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第3章微型计算机硬件基础 计算机系统的构成 主机系统 存储器 系统总线 常用输入 输出设备 简单故障诊断与处理 3 1计算机系统的构成 计算机系统主要由硬件系统和软件系统两大部分组成 硬件是泛指看得见 摸得着的实际物理设备 主要包括运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备五部分 软件是指各类程序和数据 计算机软件包括计算机本身运行所需要的系统软件和用户完成任务所需要的应用软件 一个完整计算机系统的基本组成 3 1 1计算机的硬件系统 计算机的硬件系统一般由运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备五部分组成 其中运算器和控制器合在一起称为中央处理器 CentralProcessingUnit 简称CPU 而中央处理器和主存储器一起构成计算机主机 运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备 3 1 2计算机的软件系统 软件通常是由程序和数据构成的 程序由计算机指令构成 指令是要计算机执行某种操作的命令 因此软件实际上是指要计算机完成一个任务而存储的指令序列 程序 和相关数据的集合 通常软件可分为系统软件和应用软件两大类 1 系统软件 1 操作系统 2 程序设计语言机器语言 汇编语言 高级语言 3 语言处理程序计算机将源程序翻译成机器指令时 有解释方式和编译方式两种 4 数据库管理系统 5 系统辅助处理程序2 应用软件 3 2主机系统 主机是微型计算机系统的核心 主要由CPU 内存 输入 输出设备接口 总线和扩展槽等构成 通常被封装在主机箱内 3 2 1主板 主板又称为主机板 mainboard 系统板 systemboard 或母板 motherboard 主板是安装在机箱内的一块矩形电路板 上面安装了组成计算机的主要电路系统 主板的主要部件有主板芯片组 CPU插槽 BIOS芯片 扩充插槽 电源插座 内存插槽 IDE 硬盘 光驱 接口插座 软盘驱动器接口插座 串行口 并行口 PS 2接口 USB接口等 按主板结构进行分类 可分为AT主板 BabyAT主板 ATX MicroATX型 NLX型和FlexATX主板等几种 1 CPU插座2 芯片组3 内存插槽4 总线扩展槽5 BIOS芯片6 IDE SATA接口插座7 软盘驱动器插座8 外部接口 3 2 2中央处理器CPU CPU是CentralProcessingUnit 中央处理器 的缩写 它是决定一台微机性能的核心部件 由运算器和控制器组成 现在生产微机CPU的主要厂家有Intel AMD和VIA等几家 CPU的常见型号 1 Intel系列CPU 2 AMD系列CPU 3 VIA系列CPU 3 3存储器 存储器是计算机系统的记忆设备 它用来存放计算机的程序指令 要处理的数据 运算结果以及各种需要计算机保存的信息 是计算机中不可缺少的一个重要组成部分 存储器一般分为内存储器和外存储器 内存储器也称为主存和内存 内存用来存储当前运行所需要的程序和数据 CPU可以直接访问内存并与其交换信息 内存的容量小 存取速度快 而外存刚好相反 外存用于存放当前不参加运行的程序和数据 CPU不能对它直接访问 而必须通过配备专门的设备才能够对它进行读写 如磁盘驱动器等 这是它与内存之间的一个本质的区别 外存容量一般都很大 但存取速度相对比较慢 如硬盘等 3 3 1内存储器 内存按工作原理分为RAM 随机存取存储器 和ROM 只读存储器 两类 1 ROM ReadOnlyMemory 即只读存储器 它的特点是只能从中读取信息而不能任意写入信息 ROM价格高 容量小 2 RAM RandomAccessMemory 即随机存取存储器 它有以下特点 可以读出 也可以写入 读出时并不损坏原来存储的内容 只有写入时才修改先前存储的内容 断电后 