《组装与维护》理论教案1.doc

微型机组装与维护授课教案主讲： 孟林树 六安职业技术学院信息工程系2011年3月 课 程 授 课 计 划 课程名称微机组装与维护课程性质专业课授课班级软件技术1001、软件技术1002考核方式考试使用教材及说明微型机组装与维护实训教程, 西安电子科技大学出版社, 杨文诚学时分配课程总学时56已讲授学时尚需学时本学期学时56课时安排414理论教学28实 验28测 验机 动0教学参考书新编电脑组装与维护综合教程编委会编，电脑组装与维护综合教程，西北工业大学出版社，2008年梁和编，微机组装与维修，清华大学出版社，2008年学生学习参考资料程时兴编，微机组装与维护，西安电子科技大学出版社，2008年课程目的和要求：通过本课程的学习，使学生熟悉计算机的结构，通过试验实训的训练和一些计算机操作，掌握计算机硬件系统原理、组装计算机的一般技术，掌握计算机系统设置、系统维护及简单故障处理的基本技能。了解计算机组装及维护技术的应用。授课计划编制说明：理论课在多媒体教室，用PowerPoint课件(只用文字)讲解，实验课分小组在组装与维护实验室，在机房上机完成实习报告。编写教师签名： 孟林树编写日期：2011年2月17日教研室主任：审查日期： 年 月 日系(部)主任：审查日期： 年 月 日602011.2.17六安职业技术学院教案 20102011学年度 第 二 学期 编号 1 信息工程 系 计算机 教研室 任课教师 孟林树 课程名称 微型机组装与维护 授课章节 第 一 章 微机系统概述 授课班级软件技术1001、软件技术1002授课日期学时数2课 题 微机系统概述课 型理论课教学目的及 要 求 通过讲解,让学生对该课程有一个大致了解,激发学生的学习兴趣。教学重点微机的硬件组成教学难点微机的硬件组成教学方法讲授法 教学辅助手段、教具多媒体教学过程主要环节设计 一导入新课：对于一个使用计算机的人来说,在使用过程中会遇到各种不正常的现象,对于这些现象是如何产生的、怎样才能排除故障、如何组装一台新的电脑等等，这些都是我们组装与维护所讲述的内容。二讲授新课：（一）本课程的主要内容 1.组装部分（各硬件构成和性能，及选购时的注意事项） 2.维护部分（系统安装以后，怎样让计算机运行得更好、更快）（二）本课程的主要实验项目 1.硬件认识 2.计算机组装 3.BIOS设置 4.硬盘分区 5.操作系统的安装 6.驱动软件的安装 7.系统自带的维护工具的使用 8.PartitionMagic和Ghost的使用 综合实习一周（三）本课程的成绩构成 平时成绩（10%）+实验报告（20%）+综合实习（20%）+实践考核（50%）（四）实践考核的主要内容1.计算机组装 2.硬盘分区3.操作系统安装4.安装机器驱动程序5.安装杀毒软件及木马防护软件并进行系统漏洞的修复6.应用软件的安装7.利用windows自带的维护工具进行计算机的维护8.PartitionMagic的使用9.分区的备份与恢复(Ghost的使用)10.EasyRecovery 的应用 第一章 微机系统概述1.1 微机组成（一）微机的硬件配置1微机的主体-主机板（1）位置：机箱内（2）作用：集成各种电子元器件、插槽、接口等，可把微机的各部件以及外设有机地联系起来，并且互相传递数据和信息等。（3）组成：CPU运算器、控制器、内存、扩展卡、跳线、辅助电路2微型计算机的后援外存储器磁盘存储器：硬盘、软盘、光盘存储器：激光进行信息的读写，容量大，保存时间长。3、微型计算机的输入设备键盘和鼠标标准配置4、微型计算机的输出设备5、机箱与电源（二）软件 略1.2 微机的发展过程1、诞生：1946年 在美国 ENIAC2、发展：（1）电子管计算机 逻辑元件：电子管 主存储器：磁鼓、磁芯 外存储器：磁带、纸带、卡片 特点：存储量小，体积庞大，价格昂贵，能耗巨大，运算速度慢（2）晶体管计算机逻辑元件：晶体管主存储器：磁芯外存储器：磁盘特点：存储容量扩大，运算速度明显提高，开始使用FORTRAN COBOL等高级语言。（3）集成电路计算机 逻辑元件：中小规模集成电路主存储器：半导体特点：存储容量：几M字节；运算速度：几十万-几百万次/秒，出现操作系统，会话或计算机、网络（4）大规模和超大规模集成电路计算机。 特点：集成度高；运算速度快；外部设备性能高，多样化；价格低；操作系统完善；网络软件丰富。1.3 微机的未来发展趋势1、应用 2、未来预测三总结：对于计算机来说，它主要有两大组成部分：硬件和软件，二者相互配合完成用户指定的任务。作为用户的数据存放，硬盘是一个存储容器。输入和输出及内存和CPU加在一起完成主机的结构。软件是指挥硬件完成指令的一套指令系统。它协调硬件之间的数据通信和传递，二者缺一不可。作 业阐述微型计算机的组成及工作原理。