电脑硬件原理基础知识.ppt

采购中心配件部 2012-02-12,电脑硬件原理基础知识,目 录,1.电脑基本概 .电脑基本发展史 .笔记本电脑产品结构 .台式电脑产品结构 .一体电脑产品结构 2.系统架构 3.芯片组 4.部件介绍 5.端口介绍 6.笔记本电脑散热技术,系统架构,电脑主机系统概念 典型系统架构框图 系统主要功能模块 一体电脑产品结构,芯片组,芯片组定义,英特尔（Intel）迅驰技术 常见Intel芯片组介绍 常见非Intel芯片组介绍,硬盘驱动器 光盘驱动器 LCD模组,部件介绍,内置无线网卡 内置键盘 笔记本电源适配器/台式电源 电池 内存 指点设备 显示卡 蓝牙 Web Camera 3G,端口介绍,视频端口类 通讯端口类 数据端口类 存储类端口 音频类端口,基本定义： 显卡上输出模拟信号的接口，VGA（Video Graphics Array）接口，也叫D-Sub接口；VGA接 口是一种D型接口，上面共有15针空，分成三排， 每排五个。 主要作用： 显卡的输出接口是电脑与显示器之间的桥梁，它 负责向显示器输出相应的图像信号。 工作原理： 电脑内部以数字方式生成的显示图像信息，被显 卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、三原色信 号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示 设备。,视频端口类,基本定义： DVI的英文全名为Digital Visual Interface， 中文称为“数字视频接口”。 DVI-D (Single Link) 接头 工作原理： 显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通 道发送给接收器，经过解码送给数字显示设备。 基本特点： 速度快 DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，大大 节省了时间，因此它的速度更快。 画面清晰 由于减少了“数字模拟数字”繁琐的转换过程，速度快，有 效消除拖影现象，而且信号没有衰减，色彩更纯净、更逼真。,视频端口类,DVI,视频端口类,DVI,接头形式 DVI-D（仅传送数字信号） DVI-A（仅传送模拟信号） DVI-I（可传送数字及模拟信号） 此外有实现出第二组DVI链路的接 头有时被称为DVI-DL (dual link) 新老两代视频端口合影,基本定义： S-端子（S-Video），或称“独立视讯端子”， 也称二分量视频接口，S是“Separate”的简称。 工作原理： S-Video 是一种影像讯号传输方式，它是在AV接口的基础上将 色度信号-C和亮度信号-Y ，进行分离，再分别以不同的通道进 行传输，减少影像传输过程中的“分离”、“合成”的过程，减 少转化过程中的损失，以得到最佳的显示效果。 基本特点： 画面清晰 同AV 接口相比由于不再进行Y/C混合传输，也就无需进行亮色 分离和解码工作，而且由于使用各自独立的传输通道在很大程度 上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大提高了图 像的清晰度。,视频端口类,S-Video,接头形式 PIN：也有称5线接头，二路视频亮度信号，二 路视频色度信号，一路公共屏蔽地线，这是通用的 一种规格。 7 PIN：7针接口兼容4针标准接头，我们也能使 用4针连线；7 针接口即能分离出一路4针标准S端 子信号，又能分离出一路标准的AV视频信号来。 两种S-Video接口对比 一个4PIN的S-Video接头,基本定义： DisplayPort 是视频电子标准协会（VESA, Video Electronics Standards Association） 推动的数字式视频接口标准，订定于2006年5月。 DIsplayPort插头 技术规格： 10.8 Gbit/s 的带宽，只需单条传输线即可支持 25601600 的高 分辨率显示器。 8bit/10bit 数据传输 开放且可扩展的标准能够加速普及。 支持6、8、10、12 与 16 位色深。 缆线的完整带宽保证长度为 3 米。 1080p 的有效传输带宽保证长度为 5 米。 支持 128-bit AES 的 DisplayPort 内容保护 (DPCP)，版本 1.1 更支持 40-bit HDCP。 支持内部与外部链接，能够使计算机制造商因此降低花费。,基本定义： 高清晰度多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，简称HDMI）是一种全数字化图像和声音传 送接口。 