微机组装与维护A.ppt
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1、21世纪高职高专新概念教材,微型计算机组装与维护,中国水利水电出版社,柳青 等编著,第1章计算机概述,1.1微型计算机概述1.2主机1.3 外部存储器1.4 输入设备1.5 输出设备1.6 多媒体设备1.7 网络设备1.8 计算机硬件系统配置方案与选购,1.1微型计算机概述,1.1.1 初识微型计算机 微型计算机,又称个人计算机(Personal Computer,PC),曾经是千千万万计算机爱好者梦寐以求的。然而现在,微型计算机已经得到广泛的应用和普及。从外观看,微型计算机由主机、显示器、键盘和鼠标组成,如图1-1所示。,主机的机箱可以分为立式机箱和卧式机箱两种,区别仅仅在于内部各部件的安放
2、位置不同;外部设备有显示器、键盘、鼠标、音箱、打印机、扫描仪和刻录机等。在主机的正面,可以看到CD-ROM驱动器和软盘驱动器、电源开关、复位开关、电源指示灯、硬盘指示灯等,如图所示。,光盘驱动器安装口:用于安装CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW、DVD刻录机光盘驱动器。软盘驱动器安装口:用于安装软盘驱动器。可插入软盘,进行软盘的读写操作,启动计算机时指示灯会亮。电源开关:用于接通和关闭电源。硬盘指示灯:灯亮表示计算机硬盘正在进行读写操作。电源指示灯:灯亮表示计算机电源接通。复位开关:用来重新启动计算机。,主机的正面:,主机背面:有各种连接主机和外部设备的接口。,电源插座:用于插上电源线。
3、电源散热风扇:用于及时排走电源内部的热量。键盘接口:用于连接键盘。鼠标接口:用于连接鼠标(比较旧的微型机用串行端口来连接鼠标)。USB接口:用于连接USB设备。串行接口:用于连接扫描仪。并行接口:用于连接打印机。视频接口:用于连接显示器信号电缆。声卡接口:用于连接音箱、话筒等。,随着USB接口的应用越来越广泛,USB接口也从USB 1.1标准发展到传输速度达480MB/S的USB 2.0标准。为了配合USB接口“即插即用”的方便特性,大部分主机的正面设计有USB接口,如图1-4所示。,1.1.2计算机系统,计算机系统主要由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括主机、输入设备、输出设备等。软件系统
4、包括系统软件(如Windows、Unix等)和应用软件(如Office、AutoCAD等)。,一.计算机的硬件系统 尽管计算机技术不断发展,出现了种类繁多、功能各异的计算机,但其结构均由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五个基本部分构成,如图1-6所示。,1.运算器(Arithmetic And Logical Unit,ALU)运算器:负责数据的算术运算和逻辑运算,同时具备存数、取数、移位、比较等功能,它由电子电路构成,是对数据进行加工处理的部件。2.控制器(Control Unit)控制器:负责统一指挥计算机各部分协调地工作,能根据事先安排好的指令发出各种控制信号来控制计算机各个部
5、分的工作。例如,按照程序规定的步骤一步一步地进行各种运算和处理,控制从内存储器读出数据,将数据写入内存储器等,使计算机按照预定的工作顺序高速进行工作。,3.存储器(Memory)存储器:计算机的记忆部件,负责存储程序和数据,并根据命令提供这些程序和数据。存储器通常分为内存储器和外存储器两部分4输入设备 输入设备:用来接收用户输入的数据和程序。常见的输入设备有鼠标、键盘等。5输出设备 输出设备:将计算机处理后的最后结果或者中间结果,以某种人们能够识别或者其他设备所需要的形式表现出来的设备。常见的输出设备有显示器、打印机等。输入设备和输出设备又统称为外部设备,简称外设。,二.计算机的软件系统 软件
6、:计算机系统的重要组成部分,是为运行、维护、管理和应用计算机所编制的所有程序和数据的总和。计算机软件丰富多样,有多种不同的分类方法。一般可以将计算机软件分为系统软件和应用软件两大类。,1系统软件 系统软件:面向计算机系统的软件,它的功能是组织计算机各个组成部分协调工作,为计算机用户提供友好的服务。系统软件包括:操作系统:管理计算机软硬件资源的软件:如Windows、Unix、Linux等。服务程序:包括系统诊断程序、测试程序、编辑程序等。语言处理程序:包括汇编程序、各种高级语言的解释程序、编译程序等。数据库管理程序:是用于管理、操作和维护数据库的软件。,2.应用软件 应用软件:用户在各个领域中
