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中国信息技术发展的现状和创新
编者按在中国工程院第八次院士大会举行的学术报告会上，中国工程院院士和中国工程院外籍院士先后作了学术报告。围绕世界工程科技发展的前沿开展学术交流活动是中国工程院的一项重要工作。通过学术交流，可以促进我国广大科技人员迅速把握当前世界的工程科技现状及水平，推动我国工程科技的进步和发展。今天，我们选登中国工程院副院长邬贺铨的报告《中国信息技术发展的现状和创新》，同时，我们还摘登了三位新当选中国工程院外籍院士的报告：美国国家工程院院长威廉•沃尔夫的报告《21世纪国际工程面临的挑战》、英国皇家工程院院长亚历克•布鲁斯的报告《培养未来技术专家的大学课程》和日本北里大学教授大村智的报告《来自微观世界的神奇礼物———阿维菌素》。
进入新世纪，世界上创新型国家几乎都将发展信息技术作为国家战略重点。随着信息技术的迅速发展和应用的普及，信息产业已成为我国的支柱产业，其规模已居世界第二位，但产业大而不强，需尽快改变我国信息产业核心技术受控于人的局面。以建设创新型国家为目标，我国把掌握装备制造业和信息产业核心技术的自主知识产权作为提高国家竞争力的突破口。虽然我国信息技术的总体水平与国际先进水平仍有不少差距，但近年来我国在一些有较大影响的关键信息技术领域有了可喜的突破。本报告分别就先进集成电路芯片与光电子器件、高性能计算机与软件、下一代互联网与信息安全、第三代移动通信与无线通信、数字电视与音视频编码，信息技术在产业中应用等六方面介绍中国在这些领域取得的进展和创新。
在微电子技术方面，几十年来其发展一直遵循摩尔定律，即集成度平均每18个月翻一番，30年时间内尺寸减小1000倍，性能提高1万倍。由于CMOS（金属氧化物半导体）的技术极限被不断突破，在可预见的十多年内，摩尔定律仍将持续起作用。我国经济长时间高速发展，使中国成为全球第二大集成电路（IC）市场，但目前国内市场自给率不到25%%，尤其是在代表IC水平的计算机中央处理器（CPU）方面，国内的技术差距就更大。近年来我国微电子取得关键技术的突破，成功开发出863众志、龙芯等CPU。可喜的是以64位通用高性能CPU为代表，以龙芯（Goodson）为例，相同主频下Goodson-2的性能已经明显超过PII，Goodson-2E则相当于P4水平，但在自主产权的核心技术方面仍然落后国际先进水平几年。目前，微电子技术进入纳米尺寸和System-on-Chip时代，CPU时钟进入GHz。中国具有较强整机系统设计能力，SOC时代的到来是我国IC产业跨越发展的机遇。
我国在光电子技术方面也有所突破，在国际上独立提出并实现了优于现有其它结构性能的40Gb/sDFB+EA（带电吸收的分布反馈激光器）和SOA+EA（带电吸收的半导体光放大器）。研制出国际领先的可调谐长波长探测器，包括Si基和GaAs基垂直腔RCE（共振腔增强型）和WDM（波分复用）光纤通信系统用的OMITMiC（一镜斜置三镜腔）探测器。在全固态激光器技术方面，我国在国际上首次研制成功具有自主知识产权的深紫外六倍频全固态激光器和宽调谐全固态激光器。
计算机模型/仿真与理论研究和实验并列为分析复杂系统的三大支柱，高性能计算越来越受到重视。其技术发展呈现四大趋势，大量采用商业现货供应（COTS）技术同时发展定制技术，高性能计算机与网格计算共存，从“高性能”走向“高效能”，从高性能计算（HPC）走向高性能服务（HPS）。目前代表国际水平的是2005年IBM研制的367万亿次/秒大规模并行机“蓝色基因”。我国近年来在高端计算机的研制方面取得了较好的成绩，出现了神威、银河、曙光、深腾等知名产品。在全球超级计算机TOP500的排名中，2004年曙光4000A排名第10，中国成为继美国、日本之后第三个能制造和应用十万亿次级商用高性能计算机的国家。
随着计算机的发展，软件变得越来越复杂，如果说在1971年软件为10万行代码，2001年为700万行，软件的高可信已成为新环境下软件系统开发和运行的关键和着眼点。2002年全球软件产业为7000亿美元，中国仅占191%%，在中国市场的系统软件中，国外品牌占953%%。这一状况目前有所改变，中文处理软件保持国际领先，我们自行开发了服务器 *** 作系统，实现了桌面Linux *** 作系统的基本功能，国产Office办公软件产品取得进步，但应用软件的开发和移植不足。今后电子政务的推开和开放源代码将为我国软件发展带来前所未有的机遇。
