计算机组装与维护(第2版)

计算机组装与维护(第2版),21世纪全国高职高专计算机系列实用规划教材 实训型教材系列,主 编 肖玉朝副主编 李智伟 王 慧,课件制作：肖玉朝 李智伟,第1章 微型计算机主板,1.1 实训目的与要求1.2 实训预备知识1.3 实训内容,1.1 实训目的与要求,了解主板的组成与结构。了解主板的结构标准。掌握主板各部分的功能。了解主板上系统设备的接口。了解主板的超频设置。了解主板在计算机中的重要地位。掌握主板的选购方法。掌握主板常见的故障及排除方法。,1.2 实训预备知识,1.2.1 主板的结构组成1.2.2 主板的架构标准,主板上各部件,1.2.1 主板的结构组成,1.CPU,CPU是整个系统的核心，也是整个系统最高的执行单元。它负责整个系统指令的执行，算术与逻辑运算，数据存储、传送以及输入/输出的控制。因为CPU是决定计算机性能的核心部件，人们就以它来判断计算机的档次。,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。而目前CPU的接口都是针脚式接口，对应到主板上就有相应的插槽类型。根据CPU在主板上的安装形式可将CPU分成Socket(插座)和Slot(插槽)两种，相应的主板按照CPU插座的形式可分成Socket主板和Slot主板。如图1.2和图1.3所示为两种架构的CPU。,(a) Socket CPU (b) Slot CPU图1.2 两种架构CPU,(a) Socket CPU插座 (b) Slot CPU插槽图1.3 两种架构CPU插座,2.芯片组,芯片组负责管理CPU和内存、各种总线扩展以及外设的支持，决定主板所支持的CPU类型、最高的工作频率、内存的最大容量、扩展槽的数量。主板的功能以及对新技术的兼容性能主要取决于芯片组，它是主板上最重要的一部分。按照芯片组在主板上的排列位置的不同，通常分为北桥芯片和南桥芯片。,(1) 北桥芯片。,也称为主桥(HostBridge)，它主要负责CPU与内存之间的数据交换，并控制AGP、PCI数据在其内部的传输，是主板性能的主要决定因素。它提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、PCI/AGP插槽、ECC纠错等的支持，如图1.4所示。,图1.4 北桥芯片,(2) 南桥芯片。,南桥芯片主要是负责I/O接口等一些外设接口的控制、IDE设备的控制及附加功能等等。它提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持，如图1.5所示。,图1.5 南桥芯片,3. 控制芯片,(1) CMOS控制芯片。CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，补金属氧化物半导体)是计算机主板上的一块可擦写的RAM芯片，用来保存当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。现在的厂商把CMOS设置程序做到BIOS芯片中，当开机时可按特定的键进入CMOS设置程序对系统进行设置，所以，又有BIOS设置之称。,(2) BIOS控制芯片。BIOS(BasicInput/OutputSystem，基本输入/输出系统)是集成在主板上的一个ROM芯片，存储主板一些相关信息的芯片称为主板BIOS，如生产厂家、性能、型号等信息，还存储有计算机重要的基本输入/输出程序、系统设置信息、开机通电自检程序和系统启动自检程序。每次启动计算机时，都要调用BIOS的自检程序，检查主要部件以确保它们工作正常。,(3) 主板I/O控制芯片。该芯片提供对键盘、鼠标、软驱、并口、串口、游戏摇杆等设备的支持，新型I/O芯片还具备各种监控及保护功能。常见的主要有华邦电子(Winbond)的W83627EHF、W83627THF(如图1.7（a）所示)，联阳科技(iTE)的IT8712F(如图1.7（b）所示)等I/O芯片。,(a) W83627THF (b) IT8712F,(4) SATA硬盘控制芯片。常见的SATA控制芯片有SiS公司的SiS180,Silicon Image公司的Sil3114CT176、Sil3112ACT144。现在许多南桥芯片都直接提供了对SATA硬盘的支持，不需要通过集成第三方芯片来提供SATA接口。