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计算机系统维护 中国石油大学（华东）计算机与通信工程 学院 主讲 ：宋继志 电话QQ：4750530 E-mail： Date 1 1、课程性质和任务 计算机维护技术是实践性和实用性很强的一门课 。其教学任务是：在掌握单台计算机的基本组成与运行 原理的基础知识的前提下，认识掌握计算机各部件的硬 件结构原理、相关技术、以及整机的调试和运行维护等 多方面的技能。在教学的整个过程中，坚持以硬件知识 为主的同时，加深对计算机整机系统中硬件和软件的联 系与配合的认识。使学生具备自己动手组装计算机、计 算机升级换代以及维护方面的能力。 Date 2 计算机系统维护 计算机系统维护主要针对硬件系统和主要应用 软件。维护通常是指对硬件进行保养和对软件进行参 数的优化设置，以保证系统正常高效地运行。而维修 通常是指当硬件损坏无法工作，要进行修复、更换等 处理。 Date 3 本课程所谓的“计算机系统维护”，主要涉及如下几个 含义： 1定位在学习计算机维护的最基本的知识和技能。 2“计算机”是指微型计算机中的主流，即PC兼容的台 式微机。 3“系统”是指单台使用的个人微机系统。 4“维护”是指组成PC机的基本硬件的日常保养和 Windows操作系统的运行维护以及软件损伤造成的常见故障 进行排除，恢复系统正常运行。 维修：通常是指当硬件损坏无法工作，要对PC机硬件进 行修复、更换等处理。 硬件要求根据故障现象，判断故障原因，定位到一个可 拆卸的部件，然后以新换旧，排除故障。 Date 4 硬件的板级维修和元件级维修： 微机硬件的维修已经从早先普遍的元件级维修转变为 目前普遍的板级维修。 元件级维修是指必须将故障原因最终确定到一个损坏 的元器件，如电阻、电容、晶体管、集成电路、导线和 焊点等，然后更换和焊接元件，通常还要对相关电路重 新调试和检测。承担元件级维修要求具备计算机电路的 专门知识和维修操作技能，还要有设备的电路图、维修 手册和专门的测试设备等，因此实现起来成本和难度都 比较高。目前有必要进行到元件级维修的微机设备主要 是显示器、微机电源部件和部分外部设备。 Date 5 板级维修也叫部件级维修，它是指只需将故障定位到 一块电路板或一个便于拆卸的独立部件，然后加以更换 即可。比如主板、软驱、硬盘、显示卡等的损坏都是直 接更换。 注意：目前的微机之所以可以进行板级维修，原因是 PC机有着普遍的兼容性，它们的板卡和零部件有着充分 的互换性。另外零部件故障率和价格都很低，而元件级 维修的技术条件和人工成本太高，使得元件级维修失去 了必要性。 Date 6 随着计算机技术和产品的飞速发展，目前的微机系统 的硬件集成度和可靠性都大大增强，硬件故障率大大下 降，或者说是硬件极少损坏。反之，由于操作系统的大 型化和复杂化，加之一个微机中安装的应用软件成千上 万，因此软件的故障率大为增加。目前一说到“计算机 坏了”，究其原因十有八九是软件故障所致。 Date 7 2、课程目的 不仅会用机器，而且用好机器。 系统正常运行，资源得到充分利用 防患于未然 一旦机器故障，以最小的代价去修复 Date 8 3、教学模式 课堂讲授自学课堂讨论实践 4、预修课程 数字电子技术、计算机基础、微机原理 5、教材与参考书 计算机系统维护维修教程，郑秋梅等，石油大学 出版社 计算机维护技术实用教程，陆定宇等，中国宇航出 版社 计算机维护技术，瓮正科，清华大学出版社 计算机系统维护技术，步山岳等 Date 9 6、参考网站 中关村在线 / 7、考试 平时（20）考试（80） Date 10 第1章 微型计算机系统简介 第1章 微型计算机系统简介 本章简要介绍微机系统的软硬件构成、微机房环境 和IBM-PC兼容机的历史。 1.1 微型计算机系统功能与构成 1.2 微机系统的工作环境 1.3 IBM-PC兼容机的历史 Date 11 1.1 微型计算机系统功能与构成 1.1 微型计算机系统功能与构成 1.1.1 微型计算机的功能与应用 计算机可以分为多用户的大型计算机系统和单用户 的PC机两大类，它们的硬件和软件系统结构有着很大的不 同，就系统维护而言，也有着很大的区别。 