互联网从数据业务进入到承载如电话等实时业务，面对业务质量保证（QOS）和可扩展性、安全性等挑战，传统电信网也承受来自宽带业务的压力，网络技术处在换代的前夜。在最近几年，下一代互联网（NGI）和下一代网（NGN）成为网络发展的热点。中国也开展了NGI和NGN的研究和试验，其中最重要的是CNGI项目（中国下一代互联网示范工程），该项目已建成目前世界上最大规模的IPv6试验网。与国外进行的NGI试验不同，由于我国电信运营商的积极参与，CN鄄GI重视支持QOS的体系和技术的研究;在意对无线和移动业务的支持;以走向商业应用为目标关注网络和业务的可控可管。CNGI项目在国际上第一次提出鼓励开展旨在促进NGI与NGN在技术发展方向上协调的研究试验，开发支持NGI并有可能向NGN发展的网络软、硬件和应用，CNGI在探索NGI与NGN融合之路。
随着社会和经济发展及人们生活对网络的依赖越来越大，信息安全的重要性和紧迫性日益突出，密码理论、密码算法、安全协议、网络安全和信息隐藏等技术发展很快。我国专家在这些方面取得了一些创新成果。如被国际同行称之为“肖-Massey定理”的相关免疫布尔函数的频谱特征。又如环导出二元伪随机序列，揭示了密码设计一类新的非线性资源的密码学性质。我国学者提出了一种新的分析Hash函数的方法———比特跟踪方法，在国际上产生了重大影响。在国内电子政务市场，国产PKI系统已占主流。
中国有用户规模全球最大的移动通信网，目前普及率也仅是世界平均水平，还有很大的发展空间。但现有网上使用的移动通信设备和终端的关键技术基本依赖国外。第三代移动通信（3G）时代的到来给我们提供了难得的机会，由中国提议并得到国际电信联盟（ITU）和3G标准化组织3GPP通过的TD-SCDMA（时分—同步码分多址）成为国际3G三大主流标准之一，它采用时分双工（TDD）模式和有自主知识产权的智能天线技术，目前正在进行的规模应用技术试验已表明，其频谱效率优于采用频分双工（FDD）的另外两个3G标准（WCDMA和CD鄄MA2000）。
互联网和移动通信的普及应用推动了无线技术的发展，从无线局域网（WLAN）扩展到无线城域网（WMAN），而WLAN/WMAN应用的一个值得关注的问题是认证与安全。我国提出的WAPI（无线局域网鉴别和保密基础结构）标准较好地解决了这一问题，性能上优于80211i国际标准。此外，我国提出的SCDMA技术以其优良的性能价格比领先于其他无线接入技术，成为我国农村“村通工程”的首选方式。
在新世纪，广播电视数字化兴起，有线电视、卫星电视和地面无线广播电视的数字化都发展很快，有线数字电视的另一个发展趋势是利用IP技术的IPTV，数字电视地面无线广播技术新的应用领域是手机电视。我国数字电视地面无线广播系统技术研究较早，提出了多种方案，其中采用伪随机序列（PN）的时域同步频域处理技术等构成了基础性发明专利，所实现的性能优于按照ITU已有的三项国际标准实现的系统。不仅在信道处理技术上而且在信源编码技术上我国也有可喜的创新，我国发布了AVS音视频编码标准，它的压缩效率与国际标准MPEG4/AVC相当，但复杂度低，AVS的部分技术已被吸纳进相应的国际标准。
在信息技术的应用方面，我国在CIMS（计算机集成制造系统）技术的推广获得了国际大学奖和企业奖，农业信息化示范系统及其应用获得了联合国的奖励。我国开发了“用于测量与控制系统的EPA系统结构和通信规范”，被列入国际标准，标志着我国在工业自动化的现场总线领域有了国际认可的核心技术。信息技术在产业的应用能够渗透到从设备控制、过程管理、生产制造到企业资源优化和决策支撑的各个环节，有很大的开发和应用空间，在这方面，鞍钢是一个应用信息技术改造老企业提高市场竞争力的很好的例子。
作为近代科技革命重要标志的信息技术发展方兴未艾，正在渗透到社会、经济和人们生活的方方面面，信息技术成为新一轮竞争的重要手段，信息化对我国来说也是难得的机遇，正视在信息科学和技术方面的差距，加大自主创新力度，大力发展信息产业并重视推动信息技术在产业的应用，进一步提高我国的国际竞争力。

计算机主板简介

主板又名主机板、母板、系统板等。
在一台微型计算机里，主板上安装了计算机的主要电路系统，并具有扩展槽和插有各种插件。计算机的质量与主板的设计和工艺有极大的关系。所以从计算机诞生开始，各厂家和用户都十分重视主板的体系结构和加工水平。了解主板的特性及使用情况，对购机、装机、用机都是极有价值的。下面我们分别介绍当前流行的Pentium级主板和Pentium Ⅱ 级主板的主要技术特性和使用的有关问题。
