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计算机组装与维修大作业 姓名：唐海鹏 班级：10电本班 学号：201092150107 计算机与电子信息工程系一主板、内存、CPU的性能的指标和三者之间的关系 1. 主板、内存、CPU性能指标CPU性能的主要技术指标： 1主频，也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。一般说来，一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快了。不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同，所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。至于外频就是系统总线的工作频率；而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。用公式表示就是：主频=外频倍频。2内存总线速度或者叫系统总线速度，一般等同于CPU的外频。内存总线的速度对整个系统性能来说很重要，由于内存速度的发展滞后于CPU的发展速度，为了缓解内存带来的瓶颈，所以出现了二级缓存，来协调两者之间的差异，而内存总线速度就是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的工作频率。3L1高速缓存，也就是我们经常说的一级高速缓存。在CPU里面内置了高速缓存可以提高CPU的运行效率。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。采用回写(WriteBack)结构的高速缓存。它对读和写操作均有可提供缓存。而采用写通(Write-through)结构的高速缓存，仅对读操作有效。在486以上的计算机中基本采用了回写式高速缓存。在目前流行的处理器中，奔腾和Celeron处理器拥有32KB的L1高速缓存，奔腾4为8KB，而AMD的Duron和Athlon处理器的L1高速缓存高达128KB。4L2高速缓存，指CPU第二层的高速缓存，第一个采用L2高速缓存的是奔腾Pro处理器，它的L2高速缓存和CPU运行在相同频率下的，但成本昂贵，市场生命很短，所以其后奔腾II的L2高速缓存运行在相当于CPU频率一半下的。接下来的Celeron处理器又使用了和CPU同速运行的L2高速缓存，现在流行的CPU,无论是AthlonXP和奔腾4，其L2高速缓存都是和CPU同速运行的。除了速度以外，L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，现在家庭用CPU容量最大的是512KB，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达1MB-3MB。5流水线技术、超标量。流水线(pipeline)是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由56个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成56步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高了CPU的运算速度。超流水线是指某型CPU内部的流水线超过通常的56步以上，例如奔腾4的流水线就长达20步。将流水线设计的步(级)数越多，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高的CPU。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。这在486或者以前的CPU上是很难想象的，只有奔腾级以上CPU才具有这种超标量结构；这是因为现代的CPU越来越多的采用了RISC技术，所以才会有超标量的CPU。6协处理器或者叫数学协处理器。在486以前的CPU里面，是没有内置协处理器的。由于协处理器主要的功能就是负责浮点运算，因此386、286、8088等等微机CPU的浮点运算性能都相当落后，自从486以后，CPU一般都内置了协处理器，协处理器的功能也不再局限于增强浮点运算。