,图1.8 硬盘控制芯片,(5) 音频CODEC控制芯片。目前的主板一般都集成了声卡，而集成声卡少不了音频CODEC芯片，因此，主板上一般都板载了一块音频CODEC芯片。板载声卡一般有软声卡和硬声卡之分。一般软声卡没有主处理芯片，只有一个解码芯片，通过CPU的运算来代替声卡主处理芯片。,(6) 网卡控制芯片。网卡如今已成了主板的标配标准配置组件，目前新型主板集成的网卡芯片几乎都是千兆网卡。板载VIA VT6103L网络芯片，如图1.10所示。提供10/100Mb/s网卡，适用于城市中使用越来越广泛的宽带和校园网络。,图1.10 网卡控制芯片,4. 总线扩展插槽与插座,扩展插槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线的插槽，也叫扩展槽、扩充插槽。扩展槽按功能可分为内存插槽、PCI扩展槽、AGP插槽、PCI-Express插槽以及笔记本电脑专用的PCMCIA等，现在主流的显示卡都是采用PCI-Express16插槽，未来正在向PCI Express32插槽甚至更高发展。,(1) 内存插槽。,分DIMM(双列直插内存，常用168线、184线和240线)和SIMM(单列直插内存，常用72线，目前早已淘汰)两种，如图1.11所示为目前主流DDR2和DDR3的内存条插槽。,图1.11 DDR2/DDR3内存插槽,(2) PCI插槽。,PCI(Peripheral Component Interconnect，外部设备互连)属于局部总线，一般主板上有35个这样的插槽，颜色为乳白色。用来连接PCI声卡、电视卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem、USB 2.0卡、IEEE 1394卡、IDE接口卡、RAID、视频采集卡或SCSI卡等扩展卡。PCI插槽的工作频率为33MHz，最大数据传输率为133Mb/s(32位)和266Mb/s(64位)，PCI插槽是主板的主要扩展插槽，通过插接不同的扩展卡可以获得目前电脑能实现的几乎所有外接功能。,(3) AGP插槽。,AGP(Accelerated Graphics Port，加速图形端口)它是为提高视频带宽而设计的总线结构，它将显示卡同主板内存芯片组直接相连，大幅度提高了电脑对3D图形的处理速度，信号的传输率可以提高到533Mb/s。AGP的工作频率为66.6MHz，实际上是PCI的超集，颜色为褐色，不与PCI插槽处于同一水平位置，插槽结构也与PCI完全不同，并靠近CPU插座。它通过专用的AGP总线直接与北桥芯片相连，进行点对点传输，所以AGP显卡的传输率大大超过与其他设备共享总线的PCI显卡。目前，只有极少数的主板上可以找到AGP插槽，主流主板上取而代之的是PCI-Express16插槽。,图1.12 PCI和AGP插槽,(4) PCMCIA插槽。,PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)主要用在笔记本电脑中，有明信片大小，根据厚度又分为I型、II型和III型。I型最薄，用得较少。,(5) AMR插槽。,AMR(Audio/Modem Riser，音效/调制解调器插槽)，用于插入声卡或调制解调器卡等。如图1.13(a)所示，AMR插槽的位置一般在主板上PCI插槽(白色)的附近，比较短(大约只有5厘米)，外观呈棕色。可插接AMR声卡或AMR Modem卡，不过由于现在绝大多数整合型主板上都集成了AC97音效芯片，所以AMR插槽主要是与AMR Modem配合使用。但由于AMR Modem卡比一般的内置软Modem卡更占CPU资源，使用效果并不理想，而且价格上也不比内置Modem卡占多大优势，故此AMR插槽很快被CNR所取代。,(6) CNR插槽。,CNR(CommunicationNetwork Riser，通信网络插槽)可插接调制解调器及网卡等。与AMR规范相比，新的CNR标准应用范围更加广泛，它不仅可以连接专用的CNR Modem，还能使用专用的家庭电话网络(Home PNA)，并符合PC 2000标准的即插即用功能。它还增加了对10/100Mb/s局域网功能的支持，以及提供对AC97兼容的AC-Link、SMBus接口和USB(1.X或2.0)接口的支持。