什么是主板？
什么是主板？
主板(motherboard)，又称系统板( system board)或主板(mainboard)，是计算机最基本、最重要的部件(components)之一。主板一般是一块长方形的电路板(circuit board)，上面安装着构成计算机的主要电路(circuit )系统。
了解主板发展，请查看链接内的视频
https://www.utmel.com/blog/categories/integrated%20circuit/introduction-to-motherboard
一、简介
主板(motherboard)也叫mainboard,安装在主机箱内。它是计算机最基本、最重要的部件(components )之一，在整个计算机系统中起着举足轻重的作用。主板的制造质量决定了硬件系统的稳定性。主板与CPU息息相关。CPU的每一次大升级，都必然导致主板的更换。主板是计算机硬件系统( hardware system)的核心，是主机箱(main box)中最大的印刷电路板( printed circuit board)。
主板的主要功能是传输(transmit )各种电子(electronic)信号(signals)，一些芯片(chips)还负责一些外围数据的初步处理。电脑主机(hosts)中的各个部件都是通过主板连接起来的。计算机正常运行过程中对系统内存、存储设备和其他I/O设备的控制，必须通过主板来完成。电脑性能能否充分发挥，硬件功能是否足够，硬件的兼容性等等，都取决于主板的设计。主板的优劣在一定程度上决定了一台电脑的整体性能、使用寿命和功能扩展能力。
主板
主板采用开放式结构。大多数主板都有6-15个扩展槽，用于外接PC外设的控制卡（适配器）。通过更换这些插卡，可以对微机相应的子系统进行部分升级，使厂商和用户在机型配置上有更大的灵活性。总之，主板在整个微机系统中起着举足轻重的作用。可以说，主板的型号和档次决定了整个微机系统的型号和档次，主板的性能好坏影响着整个微机系统的性能。
二、主板结构
所谓主板结构，就是根据主板上元器件的布局、尺寸、形状、供电规格等建立的通用标准，所有主板厂商都必须遵守。主板结构分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、E-ATX、WATX、BTX。其中AT和Baby-AT是多年前的老主板结构，已经淘汰；而 LPX、NLX 和 Flex ATX 是 ATX 的变体；E-ATX和W-ATX多用于服务器/工作站主板；ATX是市场上最常见的主板结构。扩展槽较多，PCI插槽数量为4-6个，大多数主板采用这种结构；Micro ATX，又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，也就是常说的“小板”，PCI插槽数量在3个以下，多用于品牌机，配小机箱；BTX是Intel开发的最新一代主板结构，但是还没普及就被废弃了。
主板组件
1.芯片组
主板的核心是主板芯片组，它决定了主板的规格、性能和一般功能。我们平时说的“865PE主板”，865PE是指主板芯片组。如果说CPU是整个电脑系统的心脏，那么芯片组就是整个系统的主干。对于主板来说，芯片组几乎决定了其功能主板，进而影响到整个电脑系统的性能，芯片组是主板的灵魂，因为CPU的型号种类繁多，功能特性也各不相同，如果芯片组不能很好的配合CPU，会严重影响计算机的整体性能，甚至无法正常工作。
2.北桥和南桥
在传统的芯片组结构(老的主板)中，南桥和北桥已经搭配好了，它们的具体位置可以在主板上找到。一般我们可以在主板上靠近CPU插座的地方找到一个散热片，北桥芯片在下面。南桥芯片一般离CPU比较远，经常裸露在PCI插槽旁边，体积比较大。北桥芯片是系统控制芯片，主要负责CPU、内存、显卡之间的数据交换。它在由南桥芯片组成的芯片组中起主导作用，控制着一些高速设备，如CPU、Host总线等。
主板支持什么CPU，支持多少显卡AGP，内存支持多少频率，都是由北桥芯片决定的。北桥往往工作频率较高，所以发热量也比较高。南桥主要决定了主板的功能。主板上的各种接口，PS/2鼠标控制，USB控制，PCI总线IDE，主板上的其他芯片都是由南桥芯片控制的。随着PC架构的不断发展，现在北桥的功能逐渐被CPU纳入，其结构不断简化，甚至不存在于芯片组中。
简易的南桥芯片组和北桥芯片组。
下面是老的南桥芯片组和北桥芯片组(绿色部分)
3.BIOS芯片
