示较长插槽为显卡插槽。PCI-E插槽版本已达 3.0。
为了满足高端双显卡的使用需求，nVIDIA公司和ATI公司分别推出了双显卡技术。如图2-9所示。nVIDIA的SLI技术在一块有双PCI-E X16×插槽的主板上，同时使用两块同型号的PCI-E显卡（即双显卡），以增强系统图形处理能力。交火（CrossFire）技术则是ATI推出的一种双显卡技术，它能够使新旧两张显卡一起使用。这两种技术显著地提升了系统性能，却也带来了高功耗、高热量和高噪音等弊端。
有鉴于此，出现了混合SLI和混合交火技术。所谓混合SLI，是nVIDIA最新提出的一项技术，它可以让主板显示芯片和显卡互连，降低功耗和发热量，从而达到安静的PC运作的目的。混合交火则是ATI的一门技术，当需要进行高负荷运算的时候，独立显卡和集成显卡将会同时工作以达到最佳的显示性能，而当运算需求降低的时候则可以仅使用集成显卡。这两种技术都为显卡带来了直接有效的性能表现，使系统更高效、更节能以及安静的运行。

1. IDE接口和SATA接口

IDE接口和SATA接口都是用于连接主板到硬盘或光驱的数据线，IDE接口采用并行方式传输数据，IDE接口和数据线如图2-10所示。由于速度较慢，IDE接口已被淘汰。
SATA接口通过串行数据线与硬盘或光驱连接并传输数据，传输速率比IDE接口高很多。由于串行数据线线体较窄，减少了信号的串扰，也减少了机箱的占用空间，有利于机箱内的空气流动，达到更好的散热效果。另外SATA接口还具有结构简单、支持热插拔等优点，所以目前已取代了IDE接口。SATA接口版本已达3.0，其传输速率可达6Gbps，即750MB/s。

