1、硬件工程师第23章第23章组装或升级系统23.1 系统组件随着常用组件和日用品价格的下降，现在自己组装一台机器再也不像以前那样令人望而却步了。现在市场上PC机组件的价格低得让人心跳。在很多情况下，我们可以使用与最好的品牌机一样甚至还好的零部件。但是我们还是要注意几点。第一点就是自己组装机器未必省钱，直接从生产商或原材料商那儿邮购机器是最便宜的。原因就是大部分机器组装商都是批量购买产品，如果我们自己组装机器，就要买各种不同的零部件。而他们批量购买的价格要比我们单独买部件便宜很多。此外，买整机中间只有一个中间商，只有一次利润回扣；而买零部件，中间商就要多很多。实际上，自己组装一台机器需要的运输费、
2、处理费、电话费加起来常常会达到100美元甚至更多。而且如果零部件出现了问题，我们还要再打电话或者送回去换，这样花的钱就更多了。如果我们买了东西后又觉得不需要而退货的话，很多公司都要收重入库费。如果用户单独购买各种部件，一般要支付一部分额外的税费，而且零售商的要价一般也比较高。然后就是软件的费用了。虽然自己装机价钱一般能和整机差不多，但是算上软件就比不上整机了。现在买一份新的Windows（98或Me）至少需要100美元，而大部分整机都包括Microsoft Office之类的应用软件。相比之下，我宁愿多花250-500美元得到整机中的所有软件。现在我们可以发现自己装机未必能省钱，但是却可以增加
3、自己的经验。我们最终能得到一个各个部件都是自己想要的系统；但是如果买一个预先就设置好的机器，我们在很多地方就得折中一下。例如买整机时，我们可能买到了自己想要的显卡，但是却没有买到想要的主板。如果自己装机，任何部件都可以买自己想要的，然后组装在一起就可以了，而且装机的经验本身也是一笔财富。我们知道自己的系统是怎么组成的，因为一切都是自己做的，这也使得我们以后自己安装新的附件变得更容易。，自己装机还有一个好处就是机器不是哪一家公司的，以后升级比较容易。当然，如果我们仔细阅读了说明书，知道了每一样自己想要的东西，我们同样也可以得到非（某家公司）专有的预装机，这种机器以后升级和修理一样也很容易。组装一
4、个新系统时，有时可以继续使用现在的系统中的部件以节约费用。我们可能为了延长机器的寿命刚刚升级了现有系统的硬盘和内存，如果计划合理，可以将它们用到新机器中。例如，如果老系统中使用的是PCI33 SDRAM内存，就可以在任何支持PCI33 SDRAM的主板上使用它，这种内存足够快可以支持目前市场上的Pentium 或AMD Athlon处理器。但是，对于使用新型内存（如DDR SDRAMPC 1600和PC 2100或RDRAM RIMM）的主板，却并不是为使用老式的内存而设计的。令人欣慰的是，老式系统中使用的显示器、键盘、鼠标、存储设备以及多数AGP显卡和所有的PCI插卡都可以用在新系统中。如果
5、您比较看重经验积累，要得到一个和任何生产商提供的现成的产品都不一样的可完全升级的系统，能够承担修理系统、解决疑难的任务，可以使用目前系统上的一些老部件省点钱，而且还要悠闲一点，那么组装自己的系统是一个比较好的途径。另一方面，如果想得到性价比最高的机器，想一劳永逸地得到所有维修保障和技术支持，而且还想比较快地装上操作系统，那最好就别自己组装机器了。本章列出了组装自己的系统需要的组件，介绍了组装过程，并推荐了一部分厂家及产品。组装一台典型的PC机所需的组件包括： 机箱和电源。 主板。 带散热器的处理器。 内存。 软盘驱动器。 硬盘驱动器。 CD-ROM/DVD驱动器。 CD-R/RW或可刻录DVD