现在CPU的浮点单元（协处理器）往往对多媒体指令进行了优化。比如Intel的MMX技术，MMX是“多媒体扩展指令集”的缩写。MMX是Intel公司在1996年为增强奔腾CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术。为CPU新增加57条MMX指令，把处理多媒体的能力提高了60左右。现在的CPU已经普遍内置了这些多媒体指令集，例如现在奔腾4内置了SSE2指令集，而AthlonXP则内置增强型的3DNow!指令集。 7工作电压。工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压。早期CPU（386、486）由于工艺落后，它们的工作电压一般为5V（奔腾等是3.5V/3.3V/2.8V等），随着CPU的制造工艺与主频的提高，CPU的工作电压有逐步下降的趋势，Intel最新出品的Tualatin核心Celeron已经采用1.475V的工作电压了。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。这对于笔记本电脑尤其重要。 8乱序执行和分枝预测，乱序执行是指CPU采用了允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术。分枝是指程序运行时需要改变的节点。分枝有无条件分枝和有条件分枝，其中无条件分枝只需要CPU按指令顺序执行，而条件分枝则必须根据处理结果再决定程序运行方向是否改变，因此需要“分枝预测”技术处理的是条件分枝。9制造工艺，制造工艺虽然不会直接影响CPU的性能，但它可以可以极大地影响CPU的集成度和工作频率，制造工艺越精细，CPU可以达到的频率越高，集成的晶体管就可以更多。第一代奔腾CPU的制造工艺是0.35微米，最高达到266Mhz的频率，PII和赛扬是0.25微米，频率最高达到450Mhz。铜矿核心的奔腾制造工艺缩小到了0.18微米，最高频率达到1.13Ghz。最新Northwood核心的奔腾4CPU制造工艺达到0.13微米，目前频率已经达到2.4Ghz，估计达到3Ghz也没有问题。在明年，IntelCPU的制造工艺会达到0.09毫米。 内存性能指标 （1）速度。内存速度一般用于存取一次数据所需的时间（单位一般都 ns）来作为性能指标，时间越短，速度就越快。只有当内存与主板速度、CPU速度相匹配时，才能发挥电脑的最大效率，否则会影响 CPU 高速性能的充分发挥。FPM 内存速度只能达到 7080ns，EDO 内存速度可达到 60ns，而 SDRAM 内存速度最高已达到 7ns。存储器的速度指标通常以某种形式的印在芯片上。一般在芯片型号的后面印有-60、-70、-10、-7等字样，表示起存取速度为60ns、70ns、10ns、7ns。ns和 MHz之间的换算关系如下：1ns=1000MHz 6ns=166MHz 7ns=143MHz 10ns=100MHz（2）容量。内存是电脑中的主要部件，它是相对于外存而言的。而 Windows 系统、打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的，必须把它们调如内存中运行才能使用，如输入一段文字或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的。通常把要永远保存的、大量的数据存储在外存上，而把一些临时或少量的数据和程序放在内存上。内存容量是多多益善，但要受到主板支持最大容量的限制，而且就是目前主流电脑而言，这个限制仍是阻碍。单条内存的容量通常为 128MB、256MB、最大为 512MB，早期还有 64MB、32MB、16MB 等产品。（3）内存的奇偶校验。为检验内存在存取过程中是否准确无误，每 8位容量配备 1位作为奇偶校验位，配合主板的奇偶校验电路对存取数据进行正确校验，这就需要在内存条上额外加装一块芯片。而在实际使用中，有无奇偶校验位对系统性能并没有影响，所以，目前大多数内存条上已不在加装校验芯片。（4）内存电压。FPM 内存和 EDO 内存均使用 5V 电压，SDRAM 使用 3.3V电压，而 DDR 使用 2.5V 电压，在使用中注意主板上的跳线不能设置错。5）数据宽度和带宽。内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以bit为单位；内存的带宽是指内存的数据传输速率。