大型计算机系统按其规模又可以分为小型、中型、大型 、巨型等计算机系统。 PC机即个人计算机（Personal Computer），按其 规模也叫做微型计算机，它分为台式机、便携式机（也叫 笔记本电脑）和掌上型机等多种类型。台式PC机系统在整 个计算机应用领域最为普及和数量最多，它的维护也最具 普遍和典型意义。 Date 12 1.1 微型计算机系统功能与构成 微型计算机产生于70年代末。相对于当时的大型计算机 ，它有着操作容易、结构简单、环境要求低和性能价格比 高等特点，特别是多媒体技术和网络技术与PC机的结合， 使它已经成为大多数人工作、学习、娱乐和生活的必不可 少的工具。 微型计算机的应用十分广泛，它的用途主要表现在电子 办公、信息管理、娱乐、辅助学习、辅助设计、工业控制 、人工智能和网络等许多方面。 Date 13 1.1.2 微机的系统构成 微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分构 成的。 一、微机的硬件系统 如图所示，一般看到的是微机硬件系统的外观，它包 括 主机箱、显示器（Display/Monitor）、键盘（KeyBoard ） 和鼠标（Mouse）、音箱等。 1.1 微型计算机系统功能与构成Date 14 主机箱里面还包括： 主板（Main /System/Mother Board） 电源（Power Supply） 软盘驱动器（Floppy Disk Driver） 硬盘驱动器（Hard Disk Driver） 光盘驱动器（CD-ROM Driver） 系统功能扩展卡：插在主板总线扩 展槽（Input/Output BUS Expanded Slots ）上 PC机箱： 立式机箱和卧式机箱，以立式机箱 为主。每一种又分为AT和ATX两大类。 AT机箱存在散热不好，内存条难于 更换等弊端，产生了更趋合理的ATX机 箱。机箱和电源往往是合在一起的。 1.1 微型计算机系统功能与构成Date 15 主板也称为系统板 ，它是微机系统的最重要部 件，也称为计算机的主机， 是整个系统的控制和运算中 心。 主板上有：芯片组、CPU 插槽、内存插槽、I/O插槽（ 包括AGP（PCI-E）、PCI、 ISA）、BIOS/CMOS芯片、 IDE(SATA)或SCSI接口、软驱 接口、电源接口等。 1.1 微型计算机系统功能与构成Date 16 软盘驱动器（FDD）和软盘一起构成微机最早的外 部存储器（简称为外存）。软盘的作用是以磁记录的方式 永久保存微机的大量软件资料，软驱的作用就是对软盘进 行读写。 现在面临淘汰_。 1.1 微型计算机系统功能与构成 易出问题：读错误 Date 17 硬盘驱动器（HDD）也是微机的外部磁盘存储器， 它与软驱的主要区别在于其内部固定安装了几片硬质金 属磁盘，因此也被称为固定盘（Fixed Disk）或硬盘驱 动器（Hard Disk Driver），也因此它的存储容量要比 软盘大得多。 关注性能参数：转速 缓存 1.1 微型计算机系统功能与构成 易出问题：坏道，磁头不归位，当当响 Date 18 光盘驱动器CD-ROM（Compact Disk-Read Only Memory Driver）和光盘一起构成微机的外存，光盘是依 据光学原理来永久保存微机的大量软件资料。作为活动 盘，它的可靠性和存储容量都高于软盘。目前微机基本 配置的光驱和光盘是只读（RO）的。 PC机也可以配备可读写（RW）的光驱，目前价格非常便 宜，主流16x已降到300元以下，越来越多的飞入寻常百 姓家。 关注性能参数：格式+-R、RAM、RW等 未来增值点光雕，SATA 蓝光 1.1 微型计算机系统功能与构成 易出问题：灰尘，激光头聚焦，功率，弹出 Date 19 系统功能扩展卡也称为适配器（Adaptor），它们 是一些专用的电路板，用来增强和扩充微机系统的功能 ，使之性能更卓越、用途更广泛。比如3D图形加速卡、 声效卡、调制解调器和网卡等，它们的安装可以分别使 微机具有高质量三维图形显示、音响和连网等功能。如 图所示是一个3D图形卡。 