课后小结六安职业技术学院教案 20102011学年度 第 二 学期 编号 2 信息工程 系 计算机 教研室 任课教师 孟林树 课程名称 微型机组装与维护 授课章节 第 三章 主板 授课班级软件技术1001、软件技术1002授课日期学时数2课题主板课型理论课教学目的及要求通过学习使学生对主板有一个整体认识,了解主板的大体结构和作用.教学重点主板的组成,主板的作用和分类教学难点主板的构成教学方法讲授法教学辅助手段、教具多媒体教学过程主要环节设计一导入新课：在冯诺依曼以典结构中，我们把计算机叫总线型计算机，总线布置在何处，它又怎样与硬件相连接。这就是主板，它也是一切硬件的载体，连接在计算机上的所有硬件必须与主板相连接。二讲授新课：3.1主板的分类主板又叫主机板（MainBoard）、系统板（SystemBoard）或母板（MotherBoard），主板既是连接各个部件的物理通路，也是各部件之间数据传输的逻辑通路，几乎所有的部件都连接到主板上。微机主板分类方式有以下几种。1.按主板支持CPU的类型分类是指能在该主板上使用的CPU类型。2.按主板的结构分类主板结构标准有ATX，MicroATX、NLX、BTX等。目前用得最多的是ATX和MicroATX结构，如图3-1所示。3.按逻辑控制芯片组分类芯片组（Chipset）是主板上最重要的部件，是主板的灵魂，主板的功能主要取决于芯片组。4.按是否为集成型主板分类集成型（AllInOne）主板，又称整合型主板或一体化主板，即主板上集成了音频、视频处理和网卡等功能。5.按生产主板的厂家分类生产主板芯片组的厂家虽然只有Intel、nVIDIA、VIA、SiS、ATi、ULi等几家，但生产主板的厂家却很多，市场上常见的主板品牌有：华硕（ASUS）、微星（MSI）、磐正（EPoX）、升技（Abit）、佰钰（Acorp）、建碁（Aopen）、硕泰克（Soltek）、映泰（BIOSTAR）、捷波（Jetway）、技嘉（Gigabyte）、精英、富士康、七彩虹、建碁、翔升、华擎等。3.2主板的组成结构虽然主板的品牌很多，布局不同，但基本结构和使用的技术基本一致。市场上的CPU架构虽然有SocketA/754/939/478/T等，但是这些主板除CPU接口不同外，其他部分几乎都是相同的。下面以图3-2所示的主板为例，介绍主板上的几个重要部件。3.2.1PCB基板PCB（PrintedCircuitBoard，印制电路板）是由几层树脂材料粘合在一起的。3.2.2CPU插座目前常见的CPU插座有两种：一是采用ZIF标准的CPU针脚插座，如Socket370、SocketA（462）、Socket478、Socket754、Socket939等架构；二是采用SocketT标准的LGA775插座，如LGA775接口的Pentium4。如图3-3所示，分别是目前流行的Socket478、SocketA、Socket939，SocketT插座。3.2.3主板芯片组（主板的灵魂）芯片组（Chipset）是保证系统正常工作的重要控制模块。芯片组有单片、两片或多片结构。芯片组多数为两片，靠近CPU插槽的一般称为北桥芯片，这片芯片上面覆盖着一块散热片，它主要负责控制CPU、内存和显卡的工作。一般靠近PCI插槽的称为南桥芯片，主要负责控制系统的输入输出等功能，芯片组也开始集成显示卡、声卡和网卡等部件。主板芯片组主要由Intel、nVIDIA、VIA、SiS、ATi、ULi等芯片组厂商提供，如图3-4所示。3.2.4扩展插槽扩展插槽（Slot）是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽，也叫扩展槽、扩充插槽、I/O插槽，主板上一般有18个扩展槽。ISA、PCI、AGP扩展槽的外观，如图3-5所示。1ISA插槽2PCI插槽3AGP插槽4PCIExpress插槽PCIExpress（简称PCIe或PCI-E）是最新的总线和接口标准。图3-6所示的是同时具有PCI和PCIExpress插槽的主板。3.2.5内存插槽内存条插槽的作用是安装内存条，目前流行的内存条有SDRAM、DDRSDRAM和DDR2SDRAM内存条，相应的内存插槽也有三种，如图3-7所示。3.2.6BIOS单元BIOS（BasicInputOutputSystem，基本输入输出系统）的全称是ROMBIOS，即只读存储器基本输入输出系统。常见BIOS芯片的外观，如图3-8所示。3.2.7电源插座、CPU供电电路主板、键盘和所有接口卡都通过电源插座供电。ATX电源插座是20芯双列插座，具有防插错结构。新的LGA775接口处理器，需要在主板上用24针的ATX电源，不过依然可以沿用20针的旧式电源。主板电源插座，如图3-9所示。主板供电系统，一般是指CPU、内存和显卡供电单元。一般提供两相、三相或四相供电电路。CPU供电电路一般都位于CPU插槽附近。