主板上的新技术
计算机行业的技术更新无疑是最频繁和最迅速的，一种主板从投入市场到淘汰一般只有1～2年的时间。目前市场中销售的主板普遍使用了一些常见的新技术，并具有一些共同的特点。主要是：采用Flash BIOS，用户只需软件即可升级；采用同步突发式(PB Cache)二级高速缓存，与以前的异步缓存相比，可提高速度和效率；主板集成两个串口、一个并口和一个软驱接口；主板集成2个通道的增强型(EIDE)硬盘接口，用于连接硬盘、IDE光驱、磁带机等设备。有些主板还设有PS／2鼠标口、通用串行总线(USB)、DMI资源管理等。下面对一些典型技术作一介绍。
支持MMX
CPU技术的更新和主板产品的更新换代是密切相关的。一旦有新一代的CPU问世，就会有新的芯片组(Chip Set)与之配合，当然也需要新一代的主板支持。目前最热门的话题当然是MMX技术。
为了更好地和MMX CPU配合，Intel公司推出了430TX芯片组。该芯片组在集成度与速度上进行了优化，支持168线同步内存，采用ACPI（高级配置电源接口）方式的电源管理以便应用于笔记本电脑，另外TX芯片组采用Ultra DMA方式管理IDE设备，除兼容老的Mode 4的硬盘外，对于新一代ATAPI 3硬盘，可提供高达33MB／Sec的传输速率，可与SCSI硬盘媲美。目前，基于Intel 430TX芯片组的主板大量上市，主要有技嘉、华硕、微星等厂家的产品。
在高能奔腾级产品，Intel公司也在加紧把MMX技术应用到Pentium Pro处理器中去，构成1998年高档微机的主流CPU芯片，原代号为Klamath的Pentium Ⅱ。
Pentium Ⅱ 一改原来的陶瓷封装形式而采用CPU插卡结构，CPU卡一面作为CPU主体及散热片，另一面可集成CPU的二级缓存。在1998年的今天，Pentium Ⅱ CPU已成为主流芯片大量上市。相应的基于支持芯片组440LX、440BX等的主板也大量面市。
ATX结构
ATX乃ATeXternal的缩写，是由Intel公司首创以提升微机主板整体性能的新技术。与以前的Baby／MiniAT主板相比，ATX板的优点简述于下。后面将对AT主板和ATX主板进行较详细比较。
(1)ATX的主板看上去像是旋转了90度的Baby AT，但它却使输入／输出接口及其连接器可直接做在主板上。
(2)在ATX主板中，CPU和内存插槽均远离扩展槽，所有扩展槽都可以插全长的扩展卡，内存的插拔也很方便。此外，因CPU靠近电源，电源风扇也可给CPU散热。
(3)在ATX主板上，软硬盘连接器正好位于软硬盘支架附近，因此只需较短的连线就可连接它们。并在主板上集成了串并口和PS／2鼠标键盘接口。
(4)ATX主板还对整机的电源做了改进，使其更节省能源。新的ATX电源提供3V电压，以适应新的CPU需要。
另外，ATX主板上还可提供Soft Power(软电源开关)功能，即由主板控制电源开关，这样可实现遥控开机和Win95自动关机等功能。但ATX主板需用专门的ATX机箱。值得一提的是，有些主板厂家为方便用户使用和升级，在BABY－AT主板上做了普通和ATX两种电源接口，使用户不必使用ATX机箱，在普通机箱上加上ATX电源即可享有ATX电源的功能。
通用串行总线(USB)接口技术
通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是Intel和其它一些公司共同倡导的一种新型接口标准。随着计算机应用的发展，外设越来越多，调制解调器、扫描仪、磁带机等各种各样的外设使计算机本身所带的有限接口显得异常紧张。通用串行总线USB可以简单地解决这一问题。按目前的工业标准，它是一种四芯的串行通信设备接口，可以连接多达128个外围设备，并支持即插即用。主要用作计算机与外设之间的连接。通信速率可达12MB／s，比传统的RS－233C串行通信接口要快得多。今后USB总线的可用速率还会提高。采用USB总线可以把键盘、鼠标器、打印机、扫描仪、调制解调器、网络（HUB）等设备按统一的接口方式连接起来，使用户安装这些设备变得更简单。