1.1 微型计算机系统功能与构成 易出问题：林林总总 Date 20 键盘是微机最基本和最重要的输入设备，即使今天 大量的图形界面操作用鼠标器更为方便，但至少文本的 输入还离不开键盘。微机标准键盘有101个按键。 关注性能参数：采用工作原理 快捷键 外观、舒适度 1.1 微型计算机系统功能与构成 易出问题：按下无响应，乱码，不弹起，断线 Date 21 显示器也称为监 视器，它是微机最基本 和最重要的输出设备， 微机运行的情况和用户 操作的结果等都通过显 示器进行人机交互。显 示器能显示十分精美的 画面，它的图像质量远 高于电视机。 关注性能参数：分辨 率 扫描频 率 1.1 微型计算机系统功能与构成 易出问题：点不亮，聚焦，超最大刷新频率，抖动，呼吸 Date 22 采用了MVA广视角面板 提供1680x1050的最大分辨率 灰阶8ms响应时间 提供数字接口 16.7M真彩显示 以及176/176视角范围 MVA面板的采用，使之在画质方面表 现更为出色 20宽屏液晶 这款产品的报价为2880元 易出问题：坏点，变黄，上不亮或下不亮，干脆不亮，黑屏 Date 23 鼠标器也是微机的最基本和最重要的输入设备。 目前PC机的大多数软件都采用图形用户界面，使用鼠标 器直接点击操作比使用键盘命令操作简单直观得多。 关注性能参数：光学分辨率 DPI 1.1 微型计算机系统功能与构成 易出问题：自己想想？ Date 24 微机电源也可以称为PC电源部件，它不同于其它电器 如电视机、音响和录音机等的电源，大多数电器的电源都只 是整个电路板的一部分电路，而微机电源是一个独立部件。 PC电源的电路板安装在标准的外壳中，它与系统其它部分的 连接插头也是标准的，拆装更换十分方便。PC电源的作用是 把输入的220伏交流电转换为微机系统所需的几种高质量直 流电压，以保证主机箱内所有部件的供电。电源分为AT电源 和ATX电源两种。 关注性能参数：版本 额定，最大 1.1 微型计算机系统功能与构成 易出问题：噪音，点不亮，反复重启 Date 25 其他设备 usb设备，如摄像头，u盘， 关注性能参数： 易出问题： Date 26 二、微机的软件系统 任何一台计算机都是由硬件系统和软件系统组成的。 没有安装软件的计算机只是一台“裸机”，即使打开它的开关 ，它也无法工作。 微机的软件系统可以大致分为系统软件和应用软件两 大类，这是按软件的主要功能划分的。实际使用的软件不 必硬性划分，比如我们熟悉的PC机操作系统Windows，它是 系统软件，但它也包含着大量的应用程序，如画板、写字 板和浏览器等。 1.1 微型计算机系统功能与构成Date 27 1.1 微型计算机系统功能与构成Date 28 系统软件是指那些保障计算机系统正常运行的系 统基础环境软件，还有那些用来开发新的应用程序的系 统基本工具软件，如微机的基本输入输出系统（BIOS） 和操作系统（DOS、Unix、Linux和Windows等），又如用 来进行程序设计的各种高级语言（Basic、Fortran和C等） 。系统软件的设计、开发和维护是计算机专业人员的事 。 应用软件是指那些建立在系统软件之上的专门用 于解决某类应用的软件，也叫实用程序。随着微机应用 领域的日益扩展，应用软件也越来越多，例如用于办公 业务的Office，用于绘图的Photoshop和AutoCAD等。 1.1 微型计算机系统功能与构成Date 29 软件问题数目庞大且复杂 单就os而言，够我们开设N门课程 更不用说不计其数的应用软件 Date 30 1.2 微机系统的工作环境 1.2 微机系统的工作环境 微机可以在一般的办公室和家庭环境中使用，没有 什么特别苛刻的要求。但是不要因此而忽略了环境条件对 微机系统稳定可靠性、故障率和使用寿命的影响，特别不 能忽略多台微机集中放置使用的办公室和计算机房的环境 保障。 微机存放和工作的环境条件包括空气清洁度（灰） 、温度（斯基）、湿度（减少寿命）、通风、静电（击穿 ，烧坏）、电磁干扰（不工作）、供电系统（稳定，山大 ）、系统接地（被电）、噪音（减少寿命_）、照明（损 害眼睛）、防火、防震和防水等等。 其具体要求： 1环境温度和湿度： 存放：0-40，相对湿度10-80%。