3.2.8硬盘、光驱、软驱接口1IDE接口插槽普通主板通常只有2个IDE接口，主板IDE接口插槽如图3-10所示。2软盘驱动器接口插槽主板上只提供一个软盘驱动器（简称软驱）接口插槽，主板软驱接口插槽如图3-10所示。3SerialATA接口插座随着SerialATA（简称SATA）硬盘的出现，SATA接口也开始大量出现在主板上。带有SATA接口的主板如图3-11所示。3.2.9USB控制芯片及接口USB（UniversalSerialBus，通用串行总线）传输规范有两种：USB1.1的数据传输速率为12Mbit/s，USB2.0的数据传输速率为480Mbit/s,USB3.0的数据传输速率为4800Mbit/s。3.2.10IEEE1394控制芯片及接口由于IEEE1394的数据传输速率相当快（IEEE1394a-2000版支持100/200/400Mbit/s的传输速率，IEEE1394b版则可达到1.6Gbit/s），因此有时又叫它“高速串行总线”。通常，在PC领域称它为IEEE1394，在Mac机上称为FireWire（火线），在电子消费品领域则更多地称它为i-LINK。3.2.11板载声卡控制芯片对于集成了AC97软声卡的主板，一般在PCI插槽上端的主板上能看到一块小小的AC97芯片，如图3-14所示。3.2.12板载网卡控制芯片网卡芯片一般在主板后部的I/O面板上的RJ45接口附近，网卡芯片较大。3.2.13时钟发生器用晶振与时钟发生器芯片（PPL-IC）组合，构成系统时钟发生器。图3-16所示为主板上的晶振和时钟发生器。3.2.14I/O及硬件监控芯片I/O（Input/Output，输入与输出）芯片的功能主要是提供一系列输入输出的接口。主板上的I/O芯片又称SuperI/O芯片，它一般位于主板的边缘。3.2.15跳线、DIP开关、插针跳线（Jumper）主要用来设定硬件的工作状态，常见跳线及主板上的说明如图3-18。3.2.16I/O接口背板ATX主板的后侧I/O背板上的外围设备接口有：键盘接口、鼠标接口、COM接口、PRN接口、USB接口、IEEE1394接口、RJ45网络接口、MIDI/Game接口、Mic接口、LineIn音频输入接口、LineOut音频输出接口、SPDIFOut光纤接口等。如图3-19所示。3.2.17机箱面板指示灯及控制按钮插针主机板上有一组插针接口，如图3-20所示，机箱面板上的电源开关、重置开关、电源指示灯、键盘锁、硬盘指示灯，都是连接到该接头组上。接头组用途见表3-1。3.3主流芯片组芯片组（Chipset）是主板的核心部件，起着协调和控制数据在CPU、内存和各部件之间传输的作用。3.3.1AMDAthlon64平台1nVIDIAnForce3250系列芯片组nForce3250系列芯片组分为nForce3250和nForce3250Gb两款。Gb是Gigabit（千兆网卡）的意思。nForce3250的规格是：支持AGP8，支持最多6条PCI槽，支持8个USB2.0/1.1接口，支持2/4/6声道的AC97，支持4个SATA/PATA串行接口，支持RAID0、1、0+1的SATARAID和IDEPATARAID。2nVIDIAnForce4系列芯片组2004年10月，nVIDIA发布了全新的nForce4芯片组，nForce4系列芯片组是在nForce3250基础上改进和新增了一系列新技术的产品，支持Athlon64、Sempron、Athlon64X2、Opteron处理器。nForce4系列芯片组包括4个版本：nForce4标准版、nForce4Ultra加强版、nForce4SLI、nForce4-4和nForce4SLI16。除nForce4-4支持Socket754外，其他均支持Socket939平台。nForce4SLI的标准模式是两块显卡都工作在PCI-E8的模式下，但这不能完全发挥16接口显卡的性能。图3-25是nForce4SLI16forAMD芯片组的外观图片。3.VIAK8T890系列芯片组VIA（威盛）K8T890系列芯片组是K8T880的升级版，仍然采用南、北桥结构。K8T890北桥芯片是VIA第一款支持PCI-E的64位AMD平台的芯片组，采用异步总线架构，这种总线架构提高了CPU与主板芯片组之间的数据交换速度，可以允许用户轻松修改处理器的频率。支持Athlon64、Sempron、Athlon64X2、Opteron处理器。K8T890系列芯片组包括3个版本：K8T890、K8T890Pro和K8M890。K8T890、VT8251芯片组的外观如图3-26所示，芯片组架构图如图3-27所示。4ATiRadeonXpress200系列芯片组RadeonXpress200系列芯片组是ATi首款支持PCI-E的64位AMD平台的芯片组，RadeonXpress200系列采用南北桥双芯片结构，分为两款产品：RadeonXpress200P对应RX480北桥，为独立芯片版本没有集成图形核心。