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计算机实用技术,浙江大学2008,计算机硬件系统的主要部件,第一讲,计算机实用技术-第一讲,一个计算机系统是由计算机硬件系统和计算机软件系统组成。为了更进一步地掌握好、应用好、维护好计算机系统，对计算机硬件系统中主要部件应有一定的了解和认识。CPU即中央处理器，又称为微处理器。CPU是英语“Central Processing Unit”的缩写，CPU的主要功能是进行算术运算和逻辑运算，由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。被喻为计算机硬件系统的“大脑”,在特定的时候往往是计算机的代名词。在比较计算机系统的档次时往往就是以CPU的型号划分的，,计算机硬件系统的主要部件,1.CPU部件,计算机实用技术-第一讲,例如：早期的286、386、486、586、Pentium(奔腾)、Pentium、Pentium,近期的Pentium、Pentium D等。CPU的核心部分就是超大规模集成的运算芯片，具有计算、控制和寄存功能。,CPU部件实例,CPU发展概况,计算机实用技术-第一讲,CPU的技术指标字长是指计算机一次能直接处理的二进制信息的位数。早期的CPU字长为4位、8位、16位，近期的CPU字长都为32位和64位。字长指标决定了处理信息的吞吐量。主频又称时钟频率，单位是兆赫兹（MHz）。主频越高CPU处理信息的速度越快。早期的CPU主频为25MHz、233MHz、450MHz等，近期的CPU主频已达到2.4GHz、3.2GHz等。主频指标决定了处理信息的速度。,计算机实用技术-第一讲,与CPU相关的几个实用技术CPU超频技术实际上CPU的主频与计算机主板电路上提供的外频和倍频有关：主频即CPU的时钟频率外频即CPU的总线频率倍频就是主频相当于外频的倍数主频=外频倍频,计算机实用技术-第一讲,CPU超频就是提高CPU的工作频率(超过主频，在非标准频率下工作)以得到整机性能的行为。,计算机实用技术-第一讲,CPU缓存技术-CPU缓存的工作原理:当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理；如果没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存，这样CPU的运算能力便会明显提高。CPU的缓存分为：一级缓存（L1）和二级缓存（L2）。其中CPU的二级缓存是提高CPU性能的关键。它的作用是为了协调CPU的运算速度与内存的存储速度之间的差异。,计算机实用技术-第一讲,CPU散热-就是如何将CPU工作时产生的热量有效地排出。热量在传递上的三种基本方式为：传导，对流和辐射。早期的CPU主要靠自然对流的方式进行散热。近期的CPU必须进行主动散热。带风扇的散热器通常被称为强制风冷散热器,风冷散热器的工作原理:散热器底部通过导热膏将CPU散热出的热量尽量吸收，在传导到散热片上，位居上方的风扇向下吹出强劲的对流风，将散热片上的热量带走，以保持散热片较低的温度，以保证散热片能源源不断地从CPU上吸收热量，持续为CPU散热。,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,选购散热器常见的散热器有风冷散热器、热导管散热器、水冷散热器三种。,计算机实用技术-第一讲,主板是电脑的躯干，它可以让电脑的各种配件在一起协调工作，它的性能直接关系到电脑的稳定性和工作速度。主板的构成主板的英文名称为Motherboard或Mainboard，也称为母板。从“母”字可以看出主板在电脑各个配件中的重要性。主板不但是整个电脑系统平台的载体，还负担着系统中各种信息的交流。,2.主板部件,计算机实用技术-第一讲,主板部件概貌主板的平面是一块PCB印刷电路板，分为四层板和六层板，四层板分别是主信号层、接地层、电源层、次信号层。而六层板增加了辅助电源层和中信号层。在电路板上面，是错落有致的电路布线；在PCB印刷电路板上面，则为棱角分明的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。芯片包括BIOS芯片，南北桥芯片，RAID控制芯片等；插槽包括CPU插座，内存插槽，PCI插槽，ISA插槽等；接口包括IDE接口，软驱接口，COM接口(串口)，PS/2接口，USB接口，IEEE1394接口，LPT接口(并口)，MIDI接口等。