工作：夏季21- 25，冬季18-22，相对湿度45-65%。 Date 31 2室内空气洁净： 元器件、电路板和接插件都要求干净无污染的环境 3防静电和电磁干扰： 过量的静电和电磁辐射都会干扰微机的正常工作 ，造成系统运行出错，甚至毁坏系统电路元器件。 4供电电源系统： 微机系统对电源的要求不高，但良好的市电供电 对微机系统的正常工作和使用寿命却有很大的影响。因 此要求系统供电功率大、电压稳定、电源干扰小、没有 意外断电、接地良好等。（有条件可配ups） 1.2 微机系统的工作环境Date 32 5系统接地 系统接地线分为安全地、交流地和直流地。 安全地是指将带电设备的机壳和安全装置连接到大 地上，使之与大地等电位。 交流地是指交流市电本身的地线。 直流地是指计算机设备的直流电源接地线，也是整 个电路系统的地线。 6机房应安装空调系统，以调节机房内的温度、湿度 和洁净度。 7安装市电稳压和净化设备，如不间断电源（UPS）。 8计算机房要求良好的照明系统，光线要均匀柔和。 1.2 微机系统的工作环境Date 33 1.3 微机发展简史 一、相关概念 1.微处理器(Microprocessor) 简称P或MP，是由一片或几片大规模集成电路组 成的具有运算器和控制器的中央处理机部件，即 CPU(Central Processing Unit)。微处理器本身并不等于 微型计算机，它仅仅是微型计算机中央处理器，有时为了 区别大、中、小型中央处理器(CPU)与微处理器，把前者 称为CPU，后者称为MPU(Micro Processing Unit)。 1.3 微机发展简史 Date 34 1.3 微机发展简史 一、相关概念 1.微处理器(Microprocessor) 简称P或MP，是由一片或几片大规模集成电路组 成的具有运算器和控制器的中央处理机部件，即 CPU(Central Processing Unit)。微处理器本身并不等于微型 计算机，它仅仅是微型计算机中央处理器，有时为了区别 大、中、小型中央处理器(CPU)与微处理器，把前者称为 CPU，后者称为MPU(Micro Processing Unit)。 1.3 微机发展简史 Date 35 2.微型计算机(Microcomputer) 简称C或MC，是指以微处理器为核心，配上由大 规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统 总线所组成的计算机。有的微型计算机把CPU、存储器和 输入/输出接口电路都集成在单片芯片上，称之为单片微 型计算机，也叫单片机。 3.微型计算机系统(Microcomputer System) 简称CS或MCS，是指以微型计算机为中心，以相 应的外围设备、电源、辅助电路(统称硬件)以及控制微型 计算机工作的系统软件所构成的计算机系统。 1.3 微机发展简史 Date 36 二、微机发展简史 1.概述 微机的核心部件是主板，而主板的核心是中央处 理器（CPU），它的性能基本决定了主板的性能，从而也 基本决定了微机系统的性能。 PC兼容机采用的CPU芯片主要是由美国Intel、AMD 公司设计生产的自成系列的产品，不断推出的新的CPU产 品总是在硬件和软件两方面加以改进，但无论在硬件和 软件上又都是与原有的产品相容的，以便于系统的不断 升级，这叫做CPU的向上兼容性。微型计算机的换代，通 常是按其CPU字长和功能来划分的。 1.3 微机发展简史 Date 37 第一代(19711973)： 4位或低档8位微处理器和微型机 代表产品是美国Intel公司的4004微处理器以及由它 组成的MCS-4微型计算机(集成度为1200晶体管/片)。随后 又制成8008微处理器及由它组成的MCS-8微型计算机。第 一代微型机就采用了PMOS工艺，基本指令时间约为10 20S，字长4位或8位，指令系统比较简单，运算功能较 差，速度较慢，系统结构仍然停留在台式计算机的水平 上，软件主要采用机器语言或简单的汇编语言，其价格 低廉。 1.3 微机发展简史 Date 38 第二代(19731978)：中档的8位微处理器和微型机 19731978年为典型的第二代，以美国Intel公司的 8080和Motorola公司的MC6800为代表，集成度提高了12 倍，(Intel 8080集成度为4900管/片)，运算速度提高了一个 数量级。 