RadeonXpress200G对应RS480北桥，集成了支持DirectX9API的显示核心，其图形核心与RadeonX300性能相近，提供VGA和DVI输出。5.SiS756芯片组SiS（矽统）的SiS756芯片组支持Socket939的Athlon64/FX系列处理器，定位于主流桌面平台。SiS756、SiS965芯片组的外观，如图3-30所示。其芯片组架构图，如图3-31所示。6.ULiM1695芯片组ULiM1695是ULi（宇力）推出的采用HyperTransportLink总线的北桥芯片，支持AMDK8全系列处理器，包括Opteron、Athlon64X2、Athlon64FX、Athlon64和Sempron。主板厂商可以自行选择Socket939或者Socket754接口。M1695、M1567芯片组的外观，如图3-32所示。芯片组架构图，如图3-33所示。3.3.2IntelPentium4平台1Intel915/925系列芯片组Intel在发布LGA755接口Prescott处理器时，为了发挥LGA755架构的最大性能，一并推出了与其配套的925X、915P、915G及915GV四款芯片组，915/925系列芯片组仍采用了传统的南北桥方式。2VIAPT880系列芯片组VIAPT880首次在主板芯片中集成了被VIA称为DualStream64的双通道DDR400内存技术，以及其对800MHz前端总线接口技术、超线程技术（Hyper-Threading）的支持等，使得VIAPT880成为在Pentium4处理器高端应用中具有最佳性价比的平台之一。3SiS655FX芯片组SiS655FX与SiS964芯片组的外观如图3-38所示，芯片组架构图如图3-39所示。4ATiRADEON9100IGP芯片组RADEON9100IGP芯片组的外观如图3-40所示，芯片组架构图如图3-41所示。5.nForce4SLIIntelEditionNF4-IE芯片组的外观如图3-42所示，其芯片组结构示意图，如图3-43所示。6.Intel945/955系列芯片组伴随着双核心PentiumD处理器的推出，Intel同时推出了支持双核心处理器的945/955芯片组。Intel955X芯片组架构图，如图3-44所示。3.4主板的选购1根据应用需求2必要的功能3品牌4价格5服务3.5实习主板的安装和拆卸打开机箱的侧板，把机箱平放在桌子上。把已经安装好CPU、内存条的主板放进机箱，将主板有PCI插槽（图中主板上的白色插槽）的一方对着机箱后板放下，并大致将串、并口，鼠标键盘接口对准机箱背板上的对应插口，如图3-45所示。参考网站如下：太平洋电脑网/电脑时尚/天极网/小熊在线/中关村电脑网/新浪网科技时代硬件/hardware/三总结：以上虽然是简单地介绍主板，但主板的作用是非常重要的。我们必须熟悉地了解和掌握。思考作业1、自己如果要买主板，根据哪些方面进行选购？2、组装时，如何将所有硬件和主板相连接。3、如何看主板的一些参数。4、实验报告一课后小结六安职业技术学院教案 20102011学年度 第 二 学期 编号 3 信息工程 系 计算机 教研室 任课教师 孟林树 课程名称 微型机组装与维护 授课章节 第 一 章 CPU和内存 授课班级软件技术1001、软件技术1002授课日期学时数2课题CPU课型理论课教学目的及要求了解CPU的主要性能指标，掌握其两大系列。教学重点CPU种类及目前的主要产品,掌握CPU目前的发展趋势及选购的方法教学难点CPU目前的发展趋势及选购的方法教学方法讲授法教学辅助手段、教具多媒体教学过程主要环节设计一导入新课：计算机的使用离不开最基本的运算，而运算功能的高低又体现了计算机性能的好坏，在计算机中一个很重要的设备是CPU。本节我们将共同学习CPU这一硬件。二讲授新课：第二章CPU2.1CPU的发展历史CPU（CentralProcessingUnit，中央处理器）是微机系统的核心，由运算器和控制器组成。14位处理器Intel40041971年，Intel公司成功地把传统的运算器和控制器集成在一块大规模集成电路芯片上，发布了第一款微处理器芯片4004。28位处理器Intel8008/8080/80851972年，Intel公司研制出8008处理器，字长为8位。316位处理器Intel8086/8088/80286（1）Intel8086/8088处理器1978年6月8日，Intel公司推出了首枚16位微处理器i8086。（2）Intel80286处理器1982年，Intel推出了80286处理器。432位处理器Intel80386/80486（1）Intel80386处理器1985年，Intel发布80386DX处理器。