电脑维修认识计算机部.ppt
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1、第二课 认识计算机部件(1),一、CPU(中央处理器)1、概述 CPU是(Central Processing Unit)的缩写,它又叫中央处理器,是计算机的运算与控制核心,电脑中所有操作都是由CPU负责读取指令,并对指令进行译码后执行。2、基本结构 CPU包括运算逻辑单元、寄存器单元和控制单元。CPU从存储器或高速缓冲存储器中读取指令,放入指令寄存器,对指令译码后,会将指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作系统,从而完成指令的执行。3、分类 Intel类、AMD类 目前,全世界只有Intel(因特尔)和AMD(超威半导体)两家大型跨国公司,能制造 出 广泛商用于微机世界的
2、CPU产品,其它还有一些诸如:IBM Cyrix公司、IDT公司、VIA威盛公司、中国龙芯类的小型CPU研发企业,由于实力有限,还不能制造出有广泛影响力的CPU产品。Intel公司是全球最大的芯片制造商,同时也是发明CPU的开山鼻祖,Intel公司从1971年推出第一款CPU以来,一直占据着这一行业老大哥的地位,它的产品占据了全球75%的市场份额,至今没有对手能撼动它的王者地位。AMD公司是后起之秀,它的CPU生产制造工艺已经达到了和INTEL公司并驾齐驱的成熟地位,AMD公司是世界少数的有能力与INTEL抗衡的高科技企业之一。,4、CPU发展史,A、概述CPU从1971年被INTEL公司首推
3、以来,经历了许多个发展时代,详情请参见:网站,或打开本节附录。B、Intel各个时期的处理器名称与型号,C、AMD处理器名称与型号,5、CPU性能指标,温馨提示:不任是INTEL公司出产的CPU,还是AMD公司出产的CPU,其性能指标中大部分参数都是一样的概念,只是涉及到某些双方专利发明的情况会有不同。A、主频 主频也叫时钟频率,单位是MHz(兆赫兹),用来表示CPU的运算速度,有些主板的主频已经达到了“千兆赫兹”,用GHz表示。主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,并不能代表CPU的整体性能。B、外频 外频是CPU的基准频率,单位也是MHz,外频指CPU与主板之间同步运行的速度,外频可以修改。
4、C、倍频 倍频又叫倍频系数,是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。因为主频=外频X倍频,所以在相同的外频下,倍频越高,CPU的主频率也越高。(比如Intel Core i3 530的外频为133MHZ,倍频系数为22X(倍),则其主频=133MHZx22=2926MHZ2.93GHZ 一般情况下,CPU倍频在出厂时是被锁定的,但也有一些CPU没被锁倍频(比如AMD黑盒版的CPU产品)方便电脑发烧友进行超频使用。D、核心数量 CPU有单核,双核,三核,四核,六核,八核等种类,一般早期的产品均为单核,核心数量越多,CPU处理任务的效率会越高。E、缓存 缓存分一级缓存(L1 Cache)、二级缓存
5、(L2 Cache)、三级缓存(L3 Cache)几种,一般CPU核心数量越多,其缓存也越多。缓存大小是CPU的重要指标之一,对CPU速度的影响非常大。缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率也远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以减少到内存或者硬盘上寻找数据的时间,从而大幅度提升CPU内部读取数据的命中率,以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积较小,还有成本的因素,CPU缓存都很小,一般以KB、MB为单位。,F、CPU的位和字长 位:即上节课所讲的二进制电位值,用“0”和“1”表示,比如64位,就表示有64个这样的“0”或
6、者“1”;字长:CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数叫字长。比如能一次性处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU表示能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。G、前端总线(FSB)频率 前端总线(FSB)频率(即总线频率),是指CPU与主板北桥芯片还有内存控制器之间交换数据的速度。选购CPU和主板时,要注意CPU和主板两者的搭配问题,以免造成系统瓶颈。一般来说,前端总线是由CPU决定的,如果主板不支持CPU所需要的前端总线,系统就无法工作。也就是说,需要主板和CPU都支持某个前端总线频率,系统才能稳定工作。CPU默认的前端总线是唯一的,因此看系统的前端总线速