BIOS（Basic Input/ Output System）实际上是一组固化在eprom/eeprom 芯片中的计算机中的程序，为计算机提供最底层、最直接的硬件控制。它是软件程序和硬件设备之间的枢纽。BIOS是硬件和软件程序之间的一个“转换器”或接口，负责解决硬件的即时要求，并根据软件对硬件的运行要求执行。从功能上看，BIOS主要包括两部分：
(1) 自检与初始化(俗称POST)
自检和初始化负责启动计算机，分为3个部分：
开机自检（POST）用于在计算机刚开机时对硬件进行测试，以检查计算机是否处于良好状态。通常，一次完整的POST自检会包括CPU、640K基本内存、1M以上扩展内存、ROM、主板、CMOS内存、串并口、显卡、软硬盘子系统、键盘等测试。一旦自检发现问题，系统将给出提示信息或蜂鸣器警告。
初始化包括创建中断向量、设置寄存器、初始化和测试一些外部设备等，最重要的部分是BIOS设置，主要是硬件设置的参数。电脑启动时，会读取这些参数，与实际的硬件设置进行比较。如果不匹配，会影响系统的启动。
引导加载程序用于引导 DOS 或其他操作系统。BIOS首先从软盘或硬盘的起始扇区读取引导记录。如果没有找到，会显示没有引导设备。如果它找到了引导记录，它就会将计算机的控制权转移到引导记录上，引导记录将把操作系统加载到计算机上。计算机启动成功后，这部分BIOS任务就完成了。
(2)程序服务处理和硬件中断处理
这两部分是两个独立的内容，但在使用上却有着密切的联系。程序服务处理程序主要服务于应用程序和操作系统。这些服务主要与输入和输出设备有关，例如读取磁盘和将文件输出到打印机。为了完成这些操作，B1OS必须直接与计算机的I/O设备打交道。它通过端口发送命令，向各种外部设备传输数据，并从它们那里接收数据，从而使程序可以脱离具体的硬件操作，以及硬件中断处理。那么PC硬件需求是分开处理的，所以这两部分分别是软件服务和硬件服务，它们结合起来才能使计算机系统正常运行。
4.主要接口
| 硬盘接口 | 硬盘接口分为IDE接口和SATA接口。在较旧的主板上，还集成了两个 IDE 端口。 通常，IDE端口位于PCI插槽下方，空间上与内存插槽垂直（也有水平的）。 在新的主板上，IDE接口大多减少，甚至没有，取而代之的是SATA接口。 |
| 软驱接口 |
用于连接软驱。多位于IDE接口旁边，比IDE接口略短。因为是34针，所以数据线也稍微窄一些。 |
| COM接口（串口） |
大多数主板都提供两个COM接口，分别为COM1和COM2，用于连接串口鼠标和外接调制解调器。 |
| PS/2接口 | PS/2接口的功能只能用来连接键盘和鼠标。一般来说，鼠标接口是绿色的，键盘接口是紫色的。 PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些，但是经过这么多年的使用，大部分主板还是配备了这个接口， 但是支持这个接口的鼠标键盘越来越少了。 大多数外设厂商不再推出基于该接口的外设产品，更多的是推出带有USB接口的外设产品。 |
| USB接口 | USB接口是当今最流行的接口。最多可支持127个外设，可独立供电。 它的应用非常广泛。USB接口可从主板获取500mA电流，支持热插拔，真正做到即插即用。 高速外设传输速率为12Mbps，低速外设传输速率为1.5Mbps。此外，USB 2.0标准的最高传输速率可达480Mbps。 USB 3.0 已经出现并在主板中得到普及。 |
| LPT口（并口） |
一般用于连接打印机或扫描仪。默认中断号为 IRQ7，它使用 25 针 DB-25 连接器。 1、SPP标准工作模式。SPP数据为半双工单向传输，传输速率较慢，仅为15Kbps， 2. EPP增强型工作模式。EPP采用双向半双工数据传输，其传输速率远高于SPP， 3、ECP扩展工作模式。ECP采用双向全双工数据传输，传输速率高于EPP， |
| MIDI接口 | 声卡的MIDI接口和摇杆接口是共用的。接口中的两个引脚用于传输 MIDI 信号，可以连接各种 MIDI 设备。 |
| SATA接口 | SATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment（一种基于工业标准的串行硬件驱动接口）。 SATA规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到150MB/s，比PATA标准ATA/100提高了50%，比ATA/133提高了约13%。 |