6、（如DVD + RW）。 键盘。 指点设备（鼠标）。 显卡和显示器。 声卡和扬声器。 Modem或LAN卡（访问以太网和邮件）。 降温风扇和散热器。 电缆。 硬件（螺丝、螺母、螺帽、支架）。 操作系统软件（光盘上的）。在下面几节中我们将一一讨论这些组件。23.2 机箱和电源机箱和电源一般是一起配套出售的，但也有分开卖的。机箱有很多种可选，一般取决于要用的主板、驱动器支架的个数、系统是桌面式的还是立地式的。主机箱有带附加降温风扇的（推荐使用），有带隔离灰尘的空气过滤器的，有侧板可移动的或带主板底盘的，还有不需要工具固定、导轨式的机箱，还有很多别的。对一般用户而言，ATX的中等高度的机箱和电源是很
7、不错的选择。专门为老的Baby-AT，类型主板设计的机箱现在还有，但是ATX体系结构有更明显的改进。这种机箱的大小、形状、电源甚至主板一起叫做外形因素。现在最流行的几种机箱是： 大立式机箱（Full-tower）。 小立式机箱（Mini-tower）。 卧式机箱（Desktop）。 Low-profile（也叫做Slimline）。使用ATX主板的机箱一般是大立式、小立式和卧式的。在买哪种机箱时，要考虑到它放在什么地方。是将整个机器放在桌面上呢，还是仅仅将键盘、鼠标、显示器放在桌子上，其余的放在地上？摆放计算机的空间影响我们很多购买决定，如：买多大的监视器，多大的键盘，多长线电缆的鼠标。在上面
8、列出的几种机箱中，最好不要使用low-profile的机箱。因为它是为商业环境设计的，整个系统的底面积很小。它们比典型的台式机占用的空间要少，一般都是不可扩展的。这种机箱内只能装一种特殊的low-profile或LPX主板。low-profile版本的ATX外形因素叫做NLX。LPX和NLX主板一般将所有的东西都集成进去了，包括显卡、声卡甚至网卡。LPX和NLX主板没有一个正常的适配器插槽。所有的扩展槽都是装在一个叫做提升卡的适配器上，提升卡自身插在主板的一个特殊的插槽上。标准的PCI和ISA适配器卡都只能接到提升卡上（与主板平行），这就使得扩展很困难也受限制。而且由于机箱比较小，很难在机箱内
9、部进行操作。有时要动一个设备必须要将别的先拆下来，系统维护比较烦琐。参见 4.1节“主板外形因素”现在比较新的系统都使用ATX型的主板，这种主板已经变成了Athlon和Pentium III/4系统的标准。如果想使用一种最有弹性的机箱和电源以便日后最大可能地升级，那我还是推荐大家使用ATX型的机箱和电源。注意通常，任何ATX机箱、主板和电源都可以用到新系统中，但有两种情况例外： Dell公司在1998年9月以后生产的主板和电源都使用标准的ATX电源物理连接器，但对其引脚和电压级别进行了改装。如果将Dell主板与标准电源混用或者将标准主板与Dell电源混用，就会烧毁电源甚至连主板也会损坏？如果要
10、升级较新的Dell系统，用户要么购买与Dell主板兼容的Dell电源，要么将Dell的主板和电源全部换成标准的ATX主板和电源。有关细节，参见第21章“电源及机箱”。 Intel的Pentium 4处理器需要很大的散热器和风扇来进行冷却。为了防止损坏主板，Intel指定了一种改装的ATX机箱来承载散热器和风扇的。重量（而不再通过主板承载）；有些 Pentium 4主板则通过在标准ATX机箱中使用一种专门设计的底盘来支撑散热器的重量。Pentium 4还需要一种不同的辅助电源连接器为CPU提供额外的电压级别，用户可以使用 Pentium 4-Ready电源系统或者在现有的高输出电源上添加一个适配
11、器来为Pentium 4提供足够的电量。其实是选立式机箱还是卧式机箱纯粹是个人喜好和系统位置的问题。大部分人认为立式机箱空间比较大，操作起来比较容易，而且最大尺寸的立式机箱有很多连接不同存储设备的插槽。立式机箱一般有很多插槽，可以插软驱、多个硬盘、光驱、磁带机还有许多其他东西，只要我们想安装。但是很多卧式机箱也有和立式机箱，尤其是中等的和小号的立式机箱一样大的空间。其实，立式机箱可以看作是将卧式机箱立了起来，或者反过来说也一样。而且有些机箱确实是可以转过来的，也就是说它们既能用作卧式机箱，也能用作立式机箱。技巧 小型和微型立式系统是上述立式机箱规则的例外情况；这两种系统通常使用小型 ATX主板