19761978年为高档的8位微型计算机和8位单片微 型计算机阶段，称之为二代半。高档8位微处理器，以美 国ZILOG公司的Z80和Intel公司的8085为代表，集成度和速 度都比典型的第二代提高了一倍以上(Intel 8085集成度为 9000管/片)。8位单片微型机以Intel 8048/8748(集成度为9000 管/片)，MC6801，MOSTEK F81/3870，Z80等为代表，它们 主要用于控制和智能仪器。 1.3 微机发展简史 Date 39 第二代微型机的特点是采用NMOS工艺，集成度提 高14倍，运算速度提高1015倍，基本指令执行时间约 为12S，指令系统比较完善，已具有典型的计算机系统 结构以及中断、DMA等控制功能，寻址能力也有所增强， 软件除采用汇编语言外，还配有BASIC，FORTRAN，PL/M 等高级语言及其相应的解释程序和编译程序，并在后期开 始配上操作系统。 1.3 微机发展简史 Date 40 第三代(19781985)：16位微处理器和微型机 代表产品是Intel 8086(集成度为29000管/片)，Z8000( 集成度为17500管/片)和MC68000(集成度为68000管/片)。这 些CPU的特点是采用HMOS工艺，基本指令时间约为 0.05S，从各个性能指标评价，都比第二代微型机提高了 一个数量级，已经达到或超过中、低当小型机(如 PDP11/45)的水平。这类16位微型机通常都具有丰富的指 令系统，采用多级中断系统、多重寻址方式、多种数据 处理形式、段式寄存器结构、乘除运算硬件，电路功能 大为增强，并都配备了强有力的系统软件。 1.3 微机发展简史 Date 41 第四代(1985年以后)：32位高档微型机 随着科学技术的突飞猛进，原来的8位、16位机已 经不能满足需要，因此，1985年以后，Intel公司在原来的 基础上又发展了80386和80486。其中，80386的工作主频 达到25MHz，有32位数据线和24位地址线。以80386为CPU 的COMPAQ 386、AST 386、IBM PS2/80等机种相继诞生。 同时随着内存芯片的发展和硬盘技术的提高，出现了配 置16MB内存和1000MB外存的微型机，微机已经成为超小 型机，可执行多任务、多用户作业。由微型机组成的网 络、工作站相继出现，从而扩大了用户的应用范围。 后来，有相继出现了486、586等芯片。 1.3 微机发展简史 Date 42 2. Intel微处理器及兼容的CPU 1.3 微机发展简史 微 机 使 用 的 各 种 C P U Date 43 Intel的第一个微机用微处理器是Intel 8086，1978年6月推出， 主频有5、8和10MHz三种，是16位CPU。它的数据线为16位，地 址线为20位。仅用于便携机。 Intel 8088于79年6月推出，有5和8MHz两种，准16位CPU。内 部数据线16位，外部数据线8位，地址线20位。用于IBM的第一代 微机IBM-PC和IBM PC/XT。 80286，82年2月推出，有6、10和12MHz三种，16位CPU。数 据线16位，地址线24位。用于IBM PC/AT及兼容机。 80386，85年10月推出386 DX-16MHz，92年10月推出386 SX- 33MHz。有386 DX-16、20、25和33MHz，是32位CPU，DX数据线和 地址线均为32位。有386 SX-16、20、25和33MHz，是准32位CPU， 数据线为16位，地址线为24位。 1.3 微机发展简史Date 44 80486，89年4月推出486 DX-25MHz，92年8月推出486 DX2-66MHz。有486 DX-25、33和50MHz，有486 SX-16、20和 25MHz，还有486 DX2-50和66MHz，都是32位CPU。DX内部 开始包含高速缓存Cache和浮点处理器FPU。 