存储内容立即消失 3 常见内存条的型号 目前比较有代表性的有 SDRAM DDRSDRAM RDRAM以及DDR2 1 SDRAM SynchronousDRAM 同步动态随机存储器 就是我们说的168线内存 SDRAM共有168个接触点 每面84个接触点 为内存提供64位数据连接 2 DDRSDRAM俗称SDRAMII 又叫双倍速SDRAM DDR就是DoubleDataRate的简称 它与SDRAM的核心基本相同 但它的存取速度是SDRAM的两倍 3 DRDRAM DirectRambusDRAM 是Rambus开发的一种SDRAM INTEL将其称为PC800标准 它采用了16位的数据带宽 184线插脚 4 DDR2内存是现有DDR内存的换代产品 它们的基本根本工作原理类似 DDR2和DDR都采用了在时钟的上升沿和下降沿同时进行数据传输的基本工作方式 但是最大的区别在于DDR2内存可以进行4位预读取 端口数据传输率和内存单元之间进行数据读 写的速率两倍于标准DDR内存的2位预读取 即DDR2拥有两倍于DDR的预读系统命令数据的能力 DDR2管脚数量有200针 220针 240针 与现在的DDR内存不相容 3 3 2外存储器 辅助存储器又称外存储器 常用的外存储器有软盘驱动器 硬盘 光驱 U盘等存储设备 1 软盘驱动器和软盘软盘系统主要由软盘 软盘驱动器和软盘适配器组成 1 软盘驱动器 2 软盘软盘分为8英寸 5 25英寸 3 5英寸几种规格 软盘又分为双面双密度 单面双密度 单面单密度等规格 目前最常见的是3 5英寸盘 俗称3寸盘 一个1 44M的软盘 它有80个磁道 每个磁道有18个扇区 两面都可以存储数据 它的容量 80 18 2 512 1440K 1 44M 2 硬盘驱动器 硬盘主要由 盘片 磁头 盘片转轴及控制电机 磁头控制器 数据转换器 接口 缓存等几个部分组成 硬盘有单盘片 多盘片之分 硬盘按其接口类型 主要有IDE SATA和SCSI 硬盘的主轴转速有5400r min 7200r min 12000r min等多种 硬盘盘片直径有1 8英寸 2 5英寸 3 5英寸 5 25英寸 移动硬盘 移动硬盘一般由笔记本硬盘和硬盘盒组成 而笔记本硬盘通常有三种种规格 1 8英寸 2 5英寸和3 5英寸 移动硬盘的接口有USB1 0 USB2 0 SATA IEEE1394等几种 3 光盘驱动器 光盘驱动器简称光驱 就是读取光盘信息的设备 是多媒体电脑不可缺少的硬件配置 根据光盘存储技术 光驱分为CD ROM 只读光盘驱动器 CD RW 可擦写光盘驱动器 DVD ROM DVD只读光盘驱动器 以及DVD RAM DVD R RW DVD R RW 可反复擦写DVD光盘存储器 等 根据光驱的放置位置分为 内置式 外置式 根据光驱的速度不同分为 36速 40速 42速 48速 50速 52速 56速 根据光驱的接口不同分为 IDE接口 SCSI接口 外置并行口 外置USB接口 4 U盘存储器 所谓闪盘是以Flashmemory 闪存 作为存储器的移动存储设备 掉电后保持存储数据不丢失 其原理在于将数据储存于内建的闪存中 利用USB接口方便地同计算机进行数据交换 3 4系统总线 所谓总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路 是计算机各部件之间传送数据 地址和控制信息的公共通路 它能分时地发送与接收各部件的信息 按系统传输信息的不同总线又可分为数据总线DB DataBus 地址总线AB AddressBus 和控制总线CB ControlBus 总线按层次结构分类 一般又分为内部总线 系统总线和外部总线 但目前比较流行的总线标准主要有ISA总线 PCI总线 AGP总线 1 ISA总线ISA IndustrialStandardArchitecture 总线标准是IBM公司1984年为推出PC AT机而建立的系统总线标准 所以也叫AT总线 2 PCI总线PCI