1.2 笔记本电脑的工作原理

1.2.1 笔记本电脑整机工作原理

如图1-70所示为笔记本电脑主板与各主要部件的相互关系和工作原理图。其中，CPU是中央处理器的简称，它是整个笔记本电脑的核心器件和控制中心，相当于人的大脑，能够模仿人脑的思维方式，具有分析判断功能，因而属于一种智能化的逻辑电路单元。它可以通过笔记本电脑主板上的数据总线、地址总线和控制总线与各种外部设备相连。CPU的主要部分是运算器和控制器，还具有指令输入、指令译码、总线接口和高速缓冲存储器等部分。

图1-70 笔记本电脑主板与各主要部件的相互关系和工作原理图

内存是笔记本电脑运行过程中，用来存储数据和程序的器件。在笔记本电脑运行器件，几乎所有要处理的数据和信息都要从外部存储设备（如硬盘或光驱等）调入到内存中，在内存中进行暂存，等待处理。

笔记本电脑的输入设备、输出设备以及外部存储设备都属于外围设备。输入设备通常是指键盘和触摸板、外接鼠标、扫描仪等，而输出设备则是指LCD液晶显示屏、打印机、调制解调器等设备。由输入设备输入的各种数据和信号进入CPU，CPU处理之后和处理过程之中需要显示或者打印的部分送到输出设备进行显示或打印。

在这些处理过程中，CPU起到了最重要的控制和运算的作用，CPU与一般的电子线路的不同在于它是按照程序指令工作的。在工作时，CPU从内存中顺次读出指令，然后根据指令要求完成相应的工作。内存中的指令通过总线接口单元送入CPU的指令输入单元和指令译码单元，对指令内容进行解读。由于指令都是由1和0组成的二进制编码信号，通过读解这些指令编码，即可知道要进行哪项工作，其中包括加减乘除的指令运算、二进制数字的比较运算，然后向外部设备输出指令。

CPU是笔记本电脑主板上最为重要的器件，它需要与芯片组（南桥芯片和北桥芯片）、内存、存储控制器、接口电路和一些扩展插槽进行连接，以便进行数据信号、指令信号、控制信号、地址信号和电源供电电压的传送。由于电脑中各单元之间传送的信息内容多、数据量大，而且要求速度快，为了满足这种要求，都采用总线方式进行传输。如果把CPU比喻成人的大脑，那么总线就相当于人的神经系统。

笔记本电脑主板上的总线可以分为控制总线、地址总线和数据总线三种，所有主板上的插槽、芯片、输入/输出接口电路与CPU之间的连接都依靠这些总线实现。如图1-71所示为总线与各器件的连接关系。

图1-71 总线与各种器件的连接关系图

控制总线的功能是将CPU的控制信号传输到被控制电路中，地址总线和数据总线则是传输地址信息和数据信息的线路。而这些总线又是由很多的引线组成的。例如，有些主板的控制总线是由4 条引线组成的；地址总线有8 条、12 条、16 条或32 条不等。这些控制信号、地址信号和数据信号由各自的引线和被控制的电路以及其他电路进行连接。

从图1-71中可以看出，CPU与北桥芯片的连接就是靠控制总线、地址总线和数据总线，进行数据信息的传输。需要和接口芯片相连的时候，则经过北桥芯片处理后再通过北桥的控制总线、地址总线和数据总线，与接口芯片、南桥芯片以及MINI—PCI插槽进行数据连接。

南桥芯片也是通过控制总线、地址总线和数据总线连接，将数据和信息送往各种接口电路（I/O接口芯片）。这样控制信息、地址信息和数据信息就可以经过接口电路连接其他电路或外部设备，用来完成信息的交换或数据的处理。

通过这三条总线，CPU可以对主板上的任何电路器件和电脑的外部设备进行控制。