微机的组成和组装.ppt
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1、1页,第5章 微机的组成和组装,5.1 微机的结构5.2 主板5.3 CPU5.4 内存5.5 外存*5.6 微机组装*5.7 BIOS设置*5.8 硬盘分区和格式化,2页,5.1 微机的结构,从外观上看一台微机由主机、显示器、键盘、鼠标和其它外部设备组成。如图5-1所示。图5-1 微机组成图,3页,微机主机的组成由主板、中央处理器(CPU)、内存、硬盘、软盘驱动器、光盘驱动器(CD-ROM)、各种板卡、机箱、电源等部件组成。如图5-2所示。图5-2 主机结构图,4页,5.2 主板,本节主要内容:主板的结构主板上的部件,5页,5.2.1 主板的结构,主板就是微机中最主要的电路板。主板也是微机中
2、最大的一块电路板。主板组成主板是由印刷线路板和连接在其上的集成电路芯片以及各种晶体管元器件组成。主板是由CPU插座、I/O接口、AGP扩展槽、PCI扩展槽、电池、ISA扩展槽、内存插槽、IDE接口、FDC接口、芯片组等构成。微机主板的结构如图5-3所示。,6页,图5-3 微机主板的结构主板性能的好坏直接影响微机整机的速度、稳定性及可靠性。,7页,CPU插座内存插槽芯片组扩展槽接口面板接脚电池BIOS芯片,5.2.2 主板上的部件,8页,1 CPU插座CPU插座是用来安装CPU的。CPU插座的形状与CPU所采用的架构密切相关。也就是说,不同的CPU架构需要不同的CPU插座。目前最流行的Intel
3、 CPU,支持它的主板为Socket 370型,即其CPU插座为370个小孔。支持AMD CPU的主板是Socket A形,其CPU插座为426个小孔。主板上的CPU插座结构如图5-4所示。,9页,图5-4 CPU插座图,10页,2 内存插槽内存插槽是用来安装内存条的,其结构和内存条的结构相关。目前主板上的内存插槽有两种:一种是DIMM插槽,这种插槽用来支持SDRAM内存,其结构形式如图5-5所示。主板上一般至少有三个以上的DIMM插槽。另一种是RIMM内存插槽,这种插槽支持Rambus内存而不支持SDRAM内存。图5-5 DIMM插槽结构形式图 关于SDRAM内存和Rambus内存的区别我们
4、将在5.4节进一步介绍。,11页,3 芯片组芯片组主要提供主板对各种接口的支持。一台微机的性能,首先取决于CPU,其次取决于主板,而主板的性能主要取决于其采用的芯片组的性能。根据CPU的不同,要求采用不同的芯片组。芯片组的性能不仅决定了主板的性能与级别,而且也决定了主板的档次和价格。芯片组用来管理和支持内存的类型及最大容量。芯片组还决定主板是否支持AGP高速图形接口、USB(通用串行接口)接口。芯片组还包括KBC(键盘控制模块)和RTC(实时时钟模块)的功能。,12页,芯片组目前也主要是以Intel系列产品为代表。19世纪90年代,Intel公司为了支持Pentium CPU,推出了440系列
5、芯片组,其中440BX使得Intel公司在芯片组领域大获成功。随着新技术的不断出现,Intel公司又推出了i8xx系列芯片组。例如,i815E芯片组采用Hub Architecture中枢架构总线。主要由822815和82801BA两款芯片组成。i815E的外观结构如图5-6所示。,13页,图5-6 i815E芯片组图其中82815集成了i752显示芯片,提供133MHz外频,支持PC133 CL=2 SDRAM。i815E芯片组还提供了对AGP4X以及AIMM(AGP Inline Memory Module)扩展槽的支持。,14页,4 扩展槽扩展槽是主板与外界扩展卡联系的桥梁。任何外界的扩
6、展卡(如显示卡、声卡、网卡等)都要安装在扩展槽上才能正常工作。3种扩展槽ISA扩展槽PCI扩展槽APG扩展槽(1)ISA扩展槽ISA(Industry Standard Architecture,工业标准构架)扩展槽在主板上一般是黑色,也是所有扩展槽中最长的,其形式如图5-7所示。,15页,图5-7 ISA扩展槽ISA总线主要用于传输速率低的设备。ISA总线的缺点缺少一个中枢寄存器、不能动态地分配系统资源、CPU占用率高等。EISA(Extended Industry Standard Architecture,扩展工业标准构架)。EISA总线是为配合32位CPU而设计的总线扩展标准,多用于服
