《计算机主机》PPT课件.ppt
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1、第2章 计算机主机,微机故障诊断与维护,本章学习要点,1、CPU2、主板3、内存4、电源5、机箱,2.1 CPU,2.1.1 CPU发展历程,CPU(CENTRAL PROCESSING UNIT,中央处理器)主要由运算器和控制器组成,是计算机的“大脑”,负责整个系统内的指令执行,数学与逻辑数据的运算、存储和传送,以及对输入与输出系统的控制等工作。,CPU的处理工艺及8086处理器示意图,具有划时代意义的CPU,右图:80386处理器下图:Pentium E双核 处理器,2.1.2 CPU的性能指标,CPU的性能大致上反映出了它所配置计算机的性能,因此CPU的性能指标十分重要。下面介绍CPU的
2、主要性能指标。1主频、外频和倍频2前端总线频率3CPU扩展指令集4高速缓存5工作电压6流水线技术和超流水线技术7乱序执行技术和动态执行技术8生产工艺,CPU的主要性能参数,1.主频 主频也叫时钟频率(CPU Clock Speed),单位是MHz、GHz,是CPU内数字脉冲信号振荡的速度,用来表示CPU的工作频率。2.外频 外频又称外部时钟频率,单位是MHz,是由主板提供的系统总线的工作频率,是CPU与主板之间同步运行的时钟频率。3.倍频系数 倍频就是CPU的运行频率与系统外频的倍数,也就是降低CPU主频的倍数。三者的关系为:CPU的主频(内部运行的频率)=外频倍频系数。,4.前端总线(Fro
3、nt Side Bus,FSB)频率 FSB频率是指CPU与内存数据总线直接交换数据的速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,内存带宽必须要满足CPU的带宽需求:CPU需求带宽CPU前端总线位宽(主流CPU、内存均是64bit)CPU前端总线频率8 各种FSB的Pentium 带宽需求见下表。,5.高速缓存(Cache)Cache(高速缓冲存储器,简称高速缓存)是一种速度比主存更快的存储器,其功能是减少CPU因等待低速主存所导致的延迟,以改进系统的性能。不同等级缓存在存取延迟时间和大小方面的差别,如下图所示。,内存层次结构图,6.内核(Core)电压和I/O工作电压 C
4、PU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种。7.制造工艺 制造工艺是指在硅材料上生产CPU时内部各元器件的连接线宽度,一般用nm(纳米)表示。8.字长 CPU在单位时间内同时能一次处理的二进制数的位数叫字长或位宽。9.x86指令集 x86指令集是Intel为其第一块16位CPU i8086专门开发的指令集,其简化版i8088使用的也是x86指令,同时为提高浮点数据处理能力而增加了x87芯片,以后就将x86指令集和x87指令集统称为x86指令集。10.CPU扩展指令集11.流水线技术、乱序执行技术,2.1.3 主流CPU简介,目前CPU市场上的主流是双核心CPU,两大CPU生产厂商Intel公司
5、和AMD公司都各自推出自己的双核心处理器产品,同时市场上也出现了越来越多的三核心、四核心处理器。1Intel主流产品2AMD主流产品,2.1.4 选购CPU,CPU是整个计算机的核心,它的选择至关重要。现在CPU的主频越来越高,选择的范围也越来越大,面对型号繁多的CPU,如何才能选择一款合适的CPU呢?1确定计算机的用途2辨别CPU真伪看外包装看防伪标签检查序号:上两个公司的官方网站进行查询测试软件:everest,CPU的外部结构,从CPU外部看到的结构看,CPU主要有两个部分组成:一个是内核,另一个是基板。下面分别以Athlon XP(如上图所示)和Pentium 4(如下图所示)为例,介
6、绍其外部结构。,CPU的封装形式主要分为两大类:一类是针脚式的Socket类型,另一类是插卡式的Slot类型。(1)Socket 7插座 Socket 7 CPU插座如下图所示。,Socket 7 CPU插座示例图,(2)Socket 370插座 Intel的Socket 370支持Celeron II、Pentium III、Cyrix III和VIA C3。Socket 370 CPU插座如下图所示。,Socket 370 CPU插座示例图,(3)Socket A插座 AMD的Socket A(Socket 462)是为Socket A架构的Athlon处理器而设计的接口标准。AMD的At