采用USB总线后，计算机后面的许多接口都可以免去，而剩下一两个统一的USB接口。使用USB总线要求有USB驱动程序来配合各种USB设备，而USB驱动程序的基础部分一般是放在BIOS中的。现在市场上的许多奔腾类主板已经能够支持USB总线，并具有USB接口，但多数主板却没有配USB接口线，BIOS中可能也没有USB总线的驱动程序。所以大家不能仅从主板的说明书看到有USB接口，就以为你的主板今后可以使用USB总线。目前，符合USB标准的硬盘已经问世，不久将来还会出现更多带有USB的外设。在国内市场上支持USB接口的主板有大众、联讯、华硕等公司的产品。
桌面管理界面DMI技术
DMI，即Desktop Management Interface桌面管理接口，是用来让系统保存自身及外围设备相关资料的应用程序。通过DMI可以在 *** 作系统级查询系统配置信息(不用进入BIOS)，包括CPU、内存、I／O扩充插槽等。DMI可以将上述资料存储在BIOS中的特定位置，也可以利用DMI对资料库中系统配置情况作出修改以适应不同环境的系统需求(不必进入BIOS)。
主板上的BIOS会尽可能地收集系统信息，将它存在主板上Flash EPROM中一个4K的小块中，DMI可以恢复数据库中的系统信息这个数据库叫作MIFD(Management Information Format Database)。该BIOS允许动态实时更新DMI信息，DMI还允许在手工加入BIOS不能探测到的信息如使用者姓名、销售商、计算机编号等。管理者根据DMI提供的信息，很容易地发现系统故障。该接口不仅为管理者提供更多的方便，还能降低维护成本。
对称多处理结构
由于CPU速度和性能不断提高，微机服务器和工作站由于其突出的性能价格比，越来越受到重视。于是，支持对称多处理器结构的主板也相继问世。目前市场常见的多为支持两颗CPU的Pentium、Pentium Pro和Pentium Ⅱ 主板，主要用于小型服务器领域。在安装两颗CPU的情况下，性能比一颗时提高60％～80％。当然，只有在支持对称多处理器的 *** 作系统下，比如Windows NT，才能发挥两颗CPU的功能。
绿色环保电脑
在计算机使用过程中，很多时候计算机设备是空闲的，可是却全功率运行着，既耗电也加快了系统的老化。绿色环保电脑增强了电脑的电源管理功能，使其在没有人使用或无程序运行时自动减少各部件的功耗，达到节省能源和保护机器的目的。
目前绿色环保电脑一般遵循EPA(Environmentd Protection Agency，美国环境保护署)标准，符合该标准的电脑在开机启动时会有一个或绿色的EPA或Energy Star(能源之星)标志出现在屏幕上，如开机启动时的EPA显示图所示。EPA电脑在省电模式下系统耗电量低于30W，其各部件的定义如下：
(1)CPU (如Pentium)正常耗电约5W，进入休眠状态后只耗04W；
(2)显示器(一般符合DPMS规范)：ON(开机)→等待(Standby)(<15W)→休眠(Suspend)(<15W)→off(<5W)；
(3)硬盘：正常耗电3－10W，休眠时马达停转，耗电<1W。
由此可见，绿色环保电脑由“绿色主板”、“绿色CPU”、“绿色显示器”和“绿色硬盘”等部件组成，其中主板是关键部件，统率着各外围设备及CPU的绿色功能和对节能参数的设置。当某个外围设备不支持绿色环保功能时只影响到该子系统的省电模式不能实施，而主板不支持绿色功能则使所有的外设节能功能失效。
绿色环保电脑的省电模式按无 *** 作时间长短(可设定)分以下几个档次：
◇Doze(打盹)：CPU时钟频率降低，程序运行变慢。
◇Stand by(等待)：CPU时钟频进一步降低，显示器黑屏。
◇Suspend(休眠)：CPU停止运行，所有程序处于停顿状态，显示器进入关闭模式。有的主板将硬盘停转时间单独设置，也有的将其归入Suspend。一些新型的主板还支持Suspend状态下CPU风扇的停转，而ATX规格的主板更是支持软件控制开／关机，达到完全意义上的“绿色环保”。
在上述任何一种省电模式，只要接收到系统认可的启动信号，如鼠标移动、击键、MODEM呼叫等，均会激活电脑使其进入正常工作状态。
省电模式的等待时间间隔与系统认可的启动信号均在系统BIOS中设置。在配备了PC97要求的ACPI(高级电源管理)的主板上也可以通过 *** 作系统(如Windows95)进行节能设置。
智慧型主板