1. 电源插座

电源插座是主板与电源连接的接口，负责给主板上的元器件供应电能，电源插座一般为24孔，提供3.3V、±5V、±12V等直流电。

1. 背板接口

在主板的侧面提供了很多外置接口，主板安装到机箱里去以后，这些接口将会位于机箱的背面，所以统称为背板接口。
（1） PS/2 接口
一般来说紫色是键盘接口，绿色是鼠标接口，现在很多主板支持互换用，需要注意的是PS/2接口不能在带电状态下插拔，即不支持热插拔，市面上有一种USB接口转成PS/2接口的转换器，也可以PS/2转成USB接口。
（2） LPT并口
这个 25-pin （pin为引脚的意思）端口可以连接并口设备，如打印机，扫描仪，此类接口逐渐被USB口取代。
（3） USB设备接口
这二组 4-pin USB接口（即通用串行总线接口）可连接到使用 USB接口的硬件设备。它可以即插即用、支持热插拔。是目前应用最为广泛的接口，USB版本已达3.0。
温馨提示：USB接口的高耗电设备如移动硬盘等，如使用机箱前面板可能会因为供电不足而无法正常工作，这时需要插在主板后面板上的USB接口上。
（4） LAN (RJ-45) 网络接口
一般为千兆网卡接口，该接口可经网线连接至 LAN（局域网）网络。
（5） 中央声道与重低音喇叭接口（橘色）
这个接口可以连接中央声道与重低音喇叭。
（6） 后置环绕喇叭接口（黑色）
本接口在四声道、六声道、八声道设置下是用来连接后置环绕喇叭。
（7） 音频输入接口（浅蓝色）
您可以将磁带、CD、DVD 播放器等的音频输出端连接到此音频输入接口。
（8） 音频输出接口（草绿色）
本接口可用于连接耳机或音箱等音频设备。在四声道、六声道、八声道的喇叭设置模式时，本接口是作为连接前置主声道喇叭之用。
（9） 麦克风接口（粉红色）
此接口可连接至耳机的麦克风插头。
（10） 侧边环绕喇叭接口（灰色）
在八声道音频设置下，这个接口可以连接侧边环绕喇叭。
（11） 串口（COM）
此接口用来连接调制解调器、游戏手柄设备、MIDI设备等。注意，此接口不是集成显卡接口。
（11）（12） IEEE 1394a 接口
这个 6-pin IEEE 1394a 接口为视频 / 音频设备、存储设备、计算机或其它移动设备提供高速连接。
（12）（13） 外接 SATA 接口
也叫eSATA接口，用于连接外接 SATA 硬盘。外置存储设备（如移动硬盘）。
（13）（14） 光纤 S/PDIF 数字音频输出接口
此端口通过光纤 S/PDIF 线缆连接外接音频输出设备。
温馨提示：主板的插槽数量、位置以及背板接口等因主板的厂家、型号而异。
二、了解主板芯片组
如果说CPU是计算机的核心和灵魂，那么主板的核心和灵魂就是主板芯片组，芯片组的性能和技术特性决定了整块主板可以与什么硬件兼容搭配，可以达到什么样的性能。主板芯片组的主要作用是决定了主板可以支持哪些硬件设备，并负责在它们之间转发数据。传统的主板芯片组分为北桥芯片和南桥芯片，分别负责完成不同的功能。一些主板采用了单芯片设计，即在主板上只保留了一颗主芯片，将很多原本由主板芯片组实现的功能集成到了CPU中，从而使得主板的布局及整机整体性能得到进一步的提升。Intel从第5代开始就把北桥芯片整合到了CPU中。
如图2-14所示，左图为传统的芯片组架构，南北桥芯片组分工明确，南桥芯片组作为数据中转站，硬盘、声卡、网络、USB接口的数据等要通过南桥芯片组才能传到CPU里去处理。
芯片组是主板最重要的组成部分，任何一款新PC硬件或技术在推出后，都需要有相应芯片组的支持才能够得到应用。主板芯片组基本都是由Intel和AMD两家公司研发生产，分别用于支持自家的CPU，主板厂商从这两家公司购买到芯片组后，再集成到自行设计生产的主板上。
操作实践
一、主板的选购要素
主板上连接着众多设备，而且主板还是各种数据传输的桥梁，主板的稳定性直接关系着整台计算机的稳定性。因此如何选购一块主板对计算机至关重要，选购时要考虑下列因素：
1.CPU因素
CPU是选购主板的先导，在选购计算机时，首先选择的不是主板，而是根据需要确定选购何种CPU，再根据CPU来选购能与之兼容的主板。
2.性能、价格因素
确定CPU的类型，也就确定了主板的类型，不过，即使在同一类主板中，性能、价格等方面也有很大的差别。在选购时，首先需要考虑是否采用集成其他设备的主板，例如集成显卡、声卡、网卡等。在确定主板类型后，对主板的芯片组也应做相应的选择。不同的芯片组，性能上会有较大的差别，而不同的芯片组往往所支持的硬件也不同。最好的方法就是观察芯片的生产日期，一般来说，时间不宜相差3个月过多，否则会影响到主板的总体性能。Intel公司的芯片组在性能、稳定性和兼容性方面都比较领先，价格比同档次的其他产品高。
3.主板的用料和布局
一般来说层数越多主板性能就会越好，也会更稳定。其次要观察它的布线是否合理，因为它会影响主板的电气性能。如果主板的CPU插座周围空间不宽敞，就会给CPU和风扇的拆装带来诸多不便，也将影响到CPU的散热。同样，主板上的CPU、内存和显卡扩展槽应紧密地围绕北桥芯片组，这样会提高CPU与内存和显卡插槽通过北桥芯片进行数据交换的速度。
4.主板的制造工艺和电容
主板的制造工艺很重要。检测主板制造工艺的方法：首先看电路板（PCB）的层数是否为4层以上，各焊点是否光洁工整；其次看设计结构是否符合未来升级安装的需要、结构布局是否合理，是否利于安装其他配件和散热器件。
在当前的主板上，使用的电容一般是固态电容。以前的铝电解电容在受高压的情况下，有可能因为过热使得电容本身产生膨胀，膨胀过度的话就会出现爆浆的情况，这就是平时大家所说的“爆电容”在长时间使用后容易受热膨胀爆裂；固态电容由于内部并没有电解液，其介电材料全为固态，即使受热膨胀也不会出现爆开的情况。固态电容具备环保、低阻抗、高低温稳定、耐高温以及高信赖度等优越特性，是目前电解电容产品中最高级的产品，在高性能的主板上则多用固态电解电容来代替铝电解电容。
5.兼容性、升级和扩充
兼容性是选购主板时必须考虑的因素，为了给以后升级做准备，在选购时要考虑到主板的兼容性问题，兼容性好的主板便于以后的升级。兼容性差的主板不易与外设配套，一些性能不错的板卡如果由于主板不兼容，也会成为无用之物，这样也就会导致系统功能和性能降低。
购买主板要考虑到计算机和主板日后的扩展能力，计算机的扩展能力主要取决于主板的升级潜力，主板的升级潜力主要表现在主板对CPU频率的支持、扩展槽和内存插槽及显卡插槽的数量以及BIOS的可升级性，因此在选购时应该尽量选择采用ATX大板设计、扩展和附加功能都较为齐全的产品，这样可以为今后升级内存、硬盘以及添加电视卡等PCI设备留有更多余地。

