专业英语第2元中文翻译

第2章计算机硬件

第一部分阅读和翻译

A部分计算机主板

一块母板是中央或主印刷电路板（PCB）组成一个复杂的电子系统，比如在现代计算机中。它也被称为主板，系统板或者平面板。在苹果计算机中，被称为逻辑板，有时也被缩写为mobo。

大部分现在制造的母板都是为IBM兼容机设计的。在2005年，IBM兼容机占有着96％的国际个人计算机份额。为IBM兼容机设计的母板广泛的出现在计算机母板的文章中。

母板就像背板一样，使用其他部分的系统通讯提供电子连接，但是和背板不同。背板可以包括中央处理器单元和其他子系统，比如实时钟表和外围接口。

一个典型的桌面计算机是由微处理器、主内存和其他必不可少的在母板上组件组成的。其他组件，比如外部存贮器、显卡、声卡和外围设备都被电缆连接在母板上。尽管在现代计算机中这种把外设和母板综合在一起的行为非常普遍。

组件和特性

一种特定的桌面母板包括大型印刷电路。它掌握着组件和相互连接以及各种物理连接（各种插槽和数据头）。这些组件可能被插入或者连接在母板上。

大部分母板至少包括：

●为微处理器（CPU）提供的插槽。

●系统主内存插槽。特别是以DIMM模块的形式，包括动态内存芯片（DRAM）。

●由芯片组组成的在CPU前端总线和主内存以及外设总线的接口。

●非易失的存贮芯片，通常是Flash ROM，包括系统的固件或BIOS。

●一个时钟生成器，产生系统时钟信号，来同步各种组件。

●为扩展卡提供的插槽（这些到系统的接口通过芯片组总线来支持）。

●电源连接口和电路，用来从计算机电源中接收电能，以及把电能分发到CPU、芯片组、

主内存和扩展卡上。

另外，几乎所有的母板都包括逻辑连接器，用来支持通用的输入设备，比如为键盘和鼠标提供PS/2接口。早期的个人计算机比如Apple II或者IBM Pc在母板上提供最小的外设支持。有时显示接口硬件也被集成在母板上，比如在Apple II上，但是很少在IBM兼容机上，比如IBM PC Jr。另外的外设,比如磁盘控制器和序列端口，是由扩展卡提供的。因为稳定的成本下降和集成电路版的尺寸的下降，现在使主板支持多种外设变成了可能。因为把各种特性综合在PCB上，母板的物理尺寸和系统成本可以减小。高集成度的母板在小型预算计算机中十分流行。

温度和可靠性

母板一般使用空气冷却，也就是安装在大型芯片上的散热槽，比如现代母板中的北桥。被动冷却，或者安装在供电系统的单风扇，对于很多桌面计算机CPU已经很足够了。直到九十年代，大部分CPU要求风扇安装散热槽，因为提高的时钟速度和电力消耗。大部分母板使用连接器来连接附加的风扇。新型的母板拥有集成的温度感应器，来探查母板和CPU温度，并且，可控风扇连接器可以被BIOS或操作系统来控制风扇速度。

一些小型计算机以及家庭剧院PC被设计为安静和能源经济，没有风扇。这些特殊的特性要求低能耗CPU，并且需要仔细的布局母板和其他组件，才能允许这样的散热设计。

在2003年研究发现，一些假崩溃和一般的稳定性话题，从屏幕图像扭曲到读写错误，并不是由计算机软件或外部硬件产生的，而是由计算机母板的老旧电容器引起的（1）。这些都是错误的

电解质配制的结果。

母版使用电解电容器来过滤分发到主板上的交流电。这些电容器因为温度－独立比率而变老，同时他们的以水为基础的电解液慢慢地蒸发。这可以导致电容和母板故障，因为电源的不稳定。因为大部分电容的额定为2000小时在105度，他们的期望设计寿命大概会变为两倍，当温度降低每10度在这个温度以下。在45度时预期寿命为15年。这对于计算机母板来讲是非常合理的。但是，很多很多厂商生产了不合格的电容器，这些电容器明显的减少了生命周期。不合适的冷却和高温可以恶化这个问题。尽管在母板上找到损坏的电容器并更换是可能的，但是这太耗费资源和时间了。维修主板比买一个新的母板还要贵。