所谓的智慧型主板，不同的主板生产厂家有不同的说法，有的认为智慧型主板应该没有跳线(NO JUMPER)、能自动设置CPU的类型、频率和内外电压；也有的认为能够自动侦测CPU和进行电压设置、CPU过热可以自动报警的主板称为智慧型主板；还有的主板本身并不是智慧型主板，但厂商称可以通过升级卡升级到智慧型主板。那么，到底什么样的主板才算是真正的智慧型主板呢？一般认为，应该满足下面两个条件:
1智慧型主板首先应该采用无跳线技术设计
使用跳线的主要好处就是可以在同一主板上使用多种品牌型号的CPU，但缺点是存在跳线错误，轻则机器不能启动，重则烧毁CPU。486出现以前由于大多数CPU是焊死在主板上的，无法更换，所以真正自己跳过线的用户很少。随着奔腾时代的到来，部分主板已开始使用DIP开关取代跳线来控制CPU的工作状态。一般情况下，安装不同的CPU只需对照说明书拨动DIP跳线开关即可，这比装跳线器方便得多。
但CPU的种类和型号不断增多，设置DIP开关也变得越来越复杂，而且对普通用户来说仍显得太困难。正是在这样的环境下，无跳线的主板才应运而生。第一块这样的主板是联想生产的，随后联想又推出了430TX、40LX系列主板，这类主板的共同特点就是通过BIOS来设置CPU的类型、主频、总线频率和内外电压。一般情况下，用户只须插好CPU，开机启动，主板BIOS即可自动识别CPU种类、型号，并自动根据识别的CPU设置工作电压，根本不用关心是单电压还是双电压。当然，用户也可以自己手工设定CPU的时钟频率，BIOS将根据CPU类型设定缺省电压，用户还可以手工设定核心电压值，简单而灵活。如果因设置错误造成连续三次无法启动时，BIOS可自动将CPU频率设成最低并将BIOS参数设成缺省，进入BIOS重新设定。因为BIOS的数据库中存储有各种CPU的参数，所以对新式CPU的识别理论上可以通过升级BIOS来实现，当然这需要硬件上的支持，如主板提供的电压是否可满足新式CPU要求。因此，理论上的智慧型主机板可以将因错误设置跳线而造成的灾难性后果减小到零。由于无跳线技术的优越性，在联想的PDI－P51430系列之后，升技推出了X5、TX5 、IT5V、IT5H、SM5、SM5－A、AR5，承启推出了5TDM，联讯推出了KTX430、ATX431。
随着时间的推移，无跳线主板设计将成为一种潮流和时尚。需要说明的是，虽同为无跳线技术，但不同的主板厂家为其命名却各不相同，联想称这为SPEEDEASY，承启称之为SEEPU，联讯称之为SMARTSOFT，升技称之为SOFTMENU。
2能够对CPU及系统运行状态进行自动监测
这一点主要体现在具有自动系统监察和能源管理方面，在自动系统监察方面，可自动监察CPU温度、CPU风扇转动情况、系统电压、温度、资源(包括内存资源和硬盘空间)、信号、输入、病毒入侵等，如当CPU或系统风扇停转、温度过高、系统电压问题、系统资源不足、病毒入侵时，将显示警告信息，如果未能引起用户的注意，将自动采取处理措施，例如当CPU温度过高时，将在屏幕上显示警告信息并自动将CPU运行速度减慢(如仅以75MHz运行)，避免将CPU烧毁。
对CPU及系统的监控一般是通过使用LM75和LM78专用芯片来实现的。较高级的主板上，在CPU插座下面均安装有温度感应器，如LM75芯片(8个管脚)，可感应CPU温度，当CPU温度过热时会发出警报。
在能源管理方面，应能支持PC97／98设计指南中的ACPI(高级配置和电源接口)标准，待机模式下可自动停止风扇转动，关闭硬盘、光驱、软驱等部件的电源，以降低耗电和噪音。另外应具备软件关机功能和调制解调器唤醒功能(如果在待机模式中有信号从调制解调器进入，将自动开机并启动接收功能，接收后恢复原状)。
ATX主板与AT主板的比较
前面提到“ATX”，是Intel制定的新的主板结构标准。“ATX”是“AT Extend”的缩写，那么95年Intel制定的ATX标准在哪些方面不同于84年IMB制定的已经成为工业标准的AT标准呢？其实，对于软件来说，AT主板和ATX主板是没有区别的，ATX相对于AT改进的主要方面是主板上各个元件的相对位置，因为随着CPU等元件的进步和电脑向多媒体、网络化方面发展，AT主板元件位置的不合理，越来越影响电脑的扩充能力和可靠性。ATX较好地解决了这些问题，必将成为下一代电脑内部结构的标准。目前，很多整机生产厂家都采用了ATX标准。下面我们详细地比较一下ATX主板和AT主板的情况，以便读者选用时参考。
AT主板的缺陷
AT主板的缺陷主要体现在下列四个方面：
1CPU的位置不合理，造成了两方面的不良影响