1. 品牌与售后服务

选购主板时，要选择在当地就可以更换产品的厂家，而且要选售后服务良好的主板。一般来说，名牌厂商的研发实力较为雄厚，所以这些公司设计、生产出来的主板质量就会更好一些，它的售后服务也会更好，这样即使主板在购买后出现问题也很容易得到及时的维修或者更换。市面上规模较大、服务较好的主板厂商主要有：华硕ASUSASUS、微星MSI、技嘉Gigabyte、华擎、映泰、七彩虹等。
思考探究：主板按照面积大小分为大板和小板，试着分析它们各自的优缺点。
二、主板查看与选购实践

1. 利用创壹虚拟教学系统查看主板，识别主板的品牌，找到主板的北桥和南桥芯片，找到主板上的所有插槽或接口，并指出它们的数量、用途和特点。
2. 结合个人的实际情况，利用互联网在中关村在线或者其他PC硬件销售网站上模拟选购价值600元、900元及1200元左右的几款主板，并与小组同学分享选购的理由与技巧。

600元左右主板型号参数
900元左右主板型号参数
1200元左右主板型号参数
思考练习
一、填空题

1. 目前显卡安装在主板的___________插槽上，硬盘连接到主板的___________接口上。
2. LAN (RJ-45) 网络接口一般为_______兆网卡接口，该接口可经网线连接至局域网。
3. 主板芯片组主要分为_______芯片和_______芯片。Intel公司的i7微处理器把___________整合到了CPU中。
4. USB接口最主要的特点是___________，目前的USB接口版本为___________。
5. 在当前的主板上，使用的电容一般是___________。

二、选择题

1. 主板的核心和灵魂是（ ）。

A. 主板芯片组 B.扩展卡 C. CPU插座 D.BIOS芯片和CMOS芯片

1. 双通道技术是将两根相同型号的内存插到相同颜色的插槽中。（ ）

A．正确 B．不正确 C．需要BIOS里设置 D．需要进系统设置

1. 北桥芯片不控制以下哪个的运行？（ ）

A．CPU B．内存 C．显卡 D．硬盘

1. 主板上接耳机和音箱的接口一般是（ ）。

A. 红色　　 B. 绿色 C. 紫色 　 D. 蓝色

1. 目前主板电源插座一般为24孔，可为计算机提供（ ）V、5V、3.3V的直流电。

A. 12V　　 B. 36V C. 110V 　 D. 220V
三、判断题

1. 通常来说一款主板既可支持AMD的CPU也可支持Intel的CPU。（ ）
2. USB和PS/2鼠标键盘接口最大的优点就是都支持热插拔。（ ）
3. 由于目前技术先进，内存无需分方向可直接安装到插槽中。（ ）
4. 声卡粉色接口接麦克风，也就是话筒。（ ）
5. 有些高耗电设备如移动硬盘在机箱前面板无法工作，都是因为坏了。（ ）

四、综合题
某块型号为“华硕SABERTOOTH X79参数华硕P8B75-V”的主板，主芯片为Intel X79，CPU插座为LGA 2011，带有1个PCI插槽，3个PCI-E 16X×插槽，4个SATA Ⅱ接口4个SATA Ⅲ接口，8个DIMM插槽。完成下列要求：

1. 这块主板能够支持什么类型的CPU？
2. 分别指出上述四种插槽和接口能用于安装什么设备，以及这些插槽接口的主要特点。

任务评价
序号 一级指标 分值 得分 存在问题
1 主板结构学习 25
2 主板背板接口识别 15
3 主板选购 20
4 使用创壹虚拟教学系统观察硬件 20
5 思考练习 20
合计 100
任务拓展
在上一个任务里我们探索使用了CPU-Z对CPU进行检测，细心的同学还会发现，软件还可以对主板信息进行检测,可在“主板”标签页来查看主板相关的信息。
在主板信息标签页中，比较重要的信息有：
① 制造商：主板所记录的制造商信息，在本例中，制造商为 ASUSASUSTek （华硕）；
② 模型：该主板的型号，本例中为 P5P43TD PRO；
③ 芯片组：主板芯片组的型号，本例中为 Intel P45/P43/G45/G43；
④ 南桥：主板南桥芯片的型号，本例中为Intel 82801JR（ICH10R）；
⑤ BIOS 版本：该主板的 BIOS 版本，在本例中为 0402；
⑥ BIOS 日期：该主板 BIOS 的发布日期，在本例中为 2009 年 8 月 5 日；
⑦ 图形接口：该主板显卡接口版本为PCI-Express，带宽为x×16。