《微机硬件系统》PPT课件.ppt

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1、微机硬件系统,认识CPU CPU的性能指标CPU的选购 CPU的安装、使用及维护,CPU,认识CPU,CPU是Central Processing Unit的简称，是电脑中最重要的组成部分，它相当于电脑的心脏，是整个电脑系统的核心。任何一台计算机的运行都离不开CPU。,CPU 外观,CPU的作用,CPU是整个电脑系统最高的执行单位，它负责电脑系统指令的执行、数学与逻辑运算、数据存储、传送以及输入/输出的控制。CPU的内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元3大部分，其工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料（指令），经过物资管理部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（逻辑运算单

2、元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储器）中，等着拿到市场上去交易（交由应用程序使用）。,CPU的诞生与发展,1971年Intel公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个可用于微型计算机的4位微处理器，它集成了2300个晶体管。即4位处理器推出之后，CPU相继进入8位处理器时代（代表产品有8008），16位处理器时代（代表产品有8086、8088、80286）、32位处理器时代（代表产品有80386、486、pentium系列）,从CPU诞生到发展到32位都是由Intel公司独领风骚，不断发布具有里程碑意义的CPU产品，其他公司如AMD和VIA公司虽然也在不断努力，但

3、是在和Intel的对抗中几乎每次都处于下风。但是在个人计算机领域率先发布64位微处理器的却是潜心研究的AMD公司。AMD公司在2003年发布了第一款应用于个人计算机的64位处理器Athlon64。随后又推出了针对低端市场的Socket 754接口的Sempron64处理器，这样AMD在高、中、低端市场都推出了相应的64位处理器。而Intel公司直到2005年才推出了面向中端的6系列的64位CPU，此后又陆续推出了面向高端市场的8系列和面向低端市场的3系列的64位CPU，这才开始将CPU的产品线在整个市场进行普及。,4004微处理器和8008微处理器,微处理器,微处理器和处理器,处理器,处理器,

4、处理器,CPU主要生产厂商,Intel公司AMD公司,Intel公司,Intel是生产CPU的老大哥，个人电脑市场，它占有80%多的市场份额。其产品系列由低端到高端分别为：Celeron(赛扬)、Pentium（奔腾）、Conroe（酷睿）、Xeon（至强）、Itanium（安腾），其中至强和安腾主要用于服务器。,AMD公司,目前使用的CPU有好几家公司的产品，除了Intel公司外，最有力的挑战的就是AMD公司，其系列产品由低端到高端分别为：Sempron（闪龙）、Athlon（速龙）、Opteron（皓龙）、Phenom（羿龙）。,CPU的接口,CPU的接口有针脚式、引脚式、卡式、触点式等。

5、目前CPU的接口多为触点式和针脚式接口。如Intel Pentium4采用针脚式Socket478接口（478个针脚），Intel PentiumD采用触点式LGA775接口（775个触点）,针脚式,触点式,CPU的主要性能指标,主频、外频和倍频 缓存 制造工艺 工作电压 前端总线 字长,主频、外频和倍频,主频也叫时钟速度（Clock Speed），表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度。主频越高，CPU在一个时钟周期内所能完成的指令数也就越多，CPU的运算速度也就越快。CPU主频的高低与CPU的外频和倍频有关，其计算公式为主频=外频倍频。,外频是CPU与主板之间同步运行的速度，目前绝大部分电脑

6、系统中外频也是内存与主板之间同步运行的速度。在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接影响内存的访问速度，外频速度高，CPU就可以同时接受更多的来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。,倍频是CPU的运行频率与整个系统外频之间的倍数，在相同的外频下，倍频越高，CPU的频率也越高。实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大，一味追求高倍频就会出现明显的“瓶颈”（CPU从系统中得到的数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度）效应。,反映CPU性能的最主要参数是CPU的主频。如目前Intel公司生产的Pentium 4 641CPU，其频率高达3.2GHz,它的外频是200,