7、hlon、Duron和Athlon XP处理器都采用相同的Socket A接口。Socket A CPU接口,如下图所示。,Socket A CPU插座示例图,Intel的Socket 478 CPU接口支持Pentium 4 CPU,Socket 478 CPU插座如下图所示。,Socket 478 CPU插座示例图,Intel的LGA775 CPU接口支持Pentium E双核 CPU,LGA775 CPU插座如下图所示。,常见CPU的型号,Pentium 4 2.4GHz(FSB 533MHz)Pentium 4 2.4GHz(FSB 533MHz)是Pentium 4的第三代产品。其外
8、频提高到133MHz,前端总线频率提高到533MHz,外观如下图所示。,Pentium 4 2.4GHz(FSB 533MHz)示例图,Pentium 4 3.2GHz(FSB 800MHz)Pentium 4 3.2GHz处理器,如图所示。Celeron 2.0GHz(FSB 400MHz)Celeron(赛扬)系列是Intel的低端产品,Celeron 2.0GHz采用Northwood内核,0.13m制造工艺,内核电压1.5V,8KB L1 Cache,128KB全速L2 Cache,400MHz的前端总线,Socket 478架构,如图所示。,Pentium 4 3.2GHz(FSB
9、800MHz),Celeron 2.0GHz(FSB 400MHz),Athlon XP 3200+2003年6月,AMD推出Athlon XP 3200+,属市场高端产品,如图所示。,Athlon XP 3200+,Athlon 64和Athlon 64 FX 2003年9月,AMD发布了64位处理器。AMD的64位处理器分为Athlon 64和Athlon 64 FX两个系列,前者采用了Socket 754接口,只支持单通道内存,后者采用的是Socket 940接口并支持双通道内存。相比之下,Athlon 64 FX拥有更为强大的性能。,AMD Athlon 64 3200+AMD Ath
10、lon 64 FX-51,认识CPU的编号,Intel CPU的编号,公司/产品名/主频/二级缓存/电压/产地/产品序列号,CPU风扇,CPU散热器根据工作原理不同可以分为:风冷式、热管散热式、水冷式、半导体制冷和液态氮制冷等几种,但常用的散热器仍然是风冷式。几种常见的风冷式散热器外观如下图所示。,常见风冷式散热器-风扇,风冷散热器主要由散热片、风扇和扣具构成。风冷式散热器的主要技术参数介绍如下。1.散热片 散热片由底座和鳍(q)片或称鳃(si)片两个部分组成。(1)散热片的材料 散热片的材料主要分为铜、铝两种。下图所示就是采用铜铝结合散热器技术的散热器。,采用铜铝结合材料的散热器,(2)散热
11、片设计和工艺 目前散热片多采用挤压技术、切割技术、折叶技术和锻造技术,各种铝质散热片外观如下图所示。,采用不同工艺生产的铝质散热片,2.风扇 各种风扇外观如下图所示。(1)风扇口径(2)风扇转速(3)风扇排风量(4)风扇的噪声(5)风扇轴承,风扇,3.扣具 扣具是固定散热器与CPU接口的工具。常见扣具的外观如图所示。,常见扣具,4.适用范围 由于CPU的架构有:Intel Socket 478、AMD Socket A、LGA775等几种,所以散热器也有适应不同CPU架构的不同类型。下图所示是几种散热器产品的外观。比较知名的风扇品牌有富士康、九州风神、寒川风、惠得等。,散热器产品,常见风扇产品
12、示例图,新型双核CPU风扇示例,四核CPU风扇示例图,辨认风扇是否正规的参考方法:1、如果是盒装CPU,只要包装盒较为细致、整洁,有正规产品条形码,则该CPU的配套风扇应该没有大问题;2、如果是散装CPU,用户需自行选购风扇,则应选择较知名品牌,如九州风神、富士康、超频三等等,有正规包装、做工较精致:主要体现在风扇片七片以上,没有毛刺、散热鳍片较平滑、外观大致无明显损坏等特征上。,2.2 主板,主板(MAIN BOARD)也叫母板。对于计算机硬件系统来说,主板是计算机中所有硬件的基地,计算机中的所有硬件都要通过主板接口或主板上的数据线进行连接。主板不仅是整个硬件系统的载体,还担负着硬件系统中各
