拆开一部台式计算机的外壳，里面是密密麻麻的电子元器件，这些电子元器件凝聚了半个世 纪全世界电子工程精英的天才创造，复杂程度不言而喻。不过，从上一篇文章我们知道，现在绝大多数计算机沿用了冯·诺依曼结构，也就是由 五大部件——运算器、控制器、存储器、输入设 备和偷出设备组成。那么,让我们于握冯·诺依曼 结构这张“导游图”,畅游计算机“神秘城”吧。

“神秘城”的外围

　　来到“神秘城”的外围，我们先来看看一些服务性的部件，这些部件是为 计算机服务的，跟计算机本身的计算功能没有关系。比如这个大个头儿的长方 体是机箱电源，里面装有散热风扇和电源，它可以把220伏的交流电转换成直 流电，为电脑主板、驱动器、显卡等配件供电。除了电源，还有视频卡和无线网卡 等。视频卡可以将摄像机、录像机等输出的视频信号，转换成电脑可辨别的数 据，存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件；无线网卡是用来连接局 域网的，但它只是一个信号收发的设备， 在布有无线局域网的区域内才能实现与 互联网的连接。

走入“神秘城”的中心

　　握着“导游图”,我们继续朝着“神秘城”的中心走去，在“路上”陆续看到了一些输入/输出设备(1/O)。 比如， 信息通过键盘、鼠标、扫描仪等输入设备，进入到“神秘城”中，最后通过显示器、打印机、绘图仪等输出设备显示出结果。还有一些扁的长方体，它们是硬盘、光驱等，存储了电脑中一些重要的信息和数据。它们既是输入设备也是输出设备，当你打开一个文件时，它们 是输入设备；当你保存或刻录这个文件时，它们又是输出设备。

　　“神秘城”里还有显卡，它将电脑 的数据转换成模拟数据，确保显示器能 正确地显示出来。中央处理器(CPU)送来的数据经过北桥后，会进入显卡的

图形处理器(GPU)中进行图像处理， 处理后的数据暂时储存在显存里。这些 数据从显存读取出后被送到随机存储数字模拟转换器 (RAM DAC)中，转换成计算机需要的模拟数据，再送到显示器中，这时我们就可以看到图像了。

　　有人说，计算机主要有三大块—CPU、存储器、I/0,其中前两者大部 分集中在主板上：CPU 是计算机的“大脑”,是冯 · 诺依曼结构中的运算器和控制器。它可以通过算术逻辑单元，对计算机软件中

主板上的部件

CPU 芯片条

散热器

总线

模拟音频端口

北桥

显示器VGA 端口显示器DVI 端口 HDMI 端 口

的眼前。那么,CPU 、 内存等部件是 怎么连接成一个整体的呢?答案是总 线。总线是由导线组成的一组传输线， 用于计算机系统中各功能部件之间的数字通信。

　　如果把主板比作城市，那么总线就是这座“城市”中的“公交车道”。只是每个“车道”允许通过的“车辆” 各不相同，比如在CPU 芯片内部的系统总线。CPU 通过系统总线连接内存 控制器、L3 缓存、显卡和各种I/O模块控制器。它包含了三种不同功能的总 线——数据总线DB(DataBus)、地址总线AB(Address Bus) 和控制总 线CB(Control Bus)。

　　数据总线用于传送 数据信息，这里的数据 可不只是数据，也可以CPU内存是指令代码或状态、控 制信息。数据总线上的信息是双向传输，可以把CPU 的数据传送到存储器或I/O接口等部件，也可以从这些部件中取 出数据传回到CPU。

SCSI卡   地址总线用于传送CPU 发出的地址信息， 指明与CPU交换信息的 内存单元或1/0设备，在微型计算机系统中，CPU、 存储器、I/O 设备等各部件通过总 线相互连接，由 CPU 控制各部件对总线的使用权

IDE 总线：连接硬盘与硬盘控制器

PCI 总线：连接南桥与外部插件、设备

sCSI 总线：连接计算机与周边设备(硬盘、软件、光驱、打印机等)

所以它是单向传输的。

控制总线用来传送控制信号和时序信号，其中有的是CPU 向内存或外部设备发出的信息，有的是内存 或外部设备向CPU发出的信息。也就是说，控制总线中的每一条线的信息传送方向是单向的，但从整体看来则是双向的。

　　对于传统的PC 机，总线可以分为系统总线、内存总线和I/0总线。系统 总线的数据传输速度很快，而且配合内存系统使内存—处理器的带宽达到最大。I/O 总线通过北桥连到处理器和内存上，被用于扩展和连接外部设备， 把各种外部设备(比如键盘、U 盘等) 连接到台式机上。

　　芯片组比较靠近主板中心，它提供了各个芯片之间相互访问的通道，属 于输入输出部分。芯片组是固定在主板上的一组超大规模的集成电路芯片的总 称，它就像交通调度机构，是CPU信号和其他部分相连的枢纽。芯片组中的 一块芯片指挥着高速信号，如CPU、存储器或PCI Express端口的信号，这 块芯片离CPU 很近，叫作“北桥”。

    另一块芯片负责指挥低速信号，如硬盘、网络、音箱、键盘、USB 设备、 PCI卡等设备的信号，这块芯片远离 CPU, 叫作“南桥”。CPU 对外的访问都需要通过北 桥，而其中与主存储器连接的这条通道对传输性能要求最高，通过北桥这个中转站时，信息的传输速率会变低。 所以现在一些新的计算机，已经把北桥的一部分或者全部移到了CPU 芯片当中，这样CPU 就可以直接访问主存储器，提高了数据的传输速率。

　　如果北桥能移到CPU 的芯片里， 那整个芯片组是不是也能全部纳入 CPU 呢?此时，小小的CPU里不仅包含了多核的CPU芯片，还有南桥芯片、显卡的功能模块和主存储器等。 由于原本在主板上的芯片组全部移进 了CPU 芯片内，这样主板上的通道就更加简单，而芯片内的输送速度也远高于主板，这样，数据的传输速率又能大大地提高了。主板上南、北桥的演变过程：北桥渐渐消失，南桥升级为PCH芯片。