基本特点： HDMI能高品质地传输未经压缩的高清视频和多声道音 频数据，最高数据传输速度为5Gbps。同时无需在信 号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量 的影音信号传送。 HDMI Type A接口 IdeaPad V450笔记本主板局 部，可以看到HDMI接口在。,Transformer 25MHz晶振,网卡接口 （RJ45）,EEPROM芯片,网卡芯片,通讯端口类,LAN,基本定义： RJ（Registered Jack）代表,已注册的插孔，是来源于贝尔 系统的USOC代码；USOC是一系列 已注册的插孔及其接线方式，是,由贝尔系统开发的，用于将用户 的设备连接到公共网络。,RJ45：网络孔，使用由国际性的 接插件标准定义的8个位置（8pin）,的模块化插孔。,网卡芯片构成： 由两部分组成。一部分是MAC（Media Access Controller，媒体接入 控制器）控制层，作用是根据IEEE 802.3协议来采用CSMA/CD算法做 运算，另一部分是物理连接层PHY（Physical Layer ），作用是根据 MAC的算法得出的处理结果，接收和发送数据。,基本定义： 通用串行总线（Universal Serial Bus，简称USB）是连接外部设备 的一个串口总线标准 技术构成： USB技术由三部分组成，即具备USB 接口的硬件系统、能够支持USB接 口的系统软件及使用USB接口的相关外围设备。 USB接口的性能特点 热插拔，使用方便 带宽大，速度快 可连接设备多 简单的网络互连功能 A型USB连接器,数据端口类,USB,供电标准：5V，500mA（2.0之前） 技术参数： USB 1.0: 数据传输速率为 1.5 Mbit/s (Low-Speed) 与 12 Mbit/s (Full-Speed)。 USB 2.0: 更高的数据传输速率 480 Mbit/s (现在称作 Hi-Speed)。 USB 3.0：支持全双工，新增了5个触点，两条为数据输出，两条数据 输入，采用发送列表区段来进行数据发包，新的触点将会并排在目前 4个触点的后方。USB 3.0暂定的供电标准为900mA，将支持光纤传输 ，一旦采用光纤其速度更有可能达到25Gbps。 无线通用串行总线 正在开发中的一种无线数据传输标准。 设计标准：在3米内达到480Mbp的传输速率， 在10米内达到110Mbps的传输速率。,数据端口类,USB,USB热插拔原理 USB数据线的接口内部有四根金手指，外侧的两 根较长，作用是供电，即电源线。内侧两根较短， 负责传输数据的，即数据线。 当插入设备时外侧的电源线首先连接，对设备进 行供电，而中间的数据线能够在通电状态下 进行 数据交换；相反，当拔出设备时则先断开数据传输， 保证数据不会因断电而丢失，然后再将设备电源切 断。 这样，就可以保证在插拔过程中对电脑系统及USB 设 备都不产生任何影响，以实现热插拔功能。 由于接头的构造，在将USB插头插入USB座时，插头外面的金属保护套 会先接触到USB座内对应的金属部份，之后插头内部的四个触点才会 接触到USB座。金属保护套会连接到系统的地点，提供路径使静电可 以放电，避免因静电通过电子零件而造成损坏。,数据端口类,IEEE1394,基本定义： IEEE 1394，别名火线（FireWire）接口，是由苹果公司领导的开发 联盟开发的一种高速传送接口。 技术特点： 使用方便，支持热插拔，即插即用：当网络上附加结构或撤消结点时 ，能够自动地实现网络重构和自动分配ID 高速实时数据传输：IEEE1394a高达400Mbps，后续的IEEE1394b标准 可将速度提升到800Mbps、1.6Gbps甚至3.2Gbps 自带供电线路：能提供8-40V可变电压，允许通过最大电流也达到 1.5A左右 真正点对点连接(Peer-To-Peer)：设备间不分主从，可直接实现两台 DV间的数据传输或是多台电脑共享一台DV机 适合影像传输：标准的1394接口可以同时传送数字视频信号以及数字 音频信号,数据端口类,IEEE1394,接口特点： 按物理接口分 六角型6针：有两对数据线，一对电源线，,有供电功能，Apple和PC上常见。 四角型4针（mini1394）：无供电功能， 多用于DV或者笔记本电脑等设备。 6针可以通过转接线兼容4针；4针转换成6针需配电源。,4Pin（左）和6Pin（右） 的IEEE 1394a接头,数据端口类,IR红外,基本定义： 红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在770纳米至1毫 米之间，在光谱上位于红色光外侧。 