首先，由于CPU所处位置散热通风条件不好，造成现在的高功耗CPU都需要一个专门的小风扇散热。在整个电脑中，这个小风扇的可靠性是最差的，往往因为小风扇的停转造成CPU的散热不良，从而导致频繁死机甚至CPU被烧毁。
其次，由于CPU位于扩展槽的后面，造成全长的扩展板卡无法插入，直接影响了电脑的扩充能力。另外，CPU旁边用于给CPU提供33V直流电源的稳压电路所用的散热片也影响了全长扩展板卡的使用。由于这两方面因素的影响，某些奔腾主板竟然无法插入一块全长扩充板卡。
全长扩展板现在还是很常见的，特别是多媒体方面，比如创通的所有SB声卡、VB视卡都是全长的。其它公司生产的电视卡、多媒体卡、影象捕捉卡大部分也是全长的板卡。
2内存位置不合理，造成内存升级困难，也造成内存条散热不良
由于原来的AT标准中没有规定内存的位置，因此，造成现在主板上内存被安置在一个狭小而又不通风的角落里，影响了内存的安装、升级。特别是现代电脑的内存量越来越大，内存条上采用的内存芯片也越来越多，散热问题也越发重要，使矛盾更加突出。
3主板的横向宽度太窄，使得直接从主板上引出接口的空间太小
目前由于多媒体化、网络化，电脑上安插的扩展板卡越来越多，为了缓解这种需求，可以把某些扩充卡的功能集成到主机板上，就象现在的主板都具有多功能卡的功能一样。但是问题出来了，虽然目前的技术已经可以在主板上集成更多的功能，但是由于输入输出信号线没有空间从主板上直接引出，必须使用特制线缆转到机箱的后部，占用扩展卡的位置转接出来。线缆的增多提高了成本，增加了电脑内的混乱程度，也给安装、维修带来不便，更为不利的是降低了整机的可靠性。
4没有规定软硬盘接口及软硬盘支架的位置
组装电脑的时候，如果使用的是大型立式机箱，人们常在软硬盘的线缆上大费周折，因为大部分主板提供的线缆都是针对中小型机箱的，长度不够。软硬盘线缆过长，不仅也增加了电脑内连线的混乱，甚至还会因为硬盘线缆过长，造成某些高速硬盘无法发挥其特长，制约了电脑整体性能的提高。
ATX主板的改进
ATX与AT的区别，是把AT（Baby AT）主板上的组件旋转了90度。当然这只是表面现象，ATX具体的改进是：
1把CPU的位置放在靠近主机电源的第二风扇的位置，让主机电源的散热风扇直接吹CPU，因此CPU上只需要一个散热片即可，甩掉了直接扣在CPU上性能不可靠的小散热风扇。CPU和稳压电路的散热片再也不会影响全长的扩展板卡的安装了。
2内存条位于主板的中央，使得升级、安装方便。同时，从主机电源第二风扇吹来的气流也使得内存条的散热情况大大好转。
3ATX主板的边缘直接提供了2个串口、1个并口、1个PS／2键盘和1个PS／2鼠标的接口，甚至有的主板还提供有一个游戏接口和三个音频接口，如华硕的SP98AGP－X主板。有效地减少了主机内部线缆的数目，提高了整机的可靠性，降低了电磁辐射和信号裒耗改善了整机的性能。
4软硬盘接口现在放到了距软硬盘支架最近的地方，缩短了线缆的长度，有利于使用高速的UltraI硬盘。
5ATX主板提供了33V直流电源。为了降低功耗，主板上使用33V低电压的设备越来越多，比如CPU、168线SDRAM内存等。采用ATX标准以后，主机电源直接提供了33V电压，因此减少了主板上采用的元件数，不仅降低了主板的成本，同时也有利于提高可靠性和机器的总体性能。

6ATX标准的机箱在电源关闭的时候仍然可以提供5V、100 mA的直流电流，维持电脑内部一小部分电路在关机的情况下依然保持工作状态，便于实现遥控开机、软件关机、定时关机的功能。比如接到遥控开机信号或者电话呼叫信号之后，自动打开电脑电源进行处理。这个特征使电脑更象消费类电器。
ATX主板对机箱的要求
ATX主板必须使用ATX机箱，ATX机箱也只能安装ATX主板。这大概是使用ATX主板的限制。各种扩展板卡，无论是全长的ISA、EISA卡，还是PCI卡、键盘、串并口插头都能与AT主板通用。在ATX主板上的键盘和鼠标接口是PS／2，因此需要有这样的转换插头才能用现在的AT键盘。

EPA简介