7、,为解决各类实际问题而开发的软件。应用软件的范围相当广泛,按照其用途大致可以分为:科学或工程计算:如Mathlab,Maple等软件。文本或图形处理:如Photoshop、Office、AutoCAD等软件。用户管理:如财务管理、学籍管理等软件。杀毒软件:如KV3000、瑞星杀毒软件等 多媒体应用:如RealPlayer等软件。,三.计算机的硬件组成 主机:主要由电源、主板、内存条、微处理器(CPU)、显示适配器、声卡、硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、软盘驱动器以及其他能处理多媒体信息的功能卡组成。主机内部:一般由电源、主板、CPU、内存条、硬盘、显示卡、声音卡、光盘驱动器、软盘驱动器等组成。
8、,1.主机板(主板)打开机箱后,可以看到内部一块比较大的电路板即主板,又称母板。计算机内的各个组件通过各种方式连接在主板上。主板的好坏很大程度上决定了计算机的整体性能。主板:计算机最重要的部件之一。主板由CPU插座、BIOS芯片、Cache、扩展槽、芯片组及各种接口组成。如图所示。,2.中央处理器 中央处理器(CPU):计算机的核心部件,计算机的所有工作都必须通过CPU协调来完成。CPU外形如图所示。,3.缓存 缓存(即高速缓冲存储器):嵌在主板上,位于CPU与主存(动态存储器DRAM)之间,容量小,存取速度快,通常是由静态存储器(SRAM)构成。传统的Socket架构通常采用二级缓冲结构,即
9、是在CPU中集成一级缓存(L1 Cache),在主板上装第二级缓存(L2 Cache),以内核的速度或CPU速度的一半运行,速度比Socket架构的L2 Cache更快,能极大限度地发挥与CPU配合的优势。缓存相当于一个临时的高速运输器,对PC机的运行起加速作用。,4.内存储器 内存储器:又称内存或主存,用于存放计算机当前执行的程序和需要使用的数据。内存存取速度快,CPU可以直接对其访问。主存储器主要由半导体器件组成,其外形如图所示。,5.辅助存储器 辅助存储器:作为主存储器的后备而被广泛应用的设备,特点是存储容量大、成本低、可以脱机保存信息,主要用于存放不是当前正在运行的程序和正在使用的数据
10、。常见的辅存有软盘存储器、硬盘存储器和光盘存储器,如图所示。,光驱 硬盘 软盘驱动器,6.板卡 板卡:主要有显示卡和声音卡,简称显卡和声卡。显卡:连接主板与显示器的适配卡,如图所示。,显示卡,主机对显示器屏幕的任何操作都是通过显示卡控制的,现在的显示卡大多为图形加速卡。图形加速卡拥有自己的图形函数加速器和显示内存,用于执行图形加速任务,可以大大减少CPU处理图形函数的时间。显示内存用来暂存显示芯片要处理的图形数据。显示内存越大,处理和显示图形的速度就越快,在屏幕上出现的像素就越多,图形就越清晰。,声卡,声卡的主要作用:采集和播放声音,外观如图1-12所示。声卡一般是安装在计算机主板扩展槽上,一
11、般是PCI声卡。它有麦克风插口、立体声输入/输出端口、音量控制钮、游戏杆和MIDI(Musical Instrument Digital Interface,电子乐器数字化接口)等。现在大部分主板集成了声卡。,7.显示器 显示器:计算机最主要的输出设备,通过显示器可以显示操作系统界面、系统提示以及程序运行的状态和结果等,是人与计算机交流的主要渠道。如图所示。,8.鼠标 鼠标:一种屏幕定位装置,拖着一根长线与计算机接口相连,样子很像老鼠,因而叫做鼠标。9键盘 键盘:常用的字符和数字输入设备,同鼠标一起是最常用和基本的输入设备。用户的各种命令、程序和数据都可以通过键盘输入到PC机中。键盘和鼠标如图
12、所示。,键盘及鼠标,10.打印机 打印机:个人电脑中最重要的硬拷贝输出设备之一,它可以把主机输出的程序、数据、图形和表格按照不同格式打印在纸上,适合信息的长期保存。常见的打印机有喷墨打印机和激光打印机。,11.扫描仪 扫描仪:除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备。扫描仪现在也成为很多个人电脑必备的外设之一,广泛应用于各类图形处理、出版、印刷、广告制作、办公自动化、多媒体甚至家庭等许多领域。扫描仪如图所示。,扫描仪,12音箱 音箱:多媒体电脑不可缺少的重要的输出设备,它与声卡连接,输出声音。多媒体音箱由接口、放大器、音箱等部分组成。音箱外观如图所示。,音箱,1.2.1 主板主板是机箱内最