除Intel公司生产386芯片外，还有AMD、Cyrix、IBM、Ti等公司也生产与80386兼容的芯片。（2）Intel80486处理器1989年，Intel推出了Socket1架构的486DX处理器。1990年，推出了80486SX，它是486类型中的一种低价格类型，与80486DX的区别在于它没有数学协处理器。其他公司也推出了与80486兼容的CPU芯片。从80486开始首次出现了处理器倍频技术，该技术使处理器内部工作频率为处理器外部总线运行频率的2倍或4倍，486DX2与486DX4的名字便是由此而来的。486处理器首次采用Socket处理器架构。所以从那时开始就可以升级CPU了，而不是像以前那样，将CPU直接焊接在主板上而没有任何选择余地。也是自从那时开始，DIY（DoItYourself）也成为可能。（3）IntelPentium、K6处理器1993年，Intel公司发布了Pentium（奔腾）处理器。第一代的Pentium代号为P54C，采用Socket7架构。PentiumMMX处理器的外观。与PentiumMMX属于同一级别的CPU有AMDK6与Cyrix6x86MX等。（4）IntelPentium、K6-2处理器1997年，Intel公司发布了Pentium处理器，处理器架构也从Socket7转向Slot1，如图2-15所示。同期，AMD公司和Cyrix公司分别推出了同档次的AMDK6-2和CyrixM。1998年4月，Intel推出了Celeron（赛扬）处理器，其中最为成功的是Socket370接口Celeron333和366。（5）IntelPentium、Athlon处理器1999年，Intel公司发布了Pentium处理器。2000年3月，AMD公司领先于Intel公司率先推出了1GHz的Athlon微处理器，其性能超过了Pentium。为了降低成本，后来的Pentium都改为Socket370架构，时钟频率有667MHz，733MHz，800MHz，933MHz和1GHz等。2000年，Intel公司推出了简化Pentium的Celeron处理器。采用Socket370处理器架构。同期，AMD公司推出了Athlon（速龙）。AMD公司还推出了Athlon（速龙）的简化版本Duron（钻龙）。（6）IntelPentium4、AthlonXP处理器Intel公司在2000年11月发布了Pentium4处理器。后期的Pentium4处理器均基于Socket478架构。Pentium4CeleronCPU的外观如图2-26所示。Intel公司在2004年2月发布了代号为Prescott的Pentium4E处理器。同期，AMD公司推出了AthlonXP（速龙XP），如图2-27所示，仍采用SocketA架构，以全面对抗Pentium4。2004年7月，AMD推出了Sempron处理器，首批上市采用SocketA接口的Sempron处理器实际是现有EV-6总线AthlonXP处理器的升级版，如图2-28所示。随后AMD推出了采用Socket754接口的Sempron处理器，这款Sempron采用Athlon64核心，但是被屏蔽了64位运算功能，如图2-29所示。2005年推出了支持64位运算，采用Socket754和Socket939接口的Sempron处理器。2004年6月Intel推出了SocketLGA775架构的Pentium4、CeleronD及Pentium4EE处理器。SocketLGA775架构处理器的外观，如图2-30所示。后来，Intel推出了采用SocketLGA775架构的Pentium4ExtremeEdition3.4GHz处理器。2004年，Intel模仿AMD的做法，对新推出的处理器采用了新的命名方法，放弃了以前用时钟频率来命名处理器的方式。Celeron系列处理器就使用3xx来命名，Pentium4以5xx来命名，Pentium4ExtremeEdition以7xx来命名。564位处理器（1）AMDAthlon64系列2003年4月，AMD公司发布了面向服务器与工作站的AMDOpteron64位处理器，AMDOpteron与目前的x86ISA（InstructionSetArchitecture，指令集架构）完全兼容，同时又可发挥最新64位的卓越性能。2003年9月23日，AMD发布了桌面型高性能Athon64系列处理器（也称K8）。面向台式机的64位处理器分为：Athlon64和Athlon64FX，如图2-31和图2-32所示。它们的初始实际频率为2.0GHz，PR值为3200+。其中Athlon64FX主要面向高端用户Athlon64FX。（2）IntelPentium464位系列Intel公司于2005年2月推出了64位处理器，并冠以6XX系列的名称。6.