另外，CNR标准支持ATX、Micro ATX和Flex ATX规格的主板，但不支持NLX形式的主板(AMR支持)。从外观上看，CNR插槽与AMR插槽比较相似(也呈棕色)，但前者要略长一点，而且两者的针脚数也不相同，所以AMR插槽与CNR插槽无法兼容。,(7) ACR插槽。,ACR是Advanced Communication Riser（高级通讯插卡）的缩写，采用120针脚设计，兼容普通的PCI插槽，但方向正好与之相反，它是VIA（威盛）公司为了与英特尔的AMR相抗衡而联合AMD、3Com、Lucent（朗讯）、Motorola（摩托罗拉）、NVIDIA、Texas Instruments等世界著名厂商于2001年6月推出的一项开放性行业技术标准，其目的也上为了拓展AMR在网络通讯方面的功能。ACR完全兼容AMR规范，而且提供诸如Modem、LAN（局域网）、Home PNA、宽带网（ADSL、Cable Modem）、无线网络和多声道音效处理等功能。,(8) PCI-Express插槽,在AGP3.0规范推出不到一年的时间后，Intel宣布要启用一种全新的技术作为电脑系统中的内部连线，这就是被称为第三代的/O总线技术：3GIO（3rd Generation I/O）。一年后，3GIO被正式命名为PCI Express，也就是我们现在所说的PCI-E。随着目前Intel 915芯片的推出，PCI-E已经正式成为下一代的总线标准，而针对显卡推出的PCI-E 16X的总线将成为代替目前AGP接口新的接口标准。,5. 外接端口,外接端口包括SATAII接口、串行接口、PS/2、USB(通用串行总线)、LAN网线接口、音频接口和红外传输接口等用于连接各种外部设备的接口。通过这些扩展接口，可以把外置Modem、扫描仪、U盘、MP3播放机、DC、DV、移动硬盘、手机、写字板等外部设备连接到电脑上。而且，通过扩展接口还能实现电脑间的互连。,(2) IDE接口。,IDE(Integrated Device Electronics，集成设备电子部件)是用来连接硬盘和光驱等IDE存储设备的。主板有两个IDE接口，分别是IDEl和IDE2，每个接口可连接主(master)和从(slave)两个IDE接口设备。对于普通IDE接口其控制线和数据线采用一根40芯的扁平电缆与接口卡连接，而对于ATA/100硬盘接口采用80芯数据线。通常，第一个IDE1(Primary IDE)连接硬盘，第二个IDE 2(Secondary IDE)连接光驱。主板提供的标准接口有ATA 133/100/66/33。目前，IDE接口的传输速率为133 Mb/s( ATA 133)。,(3) IEEE 1394接口。,IEEE 1394是一种面向计算机外设和消费类电子产品的高速串行总线接口标准，它可以在一个端口上连接多达63台设备。,(4) SATAII接口。,SATA II是在SATA的基础上发展起来的，其主要特征是外部传输率从SATA的1.5Gbps(150MB/sec)进一步提高到了3Gbps(300MB/sec)，此外还包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。,(5) PS/2接口。,鼠标、键盘接口。用于连接鼠标和键盘。,(6) 音频接口。,音频接口负责音频的输入、输出。它有若干种格式：声卡、I/O断接盒、双声道和多声道。最简单的接口形式适用于话筒的非平衡1/8英寸耳机插孔、线路输入和线路输出。,(7) USB接口。,USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、U盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等几乎所有的外部设备。它由两根数据线、一根5V电源线及一根地线组成，具有传输速度快、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电等优点。一个USB口可以连接多达127个外设。常用的规范有USB1.1(传输速度12Mb/s)、USB2.0 (传输速度480Mb/s)。,(8) VGA显示器接口。,有VGA接口和先进的DVI数字接口。,(9) MIDI接口。