12、，可能只有2个或3个驱动器槽。这些系统跟Slimline系统一样难操作。至于电源，最重要的是要考虑将在系统内安装多少东西，它们需要多少电。在第21章“电源及机箱”中，我们已经介绍了估计系统耗电的具体方法，然后选择一个满足需要的电源。参见 21.11节“电源使用的计算”在自己装机时，我们时时刻刻都应该考虑到可升级性。一个组装机的存活寿命应该比直接卖的整机要长得多，因为向系统里添加组件或替换原有组件都很容易。在选机箱和电源时，一定要给自己留一些扩展空间，假设以后还要再加一个硬盘或者别的会出现的，而且又一定要用的新设备。特别要保证为内部驱动器至少保留两个驱动器插槽，选择的电源系统的电量要比目前各设备
13、所需电量多一些。23.3 主板主板有几种兼容的外形因素。主板的外形因素是指主板的维数和大小，它要装在哪一种机箱内。系统创建者可用的兼容工业标准主板外形因素有：过时的外形因素： Baby-AT。 大（Full-size）AT。 LPX（半专有）。现在的外形因素： ATX。 Micro-ATX。 Flex-ATX。 NLX。其他的： 专用设计的（Compaq, Dell Optiplex, Hewlett-Packard，笔记本/便携机系统等）。从1998年9月至今生产的Dell Dimension一直使用ATX外形因素，但具有不同的电缆引脚。现在人们装机一般都使用ATX主板。ATX是开放体系结构
14、，由老的Baby-AT发展而来，Baby-AT在很多方面都影响了计算机其他部件，如：机箱和电源的发展。ATX主板和Baby-AT主板的维数相同，但在方向上前者由后者旋转90度得到。在这种主板中，所有的扩展槽平行地放在主板短的一侧，给与扩展卡无关的组件腾出了更大的空间。在工作时产生大量热量的组件如CPU和内存，最好放在紧靠电源的地方，那样便于散热，而且更容易访问到处理器和内存插座。ATX具有很高的端口集成度，但与Baby-AT不同，所有的 ATX外部端口都在主板上并且位于扩展插槽的一侧，用户不必像Baby-AT主板那样需要用容易损坏的电缆将鼠标、串并口或USB端口连接到系统的后端。ATX型的电源
15、是改进设计的，而且是单键控（十分安全）连接器，它不能向后插，也不能偏离中心。Baby-AT的电源很容易向后插，也很容易偏离中心1针，这样一般会导致很严重的后果：在开机的一瞬间主板会被烧掉，ATX复盖键控电源就不可能出现这样的情况。现在的CPU和其他一些部件都使用3.3v电源，ATX电源也向主板提供这种电压。ATX电源还能支持现在 BIOS系统和操作系统内的高级电源管理器。Micro-ATX外形因素是由ATX进一步发展而来，目的是用于低价系统上。Micro-ATX向后兼容ATX，并且它的主板和它的名字一样，要比正常的小一些。这种小一点的主板可以装在标准的ATX机箱内，也可以装在专为Micro-A
16、TX设计的小机箱内。现在使用的主板外形因素还有LPX和NLX。这些主板都要求使用Low Profile机箱，如果是自己装机，最好不要选用这种主板。因为这种机器的机箱和提升卡与普通的机器差别太多，限制了系统的可扩展性，而且在这么小的空间内进行操作也很难。有些LPX主板使用垂直提升卡来安装与主板平行的扩展插槽，而有些则使用T型提升卡来安装位于主板上方的扩展插槽。LPX主板不同的系统之间也有差别，所以在不同的主板和机箱之间可能存在互换性问题。NLX外形因素是Intel开发的另一个开放标准，它很多特点都和ATX可比，但是它要使用Slimline型的机箱和主板安排。基于NLX的系统应该没有基于LPX的系