双核心处理器（1）PentiumD和PentiumExtremeEditionIntel在2005年4月发布了双核处理器，Intel在双核心处理器上没有沿用目前Pentium4的命名方式，新的桌面双核心处理器称为PentiumD和PentiumExtremeEdition，具有64位技术，采用LGA775封装。（2）Athlon64X22005年5月，AMD发布面向服务器和工作站的企业级x86双核计算平台AMD双核皓龙处理器Opteron和面向桌面型的双核速龙处理器Athlon64X2（包括4800+、4600+、4400+及4200+等），采用Socket939架构。2.2CPU的分类、结构、基本工作原理和主要参数2.2.1CPU的分类CPU有多种分类方法。1按CPU的生产厂家分类按CPU的生产厂家分，CPU可分为：IntelCPU，AMDCPU，VIACPU，IBMCPU，SUNCPU，中国科学院计算技术研究所的龙芯系列CPU等。2按CPU的接口分类按CPU的接口分，Intel系列分为：Socket7，Socket370，Socket478，SocketT（LGA775）等接口。AMD系列分为：Socket7，SocketA（462），Socket754，Socket940，Socket939等接口。3按型号或标称频率分类每一颗CPU都有一个型号或标称频率，同一档次系列的CPU按照型号或标称频率又分为不同规格。Pentium4有521（2.80GHz），561（3.60GHz），571（3.80GHz），670（3.80GHz）等。Athlon64有3000+（1.8GHz），3800+（2.4GHz），4200+（2.6GHz）等。4按CPU的核心分类同一档次的CPU，按其制造核心技术的不同，又分为多种类型或版本。不同的核心采用不同的制造技术，将直接影响到CPU的性能。例如，Pentium4有Willamette、Northwood、NorthwoodHT、Prescott等内核。AthlonXP有Palomino、Thoroughbred-A/B、Thorton、Barton等内核。5.按CPU的位数分类CPU的位数指的是CPU中通用寄存器的数据宽度，也就是CPU一次可以运算的位数。CPU的位数也从4位、8位、16位、32位发展到现在的64位。6.按CPU的核心数量分类（单核心，多核心）CPU的频率越来越高，其制造难度也越来越大，单核心CPU的频率不可能一直提升下去，而且频率的提高并不能带来更多的效率，所以Intel和AMD都相继推出了双核心处理器。将来还将推出四核心CPU，未来将向多核心处理器发展。7.按应用场合（适用类型）分类针对不同用户的需求、不同的场合，CPU被设计成各不相同的类型，CPU按应用场合分为桌面（台式）版、服务器版和移动版。2.2.2CPU的外部结构从外部看CPU的结构，主要由两个部分组成：一个是核心，另一个是基板。1CPU的核心揭开散热片后看到的核心。CPU中间凸起部分是核心芯片或CPU核心（die），是CPU硅晶片部分。2CPU的基板CPU基板就是承载CPU核心用的电路板，它负责核心芯片和外界的数据传输。3CPU的编码在CPU编码中，都会注明CPU的名称、时钟频率、二级缓存、前端总线、核心电压、封装方式、产地、生产日期等信息，但是AMD公司与Intel公司标记的形式和含义有所不同。4CPU的接口CPU需要通过某个接口与主板连接。（1）Socket370插座Intel公司的Socket370插座支持Celeron、Pentium、Cyrix和VIAC3。（2）SocketA插座SocketA接口也叫Socket462，是AMD公司为SocketA架构的Athlon处理器而设计的接口标准。（3）Socket478插座Socket478插槽是采用mPGA478的Pentium4系列处理器所采用的接口类型，针脚数为478针（4）Socket754插座Socket754是2003年9月AMD64位桌面平台最初发布时的标准插槽，是低端的Athlon64和高端的Sempron所使用的插槽标准，具有754个CPU针脚插孔。（5）Socket939插座Socket939是AMD公司2004年6月发布的64位桌面平台标准，是目前高端的Athlon64、Athlon64FX及Athlon64X2处理器所使用的插槽标准，具有939个CPU针脚插孔。（5）SocketT（LGA775）插座Socket775又称为SocketT。2.2.3CPU的基本工作原理CPU由运算器和控制器组成。CPU的内部结构分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，这3个部分相互协调，便可以进行分析、判断、运算，并控制计算机各部分协调工作。计算机的一切工作都受CPU控制。其中运算器主要完成各种算术运算（如加、减、乘、除）和逻辑运算（如逻辑加、逻辑乘和逻辑非运算）；而控制器不具有运算功能，它只是读取各种指令，并对指令进行分析，作出相应的控制。