EPA是Ethernet for Plant Automation的缩写，它是Ethernet、TCP/IP等商用计算机通信领域的主流技术直接应用于工业控制现场设备间的通信，并在此基础上，建立的应用于工业现场设备间通信的开放网络通信平台。其是一种全新的适用于工业现场设备的开放性实时以太网标准，将大量成熟的IT技术应用于工业控制系统，利用高效、稳定、标准的以太网和UDP/IP协议的确定性通信调度策略，为适用于现场设备的实时工作建立了一种全新的标准。这一项目得到了中国政府“863”高科技研究与发展计划的支持。在国家标准化管理委员、全国工业过程测量与控制标准化技术委员会的支持下，由浙江大学、浙江中控技术有限公司、中国科学院沈阳自动化研究所、重庆邮电学院、清华大学、大连理工大学、上海工业自动化仪表研究所、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京华控技术有限责任公司等单位联合成立的标准起草工作组，经过3年多的技术攻关，而提出的基于工业以太网的实时通信控制系统解决方案。
EPA实时以太网技术的攻关，以国家“863”计划CIMS主题系列课题“基于高速以太网技术的现场总线控制设备”、“现场级无线以太网协议研究及设备开发”、“基于'蓝牙'技术的工业现场设备、监控网络其及关键技术研究”，以及“基于EPA的分布式网络控制系统研究和开发”、“基于EPA的产品开发仿真系统”等滚动课题为依托，先后解决了以太网用于工业现场设备间通信的确定性和实时性、网络供电、互可 *** 作、网络安全、可靠性与抗干扰等关键性技术难题，开发了基于EPA的分布式网络控制系统，首先在化工、制药等生产装置上获得成功应用。
在此基础上，标准起草工作组起草了我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准《用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范》。同时，该标准被列入现场总线国际标准IEC 61158（第四版）中的第十四类型，并列为与IEC 61158相配套的实时以太网应用行规国际标准IEC 61784-2中的第十四应用行规簇（Common Profile Family 14,CPF14），标志着中国第一个拥有自主知识产权的现场总线国际标准―――EPA得到国际电工委员会的正式承认，并全面进入现场总线国际标准化体系。
当前，随着计算机、通信、网络等信息技术的发展，信息交换的领域已经覆盖了工厂、企业乃至世界各地的市场，而随着自动化控制技术的进一步发展，需要建立包含从工业现场设备层到控制层、管理层等各个层次的综合自动化网络平台，建立以工业网络技术为基础的企业信息化系统。当前，在企业的不同网络层次间传送的数据信息已变得越来越复杂，对工业网络的开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。
EPA即是建立在此基础上的工业现场设备开放网络平台，通过该平台，不仅可以使工业现场设备（如现场控制器、变送器、执行机构等）实现基于以太网的通信，而且可以使工业现场设备层网络不游离于主流通信技术之外，并与主流通信技术同步发展，同时，用以太网现场设备层到控制层、管理层等所有层次网络的“E网到底”，实现工业企业综合自动化系统各层次的信息无缝集成，推动工业企业的技术改造和提升、加快信息化改造进程。
技术特点：
1、确定性通信
以太网由于采用CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）介质访问控制机制，因此具有通信"不确定性"的特点，并成为其应用于工业数据通信网络的主要障碍。
虽然以太网交换技术、全双工通信技术以及IEEE8021p&q规定的优先级技术在一定程度上避免了碰撞，但也存在着一定的局限性：
（1）以太网交换机的存储转发机制同样使通信延迟具有不确定性。通信延迟的不确定性主要来自于其排队延迟。无论采用哪种存储转发机制，当同时来自于多个端口的报文需要向同一个端口转发时，交换机就必须将这些报文进行排队缓冲，并依次转发。因此，交换机的缓冲池大小将直接影响了来自于某一端口的报文能否以及何时被成功转发。
（2）以太网交换机存在的"广播风爆"问题。工业数据通信网络中广泛采用广播方式发送的实时数据报文，同样会产生碰撞。
除了通信实时性要求外，工业数据通信网络的通信还具有以下特点：
（1）周期与非周期信息同时存在，正常工作状态下，周期性信息（如过程测量与控制信息、监控信息等）较多，而非周期信息（如突发事件报警、程序上下载等）较少；
（2）有限的时间响应，一般办公室自动化计算机局部网响应时间可在几秒范围内，而工业控制局域网的响应时间应在001-1秒；