Pentium（P54C），93年3月22日推出第一个60MHz 产品，96年6月10日推出200MHz产品，有60、66、75直到 200MHz等品种，是32位CPU。外部数据线64位，内部数据 线32位，地址线32位。 Pentium Pro，P6级CPU，95年11月推出，有150、 166、180和200MHz等品种。芯片内开始集成L1和L2二级 Cache。 1.3 微机发展简史Date 45 Pentium MMX（P55C），97年1月推出，有166、200和 233MHz等。采用了MMX多媒体指令技术，与P54C有互换性。 Pentium II，97年5月推出233MHz，98年8月推出450MHz， 有233、266直到450MHz等品种。开始支持AGP图形加速接口 和66、100、133MHz高速系统总线。 Pentium Celeron，从98年4月推出266MHz，到2001年6月推 出900MHz，已有266、300直到900MHz等十几个品种。早期赛 扬是无内部L2 Cache的奔腾II简版，以后的赛扬处理器在芯 片内部也集成了L1和L2两级Cache。 1.3 微机发展简史Date 46 Pentium III，从99年2月推出450MHz，到2001年3月推出 1.2GHz，已有450、500到1.2GHz等十几个品种。 Pentium 4，2000年11月推出，有1.5、1.3 和1.3GHz三个 品种，到2001年8月又陆续推出1.6、1.7、1.8和2.0GHz等品 种。采用400MHz总线。 64位酷睿 ，双核 1.3 微机发展简史Date 47 3. IBM-PC系列微机及PC兼容机 现在常说的兼容机，指的是与IBM公司的IBM PC/AT微型计算机采用相同的基本技术标准设计生产，从 而在硬件和软件上具有相当的可互换性的所有微型机算 机产品，如CPU和外围芯片组Chipset、系统总线I/O BUS 的扩展插槽标准、标准键盘接口、系统的基础软件ROM BIOS、系统输入输出口地址I/O Port（Input/Output Port Address）等的充分兼容性。 1.3 微机发展简史Date 48 1981年IBM推出了它的第一种面向个人用户的微型 计算机，起名为IBM PC（Personal Computer）即个人计算 机。它选用了Intel 8088 CPU和其它配套的一系列Intel集成 电路制成系统板，采用了5.25英寸的软盘驱动器和单面记 录的软磁盘，每片软盘的容量为160KB，它的显示器类似 于NTSC制式的彩色电视机，是低分辨率的CGA彩色显示 器。在当时是一种性能好、功能强、价格便宜的新型计 算机。并且它的许多技术甚至核心技术都对外开放，因 此很快便风靡世界。 83年推出IBM PC/XT，增加了比IBM PC的软盘存储容 量大得多速度快得多的10MB硬盘，还把5.25英寸软盘驱 动器改进为双面记录的软盘，每片软盘的容量增加为 360KB。 1.3 微机发展简史Date 49 84年推出IBM PC/AT，改用新的Intel 80286 CPU为系统 处理器芯片，并配置了目前仍在使用的5.25英寸高密度软 盘驱动器，每片软盘的容量增加为1.2MB，硬盘容量增加 到40MB，显示器的分辨率也提高到EGA模式。AT机可谓是 第二代PC，成为以后兼容机的样板。 87年推出采用Intel 80386 CPU的IBM PS/2，它新增了一 个3.5英寸的软盘驱动器，每片软盘的容量为1.3 4MB，硬盘 容量也增大了，显示器的分辨率也提高到VGA模式。 由于IBM PC的市场影响和共同利益的驱使，大多数公 司的微机产品纷纷与之兼容，从而使IBM PC/AT机成为微型 计算机的一种标准沿用至今，即目前所谓的PC兼容机。此 后涌现出的各种386、486和586品牌PC机，多数是IBM兼容 机。 全球各大计算机公司的微机产品的兼容化趋势，使微 机的应用得以迅速推广普及，也使PC机软件的发展出现了 空前繁荣兴旺的局面。 1.3 微机发展简史Date 50 电脑组装概述 电脑组装的基本流程 电脑组装的基本原则 Date 51 电脑组装的基本流程 在组 装电脑时，一 般应按照固定 的流程进行操 作，具体流程 如图1-5所示 。