7、度主要还是看CPU。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHZ等几种,前端总线频率越大,代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越强,更能充分发挥出CPU的功能。H、制造工艺 CPU制造工艺又叫CPU制程,是指芯片内部IC电路与电路之间的微小距离,一般以nm(纳米)为单位。CPU制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展,密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在的CPU制造工艺主要有180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米、32纳米等。I、工作电压 从
8、586时代开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定的,一般制作工艺越小,内核工作电压越低。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。,J、CPU的扩展指令集 CPU扩展指令集指的是CPU增加的多媒体或者是3D处理指令集合,这些扩展指令可以提高CPU处理多媒体和3D图形的能力。著名的指令集有MMX(多媒体扩展指令)、SSE(因特网数据流单指令扩展)和3DNow!指令集。CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器
9、效率的最有效工具之一。K、CPU针脚 CPU针脚即我们常讲的接口类型,CPU必须接插在主板上才能工作,CPU经过这么多年的发展,采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等种类。目前CPU的接口大都是针脚式接口,对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同,在插孔数、体积、形状等方面都有变化,所以不能互相接插。CPU接口类型的命名,习惯用针脚数来表示,比如目前Pentium 4系列处理器所采用的Socket 478接口,表示其针脚数为478针;而Athlon 系列处理器所采用的Socket 939接口,其CPU针脚数为939针。CPU接口类型发展至今大概有:SLOT A、SLOT 2、
10、SLOT 1、Socket 370、Socket 423、Socket 462、Socket 478、Socket 603、Socket 604、Socket 939、Socket 940、Socket 754、Socket 775、Socket B(1366)等类型。现今主流:INTEL类 Socket 478、Socket 775、Socket B(1366)AMD类 Socket 939、Socket 940、Socket 754 更多CPU参数详情,请进入百度百科了解:,6、如何选购CPU,A、辨别CPU包装散装 散装CPU只有一颗CPU,不带包装,无散热器,一般是厂家提供给装机商装机
11、用,装机商用不掉时会流入市场,散装CPU会比后面要讲的盒装CPU便宜,通常店保一年。原包(盒装)原包CPU是厂家为零售市场推出的CPU产品,带原装风扇和厂家三年质保。其实散装和盒装CPU本身是没有质量区别的,主要区别在于渠道不同,从而质保不同。盒装基本都保3年,而散装只保1年,盒装CPU所配的风扇是原厂封装的风扇,而散装不配搭风扇,或者由经销商自己配搭风扇。黑盒版 黑盒版CPU是厂家推出的不锁频的CPU品牌,比如AMD的黑盒5000+,这类CPU不带风扇,是厂家专门为超频用户而推出的零售产品。翻包CPU 经销商将散装CPU自行加入包装,再加个劣质风扇后伪装成的盒装产品。此类产品没有厂家质保,只
12、能店保,通常是店家随口答应店保三年。还有一种翻包产品是不法份子把CPU从国外走私到境内,进行二次包装,加风扇。这类产品是没交税的,价格比散装略便宜。温馨提示:CPU因为是高科技产品,从而没有个人或者公司能做出仿冒品,所以以上各种CPU产品都不存在有假货的说法,消费者只需识别其是不是正规渠道进货的原装产品,避免花盒装的钱买到翻包装类产品。工程样品类CPU 是指处理器厂商在处理器推出前,提供给各大板卡厂商以及OEM厂商用来测试用的处理器样品。生产的制成是属于早期产品,其品质也并不一定都低于最终零售版CPU,其最大的特点有:不锁倍频,某些功能特殊,是精通DIY的电脑玩家喜欢的东东。市面上偶尔也能看见