17、统的兼容性问题，但是还存在Low Profile问题。这种机器在公司职员和初学者之中很受欢迎，因为它占地小，而且所有的东西都集成在主板上。不过，与市场上大量的ATX和micro-ATX主板相比，NLX主板的替代产品相对较少。注意 如果想知道更多的主板外形因素的信息，请参见第4章“主板与总线”。有关现代的外形因素的详细参考标准文档，可以到台式系统外形因素网站查询，网址为：http:/www .formfactors.org。除了外形因素，选择主板时还要考虑其他一些因素。在接下来的几节我们就讨论所有的功能部件。23.3.1 处理器有些情况下处理器是直接装在主板上的，很多有名的主板生产商都喜欢将处理
18、器直接装在主板上形成一个整体，并为它提供信誉保证。但是这并不常见，尤其在插槽式的处理器，将处理器拔掉后更便于封装运输。大部分公司在卖给您主板的同时一般都竭力向您推销他们的处理器，而且如果一起购买两者，他们可以打一点折。如果厂商将主板和处理器装配到了一起，用户还可以得到额外的售后服务保障。即使这样，如果您想将两者分开买也还是可以的。下面列出了一些处理器插座或插槽，每个主板至少有1个。 Socket 370（也叫PGA370），支持Intel Pentium 和Celeron处理器的插座版本。 Socket A。支持AMD Duron处理器和PGA封装的Athlon处理器。 Socket 423。
19、支持最初版本的Intel Pentium 4处理器。 Slot 2（也叫SC-330），支持Intel Pentium 、Pentium Xeon处理器。用户也可以购买到下面的插槽和插座类型，不过最新的CPU产品都不支持这些插槽和插座，因而可能会影响以后的处理器升级： Slot 1（也称为SC-242）。支持Intel Pentium 、Celeron和Pentium 处理器的Slot版本。 Socket 7（如果速度超过66MHz，也称为Super7）。支持Intel Pentium、Pentium MMX，AMDK5、K6、K6-2和K6-3，Cyrix 6x86、6x86MX以及MII处
20、理器。 Slot A。支持最初的AMD Athlon处理器。 因为主板的选择会限制我们使用的处理器，所以我们一般可以先选处理器。现在的处理器比较低档的有AMDK6系列和Intel Celeron，中档的有AMD Athlon和Intel Pentium ，比较高档的有Pentium Xeon。关于处理器的详细信息，请参见第3章“微处理器类型和规范”。参见 3.14节“处理器插座和插槽”参见 3.29节“P6（686）第六代处理器”，3.30节“其他第六代处理器”有些主板上可能有跳线，甚至还有调整处理器电压的跳线。通常，Socket 7和Super 7主板有调整总线速度、CPU乘法器、CPU电压
21、的跳线。购买了这种类型的主板之后，一定要将跳线设置准确。设置不准确可能导致的最坏结果是，CPU电压设置错误，最后将处理器烧掉了。Socket 370、Socket423、Slot 1、Slot 2、Socket A和Slot A主板自动处理这些设置，所以如果设置不正确，一般也不会有什么问题。而且很多主板都忽略了缺省设置，这样用户就可以超频了。大部分主板都使用BIOS Setup控制这些设置，也就是说无需用户再调整跳线和开关。23.3.2 芯片组除了处理器之外，主板上另一个重要的部件就是芯片组。它通常是由1到5个包含主板电路的片子组成。这些芯片组相当于原来IBM AT系统内150多个单独部件的功