,MIDI(Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口或游戏摇杆端口)。这个接口不仅可以接游戏摇杆，还可以接MIDI键盘等。新型主板上往往整合了声卡，而MIDI接口普通用户很少使用，所以有的整合声卡为了降低成本，除去了MIDI接口，有特殊要求的用户可选COM接口。串行口(Serial Port)，又称通信口(COM Port)，一般计算机上有两个串行口COM1、COM2。串行口采用9针D型插座。,(10) LAN网线接口。,新型主板上往往整合了以太网控制器，该接口插座和计算机的网卡相连，接通网络。接通电源后，LAN灯闪烁，表示计算机里的网卡连接正常。,6. 其他部件,(1) 总线。它是连接CPU和内存、缓存、外部控制芯片之间的数据通道；控制芯片和扩展槽之间还有数据通道，叫做扩展总线，或者局部总线。衡量总线主要性能的指标有：时钟频率(MHz)、宽度、传输速率(Mb/s)和挂接设备数量。目前主板上常用的总线有PCI、AGP和PCI Express系列总线。,PCI是Intel公司开发的一套局部总线系统，它支持32位或64位的总线宽度，频率通常是33MHz。目前最快的PCI 2.0总线速度是66MHz。PCI总线允许十个接插件，同时它还支持即插即用。AGP总线:AGP (AcceleratedGraphicsPort，加速图形端口)是为了提高视频带宽而设计的一种总线规范，最早出现在440LX芯片组中，AGP总线的发展经历了 AGP1、2、4、8 等阶段。PCI Express总线是在PCI总线的基础上发展而来，它支持双向传输模式和数据分通道传输模式。其中数据分通道传输模式即PCI Express总线的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道连接，x1单向传输带宽即可达到250MB/s，双向传输带宽更能够达到500MB/s。,(2) 电源接口。主板电源插座是一个20针的插座，其作用是连接电源，为主板提供所需要的5V、12V直流电压。(3) 主板供电电路。在电源接口和CPU插槽的周围有一些整齐排列的大电容和大功率的稳压管，再加上滤波线圈和稳压控制集成电路，共同组成了主板的电源部分。设计合理的电源电路可以让主板工作更稳定，减少死机现象。(4) 主板跳线。主板跳线的外观是在一块小塑料板上有两针、三针或多针，其连接方法是通过一个可以使两针之间相连的跳线帽来改变电路。,7. 高速缓存(Cache),Cache又叫做高速缓存，可以分为许多级，通常有L1、L2、L3。L1的速度最快，它是集成在CPU内核之中的，换言之，运行频率和CPU时钟一样，L1缓存的容量最小，P3芯片也不过32KB；L2缓存本来是做在主板上的，现在也集成于CPU内核或CPU板卡上，在CPU中的L2缓存速度和L1缓存相同，在CPU板卡上的L2缓存比L1缓存慢1/2或2/3，L2 Cache的容量比L1大几倍，P3有512KB。L3缓存是AMD提出的，它集成在主板中，做的是原来L2缓存的工作，L2 Cache的速度比系统总线的速度稍快，容量约为116MB。它与主存之间的关系是，高速缓存的存储速度很快，所以当CPU进行运算的时候通常是先从Cache中寻找相关数据，其次再从内存中寻找。,1.2.2 主板的架构标准,根据不同的分类标准，可以将主板分成不同的类型。按主板提供的CPU安装(插座/插槽)标准进行分类。,(1) Slot架构 (2) Socket架构,Slot又分为Slot 1、Slot 2和Slot A三种，如右图所示。,Socket分为Super 7、Socket 370和Socket 462三种，如右图所示。,1.3 实 训 内 容,1.3.1 实训项目一 主板的识别1.3.2 实训项目二 主板的安装1.3.3 实训项目三 常见故障分析,1.3.1实训项目一 主板的识别,1. 实训器材 常见主板、华硕ASUS M3A-H HDMI主板、GA-MA78GM-S2H主板及CPU各一块。 2. 实训步骤 (1) 观察主板，了解主板结构组成； (2) 将观察识别结果记录下来。,1.3.2实训项目二 主板的安装,1. 实训器材 Pentium 4 CPU结构的主板、机箱各一件。,2. 实训步骤 (1)将CPU和内存条安装到主板上,安装CPU,安装内存条,(2)准备好机箱,不同的机箱固定方法不一样，一般都采用螺钉固定，主板上有57个孔，在机箱底部与主板对应的固定孔中拧上固定柱，如右图所示。