（6）内存的线数。内存的线数是指内存条与主板接触时接触点的个数，这些接触点就是金手指，有 72线、168线和184线等。72线、168线和184线内存条数据宽度分别为 8位、32位和64位。（7）CASCAS 等待时间指从读命令有效（在时钟上升沿发出）开始，到输出端可以提供数据为止的这一段时间，一般是 2个或 3个时钟周期，它决定了内存的性能，在同等工作频率下，CAS 等待时间为 2 的芯片比 CAS 等待时间为 3 的芯片速度更快、性能更好。（8）额定可用频率（GUF）将生产厂商给定的最高频率下调一些，这样得到的值称为额定可用频率 GUF。如 8ns 的内存条，最高可用频率是 125MHz，那么额定可用频率（GUF）应是 112MHz。最高可用频率与额定可用频率（前端系统总线工作频率）保持一定余量，可最大限度地保证系统稳定地工作。主板的性能指标一般主板主要包括下列几个部分：1 CPU插座：安装CPU的插座。2 总线扩展槽：用来扩展电脑功能的插槽，一般用来插显卡，声卡，网卡等。3 内存插槽：用来安装内存的插槽。4 芯片组：协助CPU完成各种功能的重要芯片。5 BIOS芯片：电脑的基本输入输出系统，记录电脑的最基本信息。6 软硬盘接口：主要有IDE接口，和FDD接口，光驱接口与硬盘接口相同。7 外设接口：主要包括输入/输出口，USB口，并口，串口，PS/2口。8 电源接口：主要用于给主板供电。9 CMOS电池：用来给BIOS芯片供电，使基中的信息不丢失。10 控制指示接口：用来连接机箱前面板的各个指示灯，开关等。 CPU插座：是主板上最显眼的插座，其颜色一般为白色，上面布满了一个个的“针孔”或“触脚”，而且边上还有一个拉杆，对应CPU的接口方式。 内存插槽：一般位于CPU特座的旁边，它是板上必不可少的插槽，前且每块主板都有两到三个内存插槽。目前的主流内存有3种，而这3种内存条的引脚，工作电压，性能都不相同。因此与之配套的内存插槽也不尽相同。从外观上来看主要是长度，隔断有很大的区别，其中SDRAM与DDR SDRAM的插槽长度一样，但SDRAM有两个隔断，而DDR只有一个隔断。至于RDRAM插槽，其隔断也有两个，但两个都位于插槽中央，左右是对称的。 总线扩展槽：在主板上占用面积最大的部件就是总线扩展槽。用于扩展电脑功能的插槽通常称为I/O插槽，大部分主板都有18个扩展槽。扩展槽是总线的延伸，也是总线的物理体现。在它上面可以插入任意的标准元件，如显卡，声卡，网卡，多功能卡等。 BIOS芯片：中文意思是“基本输入输出系统”。需要注意的是，BIOS实际上是电脑中最底层的一种程序，它一般固化在一块ROM芯片中。这块芯片包含了系统启动程序，基本的硬件接口设备驱动程序。BIOS为电脑提供最低级的。最直接的硬件控制，电脑的原始操作都是依照固化在BIOS中的程序来完成的。当系统启动时，BIOS进行通电自检，检查系统基本部件，然后系统启动程序将系统的配置参数写入CMOS中。 芯片组：主流芯片组主要分支持INTEL分司CPU芯片组和支持AMD公司CPU的芯片组两种。芯片组的功能：主板芯片组是主板的灵魂与核心，芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低。CPU是整个电脑系统的控制运行中心，而主板芯片组的作用不仅要支持CPU的工作而业要控制的协调整个系统的正常运行。 软硬盘接口：IDE接口：硬盘的接口技术非常多，最多的是IDE接口。一般主板上有两个IDE接口，有些主板的IDE2为白色，IDE1为另外一种颜色，以方便用户识别。当我们在IDE接口上分别接一个硬盘时，接在IDE1接口上的硬盘即为主盘，接在IDE2接口上的硬盘为从盘。假设两个硬盘以前都安装有操作系统，这时如果启动电脑，电脑将从主盘寻找系统启动，即从接在IDE1接口上的硬盘启动操作系统。每个IDE接口都可以接两个IDE设备，如果在一个IDE接口上接两个硬盘，必须用硬盘跳线设置一个硬盘为主盘，一个为从盘，不然将无法启动。 SCSI接口：它是一种与IDE完全不同的接口它不是专门为硬盘设计的，而是一种总线型的系统接口。每个SCSI总线上可以连接包括SCSI近两年卡在内的8个SCSI设备。SCSI的优势在一塌胡涂它支持多种设备，独立的总线使得它对CPU的占用率很低，传输速率比ATA接口快得多，但同时价格也很高，因此也决定了其普及程度远不如IDE，只能在高档的电脑设备中出现。