22、能，现在主板生产商只要用几块片子就可以组成一个功能全面的系统了。芯片组包含了主板上除了处理器和内存之外所有的电路。实际上芯片组就是主板，主板上使用什么样的芯片组对主板的性能有很大的影响，决定了主板的性能参数和局限性，包括主存的大小和速度、处理器的类型和速度、支持的总线及速度等。如果要向系统上加一些比较新的技术如图形加速端口（AGP）或通用串行总线（USB），主板上必须有支持这些应用的芯片组。因为芯片组总在不停地发展、不断地改进，我不可能列出所有的芯片组和它们的功能，但是我们在第4章还是详细介绍了不少，现在市面上有好几种比较流行的高性能芯片组。其中最好的支持SDRAM（同步DRAM）或者RDRA
23、M（Rambus DRAM）内存，支持PCI和AGP总线、高级配置和电源接口（ACPI）及Ultra_DMA ATA（IDE）接口。Intel是目前世界上最有名的芯片组生产商，随着芯片组的发展，处理器也一起发展是很正常的。还有一些别的芯片组生产商，但是随着Intel推出新芯片的时间间隔越来越短，其他的厂家现在都很难跟的上了。有时我们可以使用Intel芯片组的主板，而使用其他商家和Intel兼容的处理器（如AMD K6系列、Cyrix MII、Cyrix 以及VIA C3）；但是，最新的AMD处理器（Athlon和Duron）使用自己的插槽和插座设计，因而需要自己生产的芯片组。参见 4.4节“芯
24、片组”参见 4.17节“选择硬件的标准”很显然，芯片组的选择应该基于系统内将要使用的处理器芯片和附加组件。但是不管选择哪一种芯片组，我建议大家都要检查一下下列特征： 支持100/133MHz或更快的CPU总线。 支持SDRAM、DDR SDRAM或RDRAM（主存）。 支持ECC（错误校验码）存储。 ACPI（高级配置和电源接口）节能功能。 AGP 4x以上。 双Untra-ATAJ33接口或Ultra-ATA/66接口。 支持USB 2.0（高速USB）。现在市面上比较好的芯片组都应该有这些功能，甚至更多。如果想配置一个最新的PC（至少到这一周为止），我们应该考虑对最快的处理器的支持。如果主
25、板不支持最好的处理器，就不要浪费钱去买最好的了。在装机前，仔细考虑一下将要安装的扩展卡的类型和数量，然后再选择插槽数合适的主板，主板总线类型要适合使用的外设（ISA、PCI和AGP）。因为现在有些主板已经没有ISA总线了，所以把ISA板换成兼容性好一些的PCI板是一种比较好的做法。我建议大家买主板时最好向那个芯片组生产商索要相关文档（常常叫做数据册）。该文档会说明内存和Cache及其他许多系统设备是如何工作的，文档还有描述系统Setup程序中的高级芯片组设置功能的内容。知道这些信息之后，我们可以通过改变芯片组的特征来调整主板设置。因为芯片组的更新是非常快的，索要文档的速度要尽快，大部分生产商只
26、保留当前使用的芯片组的资料。注意 主板生产商成批购买芯片组时，每个价格大概是40美元。如果我们有一个老主板需要维修，一般买不到相应的芯片组配件，因为在停止生产之后，生产商就不保存存货了。而且安装芯片组的球栅阵列（BGA）也非常难于手工拆卸和安装。正由于这种价格便宜的芯片组，现在主板坏了人们一般就不修理了。23.3.3 BIOS主板上另一个重要的功能部件就是BIOS（基本输入/输出系统），它也叫ROM BIOS，因为它的信息都是固化在只读存储（ROM）芯片中的。在这里我们要注意几点：一个就是BIOS是由主要的BIOS生产商如：AMI（American Megatrends Internation
27、al），Phoenix，Award，Microid Research提供的。第二点就是BIOS内要包含一个特殊的叫做闪存ROM和EEPROM（电可擦可编程只读存储器）的可编程芯片。这样我们就可以从生产商那儿下载最新的BIOS代码，升级系统中原来的老BIOS代码。如果BIOS没有闪存ROM或EEPROM，要升级只能换一个片子。参见 5.4节“BIOS升级”最近几年生产的主板都包含一个支持即插即用（PnP）的BIOS，这使得安装新卡，尤其是 PnP卡变得很容易。通过BIOS和操作系统（Windows 9x/Me和Windows 2000）中的特定软件，可以自动安装PnP插件，并且系统自动解决资源冲