,注意将主板上的键盘口、鼠标口、串并口等和机箱背面挡板的孔对齐，使所有螺钉对准主板的固定孔，依次把每个螺丝安装好，如上图和下图所示。特别注意，要求主板与底板平行，决不能搭在一起，否则容易造成短路。,(3) 安装主板,1.4 补 充 知 识,1.4.1 微型计算机的外观结构1.4.2 微型计算机的硬件构成,1.4.1 微型计算机的外观结构,微型计算机的结构。根据计算机硬件的特征及功能不同，可划分为主机和外部设备两大部分。组装计算机首先要了解计算机的前后面板的结构，从各种开关、按钮、连线、插座、指示灯入手。,从正面看，计算机系统的硬件包括主机箱、显示器、键盘、鼠标和音箱等部件，如图所示。,主机箱前板面结构,主机箱背面板结构,从背面看，主机箱上有一些插座和接口，通过电缆与其他的部件连接在一起，如图所示。,1.4.2 微型计算机的硬件构成,微型计算机的硬件系统主要包括主机和外部设备两个部分。,包括有主板、CPU、内存条、硬盘、电源、软盘驱动器、光盘驱动器和插在主板I/O总线扩展槽上的各种系统功能扩展卡等必须的硬件设备。,（1）主机箱内部结构,(2) 微机的外部结构,外部设备也称为外设，主要包括输入设备(如键盘、鼠标等)和输出设备 (如显示器、打印机等) ,如图所示。,1.5 故 障 处 理,1.5.1 硬件故障1.5.2 软件故障,1.5.1 硬件故障,1) 开机时出现的故障2) 主板元器件及接口故障3) 主板兼容及稳定性故障4) 芯片组与操作系统的兼容问题,硬件的故障非常多，现罗列出一些常见的问题，产生问题的原因以及解决问题的方法，仅供读者参考。,为了便于机器的维护，主板厂商都设计有报警声，用响声数和声音的长短来判断报警与错误类型。机器能否启动，有没有声音、是什么声音都非常重要。但是，需要注意是的主板由于选用BIOS不同，主机的报警声不同，用户可以通过相关资料进行判别。,1）开机时出现的故障,实例一：开机后，电源灯亮，屏幕无显示，有风扇转动声。,开机自检时如果总是出现“CMOS checksum error-Defaults loaded”的提示，此时必须按F1功能键，修改Load BIOS default选项，恢复系统配置后才能正常开机。有时开机后提示“CMOS Battery State Low”，有时可以启动，使用一段时间后死机。原因：主板电池电压不足，使CMOS供电不足。解决方法：一般情况下更换新电池，故障即可排除。对于不同的CMOS供电方式，采取不同的措施。焊接式电池，用电烙铁重新焊上一颗新电池；纽扣式电池可直接更换；芯片式电池，最好采用相同型号芯片替换。,1）开机时出现的故障,实例二： CMOS参数丢失，CMOS设置不能保存，必 须重新执行BIOS Setup设置才能继续运行。,实例三：安装或启动Windows时，鼠标不可用。原因：一是由于CMOS设置错误引起的。二是由于鼠标接口出现故障。关机，把鼠标插到COM2上，开机再试如鼠标恢复正常。说明COM l接口坏了。解决方法：在CMOS设置的电源管理栏,有一项 Modem use IRO项目，其选项分别为3，4，5，NA。一般它的默认选项为3。将其设置为3以外的中断项即可。检查鼠标接口。把鼠标接在I/O卡的COM1插座上，启动Windows，鼠标正常。 注意：一定不要带电拔插鼠标、打印机、软硬盘和显示器等任何设备。,1）开机时出现的故障,2) 主板元器件及接口故障,原因：此机安装的是IBM 6x86 MMX 233，主板跳线正确，是按CPU表面上所标明的，电压设为2.9V，外频设为75MHz，倍频设为2.5。通常CPU外频设置应考虑与系统的标准总线频率一致，才能保证主板上其他部件的正常工作。而IBM CPU的75MHz外频却高于总线的66MHz标频，将总线设置为75MHz，就会引起系统的不稳定。解决方法：将主板跳线重新设置。,实例一：一台586微机，常发生死机，运行不稳定。,2) 主板元器件及接口故障,实例二：找不到硬盘。启动机器后，系统找不到IDE设备，也找不到硬盘也无法进入系统。重启进入CMOS设置后，检测不到IDE设备。原因：主板的IDE接线错误或者IDE接口损坏。解决方法：更换的Master接口。,3) 主板兼容及稳定性故障,主板的兼容性故障表现在无法使用大容量硬盘、无法使