13、此类CPU在销售,这些工程样品会给厂商打上“ES”标志(ESEngine Sample的缩写),二、主板(motherboard)1、概述 主板,又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard),它安装在机箱内,是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板,用于接插其它硬件设备,比如CPU、内存、硬盘、显卡等部件在主板上都有相应的插槽。显示器、打印机、鼠标、键盘等外部设备也通过相应接口连接到主板上。总之,微机系统中所有硬件设备都是通过共享主板这个载体而形成一台完成的电脑。,2、主板插槽、接口介绍 CPU插座(LGA478、LGA77
14、5、LGA1066等)CPU插座是主板上专用于安装CPU的位置,用户在购买CPU时,应该根据该主板芯片组的类型来决定应当购买何种类型的CPU,比如上页图片当中的主板插座为Intel芯片组Socket 478架构,那它只支持Socket 478架构系列CPU产品,比如Pentium 4 2.0GHz、Celeron D 2.66GHz等 内存插槽(DIMM)内存插槽的孔位比例,随当前主板所支持的内存代和频率而变化,比如上页 图片当中的主板所支持的内存种类有DDR400、DDR333,那对于一些频率较高的内存比如DDR 2 533、DDR2 667、DDR2 800等,它就无法支持。显卡插槽(AG
15、P、PCI-E X16等)显卡插槽经历了很多个时代的发展,现在的主流显卡插槽为PCI-E X16,以前比较主流的有AGP显卡插槽,用户在购买独立显卡,应该根据自己主板所支持的显卡类型来购买。比如,比如上页图片当中的显卡插槽类型为AGP,那该主板就只能安装AGP接口的显卡产品。,PCI插槽 主板上并列一排乳白色插槽为PCI插槽,一般为2-6个,它是主板的主要扩展插插槽,用于安装独立声卡、独立网卡、USB 2.0接口卡、视频采集卡等设备 PCI-E X1插槽 PCI-E全称为PCI-Express,是最新的显卡总线和接口标准,它已经完全取代了早期的PCI和AGP显卡插槽。PCI-Express包括
16、PCI-E X16、PCI-E X8、PCI-E X4、PCI-E X1等种类,目前主流的为16速和1速,16速能够达到5GB/s的带宽,而PCI-E X1 仅为250MB/秒。因此,PCI-E X16插槽用来安装主流的显卡,而PCI-E X1由用来安装一些要求速度比普通PCI设备更快的声卡、网卡、电视卡、存储设备等。,IDE接口 IDE是曾经的主流硬盘和光驱接口,随着SATA技术的出现,现在的主板一般只剩下1个IDE接口,以方便安装IDE光驱。SATA数据接口的传输速率几乎是IDE接口的倍,在以后的课程中会详细讲述。SATA接口 SATA技术是新一代电脑外存储技术,目前已经发展到SATA3代
17、,传输速率达到了600MB/s,主流的主板都提供有2-8个SATA数据接口。,FDD软驱接口 软驱是Windows 95时代比较流行的数据读取工具,用来读取1.44MB的3.5英寸软盘,虽然软盘的存储容量比较小,但在那个时代已经够用了。由于某些行业的特殊需求,软驱和软盘一直没有绝迹,所以很多主板上还是保留了这个类似于鸡肋一样的接口,普通用户很少关注它。,电源接口 主板电源接口有20针和24针两种,一般功耗比较低的主板为20针,功耗较高的主板为24针。另外,随着CPU性能的提升,功耗也在不断地增加,因此很多主板上都会为CPU配备一个四针专用供电接口,用于给CPU单独供电。,主板外设接口鼠标、键盘
18、接口 大多数情况下绿色为PS/2鼠标接口,紫色为PS/2键盘接口。有些主板可能只提供一个键盘或者鼠标接口,因为USB接口的键盘和鼠标很流行,而且支持热插拨。,老式打印接口 主流的打印机一般采用方便带电拨插的USB接口类型,而为了兼容某些用户正在使用的老式并行打印机,很多主板仍然提供了老式24针的打印机接口。,COM接口 COM接口也是一种较为古老的接口,一般用来连接游戏机手柄、早期调制解调器、早期鼠标等早期COM设备,现在已经很少用到,属于淘汰接口,一些较新的主板已经将它省掉。,USB接口 USB技术的诞生,让IT界发生了跨时代的变化,由此也诞生出了很多轻巧便携的USB设备,比如USB键盘、鼠
19、标、U盘、移动硬盘、USB接口打印机、USB接口扫描仪等。USB接口支持即插即用和热插拔技术,大大方便人们在计算机上的操作。USB数据传输分1.1、2.0、3.0三个版本,早期的USB都为1.1,主流的为2.0,而3.0是未来USB数据传输的主流标准。USB技术秉承向下兼容的模式,即一块主板如果支持USB3.0数据传输标准,那它肯定也支持2.0和1.1的标准。由于当今USB设备众多,所以用户在选购主板的时候应该尽量选择USB接口多的产品,以提升主板的扩展能力。,集成网卡、声卡接口 目前,大部分的主板在生产时都集成有网卡和声卡,这样可以减小功耗,节约成本。对于一些对音质和上网标准要求比较高的电脑