,计算机实用技术-第一讲,中心组件：1.CPU socket2.Chipset Northbridge3.Chipset Southbridge内存组件：4.插槽15.插槽2磁盘接口：6.软盘接口7.硬盘接口8.串行接口扩展接口：911.PCI槽口1214.电源连接口：集成部件：1518.声卡,网卡等BIOS部件：19.BIOS ROM20.BIOS电池,计算机实用技术-第一讲,芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥(Host Bridge)。还有些芯片组加入了3D加速显示、AC97声音解码等功能，还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能。,计算机实用技术-第一讲,北桥芯片（North Bridge）是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥（Host Bridge）。一般来说，芯片组的名称就是以北桥芯片的名称来命名的。例如英特尔 i915P芯片组的北桥芯片是915P，i945G芯片组的北桥芯片是945G等等。,如何知道哪块是北桥芯片？,南桥芯片（South Bridge）是主板芯片组的重要组成部分。它负责I/O总线之间的通信，如PCI总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等，这些技术一般相对来说比较稳定，所以不同芯片组中可能南桥芯片是一样的，不同的只是北桥芯片。南桥芯片的发展方向主要是集成更多的功能，例如网卡、RAID、IEEE 1394、甚至WI-FI无线网络等。,计算机实用技术-第一讲,如何知道哪块是南桥芯片？,主板选购要点于CPU匹配首先要根据选购的CPU类型来确定主板。由于不同的CPU平台的插座不同（目前主要是Intel 和AMD两个平台）需要有不同的主板支持。芯片组芯片组是主板的大脑，是衡量主板性能高低的重要指标。品牌从主板品质、市场口碑等综合因素进行评定的一线品牌，现市场中有华硕、微星、技嘉。功能从主板上集成声卡提供的7.1家庭影院级的音效享受、到主板所附送的无线网卡提供的无线网络、电视卡提供的影视享受等等，这些都是在说主板所具备的功能。所谓的“简化板”就是简化一些很多你并不需要的功能，例如无线网卡，双千兆网卡。,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,质保 很多厂家承诺3年质保，但其中只有部分是3年全免费的。用户如果是对质保很在意的话，购买之前应向商家问清楚，自己购买的产品到底是免费保修一年还是免费保修三年。,最新主板示例,计算机实用技术-第一讲,存储器是计算机系统中的一个重要部件。在操作系统和各种软件体积日益庞大，系统要求更加苛刻的情况下，现在对存储器的要求是容量大、速度快、成本低，但是在一个存储器中要兼顾这三个方面是比较困难的。为解决这个问题，现在的计算机系统通常采用三级存储器的结构。,3.内存储器部件,计算机实用技术-第一讲,内存储器简称内存是指系统存放数据和指令的半导体存储单元。包括RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、Cache(高速缓存)。其中的RAM是最主要的存储器，习惯上就直接称RAM为内存。,DDR2,DDR,SDRAM,目前主流产品,计算机实用技术-第一讲,内存的技术指标内存容量-代表内存能同时存储的最大数据容量，容量越大电脑的速度越快（其他配件不变的前提下），所以内存是容量是多多益善，但要受到主板支持的最大容量限制。目前主流内存容1GB等。内存主频-内存主频和CPU主频一样，习惯上被用来表示内存的速度，它代表着该内存所能达到的最高工作频率,以MHz（兆赫）为单位来计量的。内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作。目前较为主流的内存频率是400MHz的DDR内存，以及667MHz和800MHz的DDR2内存。内存无法决定自身的工作频率，其实际工作频率是由主板来决定的。内存插槽-是指主板上所采用的内存插槽类型和数量。主板所支持的内存种类和容量都由内存插槽来决定的。目前台式机上主要应用于主板上的内存插槽有SIMM、DIMM。