历史

在微处理器出现之前，计算机通常是由插卡架或者主机构成，主机是由包含各种插槽和连接线的背板与各种组件连接的。在非常老的设计中线路在连接卡针之间是离散连接的，但是印刷电路版很快成为了标准实践。中央处理单元、内存和外设被覆盖在各自的印刷电路板上，插入背板。

在二十世纪八十年代末期到九十年代，把更多的外设特性移植到母板上变得十分经济。在八十年代末期，母板开始包括单集成电路用来支持各种低速外设：键盘、鼠标、软盘驱动器、串行端口以及并行端口。在二十世纪九十年代末期，很多个人计算机主板支持广泛的音频、视频、存贮和网络特性，不需要任何扩展卡。为了3D游戏和计算机图形学开发的high-end系统，只保留了显示卡作为单独的组件。

这些早期的母板先锋制造商是Micronics, Mylex, AMI, DTK, Hauppauge, Orchid Technology, Elitegroup, DFI,以及大量的台湾制造商。

流行的个人计算机，比如Apple II和IBM Pc已经发表了概念图表和其他文档，允许高速反工程和第三方替换母板。通常为了使新计算机兼容范本，很多母板提供附加的性能或者其他特性，并且被用来升级制造商的最初的设备。

使用BIOS进行系统引导

母板包括一些非易失内存来初始化系统，并从外设中读入操作系统。微型计算机，比如Apple II和IBM PC使用只读内存芯片，把他们安装在母板插槽上。当电源开启时，中央处理器将读入他的程序计数器和引导ROM的地址，并开始执行ROM的指示，在屏幕上显示系统信息和运行内存检查（2），这将按顺序开始从外设（磁盘）读入内存。如果它不可用，计算机就会运行其他内存的任务或者显示错误信息，这将依计算机的模型或者设计以及BIOS版本来确定。

大部分现代母板设计使用BIOS，存贮在EEPROM（电可擦可编程只读存储器）芯片上，来引导母板（插槽上的BIOS芯片也广泛的使用）。因为引导，母板、内存、电路和外设被测试并配置。这个过程被称为加电自检或者POST。在POST自检中的错误代码，涵盖了从普通的可听见的喇叭鸣叫，到复杂的显示在显示器上的诊断信息。

BIOS经常需要配置存贮在主板上的设置。既然配置就必须容易编辑，这些设置同上存贮在非易失RAM上，而不是存贮在只读内存上。当用户改变了配置或者修改了时间日期，小型的非易失RAM电路存贮这些数据。典型的一种小型长时间工作的电路（比如锂纽扣电池CR2032）被用来保持非易失RAM刷新和多年的使用。因此，失效的主板电池将使计算机不能确定正确的时间和日期，或者不能记住用户选择的硬件配置。BIOS本身并不会被电池的状况影响。

当IBM率先引入了PC，在二十世纪八十年代，仿制是非常常见的（组成主板的物理零件很容易得到）。然而，这些仿制从没有成功过，直到IBM ROM BIOS合法的被复制。为了理解为什么复制BIOS是一个如此重要的步骤，要考虑BIOS包括重要的指令来和外设交互。如果没有这些BIOS上的软件指令，PC就不能正常的运行。（在现代计算机操作系统上，BIOS忽略大部分的硬件特性，但是在八十年代，BIOS提供很多重要的底层特性）

所以当康柏计算机公司花费一百万美元，使用反工程来仿制IBM BIOS，他们成为了仿制IBM PC的计算机制造商的精英。凤凰科技马上作为他们的对手开始专卖BIOS给其他仿制者。很著名地，微软非常高兴的授权操作系统（DOS），IBM也非常高兴的起诉那些侵犯了他们BIOS著作权