13、大的一块印刷电路板,是计算机系统中的核心架构产品,承担着系统设备的连接及数据的传输。主板上主要安装BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘接口、面板控制开关接口、扩展插槽、指示灯插接件等。现在有的主板为抵御病毒,采用了“DBUAL BIOS”(双BIOS)技术;有些为了超频,采用了“线性调频”技术;有些为了快速启动“STR”而设计了挂起内存功能。一些低价主板广泛使用了整合技术,即主板上集成了声卡和显卡。,1.2 主机,电容,CPU插槽(Socket478),内存插槽,电源接口,北桥芯片,AGP插槽,PCI插槽,纽扣电池,南桥芯片,IDE接口,软驱接口,BIOS芯片,华硕的P4P800 Delux主板
14、组成图,1.2 主机,1.2 主机,1、CPU插座主流AMD处理器:Socket 754、Socket 939主流Intel处理器:Socket 775(lga775),Socket 939插座,Socket 775插座,2、主板芯片组主板芯片组的技术含量相当高,因此有能力设计、生产主板芯片组的厂商不多。主板芯片组与CPU 配套,目前的主板芯片组主要分为“For Intel”和“For AMD”两大类,分别支持Intel 的CPU 和AMD 的CPU。市场上专为Intel处理器提供芯片组的厂商主要有Intel、VIA、SIS 等几家,专为AMD 处理器提供芯片组的厂商主要有VIA、SIS、NV
15、IDIA 等几家。其中,Intel、VIA、SIS、NVIDIA 是市场上主要的芯片组厂商。了解这四家的主流产品,可以清楚主板芯片组市场中的主流产品,1.2 主板,1.2 主板,北桥芯片:负责CPU与内存之间的数据交换和传输,因而决定了主板可以支持什么CPU和内存。北桥芯片还承担着AGP总线或PCI-E的控制、管理和传输工作。总的来说,北桥芯片主要用来承担高数据传输速率设备的连接南桥芯片:负责与低速率传输设备之间的联系。具体来说,负责与USB、声卡、网卡、PATA设备、SATA设备、PCI总线设备、串行设备、并行设备、RAID构架和外置无线设备的沟通、管理和传输工作,1.2 主板,主流芯片组简
16、介Intel 芯片组:VIA芯片组:nForce 芯片组:,945G芯片组(82945G+ICH7),KT880芯片组,nForce 4 芯片组,1.2 主板,3、主板的扩展插槽AGP接口插槽:AGP 8x为32位宽的并行总线,运行于533MHz,总带宽大约在2.1GB/sPCI总线插槽:32位数据总线,且可扩展为64位。为显卡、声卡、网卡、电视卡、MODEM等设备提供了连接接口,的工作频率为33MHz/66MHz。PCI Express接口插槽:PCI Express采用点对点串行连接,包括X1、X4、X8以及X16,PCI Express接口能够支持热拔插;支持双向数据传输;数据传输带宽5
17、00MB/s 8GB/s,用于取代AGP接口的PCI Express接口为X16。AMR插槽:一套基于AC97规范的开放式工业标准,可插接AMR声卡或AMR Modem卡。,1.2 主板,4.主板外部接口,PS2接口(鼠标),PS2接口(键盘),S/PDIF的同轴输出,LPT打印口(并口),COM口,USB接口,RJ45接口,声音输入,声音输出,麦克风接口,1394接口,主板外部接口示意图,主板外部接口,主板外部接口,1.2 主板,4.主板外部接口串行口:连接调制解调器、数码相机、手持扫描仪和鼠标等并行口:主要连接打印机,扫描仪等PS/2接口:连接鼠标和键盘USB接口:连接MP3、摄像头、打印
18、机、扫描仪、移动硬盘、闪存盘等高速USB设备RJ-45网络接口:接入局域网或连接ADSL等上网设备IEEE1394接口:接入数码摄像机、外置刻录机等设备音频设备接口:连接有源音箱;数字光纤接口则负责传输质量更高的数字音频信号,1.2 主板,5、机箱前置面板接头 机箱前置面板接头是主板用来连接机箱上的电源开关、系统复位、硬盘电源指示灯等排线的地方,1.2 主板,6.关于 BIOS和CMOS BIOS是一组固化到计算机主板上一个ROM芯片上的程序,保存着计算机最重要的基本输入输出程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自举程序 CMOS是计算机主板上的一块可读写的记忆芯片,用来记录当前系统的
19、硬件配置和用户对某些参数的设定,1.2 主板,7.主板的其它部件,串行ATA接口,并行ATA接口,P4专用电源插座,CPU风扇插座,电源插座,1.2 主板,8.一体化主板 一体化主板是指集成了显卡、声卡等功能的主板,一般采用小板设计,七彩虹C51主板,1.2 主板,三.主板的选购1.主板的选购原则 实际需求:考虑主板将来升级扩展的能力(扩充内存、扩展卡、升级CPU等),应选择扩展性好、性能出众的主板。如果只是要求够用、好用就行,可以考虑选择性价比出众的整合型主板,以减小总体开支。如果对系统要求前卫,对速度、稳定、系统安全要求近乎苛刻,那么选择高性能主板 品牌:品牌决定产品的品质,一个有品牌的产