,计算机实用技术-第一讲,168针SIMM插槽(SDRAM),184针DIMM插槽(DDR),240针DIMM插槽(DDR2),计算机实用技术-第一讲,金手指（connecting finger）-是内存条上与内存插槽之间的连接部件，所有的信号都是通过“金手指”进行传送的。“金手指”由一组金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”。“金手指”实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。,计算机实用技术-第一讲,颗粒封装-就是内存芯片所采用的封装技术类型，封装就是将内存芯片包裹起来，以避免芯片与外界接触，防止外界对芯片的损害。,TSOP封装,(薄型小尺寸封装),BGA封装,(球栅阵列封装),CSP封装,(芯片级封装),计算机实用技术-第一讲,内存选购内存的种类和规格-从结构规格和接插形式上内存可分为SIMM和DIMM 两大类，目前大多数主板都采用的是DIMM内存。建议根据主板插口类型选购内存。容量的选择-内存容量从理论上来讲是多多益善，但如果电脑的其他配件档次太低。过多也是一种浪费。另外考虑到主板上的插槽数量有限制，目前建议一般选购单根512M/1G的内存。品牌的选择-不同品牌的质量自然也是不同。一般来说，一些久负盛名的内存芯片在出厂的时候都会经过严格的检测。比较有名的有：Kingston、kingmax、三星、金邦、NEC等。,计算机实用技术-第一讲,内存安装方法图解,步骤1,步骤2,步骤3,计算机实用技术-第一讲,4.硬磁盘部件,容量的选择-硬盘的容量是很多消费者购买时首选的因素。分析现在的硬盘市场，我们可以发现，随着硬盘容量的增加，我们为其每单位容量所付的费用就越低。转速的选择-除了容量以外，第二个重点就是看硬盘的转速。转速是指硬盘碟片转动的速度，由于这直接影响了数据读取的速度，因而对系统整体的性能有着不小的影响。现在市场上主流的IDE硬盘一般有5400转和7200转两种。（当然，也有1万转的硬盘出现，但其为SCSI接口）硬盘的转数越快，硬盘的传输速度也就越快，硬盘整体的性能也随之越来越高。主流的台式硬盘一般都是7200转。,计算机实用技术-第一讲,硬盘接口的选择-现在的硬盘接口大致上有以下两类，即IDE、SCSI、SATA。IDE接口只支持内部驱动器，我们常见的使用IDE接口的设备有硬盘和光盘驱动器两类。1条IDE通道可以容纳两个设备的接入，分别可以设定为主设备和从设备。SCSI则是主要用于工作站或服务器的一个硬盘标准接口。与IDE接口相比较，其能支持更多的连接设备。SATA口的硬盘又叫串口硬盘，采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。缓存容量的选择-缓存又名 Cache（单位KB或MB）。缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所，硬盘的读过程是经过磁信号转换成电信号后，通过缓存的一次次填充与清空、再填充、再清空才一步步地按照PCI总线周期送出去，所以缓存的作用不容小视，缓存的容量与速度可以直接关系到硬盘的传输速度。从理论上讲Cache是越快越好，但并非越大越好，2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用,计算机实用技术-第一讲,主流的硬盘品牌现在市场上主流的硬盘品牌是希捷、西部数据、迈拓、IBM 和三星等。其中Seagate硬盘是市场占有率最高的硬盘品牌了。硬盘的发热问题随着转速的提升，硬盘的发热量也是节节攀升。若硬盘散发的热量不能及时的传导出去，硬盘就会急剧的升温，一方面会使硬盘的电路工作在不稳定的状态，另一方面硬盘的盘片与磁头长时间在高温下工作也很容易使盘片出现读写错误和坏道，而且对硬盘使用寿命也会有一定影响。所以选购时，你一定要在发热量和转速之间寻求一个平衡。如果实在是要追求高速度的话，也可以尝试在硬盘上装一个硬盘散热风扇，这样在散热上就会好很多。,计算机实用技术-第一讲,硬盘使用中的实用技术-双硬盘的安装和使用,现在软件做的越来越大，资料存的越来越多，原来的老硬盘早已不堪重负，这时候很我们就想安装新的硬盘，可是发现只有一根数据线。这里就讲解双硬盘的安装过程。通常都是将性能较好的新硬盘接在第一条IDE数据线上，设为主盘(Master)，作为开机引导硬盘。至于旧硬盘，有几种接法：两个硬盘接在同一根硬盘数据线上，则第二硬盘应设为从盘(Slave)。