通常，在CPU中还有若干个寄存器，它们可直接参与运算并存放运算的中间结果。2.2.4CPU的主要参数1.CPU型号Intel和AMD对CPU型号的命名方式是不同的。Pentium4有521（2.80GHz），531（3.00GHz），541（3.20GHz），551（3.40GHz），561（3.60GHz），571（3.80GHz），650（3.4GHz），670（3.80GHz）等。AthlonXP有2200+（1.6GHz），2500+（1.8GHz），2800+，3200+（2.2GHz）等。Athlon64有3200+（2.0GHz），3500+（2.2GHz），3700+（2.2GHz），3800+（2.4GHz），4000+（2.4GHz），4200+（2.6GHz）等。64位Sempron有2600+（1.6GHz）、2800+（1.6GHz）、3000+（1.8GHz）、3200+（1.8GHz）、3300+（2.0GHz）、3500+（2.0GHz）、3600+（2.2GHz）、3700+（2.2GHz）等。Athlon64FX有FX-51（2.2GHz），FX-53（2.4GHz），FX-55（2.6GHz），FX-57（2.8GHz）。64位Celeron型号分别为326（2.53GHz）、331（2.66GHz）、336（2.8GHz）、341（2.93GHz）、346（3.06GHz）、351（3.2GHz）、355（3.33GHz）等。PentiumD有820（2.80GHz），830（3.00GHz），840（3.20GHz）等。Athlon64X2有4200+（2.2GHz）2核心类型核心又称为内核，是CPU最重要的组成部分。Pentium4有Willamette、Northwood、NorthwoodHT、Prescott等核心，Willamette核心采用0.18um制造工艺，Northwood核心采用0.13um制造工艺，Prescott核心采用0.09um制造工艺。AthlonXP有Palomino、Thoroughbred-A/B、Thorton、Barton等核心，Palomino核心采用0.18um制造工艺，Thoroughbred核心采用0.13um制造工艺，Thorton、Barton核心采用第三代0.13um制造工艺。Athlon64有0.13mm的Newcastle、Clawhammer核心，有0.09um的Venice、Winchester、Newcastle、SanDiego核心。Athlon64FX有0.13um的Clawhammer、0.09um的SanDiego核心。Athlon642有0.09um的Manchester、Toledo核心。PentiumD有0.09um的Smithfield核心。64位Sempron有0.09um的PalermoEx、PalermoD0/Ex核心。2008年INTEL和AMD双双推出45纳米制程的CPU。3主频CPU的主频也叫CPU核心工作的时钟频率（CPUClockSpeed），单位是MHz、GHz。4外频CPU的外频通常为内部时钟的工作频率（系统时钟频率），单位是MHz，是由主板提供的系统总线的基准工作频率，是CPU与主板之间同步运行的时钟频率。5倍频CPU的倍频，全称是倍频系数。倍频是CPU的运行频率与系统外频之间的倍数，也就是降低CPU主频的倍数。理论上倍频从1.5到无限，倍频是以0.5为一个间隔单位。三者的关系为：主频外频倍频6前端总线（FrontSideBus，FSB）前端总线是CPU与主板北桥芯片之间连接的通道，前端总线也称为CPU总线，是PC系统中最快的总线，也是芯片组与主板的核心。7高速缓存（Cache）Cache（高速缓冲存储器，简称高速缓存）是一种速度比主存更快的存储器，其功能是减少CPU因等待低速主存所导致的延迟，以改进系统的性能。Cache一般分为L1Cache（一级缓存），L2Cache（二级缓存）及L3Cache（三级缓存）。L1Cache建立在CPU内部，与CPU同步工作，CPU工作时首先调用其中的数据，对性能影响较大。Cache均由静态RAM组成，结构较复杂。不同等级Cache、主存、外存等在存取延迟时间和容量大小方面的差别，如图2-44所示。8x86指令集x86指令集是Intel公司为其第一块16位CPUi8086专门开发的指令集，其简化版i8088使用的也是X86指令，同时为提高浮点数据处理能力而增加了X87芯片，以后就将X86指令集和X87指令集统称为X86指令集。9CPU扩展指令集CPU扩展指令集指的是CPU增加的多媒体或者3D处理指令。