20、品有一个有实力的厂商做后盾、做支持;一个有实力主板厂商,为了推出自己的品牌的主板,从产品的设计开始、选料筛选、工艺控制、晶管测试,到包装运送都要经过十分严格的把关。这样一个有品牌作保证的主板,可对计算机系统的稳定运行提供牢固的保障 售后服务:如厂商能否提供完善的质保服务,包括产品售出时的质保卡,承诺产品的保换时间的长短,产品的本地化工作如何(包括提供详细的中文说明书),配件提供是否完整等 兼容性:对于自己动手装电脑的用户(DIY)来说,主板的兼容性是必须考虑的因素。例如,有时主板不能使用某个品牌的功能卡或者外设,1.2 主板,2.选购主板时应该注意问题 CPU插座与ATX电源接口在主板上的位置
21、 主板的厚度 主板芯片组的生产日期 扩展插槽内弹簧片的弹性 主板上的纽扣电池 主板上各部件的焊接质量,CPU(CentralProcessingUnit)是中央处理器的简称,由运算器和控制器组成。CPU的内部结构可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分,三个部分相互协调,进行分析、判断、运算并控制计算机各部分协调工作。CPU是一台计算机中最主要的部分,计算机的所有数据信息都由它来处理。如果把计算机比作一个人,CPU就是心脏,其重要作用由此可见一斑。自从Intel公司1971年设计制造出4位微处理器芯片以来,CPU从Intel 4004、80286、80386、80486发展到Pentium
22、、P、P、P4,从4位、8位、16位、32位发展到64位;主频从MHz发展到今天的GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000多个跃升到千万以上;半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI(超大规模集成电路)达到ULSI。封装的输入输出(I/O)引脚从几十根,逐渐增加到几百根。,1.2.2 微处理器,一.CPU技术基础CPU封装技术,1.2.2 微处理器,2.2微处理器,DIP 封装 QFP封装 PGA封装,BGA封装 mPGA封装 OPGA封装,FC-PGA封装 PLGA封装 FC-PGA2封装,二、CPU的接口标准 CPU安装插座按类型可以分为Slot(插槽)架构和Socket
23、(插座)架构。其中Slot架构中又分为Slotl、Slot2和S1otA三种,Slotl、Slot2仅用于Intel的CPU,而S1otA则仅用于AMD公司的K7(Athlon)自从P4和AMD的Athlon处理器发布之后,处理器的插座完全转向了Socket架构 Intel的P4处理器先是使用Socket423插座,之后转为Socket478插座,目前转为Socket775(LGA775)AMD的Athlon处理器和低端的Duron处理器都采用SocketA插座,目前AMD的处理器有Socket 754、Socket 939和Socket 940三种规格,1.2.2 微处理器,三、CPU的性能
24、指标 1.主频、倍频和外频主频即CPU正常工作时的时钟频率,也就是CPU运算时的工作频率。外频是系统总线的工作频率;倍频是指CPU外频与主频相差的倍数。三者的关系:主频=外频倍频。2.前端总线的速度(FSB)指的是CPU和北桥芯片间总线的速度,更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。,1.2.2 微处理器,1.2.2 微处理器,3.缓存缓存用来存储一些常用或即将用到的数据或指令。需要这些数据或指令时,可直接从缓存中读取,比到内存甚至硬盘中读取要快得多,从而大幅度提升CPU的处理速度。L1 Cache(一级缓存):采用与CPU相同的半导体工艺,制作在CPU内部,容量不是很大,与CPU同频运行
25、,无需通过外部总线来交换数据,所以大大节省了存取时间。L2 Cache(二级缓存):CPU在读取数据时,寻找顺序依次是L1L2内存外存储器。L2 Cache的容量十分灵活,容量越大,CPU档次越高。L3 Cache(三级缓存):在主板上或者CPU上再外置的大容量缓存,被称为三级缓存。,4.字长在计算机中,算术运算可以分为定点运算和浮点运算两大类。字长一般是指参加一次定点运算的操作数的位数,例如8位、16位、32位或64位。字长影响着计算精度、硬件成本,甚至指令系统的功能。5.制造工艺早期:0.5微米工艺到0.35微米、0.25微米、0.18微米的制造工艺。现在普遍使用:0.13微米和0.09微
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