第二硬盘接在第二个IDE接口上，如果该接口的数据线上只有一个硬盘，也没接光驱，那么第二硬盘就不用跳线；如果这根数据线上还挂有光驱，一般将第二硬盘和光驱的其中一个设为主盘。,计算机实用技术-第一讲,设置硬盘跳线 一般可以在硬盘的IDE接口与电源接口之间找到由35列跳线。不管是什么硬盘，在跳线设置上，大致可分成主盘、从盘与电缆选择（Cable Select）三种。硬盘的出厂预设值都是设为主盘，所以如果将硬盘设为主盘，一般就不用设置跳线了。,计算机实用技术-第一讲,取出所有跳线帽就是从盘了,将硬盘装入机箱的3.5英寸的安装架，并用螺钉固定，将第一根IDE数据线中端插入老硬盘的IDE接口，IDE数据线未端插入新硬盘的IDE接口。,主盘,计算机实用技术-第一讲,CPU超频方法,超外频-即改变主板上的总线频率总线频率越高，系统性能越高，增加总线频率比增加倍频更明显地改善系统性能。超外频还能提高前端总线的频率(FSB)，可以加快系统总线的速度。系统总线速度越快，内存速度，PCI总线，AGP接口的速度就越快。改变外频的方法主要有两种：通过修改BIOS参数设置进行 一些主板为了便于用户设置CPU的倍频和外频特别使用了软跳线技术，这样不用打开机箱就可以直接在BIOS中修改相应参数设置CPU的倍频和外频，目前各厂商所生产的BIOS软跳线设置不太一样，所以修改前请仔细查看主板手册，找到设置方法。通过调整主板上的跳线或DIP开关对于没有使用软跳线技术的主板，如果要修改CPU外频，那么就必须打开机箱直接调整主板上的跳线或DIP开关。事先请将电脑关闭，并准备好主板说明书。,计算机实用技术-第一讲,打开机箱后，对照主板说明书查看相应的跳线或DIP开关，然后按照说明书上的介绍修改外频。,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,改变倍频目前大多数的CPU的倍频都已经被锁定，所以我们无法对其进行改变。改变CPU电压这是一个最简单有效的方案，CPU电压越高，工作越稳定，因为电压越高信号强度越大，而它的负作用便是有一定的危险性，同时CPU的温度会提升，所以需要更好的散热设备，而且增加电压要限制在15%之内。尽管增加一点点电压不会对CPU造成损伤，但是建议还是不要随便常试这种方法。通过修改BIOS参数设置进行。使用工具软件进行超频使用工具软件来超频CPU是一种比较安全的方法，这些工具软件其实就是利用了上面提到的BIOS软跳线原理，对CPU的外频进行调整，目前常用的主要有三个工具软件:SoftFSB、CpuFSB和EasyTune3。,计算机实用技术-第一讲,超频实践的主要步骤,关掉电源检查CPU安装或改装CPU的散热设备根据说明书上的内容，检查你的主板外频跟倍频的设定值，并把它们记下来。根据说明书检查电压的设定值。根据主板说明书所示，改变外频或倍频的设定。做最后的检查(外频、倍频、电压的设定)。加电开机。可以进入BIOS SETUP吗。可以：改变BIOS的设定值到正确的数值。不可以：关掉电源，根据说明书，调整更高的电压。系统运行正常工作吗？运行正常：用专业测试软件进行测试的工作，检查速度是否增加。运行不正常：关掉电源，根据说明书，调整更高的电压。系统运行一切正常超频成功。,计算机实用技术-第一讲,注意点：尽可能不要改变电压。因为这会使CPU产生更多的热量。散热是超频过程中最为重要的，也是我们能否超频、能否长久超频的成功关键。,返回,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,计算机实用技术-第一讲,1971年:4004 微处理器1972年:8008 微处理器1974年:8080 微处理器1978年:8086-8088 微处理器1982年:80286 微处理器1985年:80386 微处理器Intel 80386微处理器内含275,000 个晶体管，比4004微处理器增多了100倍以上，这个32位的处理器首次支持多任务设计，能同时执行多个程序。,Intel微处理器CPU发展概况,计算机实用技术-第一讲,1989年:80486 微处理器Intel 80486处理器诞生，让计算机从命令列转型至点选式(point to click)的图形化操作环境，首次拥有第一部彩色屏幕计算机，应用于快速的桌面排版作业。Intel 80486处理器率先内建数学协同处理器，由于能扮演中央处理器处理复杂数学运算，因此能加快整体运算的速度。Intel 80486晶体管数目为120万颗。