20、用户,可自行添置性能更好的独立产品。,集成显卡接口 很多中、低端主板都集成有显卡芯片,从而让对性价比敏感的电脑用户节省成本。如图所示,集成显卡的接头有VGA接头、DVI接头、HDMI接头等种类,它们可以通过不同的连接线连接到显示器。关于这些接头的详情,在以后的章节中会有说明。,除了以上介绍的常见接口和插槽之外,有时候主板上还有一些其它种类的接口和插槽,用户可以查看主板说明书来了解它们的用途。,3、BIOS芯片和CMOS供电电池 BIOS芯片 BIOS是电脑中的基本输入与输出系统,我们可以把它理解为一段程序,这段程序控制和管理着计算机的大多数硬件。每次开机的时候,BIOS程序都会对主板以及接插在
21、主板上的各个硬件进行检测,检测通过之后,BIOS就会把电脑控制权交给操作系统。如果检测未通过,BIOS给出相应的提示或者直接让电脑停止工作。BIOS芯片当中有一块重要的存储器叫CMOS,大多数BIOS的功能设置都存储在CMOS存储器当中,因此我们平常从电脑应用高手口中听说的BIOS设置和CMOS设置都是一回事,简单一点理解,就是用户通过BIOS对电脑硬件进行设置,而这些用于设置的具体程序是存储在CMOS存储器当中的。至于到底该如何设置BIOS,在以后的课程中我们会慢慢讲到。,各种各样的BIOS芯片图,BIOS芯片的具体功能 A、自检以及初始化 电脑开机时,BIOS当中的程序会最先被被启动,它会
22、对电脑系统中的各个 硬件进行完全、彻底的检查和测试。如果硬件没有问题,则BIOS会把电脑控制权交给操作系统;如果硬件有问题,则分两种情况进行处理:(1)严重故障直接停止开机,不给出任何提示或者信号;(2)普通故障给出屏幕提示或声音报警信号,等待用户处理;B、程序服务 BIOS是与计算机的I/O设备(输入与输出设备)直接打交道,通过特定的数据端口发送命令,传送或者接受各种外部设备的信息,实现软件对硬件的直接操作;C、设定中断 电脑开机时,BIOS会告诉CPU各个硬件的设备中断号,当用户对电脑发出使用某个设备的指令后,CPU会根据BIOS提供的中断号,控制相应的硬件完成我们的指令。比如敲击键盘,移
23、动鼠标等。总结:主板是电脑整个硬件系统的载体,而BIOS就是用来检测和设置电脑的硬件信息的程序,只有BIOS检测正常完成,电脑才能继续正常进入电脑操作系统。,CMOS供电电池 此电池一般为锂子电池,因为CMOS芯片必须通过电池供电,才能将在BIOS程序中设置好的信息进行保存,不然就会因为关机后主板掉电而丢失掉这些信息。这些信息如果丢失了,那么CMOS设置永远都会是出厂时的原始设置,电脑也不能正常工作。,4、主板芯片组 芯片组是是主板的核心,它是衡量一块主板档次高低的最直接部分,被称之为主板的灵魂。它的性能直接决定了主板性能的好坏,通常按照它们在主板上的位置以及功能的不同,分为北桥芯片和南桥芯片
24、两种。北桥芯片(North Bridge)北桥芯片是主板芯片组中起主导作用的最重要部分,也称为主桥(Host Bridge)。它负责主板上CPU、内存、显卡接口之间的数据传输。一般来说,主板芯片组的名称是以北桥芯片的名称来命名的,例如英特尔845E芯片组主板的北桥芯片代号为82845E、875P芯片组的北桥芯片代号为82875P等等。此外北桥芯片也会通过特定的数据通过和主板南桥芯片进行连接。,南桥芯片(South Bridge)南桥芯片也是主板芯片组的重要组成部分,一般位于主板上离CPU插槽较远的下方,PCI插槽的附近,这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。相对于
25、北桥芯片来说,南桥芯片数据处理量并不算大,所以它一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连,它主要负责和IDE设备、PCI设备、声音设备、网络设备以及其它I/O设备进行数据的沟通。,芯片组详细描述:一般来说,主板芯片组的发展是和CPU的发展同步的,即CPU厂商每推出一款新的CPU,主板芯片制造商就会推出一款相对应的芯片组,而且什么样的主板芯片组决定只能用什么的CPU,不能随意互用。比如Intel芯片组的主板就不能上AMD公司生产的CPU,Intel 酷睿级的芯片组不能上Intel 赛扬级的CPU等等。目前的主板芯片组生产厂商主要有Intel(英特尔)、威盛(VIA)、AMD-ATI(超威
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