PeripheralComponentInterconnect 总线即外部设备互联总线 是当前最流行的总线之一 PCI是由Intel公司推出的一种高性能的PC机局部总线 它定义了32位数据总线 且可扩展为64位 3 AGP总线Intel于1996年7月正式推出了AGP 加速图形接口 AcceleratedGraphicsPort 接口 它是一种为了提高视频带宽而设计的用来替代PCI总线的规范 AGP总线在主存与显存之间提供一条直接的通道 使得3D图形数据越过PCI总线 直接送入显示子系统 这样突破了PCI总线形成的系统瓶颈 因此它是显示卡专用的局部总线 4 PCI ExpressPCI Express是最新的总线和接口标准 是由Intel提出的 交由PCI SIG PCI特殊兴趣组织 认证发布后才改名为 PCI Express 这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP 最终实现总线标准的统一 它的主要优势就是数据传输速率高 目前最高可达到10GB s以上 而且还有相当大的发展潜力 PCI E也有多种规格 从PCI E1X到PCI E16X 能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求 当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程 3 5常用输入 输出设备 3 5 1微型计算机输出设备输出设备是用来显示或打印输出计算机的数据以及计算机处理结果的设备 常见的输出设备有显示卡 显示器 打印机 绘图仪等 1 显示器 显示器是计算机最基本的输出设备 也是人机对话的主要工具 显示器按屏幕对角线有12英寸 14英寸 15英寸 17英寸 20英寸等规格 目前市场显示器产品主要有两类 CRT显示器 LCD显示器 2 打印机 打印机是微机系统中常用的输出设备之一 打印机在日常电脑应用中占据很重要的地位 因为没有它就不能打印出我们所需要的各种资料 文书 图形及图像等 常用打印机有 针式打印机 喷墨打印机和激光打印机 3 5 2微型计算机输入设备 所谓输入设备是指能向计算机输入信息的设备 如键盘 鼠标等能将人对计算机的控制转换成计算机能识别的代码 1 键盘键盘的分类从内部结构分 机械式 电容式 塑料薄膜式 导电橡胶式从键盘接口分 AT端口 PS 2端口 USB端口从连接方式分 无线 有线从键位布局分 101键 104键 107键 2 鼠标 鼠标按接口类型可分为串行鼠标 PS 2鼠标 USB鼠标三种 串行鼠标是通过串行口与计算机相连 有9针接口和25针接口两种 按鼠标的连接方式可分为有线鼠标 无线鼠标 而无线鼠标又分为 红外线鼠标 无线电无线鼠标 蓝牙无线鼠标 3 扫描仪 扫描仪的作用就是将图片 照片 胶片以及文稿资料等书面材料或实物的外观扫描后输入到电脑当中 按颜色划分有黑白扫描仪和彩色扫描仪 按扫描方式划分有手持式扫描仪 平板式扫描仪和滚筒式扫描仪 4 数码相机 数码相机是一种能够进行拍摄 并通过内部处理把拍摄到的景物转换成以数字格式存放图像的特殊照相机 5 数码摄像机 3 6简单故障诊断与处理 计算机是由硬件和软件组成的 因此计算机故障可以简单地分为硬件故障和软件故障两种 硬件故障主要是指硬件设备在机械方面或电子线路 电子元件等方面发生故障或受损 因此必须维修或更换零部件 软件故障主要是指在软件使用过程中出现的故障 例如操作人员对软件使用不当 系统软件或应用软件安装不当或受损 配置不当或受到病毒感染等 3 6 1计算机的故障诊断常用方法 计算机故障排除的常用方法如下 1 清洁法2 直接观察法3 插拔法4 替换法5 对比法6 振动敲击法7 升温降温法 系统最小化法9 工具诊断法 3 6 2检测计算机故障的一般原则 要检测计算机故障 首先要了解计算机的配置情况 只有对它有了大致的了解 才能分析其故障可能的出处 然后动手排除故障 在检测计算机故障时应遵循以下原则 1 先硬件后软件 2 先外设后主机 3 先简单后复杂 4 先