1993年:Pentium 处理器Pentium(奔腾)是Intel首个放弃利用数字来命名的处理器产品，在微架构上取得突破，让计算机更容易处理“现实世界”的信息，例：语音和声音、书写识别、相片影像等。“Pentium”一词源自于漫画与电视用语，Intel Pentium处理器晶体管数目为310万颗。,计算机实用技术-第一讲,1997年:Pentium II 处理器Pentium II处理器结合了Intel MMX技术，能以极高的效率处理影片、音效、以及绘图资料，首次采用Single Edge Contact(S.E.C)匣型封装，内建了高速缓存。应用于Internet互连网上数据传送和处理等。Intel Pentium II处理器晶体管数目为750万颗。典型产品：Celeron(赛扬)CPU 1999年:Pentium III 处理器 Intel Pentium III 处理器加入70个新指令，以最大限度利用当今乃至未来的互联网资源。包括网络广播、多媒体、视频剪辑、图片处理、网络视频流、语音、3D、CSD、游戏以及下载高品质影片等。Intel首次导入0.25微米技术，Intel Pentium III晶体管数目约为950万颗。,计算机实用技术-第一讲,2000年:Pentium IV 处理器Pentium IV处理器采用0.18微米的电路技术，当初微处理器Intel 4004的时钟频率为108KHz，Pentium IV一推出的速度就高达1.5GHz。Pentium IV处理器晶体管数目约为4200万颗，第二年，Pentium IV 处理器时钟频率达到2 GHz的里程碑。2002年:Intel Pentium IV/HT处理器 英特尔推出新款Intel Pentium IV处理器内含创新的Hyper-Threading(HT)超线程技术。超线程技术应用于高效的桌上型计算机，能同时快速执行多项运算应用，对支持多重执行绪的软件带来更高的效率。超线程技术让计算机效率增加25%。并推出时钟频率达3.06 GHz的Pentium IV处理器，是第一个每秒执行30亿个运算周期的商业微处理器，采用0.13微米的电路技术，第二年，Intel Pentium IV/HT处理器时钟频率达到3.2 GHz。,计算机实用技术-第一讲,2005:Intel Pentium D 处理器第一个内含2个处理核心的Intel Pentium D 处理器登场，正式揭开x86处理器多核心时代。Intel Pentium D 处理器采用90纳米的电路技术，是双核心加64位指令集，这是它和Pentium 4 最本质的区别。Pentium D 处理器是用于台式机的双内核处理器。它在一个物理处理器内包含两个完整的执行内核，这2个内核以相同的频率运行。2个内核共享相同的封装和芯片组/内存接口。双内核处理器类似于四车道，可处理相当于双车道可处理的车辆数的2倍，而无需让每辆车速度提高1倍。Pentium D 处理器与英特尔945 高速芯片组结合实现新平台。这一新平台 通过提供可扩展计算机性能(更高的吞吐量和并行计算)的额外计算资源来提供价值。例如同时下载音乐和玩游戏。基于Pentium D 处理器的电脑与多媒体及家庭网络完美结合，使得位于同一房间内或位于家中不同位置的两个人能够共享同一台电脑中的内容。例如，一个人正在查收电子邮件，同时另一个人通过远程控制访问该台电脑中存储的数字照片，并在起居室内通过电视惬意欣赏这些照片。,计算机实用技术-第一讲,2006年:Intel Core 2 Duo处理器Core微架构桌面处理器，核心代号Conroe将命名为Core 2 Duo/Extreme家族，其E6700 2.6GHz型号比先前推出之最强的Intel Pentium D 960(3.6GHz)处理器，在效能方面提升了40%，省电效率亦增加40%，Core 2 Duo处理器采用65纳米的电路技术，内含2.91亿个晶体管。2007 年:英特尔公司公布了45纳米技术，并同时发布了16款45纳米服务器及高端PC处理器，均采用全新的晶体管技术。这意味着英特尔的摩尔定律会再延长10年。这批处理器，还率先在其内部数以亿计的晶体管中采用了英特尔最新的基于铪的高-K金属栅极技术。这一突破性技术被英特尔公司联合创始人戈登摩尔称赞为晶体管技术40年发展史上所取得的最大进步。这批英特尔Core 2至尊处理器及英特尔至强处理器同时还是首批采用英特尔45纳米制程的产品，从而可进一步提升系统性能，大幅降低能耗。2009年将推出32纳米处理器,返回,