这些扩展指令可以提高CPU处理多媒体和3D图形的能力，有MMX（MultiMediaExtension，多媒体扩展指令）、SSE（StreamingSIMDExtensions，单一指令多数据流扩展）、SSE2（新增加了144条SSE指令，因而称为SSE2）、3DNow!和SSE3指令集。X86-64指令集。10流水线与超流水线Intel公司在486芯片中开始使用流水线（Pipeline）。流水线的工作方式就像工业生产上的装配流水线。超流水线（SuperPipeline）是指某种CPU内部的流水线的步数超过通常的56步，例如Pentium4的流水线长达20步。（流水线越长，CPU运算速度越慢）超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。超线程技术（Hyper-Threading，简写为HT）是Intel针对Pentium4指令效能比较低这个问题而开发的。超线程是一种同步多线程执行技术，采用此技术的CPU内部集成了两个逻辑处理器单元，相当于两个处理器在同时工作，可同时处理两个独立的线程。11字长及64位技术CPU在单位时间内能一次同时处理的二进制数的位数叫字长或位宽。64位（bit）技术是指CPU中通用寄存器的数据宽度为64位，采用64位指令集可以一次传输、运算64位的数据。12.双核心/多核心（Dual/MultiCore）处理器双核心/多核心处理器，就是在一块CPU基板上集成两颗或两颗以上处理器的核心，并通过并行总线将各处理器核心连接起来。Intel目前的双核心处理器是把两个Pentium4所采用的Prescott核心整合在同一个处理器内部，两个核心之间的所有数据必须在主板上的FSB上实现。每个核心都拥有独立的1MB二级缓存，两个核心加起来一共拥有2MB。如图2-45、图2-46所示。AMD目前的桌面平台双核心处理器是Athlon64X2系列，它可以看作是把两个Athlon64所采用的Venice核心整合在同一个处理器内部，每个核心都拥有独立的512KB或1MB二级缓存，两个核心共享HyperTransport，从架构上来说相对于目前的Athlon64架构并没有改变。Athlon64X2双核心处理器，其型号按照PR值分为3800+至4800+等几种，同样采用0.09mm制造工艺，Socket939接口，支持1GHz的HyperTransport总线，内建支持双通道的DDR内存控制器。如图2-47、图2-48所示。13工作电压工作电压是指CPU核心正常工作所需的电压。14制造工艺制造工艺也称为制程宽度或制程，是在制造CPU核心时核心中最基本的功能单元CMOS电路的宽度，一般用mm（微米）或nm（纳米）表示。15封装技术封装是指将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。16安全功能这些安全功能需要WindowsServer2003ServicePack1、WindowsXPServicePack2的支持。同时要在BIOS设置这些选项，才能开启它的功能。2.3主流CPU介绍及选购2.3.1Intel系列CPU1.Socket478接口的Pentium4系列Pentium4产品都采用Socket478接口，其外观都一样现在已淡出市场。2.LGA775接口的Pentium4系列LGA775接口的Pentium4外观如图2-50所示。3.CeleronD系列转到PCI-E平台后，Intel开始陆续推出采用LGA775接口的CeleronD处理器，除接口不同外，其他均与Socket478产品相同，如型号、频率、缓存以及核心等。在命名上，LGA775接口CeleronD的编号一般比Socket478接口CeleronD多了个“J”，如CeleronD330表示Socket478，而CeleronD330J则代表LGA775。CeleronDJ系列加入了IntelsExecuteDisableBit（硬件防病毒功能）及ThermalMonitor2（防CPU烧死）功能。4.64位Pentium4Intel于2005年2月推出了支持EM64T技术的64位处理器，Intel除了在Pentium45XX系列中加入了支持EM64T的5X1（用1表示）外，还推出了全面支持64位计算的全新系列Pentium46XX系列。64位的6XX系列Pentium4处理器将取代5XX系列处理器。5.64位CeleronDIntel发布的拥有EM64T技术CeleronD处理器的型号编号是326、331、336、341、346、351和355，时钟频率分别是2.53GHz、2.66GHz、2.80GHz、2.93GHz、3.06GHz、3.20Hz和3.33GHz。这种赛扬处理器采用了Socket775架构，同样采用Proscott核心，0.09mm制造工艺，使用了533MHz处理器系统总线以及集成了256KB二级缓存。具有64位