7、倍频是16。,缓存,缓存（Cache）又称为高速缓存，是可以进行高速数据传输的存储器。由于CPU运行速度远远高于内存和硬盘等存储器，因此有必要将常用的指令和数据等放进缓存，让CPU在缓存中直接读取，以提升电脑的性能。,CPU的缓存分为两种，即L1 Cache（一级缓存）和L2 Cache（二级缓存）。由于高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，因此CPU生产厂商纷纷力争加大高速缓存的容量。不过高速缓存均由静态RAM组成，结构较复杂，且成本也较高，因此以前的CPU内部只集成了L1 Cache，而把L2 Cache放置在主板上。后来Intel推出了双独立总线结构，将L2 Cache也集成到了C

8、PU内部，但只能以CPU速度一半的频率工作。现在，Intel公司与AMD公司已经成功地将L2 Cache集成在CPU内部并以同CPU相同速度工作，称为全速二级高速缓存。,Intel公司生产的Pentium 4 641CPU，其核心频率高达3.2GHz，L1 Cache为28KB，L2 Cache为2MB，该款CPU外观如图3-1所示。,图3-1,制造工艺,CPU的表面上标有0.13m或0.09m等字样，（制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离，这个数据越小，同样面积所集成的晶体管就越多，表明CPU的制造工艺越先进。受制造工艺的影响，目前Intel公司和AMD公司几乎都在使用0.065m技

9、术生产CPU，不过很快就将转向0.045m工艺生产，到时CPU的核心面积可以做得更小，更加省电，因此发热量有望进一步降低，而频率可再次提升。,工作电压,工作电压（Supply Voltage）即CPU正常工作所需的电压。早期的CPU由于制作工艺落后，因此工作电压较大，一般为5V（奔腾是3.5V、3.0V、2.8V等）左右，导致CPU的发热量过大，出现电子迁移现象并缩短了CPU的使用寿命。随着CPU制作工艺的提高，现在的CPU工作电压一般在0.851.5V之间，使CPU发热量问题得到了很好地解决。,总线,总线是微机各部件互连和传输信息的通道。总线按传输信息内容的不同可分为：数据总线、地址总线和控

10、制总线。总线的主要性能指标有：总线频率、总线宽度、总线传输速率。,前端总线,前端总线是AMD在推出K7 CPU时提出的概念，一直以来很多人都误认为这个名词不过是外频的一个别称。实际上，平时所说的外频是指CPU与主板的连接速度，这个概念是建立在数字脉冲信号振荡速度的基础之上；而前端总线速度指的是数据传输的速度。例如100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡1000万次，而100MHz前端总线则指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz64bit8bit/Byte=800MB。就处理器速度而言，前端总线比外频更具代表性。,在同一时间中处理二进制数的位数叫字长。通常称处理字长为8位数据的C

11、PU叫8位CPU，32位CPU就是在同一时间内处理字长为32位的二进制数据。二进制的每一个0或1是组成二进制的最小单位,称为一个比特（bit）.字长：一般说来，计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时，字长越大计算机的处理数据的速度就越快。早期的微机字长一般是8位和16位，386以及更高的处理器大多是32位。目前市面上的计算机的处理器大部分已达到64位。,字长,CPU插槽类型,Intel公司CPU插槽类型 AMD公司CPU插槽类型,Intel公司CPU插槽类型,目前市场上Intel CPU主要有Celeron 4、Penti

12、um 4和酷睿几种架构，而Celeron 4和Pentium 4采用Socket 478插槽，最新的酷睿CPU 采用Socket 775插槽。如图所示：,图3-2,图3-3,AMD公司CPU插槽类型,AMD公司的CPU架构自成体系，它无法兼容Intel的CPU。Athlon64采用Socket 754架构。图3-4所示为Socket 754插槽，最新的Athlon64 X2采用图3-5所示为Socket AM2（940）插槽。,图3-4,图3-5,如何选购CPU,注重性价比 根据需要选择 识别真假CPU 常见CPU型号和品牌简介,选购CPU时，需要考虑性价比、用途、保修等方面，并综合考虑这些因

13、素来选购一款合适的CPU。,注重性价比,在选购CPU时，性价比应该是比较重要的一个因素。虽然Intel的CPU兼容性好，但是价格普遍比AMD的CPU贵。,根据需要选择,在选购CPU时，还应该根据需要进行选择。例如，如果是为了学习Office、上网等，买块低端的Celeron 420 或Sempron（闪龙）就完全够用了，如果经常玩游戏，或需要进行设计、开发等操作，那么CORE 2（酷睿2）或Athlon 64 X2是最好的选择。,识别真假CPU,看包装 看CPU编号 进行测试,看包装,正品的Intel和AMD的CPU均为盒装，里面提供了原装散热风扇，而且提供一年或长达三年的质保。而散装的CPU