串行ATA接口：它一改以往ATA标准的并行数据传输方式，而是以边疆串行的方式传送数据。这样在同一时间点内只会有1位数据传输，此做法能减小接口的针脚数目，用4个针就完成了所有的工作，相比ATA接口标准的80芯数据线来说，其数据线显得更加趋于标准化。FIBRE CHANNEL接口：它是一种跟SCSI或IDE有很大不同的接口，以前，它是专为网络设计的，常见于高档交换机或者网卡中，但后来随着存储器对高带宽的需求，慢移植到现在的存储系统上来。USB接口：即串行总线，它是一种应用最为普遍的设备接口，不仅应用于硬盘驱动器，打印机，扫描信，数码相机等设备现在几乎也普遍采用USB接口。 2. 主板、内存、CPU三者之间的关系主板与内存条的搭配这里的支持内存类型是指主板芯片组默认所支持的具体内存类型。不同的芯片组所支持的内存类型是不相同的。内存类型主要有FPM，EDO，SDRAM，RDRAM已经DDR DRAM等。1. FPM内存 2. EDO内存 3. SDRAM内存 4. RDRAM内存 5. DDR SDRAM内存 6. DDR2内存 ECC并不是内存类型，ECC（Error Correction Coding或Error Checking and Correcting）是一种具有自动纠错功能的内存，英特尔的82430HX芯片组就开始支持它，使用该芯片组的主板都可以安装使用ECC内存，但由于ECC内存成本比较高，所以主要应用在要求系统运算可靠性比较高的商业电脑中，例如服务器/工作站等等。由于实际上存储器出错的情况不会经常发生，而且普通的主板也并不支持ECC内存，所以一般的家用与办公电脑也不必采用ECC内存。一般情况下，一种芯片组只支持一种内存类型，但也有例外，使用这种芯片组的主板就有可能带有两种内存插槽。这种主板具有两种内存插槽，可以使用两种内存，例如以前有些主板能使用EDO和SDRAM，现在有些主板能使用SDRAM和DDR SDRAM，或者DDR SDRAM和DDR2。需要说明的是，尽管可以支持两种内存，但是通常两种内存不能同时使用。主板与CPU的搭配主板是一台电脑的基础，因此在选购主板时，得根据实际需要、资金等情况来全盘考虑。在购买主板时，首先得考虑主板与CPU的搭配问题：（1）注意“Intel”与“AMD”的区别目前CPU存在“Intel”与“AMD”两大品牌，由于商业竞争的缘故，它们的产品并不兼容。例如Intel的P4及P4赛扬采用的是Socket 478接口，其对应的CPU插座也是Socket 478接口。 而AMD的Athlon XP处理器所采用的是Socket A接口，使用的CPU插座也是这种接口。如果将这两种接口的CPU放在一起比较，就会发现它们的大小、底部引脚的数量都不一样，这也就意味着Intel的CPU与AMD的CPU不能安装在同一块主板上主板上的CPU插座接口是固定的。如果接口不匹配，根本就无法安装。因此，在选购主板时，首先得明白CPU与主板接口必须匹配（2）主板芯片组与CPU之间的关系既然CPU与主板的接口必须匹配，那么在购买时如何让它们匹配呢？关键在主板芯片组。CPU分为“Intel”、“AMD”两家，芯片组也因此分为“For Intel”与“For AMD”两类，两家是“老死不相往来”，也就是说这支持Intel CPU的芯片组绝对不会兼容AMD的CPU。目前支持Intel CPU的芯片组厂商有Intel、VIA、SiS、ALi等几家，支持AMD、CPU的芯片组厂商有AMD、VIA、nVIDIA、SiS、ALi等。二计算机安全的重要性 1计算机信息系统的脆弱性 计算机信息系统资源的脆弱因素包括： 数据输入部分：数据通过输入设备输入系统进行处理，数据易被篡改或输入假数据。 编程部分：用语言写成机器能处理的程序，这种程序可能会被篡改或盗窃。 软件部分：计算机系统离开软件就是一堆废铁，一旦软件被修改或破坏，就会损害系统功能，以至整个系统瘫痪。 数据库部分：数据库存有大量的各种数据，有的数据资料价值连城，如果遭到破坏，损失是难以估价的。 操作系统：操作系统是操纵系统运行、保证数据安全、协调处理业务和联机运行的关键部分，如被破坏就等于破坏了系统功能。 输出部分：经处理后的数据要在这里译成人能阅读的文件，并通过各种输出设备输出，信息有可能被泄露或被截取。 通信部分：信