7、务器的主板上。优点:功能强于ISA缺点:结构复杂、成本高。EISA总线,16页,(2)PCI扩展槽PCI(Peripheral Component Interconnect,互连外围设备)扩展槽在主板上一般为白色,比ISA扩展槽短,其形式如图5-8所示。图5-8 PCI扩展槽PCI扩展槽是目前计算机最重要的接口之一,它不仅应用于计算机上,在许多数字设备上也使用了PCI扩展槽。PCI是一种局域总线。它在CPU和外部设备之间提供了一条独立的数据通道,使连接在其上的每种外部设备都能和CPU直接联系。因此PCI能使图形、视频、音频等通讯设备同时工作。,17页,早期的PCI采用和CPU同步的时钟,但PC
8、I总是跟不上CPU的发展速度,因此现在人们采用分频的方法来设定PCI的频率。所谓4分频的PCI是指PCI扩展槽的频率为总线频率的1/4。PCI32是32位的PCI总线,其标准速度是33MHz,采用124针连接器。PCI64是64位的PCI总线,其标准速度是64MHz,采用188针连接器。,18页,(3)AGP扩展槽AGP(Accelerated Graphics Port,图形加速接口)是伴随着3D图形处理和3D游戏的发展而开发的一种接口。目前的主板上一般都有一个AGP扩展槽,其颜色为深褐色或蓝色。通过AGP接口可以使视频处理器与系统主内存直接相连,避免经过PCI总线而造成的系统瓶颈,从而提高
9、了3D图形数据的传输速度。另外,AGP扩展槽使系统主内存可以共享给视频作为缓存,从而弥补了显存的不足。,19页,5 接口(1)Primary IDE接口主板上一般有两个IDE(Integrated Drive Electronic,集成驱动电路接口)接口,40针型。Primary IDE接口Secondary IDE接口一个IDE接口通常可连接两个外设,称为一组。Primary IDE接口用来连接第一组IDE外设,一般为硬盘。IDE接口如图5-9所示。,20页,图5-9 IDE接口,21页,(2)Secondary IDE接口Secondary IDE接口用来连接第二组IDE设备,一般为第二、
10、三、四块硬盘或光驱。其接口形式同Primary IDE接口。同样,Secondary IDE接口也可以连接两个IDE外设。主板上的Primary IDE接口一般标为IDE1,Secondary IDE接口一般标为IDE2。(3)FDC接口FDC(Floppy Drive Controller)接口用来连接软盘驱动器。主板上的FDC接口为34个针型接口。一个FDC接口可以连接两块软盘驱动器,其接口如图5-10所示。,22页,图5-10 FDC接口(4)COM接口串行接口,9针型或25针型。用来连接串行传输数据的外设,如Modem(调制解调器)、鼠标、串行打印机等。通常一块主板上有两个COM接口,
11、分别为COM1和COM2。,23页,(5)LPT接口并行接口,为25个孔型接口。一般用来连接并行传输数据的外设,如并行打印机等。(6)USB接口USB(Universal Serial Bus)接口是伴随着多媒体技术的发展而诞生的一种外设接口。USB接口的最大特点是即插即用和热插拔。USB2.0的传输速率可达480Mbps,比普通的串行口快许多。目前常用的USB设备有USB外接硬盘、USB鼠标、USB键盘、USB刻录机、USB数字相机等。,24页,6 面板接脚主要是用来连接到微机面板的一些工作状态显示指示灯或按钮,其形式如图5-11所示。常见的面板接脚包括:(1)Power BT:连接机箱上的
12、电源开关按钮。(2)Reset:连接机箱上的重新启动按钮。(3)Power LED:连接机箱上的电源指示灯。(3)HDD LED:连接机箱上的硬盘指示灯。(5)Speaker:连接机箱上的喇叭。图5-11 面板接脚,25页,7 电池电池是用来为时钟和CMOS存储器提供电源的部件。主板上一般使用的是纽扣电池,为可充电的锂电池,其外形如图5-12所示。,26页,8 BIOS芯片BIOS(Basic Input Output System,基本输入输出系统)是一个固化在主板上ROM芯片中的程序,也称为ROM-BIOS。BIOS芯片包括:基本输入输出程序系统设置信息开机自检程序和系统启动自举程序主板上
13、的BIOS芯片一般是一块32针的双排直插式芯片,采用EPROM,其外形如图5-13所示。图5-13 BIOS芯片,27页,BIOS包含三个部分:第一部分是开机自检及初始化程序,实现开机后自动对CPU、640K基本内存、扩展内存、主板、CMOS、各种接口、显卡、软盘、硬盘、键盘、鼠标等的检测。第二部分是为CPU提供各硬件设备的中断号。第三部分是发送程序服务请求。BIOS通过特定的数据端口发出指令、发送和接收各种外部设备的数据,从而实现软件应用程序对硬件的操作。,28页,CMOS和BIOS的关系CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物