1993年由IrDA协会(Infrared Data Association)制订标准，其中包 含了对实体设备和传输协议的规范。 传输特点： 传输方式：点对点的方式传输； 传输距离： 约在11.5m； 传输角度：在+/-15度之间； 传输速率： IDRA（115200bps） ASK-IR（1.15Mbps） FAST IR（4Mbps）,数据端口类,串行口,基本定义： 串行端口（Serial port），主要用于串行式 逐位数据传输。这里讨论的是一般计算机应 用的RS-232（使用 25 针或 9 针连接器）串口。 技术特点： RS-232-C也称标准串口，是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970 年由 美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算 机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端 设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换 接口技术 标准”。 传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座。自IBM PC/AT开始使用简化了的9芯D型插座。至今25芯插头座现代应用中已经很 少采用。早期电脑一般有两个串行口：COM1和COM2。,数据端口类,并口,基本定义： 并口采用25针的双排插口，所谓并行，是指8位数据同时通过并行线进行 传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送受线路长度限制，随着线 路长度的增加，信号会随之衰减，导致出错率加大。 技术特点： 并行设备，如 EPROM编程器，模拟器 打印机 Zip Drive 图像扫描仪 一些早期的声卡 一些老式的摄像头,数据端口类,PS/2,基本定义： PS/2接口是一种PC相容型电脑系统上的接口， 可以用来连结键盘及鼠标。PS/2的命名来自 于1987年时IBM所推出的个人电脑：PS/2系列。 技术特点： PS/2鼠标连接通常用来取代旧式的序列鼠标接 口（DB-9 RS-232）；而PS/2键盘连接则用来 取代为IBM PC/AT所设计的大型 5-pin DIN接 口。 PS/2的键盘及鼠标接口在电气特性上十分类似， 其中主要的差别在于键盘接口需要双向的沟通。 如果对调键盘和鼠标的插槽，大部份的桌上型 电脑主板将不能识别出键盘及鼠标。,存储端口类,eSATA,SATA 6Gb/s,官方标志 基本定义： SATA是Serial ATA（Serial Advanced Technology Attachment）的缩写，亦称串行ATA。 而eSATA是External Serial ATA的略称，是为面向 外接驱动器而制定的Serial ATA 1.0a的扩展规格。,技术特点： 为了防止误接，eSATA的接口形状与SATA的接口形状是不一样的。 传输速度可以达到现在主流的USB2.0的传输速度的2倍以上。,eSATA 官方标志,提高接头的插拔耐用度。连接线的最大长度为2m。 支持热插拔。 台式主板上的 SATA 1.5Gb/s插 口,台式机箱外的eSATA接口,存储端口类,eSATA,与其他常见端口的速度对比：,存储端口类,读卡器,基本定义： 读卡器（Card-reader）是指用于在计算机中，将多媒体卡作为移动存储 设备进行读写的接口设备。多合一读卡器，就是把目前较为流行的各种多 媒体存储卡的插槽集成在一起。 优点： 相较于其他方法，使用读卡器能获得比较高的读取速度，且文件的访问不 受文件类型的限制。而即插即用的方式本身便利许多。支持热插拔。 笔记本电脑上的多合 一读卡器接口,笔记本电脑散热技术,笔记本电脑为什么要散热 主要散热组件,系统电源管理技术,笔记本电脑为什么要散热,笔记本电脑为什么要散热 随着电脑技术整体性能的提高，各部件的运行频率也越来 越高，功耗随之加大，散热成了一个很关键的技术问题。 热量的排放，关系着整 个系统的稳定性及产品 的使用寿命。尤其是对 笔记本电脑及一些小型 的移动终端产品，有效 的散热有着非常重要的 意义。 据了解，80%的计算机 硬件故障都是因“温度” 造成！,一台笔记本电脑配 工作时的红外线热 成像照片，可以看 出各个部位的发热 情况。,笔记本电脑为什么要散热,笔记本电脑常见的七大散热部件,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之风扇,笔记本电脑的散热风扇是起着强制对流的作用，其目的就是 将电脑主机运行时产生的热量，通过空气流动的方式，散发 的机器的主机之外，属于主动散热方式。 