（3）信息流向具有明显的方向性，通信关系比较确定。正常工作情况下，变送器只需将测量信息传送到控制器，而控制器则将控制信息传送给执行机构，来自现场仪表的过程监控与突发时间信息则传向 *** 作站， *** 作站一般只需将下载的程序或配置数据传送给现场仪表等；
（4）根据组态方案，信息的传送遵循严格的时序；
（5）传输的信息量少，信息长度比较小，通常仅为几位或几个、十几、几十个字节；网络吞吐量小；
（6）网络负荷较为平稳。
EPA系统中，根据通信关系，将控制现场划分为若干个控制区域，每个区域通过一个EPA网桥互相分隔，将本区域内设备间的通信流量限制在本区域内；不同控制区域间的通信由EPA网桥进行转发；在一个控制区域内，每个EPA设备按事先组态的分时发送原则向网络上发送数据，由此避免了碰撞，保证了EPA设备间通信的确定性和实时性。
2、“E”网到底
EPA是应用于工业现场设备间通信的开放网络技术，采用分段化系统结构和确定性通信调度控制策略，解决了以太网通信的不确定性问题，使以太网、无线局域E网到底网、蓝牙等广泛应用于工业企业管理层、过程监控层网络的COTS（Commercial Off-The-Shelf）技术直接应用于变送器、执行机构、远程I/O、现场控制器等现场设备间的通信。
采用EPA网络，可以实现工业企业综合自动化智能工厂系统中从底层的现场设备层到上层的控制层、管理层的通信网络平台基于以太网技术的统一，即所谓的“E（Ethernet）网到底”。
采用EPA，可实现工业企业智能工厂中垂直和水平两个方向的信息无缝集成：
通过EPA网络通信平台提供的实时数据通信服务，来自不同厂商的现场智能设备和应用程序可以实现信息透明互访和互可 *** 作。
采用EPA网络，可以实现智能工厂中从管理层、控制层直至现场设备层等所有网络层基于以太网的信息无缝集成，用户可以在世界的任何地方通过其访问权限，直接通过常用的工具或软件（而不是专用软件）访问智能工厂中的任何一个设备。
利用EPA开放网络平台，可以实现传统控制系统（如DCS、PLC）与基于EPA的现场总线控制系统FCS之间的信息无缝集成，使得工业现场设备中的大量控制和非控制信息能够无缝地传递到制造执行层和企业管理层系统，通过信息集成创新技术、数据综合利用技术、数据增值挖掘技术等，对工业企业生产全过程实现高效智能化管理。
3、互 *** 作性
与传统的4-20mA标准不同，工业数据通信网络不仅要解决信号的互通和互连，更需要解决信息的互通问题，即信息的互相识别、互相理解和互可 *** 作。
所谓信号的互通，即两个需要互相通信的设备所采用的通信介质、信号类型、信号大小、信号的输入/输出匹配等几方面的参数符合同一标准，即物理层标准。在此基础上，采用统一的数据链路层协议，不同的设备就能连接在同一网络上实现互连。
如今，几乎所有的控制系统都采用了以太网、TCP/IP协议作为其通信网络，实现了设备的互连。但是，如果仅采用以太网、TCP/IP协议，而没有统一的高层协议（如应用层协议），不同设备之间还不能相互理解、识别彼此所传送的信息含义，就不能实现信息互通，也就不可能实现开放系统之间的互可 *** 作。
为此，《EPA标准》除了解决实时通信问题外，还为用户层应用程序定义了应用层服务与协议规范，包括系统管理服务、域上/下载服务、变量访问服务、事件管理服务等。至于ISO/OSI通信模型中的会话层、表示层等中间层次，为降低设备的通信处理负荷，可以省略，而在应用层直接定义与TCP/IP协议的接口。
为支持来自不同厂商的EPA设备之间的互可 *** 作，《EPA标准》采用XML（eXtensible Markup Language）扩展标记语言为EPA设备描述语言，规定了设备资源、功能块及其参数接口的描述方法。用户可采用Microsoft 提供的通用DOM技术对EPA设备描述文件进行解释，而无需专用的设备描述文件编译和解释工具。
4、开放性
《EPA标准》完全兼容IEEE8023、IEEE8021P&Q、IEEE8021D、IEEE80211、IEEE80215以及UDP（TCP）/IP等协议，采用UDP协议传输EPA协议报文，以减少协议处理时间，提高报文传输的实时性。
为确保EPA系统运行的可靠性，《EPA标准》中还针对工业现场应用环境，增加了媒体接口选择规范与线缆安装导则。
商用通信线缆（如五类双绞线、同轴线缆、光纤等）均可应用于EPA系统中，但必须满足工业现场应用环境的可靠性要求，如使用屏蔽双绞线代替非屏蔽双绞线。
EPA网络支持其他以太网/无线局域网/蓝牙上的其他协议（如FTP、>