14、半导体存储器)是一种由电池供电的可读写的RAM芯片。CMOS是用来存储微机系统参数的一个存储器。但它只能存储系统参数,不能设置系统参数。要改变系统参数,需要用BIOS中的系统设置程序来设置CMOS中的参数。BIOS是用来设置系统参数的系统软件,用BIOS设置的系统参数保存在CMOS中。,29页,1 CPU的构成CPU(Central Processing Unit,中央处理器)是由上万个甚至上百万个微型晶体管构成,其内部分为控制单元、运算单元和存储单元三大部分。CPU特点由上百万个晶体管组成的,集成度很高,体积很小。CPU的外观图如图5-14所示。图5-14 CPU外观图方向标记用来指示CPU
15、芯片安装时摆放的方向。,5.3 CPU,30页,2 CPU的主要性能指标(1)主频、外频和倍频主频指CPU的内核工作频率外频是指系统时钟频率。CPU的主频、外频和倍频的关系是:主频=外频 倍频微机的数据通信中数据传输速率的计算方法为:数据传输速率=时钟频率 数据总线宽度 8从以上概念可以看出,在同样的数据总线宽度下,提高CPU的倍频可以提高CPU的运算速度。提高计算机的时钟频率就能提高传输通道的数据传输速率。另外也可以通过提高系统时钟频率(即CPU的外频)来提高CPU的速度,这种方法需要适当提高CPU的工作电压。,31页,(2)总线速度和总线宽度CPU处理的数据是从主存储器取过来的,由于CPU
16、和内存之间的速度有差异,便在它们之间增加了二级缓存(Cache)来协调二者的速度差异。总线速度内存总线速度(Memory-Bus Speed)是指CPU与二级缓存和内存之间的通信速度。扩展总线速度(Expansion-Bus Speed)是指微机系统上如PCI、AGP等局部总线的速度。,32页,总线宽度地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间。设微机的地址总线为32位,则CPU最多可以直接访问的物理空间是:232=4096MB。数据总线宽度决定了CPU与二级缓存、内存以及输入输出之间一次数据传输的信息量。,33页,(3)缓存缓存(Cache)也称为高速缓冲存储器,它是位于CPU和主存储器
17、之间的规模较小但速度很快的存储器。缓存工作原理 微机的内存一般采用动态存储器DRAM,但DRAM的读写速度低于CPU的速度,CPU每执行一条指令都要访问一次或多次内存,所以CPU总是处于等待状态,这严重地降低了微机系统的效率。采用缓存之后,在缓存中保存着主存储部分内容的副本。CPU在读写数据时,首先访问缓存。而缓存的速度与CPU相当,所以CPU就能在零等待状态下迅速地完成数据读写。只有缓存中不包含有CPU所需的数据时,CPU才去访问主存。,34页,缓存组成:SRAM(Static RAM,静态存储器)缓存分类一级缓存一般集成在CPU内部,也成为片内缓存。二级缓存二级缓存在主板上,并以与CPU外
18、频相同的频率工作。,35页,1 内存的性能指标(1)速度内存的速度是指内存芯片中数据的输入输出速度,通常用主板芯片组到内存之间的工作频率来衡量。目前常用的SDRAM内存是用工作频率作为运算速度,如133MHz等。(2)访问时间内存的访问时间是指CPU发出指令后,从内存的特定地址读取数据块的时刻起到CPU收到数据为止所用的时间。内存的访问时间已从几年前的100ns(纳秒)以上降至10ns以下,理想的内存访问时间是零访问时间。,5.4 内存,36页,(3)校验奇偶校验奇偶校验的内存在每一字节外增加了一位奇偶校验位作为错误检测。非奇偶校验非奇偶校验内存的每个字节只有8位。有些主板既支持带奇偶校验位的
19、内存,也支持不带奇偶校验位的内存,但这两种内存不能同时使用。,37页,(4)容量微机的内存称为内存条。内存条组成印制电路板内存芯片是内存条上的基本存储单元。常见的内存芯片有64M、128M、256M、256M、512M、1G。内存接口微机内存容量的计算公式是:内存条容量=内存芯片的数量 内存芯片的容量。微机内存容量=内存条容量 内存条数量。,38页,2 内存接口内存条是插到主板上DIMM插槽里的,内存条与DIMM插槽的接触点是金黄色的,俗称“金手指”。我们通常说的多少线内存就是指金手指的数目,如168线内存就是指内存条的金手指数目为168个。,39页,3 内存的种类在微机的发展史上,内存的变化