28、突问题。注意 参见第5章“BIOS”中的5.7节“即插即用BIOS”。在随书光盘的技术参考部分，我们详尽列出了PnP设备的ID。23.3.4 内存比较老的系统在主板上有L2Cache，但是现在的系统中，Cache一般都做到处理器片子上去了。Socket 7或Super 7主板仍然有主板Cache，但它一般是焊在板子上的，不能拆卸或升级。参见6.4节“SRAM”大部分Super 7主板都支持至少1MB到2MB的Cache存储器。Pentium 4、Celeron以及AMD的Athlon和Duron就不需要L2存储器了，因为在它们的处理器上已经集成了cache。虽然有些Athlon主板也有主板Ca
29、che（叫做L3），但Athlon也有片内L2 cache。主存一般是装在SIMM（单列直插式内存模块），DIMM（双列直插式内存模块）或者RIMM（Rambus直插式内存模块）中的。现在PC机中常用的主存模块有三种，每一种自身又有很多变种。三种常用的内存条是： 72线SIMM（EDO RAM）。 168线DIMM（SD RAM）。 184线DIMM（DDR SDRAM）。 184线RIMM（RD RAM）。168线SDRAM DIMM是现在低端系统用的最为广泛的内存条，但是在几年前，大部分系统都使用72线EDO SIMM。大部分系统使用DIMM是因为这种内存条是64位的，可以单独在 Pent
30、ium或更高级的有64位的外部数据总线的处理器上用作存储体。现在一些最新、最快的系统使用RDRAM RIMM，它可以提供比标准的SDRAM更好的性能。双倍数据传输率（DDR）SDRAM是在标准SDRAM上设计的，前者的传输速率是后者的2倍。现在一些较新的AthlonDuron系统以及产自Intel和其他一些公司的最新服务器芯片组都支持 DDR。注意，尽管DDR SDRAM DIMM和RDRAM DIMM都使用184针连接器，但其内存体系结构却截然不同，因而两者是不能互换使用的。参见6.6.6节“物理RAM的容量和组成”参见6.5.5节“DDR SDRAM64位的Pentium系统需要成对使用7
31、2线SIMM（每个是32位宽），或者是单个的168线DIMM （64位宽）来制作存储体。内存条中每8位就要有1位用于奇偶校验或ECC。在买比较贵的ECC模块之前，一定要弄清楚芯片组（和主板）是否支持ECC。参见6.6.10节“奇偶校验和ECC”另外一个需要注意的就是内存条接口上接口的金属类型（特别是对于使用SIMM的主板），它们不是镀锡就是镀金的。虽然镀金的看起来可能会好一些（事实也是这样），但是不是所有的系统都能用它。模块接口金属和主板插座的金属应该匹配。换句话说，如果主板上的SIMM、DIMM和RIMM插座是镀锡的，那我们就只能使用镀锡接口的内存条。大部分主板上SIMM插座都是镀锡的，所以
32、它们就要求使用镀锡接口的内存条；而DIMM和RIMM插座一般都是镀金的，它们就要求使用镀金接口的内存条。如果将不同金属的（锡和金）混接了，锡那边的老化会大大加快，就会产生微弱的电子电流。这种老化和电子电流的破坏很大，什么样的内存问题都会出现。我曾经发现，在有些系统内，第一年什么都是好好的，但是在此过程中老化正在进行着；一年后，老是随机地出现一些存储问题。将内存条拔下来之后清了清，将接口都清了之后，又是一年没什么问题，然后问题又来了。要是这个问题在100台机器上出现了，你怎么维护呢？当然，避免这个问题的最好办法就是坚持使用和主板插座端口金属一样的内存条。参见6.6.9节“镀金触点内存与镀锡触点内存”如果想对各种类型的PC内存条知道更多，请参见第6章“内存”。23.
