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cpu是什么材料做的,工作原理是什么

促天科技 2025-06-01 07:02 0 0条评论

cpu是什么材料做的,工作原理是什么

众所周知,CPU是电脑的“心脏”,是整个微机系统的核心,因此,它也往往成了各种档次微机的代名词,如昔日的286、386、486,奔腾、PⅡ、K6到今天的PⅢ、P4、K7、K8等。回顾CPU的发展历史, CPU在制造技术上已经获得了极大的提高,主要表现在集成的电子元件越来越多,从开始集成几千个晶体管,到现在的几百万、几千万个晶体管,这么多晶体管,它们是如何处理数据的呢?

CPU的原始工作模式 在了解CPU工作原理之前,我们先简单谈谈CPU是如何生产出来的。CPU是在特别纯净的硅材料上制造的。一个CPU芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上,用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此,从这个意义上说, CPU正是由晶体管组合而成的。简单而言,晶体管就是微型电子开关,它们是构建CPU的基石,你可以把一个晶体管当作一个电灯开关,它们有个操作位,分别代表两种状态:ON(开)和OFF(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开,而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应!这样,计算机就具备了处理信息的能力。

但你不要以为,只有简单的“0”和“1”两种状态的晶体管的原理很简单,其实它们的发展是经过科学家们多年的辛苦研究得来的。在晶体管之前,计算机依靠速度缓慢、低效率的真空电子管和机械开关来处理信息。后来,科研人员把两个晶体管放置到一个硅晶体中,这样便创作出第一个集成电路,再后来才有了微处理器。

看到这里,你一定想知道,晶体管是如何利用“0”和“1”这两种电子信号来执行指令和处理数据的呢?其实,所有电子设备都有自己的电路和开关,电子在电路中流动或断开,完全由开关来控制,如果你将开关设置为OFF,电子将停止流动,如果你再将其设置为ON,电子又会继续流动。晶体管的这种ON与OFF的切换只由电子信号控制,我们可以将晶体管称之为二进制设备。这样,晶体管的ON状态用 “1”来表示,而OFF状态则用“0”来表示,就可以组成最简单的二进制数。众多晶体管产生的多个“1”与“0”的特殊次序和模式能代表不同的情况,将其定义为字母、数字、颜色和图形。举个例子,十进位中的1在二进位模式时也是“1”,2在二进位模式时是“10”,3是“11”,4是“100”,5是 “101”,6是“110”等等,依此类推,这就组成了计算机工作采用的二进制语言和数据。成组的晶体管联合起来可以存储数值,也可以进行逻辑运算和数字运算。加上石英时钟的控制,晶体管组就像一部复杂的机器那样同步地执行它们的功能

一片主板由哪些主要的芯片主成

主板的英文名称叫做Motherboard,也可以译做母板。从“母”字可以看出主板在电脑各个配件中的重要性。主板不但是整个电脑系统平台的载体,还负担着系统中各种信息的交流。好的主板可以让电脑更稳定地发挥系统性能,反之,系统则会变得不稳定。因此,我们每个人都应该对主板有所了解。下面就以采用i845D芯片组的微星845 Ultra-ARU主板为例,与朋友们一起看图闲话聊主板。 一、主板的构成: 主板的平面是一块PCB印刷电路板,分为四层板和六层板。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。而六层板增加了辅助电源层和中信号层。六层PCB的主板抗电磁干扰能力更强,主板也更加稳定。在电路板上面,是错落有致的电路布线;再上面,则为棱角分明的各个部件:插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时,电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后,主板会根据BIOS(基本输入输出系统)来识别硬件,并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。 二、芯片部分 1、BIOS芯片: 是一块方块状的存储器,里面存有与该主板搭配的基本输入输出系统程序。能够让主板识别各种硬件,还可以设置引导系统的设备,调整CPU外频等。BIOS芯片是可以写入的,这一方面会让主板遭受诸如CIH病毒的袭击。另一方面也方便用户们不断从Internet上更新BIOS的版本,来获取更好的性能及对电脑最新硬件的支持。 2、南北桥芯片: 横跨AGP插槽左右两边的两块芯片就是南北桥芯片。南桥多位于PCI插槽的上面;而CPU插槽旁边,被散热片盖住的就是北桥芯片。北桥芯片主要负责处理CPU、内存、显卡三者间的“交通”,由于发热量较大,因而需要散热片散热。南桥芯片则负责硬盘等存储设备和PCI之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组。芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。 3、RAID控制芯片: 相当于一块RAID卡的作用,可支持多个硬盘组成各种RAID模式。目前主板上集成的RAID控制芯片主要有两种:HPT372 RAID控制芯片和Promise RAID控制芯片。 三、插拔部分 也就是说,这部分的配件可以用“插”来安装,用“拔”来反安装。 1、内存插槽: 内存插槽一般位于CPU插座下方。图中的是DDR SDRAM插槽,这种插槽的线数为184线。 2、AGP插槽: 颜色多为深棕色,位于北桥芯片和PCI插槽之间。AGP插槽有1×、2×、4×和8×之分。AGP4×的插槽中间没有间隔,AGP2×则有。现在的显卡多为AGP显卡,AGP插槽能够保证显卡数据传输的带宽,而且传输速度最高可达到2133MB/s(AGP8×)。 3、PCI插槽: PCI插槽多为乳白色,是主板的必备插槽,可以插上软Modem、声卡、股票接受卡、网卡、多功能卡等设备。 4、CNR插槽: 多为淡棕色,长度只有PCI插槽的一半,可以接CNR的软Modem或网卡。这种插槽的前身是AMR插槽。CNR和AMR不同之处在于:CNR增加了对网络的支持性,并且占用的是ISA插槽的位置。共同点是它们都是把软Modem或是软声卡的一部分功能交由CPU来完成。这种插槽的功能可在主板的BIOS中开启或禁止。 图2 主板接口面板示意图注:本图出自联想KD7主板 四、接口部分 1、IDE接口: 可分为IDE1和IDE2。一般情况下,IDE1接硬盘,IDE2接光驱。通常IDE接口都位于PCI插槽下方,从空间上则垂直于内存插槽(也有横着的)。现行炒得很热的ATA/133是IDE的一种规范,即传输速率为133M/s。但只有硬盘速度跟得上才能充分发挥ATA/133的优势,目前只有迈拓的金钻七代硬盘支持这一规格。 2、软驱接口: 连接软驱所用,多位于IDE接口旁,比IDE接口略短一些,因为它是34针的,所以数据线也略窄一些。 3、COM接口(串口): 目前大多数主板都提供了两个COM接口,分别为COM1和COM2,作用是连接串行鼠标和外置Modem等设备。COM1接口的I/O地址是03F8h-03FFh,中断号是IRQ4;COM2接口的I/O地址是02F8h-02FFh,中断号是IRQ3。由此可见COM2接口比C