20、是相当大的。从最初的FPT内存到后来的EDO内存,直到现在常用的SDRAM、VCM、DDR和Rambus内存。(1)SDRAM内存SDRAM(Synchronous-Dynamic RAM,同步动态存储器)为64位,168线,其外形如图5-15所示,其访问时间一般为10ns以下,工作频率可达133MHz。图5-15 SDRAM内存条,40页,(2)Rambus内存Rambus是一种全新的串行工作模式的内存,Intel将其定为PC800标准。Rambus内存采用16位的数据带宽、184线接口、300MHz或400MHz的工作频率,其单片内存容量可达到256MB。Rambus内存和SDRAM内存不
21、能兼容使用。Rambus内存条外形如图5-16所示。图5-16 Rambus内存条,41页,硬盘软驱光驱,5.5 外存,42页,1 硬盘硬盘的性能指标:(1)容量单位:兆字节(MB)或千兆字节(GB)。目前常用硬盘容量:40GB、60GB、80GB和160GB。(2)转速转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数,单位为rpm。转速是硬盘内部传输速率的决定因素之一,也是决定硬盘速度的主要参数。目前常用硬盘的转速为5400rpm、7200rpm和10000rpm。,43页,(3)平均访问时间平均访问时间是指磁头移动到指定磁道的指定扇区所需要的时间。平均访问时间包括硬盘的寻道时间和等待时间。即:平均访问时间
22、=平均寻道时间+平均等待时间。平均寻道时间指磁头移动到盘面指定磁道所需的平均时间。目前硬盘的平均寻道时间在8ms(毫秒)到12ms之间。平均等待时间指磁头处于目标磁道后,等待目标扇区旋转至磁头下方的平均时间,平均等待时间为盘片旋转一周所需时间的一半,一般在4ms以下。,44页,(4)传输速率传输速率是指硬盘读写数据的速度,单位为兆字节每秒(MB/S)。硬盘数据传输速率包括内部传输率也称为持续传输率,其大小主要依赖于硬盘的旋转速度。外部传输率也称为突发数据传输率,是指系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率,其大小与硬盘接口类型和硬盘缓冲区的大小有关。(5)缓存硬盘缓存是硬盘上的一个存储器,系统和硬
23、盘的数据交换通过硬盘的缓存进行,由于缓存的速度远远高于磁头的速度,所以可以提高数据传输速率。目前硬盘的缓存可达2MB。,45页,2 U盘 U盘是一种移动存储设备,又称为“USB闪存盘”。U盘使用标准的USB接口,容量从最初的32MB发展到现在可达到4GB,能够在各种主流操作系统及硬件平台之间作大容量数据存储及交换。U盘的结构由USB端口、主控芯片、FLASH(闪存)芯片、PCB底板、外壳封装五部分组成。U盘工作过程是:USB端口负责连接电脑,是数据输入或输出的通道;主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令,并使计算机将U盘识别为“可移动磁盘”,是U盘的“大脑”;FLASH芯片与电脑中内存
24、条的原理基本相同,是保存数据的实体,其特点是断电后数据不会丢失,能长期保存;PCB底板负责提供相应处理数据平台,且将各部件连接在一起。,46页,3 光驱光驱的全称为光盘驱动器。光驱包括CD-ROM、CD-RW、DVD-ROM等,目前最常用的是CD-ROM。CD-ROM的主要性能指标(1)数据传输率数据传输率是指光驱在1秒内所能读取的最大数据量。单速光驱的数据传输率:150KB/S。二倍速光驱的数据传输率:2150KB/S=300KB/S。X倍速光驱,47页,(2)平均访问时间光驱的平均访问时间又称为平均寻道时间,是指光驱的激光头从原来位置移动到指定的数据扇区并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存
25、所用的时间。目前常用的光驱的平均访问时间小于100ms。(3)缓存容量光驱的缓存是光驱内部的数据存储区,主要用于存放读出的数据。目前常用光驱的缓存为128KB。,48页,*5.6 微机组装,1 检查电源一般机箱中都安装好了电源,打开机箱后应检查电源安装是否紧固,如螺丝有松动应将其上紧。2 安装CPU仔细阅读CPU和主板说明书,按照所选的CPU的要求,设置主板上CPU插座的电压。拉起CPU插座边上的拉杆,将CPU上的针脚1对准CPU插座上的脚孔1,转好CPU的方向,将CPU轻轻放入CPU插座上,确保CPU上的每个针脚都插入CPU插座的对应脚孔上。下推拉起的拉杆使之卡到卡槽中。CPU安装好以后还须
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