13、种信息的传输,起着让计算机稳定发挥系统性能的作用。,2.2.1 常见的主板主要分为以下几种类型:1.ATX主板2.LPX主板3.NLX主板4.BTX主板,ATX主板结构示例图,主板是一块矩形的印刷电路板,在电路板上分布着各种电容、电阻、芯片和插槽等元器件,包括BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘鼠标接口、各种扩充插槽、电源供电插座以及CPU插座等。,2.2.2 主板结构与组成,CPU插座,常见的CPU插座按处理器接口架构分,有:Socket 478(Intel)、Socket A/462(AMD)、LGA775(Intel双核)、Socket940(AMD双核)等几种,如下图所示。,CPU插座示
14、例图,Intel新一代的CPU插槽类型为Sorket775(为拓展128位总线需求增加到775个触点),外观与老一代的插槽类型相比有了很大的不同,CPU采用无针脚封装方式,触点全部印制在主板上,如下图所示。有人称这是Intel公司为了将生产风险全部转嫁给主板厂商而改进的设计。,内存插槽,内存条插槽的作用是安装内存条,目前流行的内存条有SDRAM、DDR SDRAM和RDRAM内存条,相应的内存插槽也有三种,如下图所示。,内存插槽示例图,168个接触点,两个卡口,184个接触点,一个卡口,AGP及PCI插槽显卡、声卡等设备插口,AGP(Accelerated Graphics Port,加速图形
15、端口)是Intel为配合Pentium II处理器的开发,于1996年提出的规范标准,用于解决处理3D图形能力不足的问题。不同规格的AGP插槽,如下图所示。,AGP插槽,PCI-E显卡插槽,PCI-Express是最新的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由英特尔提出的,它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高可达到10GB/s以上,而且还有相当大的发展潜力。PCI Express也有多种规格,从PCI Express 1X到PCI Express 16X,能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持PCI Express的主要是英特尔的i915和i925系列芯片
16、组。PCI-E插槽是目前独立显卡的主要插槽形式。,主板芯片组,主板芯片组是主板的灵魂和中枢,这不仅在于它负责主板上各种总线之间的数据和指令传输,而且还承担着硬件资源的分配与协调任务。常见的主板芯片组主要是Intel、VIA、SiS、ALi、nVIDIA、ATi等芯片组厂商的产品,如图所示。,主板芯片组,芯片组分类,左图所示是最常见的由两片芯片组组成的主板的功能示意图。芯片组厂家提供的功能示意图常常采用右图所示的形式。,芯片组功能示意图 芯片组厂家提供的功能示意图,主板上芯片组位置示意图,Intel 875P芯片组,通过如图所示的Intel 875P芯片组的架构图,可以了解它的功能。芯片组外观如
17、图所示。,Intel 875P芯片组的架构示意图 Intel 875P和ICH-5芯片组,VIA(威盛)KT600芯片组,VIA KT600芯片组架构图如图3-42所示,VIA KT600和VT8237芯片组外观如图所示。,VIA KT600芯片组架构图 VIA KT600和VT8237芯片组,nVIDIA(丽台)nForce2芯片组,nForce2芯片组先后有A1、A2、A3和C1四个版本,从C1版开始出现了两种新的nForce2 SPP北桥芯片:nForce2 400和nForce2 Ultra400。,nForce2 Ultra400、MCP-T和nForce2 400、MCP,SiS(
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