目前，笔记本电脑的风扇类型，基本上可以分为以下两种类 型： 轴向型风扇 辐射型风扇(离心鼓风机),层。,笔记本电脑为什么要散热 轴向型风扇，技术成熟，成本较低。 可以通过调节RPM来调节风量，气流有涡流，机,笔记本散热部件之风扇 辐射型(离心鼓风机)风扇，具有薄的叶片，没 有涡流，气流方向性好，气流密度较高，点用 体积小。,壳的阴影效应，占用体积大，存在气流的耗尽 主要原因，就是它可以做的比较薄，技术较 新，成本相对高。 台式机上基本都采用这种方式。对体积要求严,格的笔记本上并不多见，在PII时代笔记本上可 以见到。,而其在工作时，发出的噪音也比轴向型风扇要 来的低。,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之散热片,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之散热片,散热片一种基本的散热方法。一般来说，散热板面积越大，热传 导效率越高，就越能有效散发热量。比较常见的情况是，在主机 板的底部和上部各配一块金属散热板；在CPU的位置，有协助散热 的系统，以释放CPU产生的热量。如下图绿色方框内的部分所示,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之散热管,热管散热： 它是一种利用相变过程中要吸收/散发热量的性质来进行冷却的技 术，1963年由美国Los Alamos国家实验室的G.M.Grover 发明，并 由IBM最初引入笔记本电脑中。 工作原理： 其在真空状态下，水的沸点很低。如果在管子的一端加热，水就 会蒸发，将热带到另一端，水冷却后再流回去，如此反复，热量 就不断移动，和冷气机的工作原理类似。 散热管优点： 它没有移动式的零件，全部零件都完全密封在内，不必消耗电池 。同时，可以长时间有效。,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之散热管,典型的热管： 是由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽到的负压后，充以适量 的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后 加以密封。管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷 却段），根据需要可以在两段中间布置绝热段。 当热管的一端受热时，毛细芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的 压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛 细力的作用流回蒸发段。如此循环不已，热量由热管的一端传至 另一端。,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之散热管,图中，我们看到的便是不同型 号笔记本电脑机型上，形状各异 的散热管了。他们最终都是连接 到“散热板”和电脑主机之“散 热出口”，起着传导电脑主机工 作时，主要功能部件，如CPU产 生的热量的作用。,笔记本电脑为什么要散热,CPU散热模块组成原理,CPU工作时，产生的热量传递到散热板上 散热板传递过来的热量，通过散热管迅速传递到风扇出口 散热风扇，利用空气对流的原理，将热量最终散出到主机外部,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之键盘,笔记本内置键盘的背面，有导热性较好的金属材料构成 键盘的金属面，会有很对凹凸的小孔 利用空气对流的原理，温度较高的热流，就会通过键盘的按键 处及时散出，有效的平衡电脑主机的整体温度。,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之键盘,笔记本电脑很薄，当把键盘装到主机板上方时，正好可以利用键 盘底部将CPU产生的热量传导出去。 热量经由按键孔排出，当热空气从按键孔排出时，冷空气就从按 键孔流入，以取代热空气。 键盘对流散热不仅充分利用了现有资源和环境，而且颇为有效。 也许你还没有想到，连键盘也是一个散热的窗口，敲击盘的时候 ，冷、热空气的交换，就在你的一敲一击中完成了,笔记本电脑为什么要散热,笔记本散热部件之金属外壳 理论和事实，都业已证明采用 金属的笔记本电脑主机外壳，能 有效散发电脑主板、CPU等相关 功能部件运行时产生热量，降低 整机的温度，使得电脑系统始终 运行在安全、快速的工作状态！,笔记本电