14、一般不能得到生产厂家的质保。虽然说盒装的CPU比散装的要贵一些，但为了安全起见，推荐选购原装CPU。图3-6所示为正品盒装Intel Pentium 4 CPU，图3-7所示为散装的Intel CPU，上面贴了销售商的质保标签。,图3-6,图3-7,看CPU编号,在CPU上面生产厂家会将该CPU的参数刻在上面，如图3-8所示。在该CPU表面，显示出了该CPU为Intel公司生产的Pentium 4 CPU，频率为1.3GHz，L2缓存为256KB，外频为400MHz，核心电压为1.7V，MALAY表示产地为马来西亚。L101A782-0430表示CPU的序列号，该CPU生产日期为2001年第1

15、周。,图3-8,进行测试,在选购CPU时，最好能通过测试软件对其进行测试，以得到真实的结果。Intel公司推出了Intel(R)Processor Identification Utility软件，可测试所有Intel CPU的真实频率，目前该软件的最新版本为3.7版。在安装好该软件后，运行程序即可得到测试结果，测试结果如图3-9所示。,图3-9,对于AMD处理器，AMD公司也推出了CPU INFORMATION软件来进行测试，该软件不但能测试AMD CPU，而且还能测试早期的Intel CPU，该软件的最新版本为1.4版，测试结果如图3-10所示。,图3-10,安装CPU,安装Intel C

16、PU安装AMD CPU,安装Intel CPU,目前Intel的CPU都采用Socket插槽，它是方形多针角零插拔力插座，插座上有一根拉杆，在安装和更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU芯片了。安装过程的具体操作如下。,（1）将CPU插座的拉杆拉起来，如图3-23所示。,图3-23,（2）将CPU的缺口对准CPU插座的缺口后缓慢地插入，如图3-24所示。,图3-24,（3）确认CPU完全插入了CPU插座，并且CPU针脚无弯曲，如图3-25所示。,图3-25,（4）待CPU插座完全插入后，将CPU插座的拉杆压下，使CPU和插座紧密接触，如图3-26所示。,图3-26,（5）

17、在CPU上面涂抹适量的硅胶，将CPU散热风扇放在CPU表面，确认和CPU接触良好，如图3-27所示。,图3-27,（6）将CPU散热风扇的扣具扣在CPU的插座上面，并观察散热片是否与CPU接触良好，防止散热效果不良，如图3-28所示。最后将CPU散热风扇的插口插在主板上。,图3-28,安装AMD CPU,目前AMD的CPU都采用Socket A插槽，它也是方形多针角零插拔力插座，插座上有一根拉杆，在安装和更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插入或取出CPU芯片了。安装AMD的CPU和安装Intel CPU的过程相同，在此不再赘述。,CPU的使用与维护,CPU使用中应注意的问题 更换CP

18、U风扇 CPU的超频,CPU使用中应注意的问题,注意轻拿轻放 注意散热 超频应慎重,注意轻拿轻放,在拿放CPU时，都需要注意轻拿轻放，因为稍不注意就有可能弄坏或弄弯CPU的针脚。,注意散热,现在CPU的功耗越来越大，如果不注意散热，将导致CPU被烧毁。特别是使用AMD CPU的用户更应注意，因为Athlon 64的发热量相对较大，在没有安装散热风扇的情况下，CPU会在半分钟之内烧毁。,超频应慎重,目前CPU的频率越来越快，但是也有不少发烧友喜欢将CPU超频使用，以获得更好的性能，但是超频也会带来一些负面影响，如提升电压后CPU内部的电子迁移现象会更严重，有可能会缩短CPU的使用寿命，甚至在超频过程中烧毁CPU。因此在对CPU超频时应慎重考虑。,更换CPU风扇,更换CPU散热风扇只需要将原来的CPU散热风扇取下，换上一个新的CPU散热风扇即可。在更换时需要注意取下和安装风扇时不应太用力，否则有可能将CPU压坏。,