《计算机组装与维修技术》-子模块2.ppt

教学辅助课件 计算机组装与维修技术 中国水利水电出版社 子模块2计算机硬件详解 学习目标 应知 计算机各硬件的主要功能 计算机各主要部件的工作原理 计算机硬件设备的规格型号 应会 能够掌握计算机中各主要部件的工作原理 各部件在微机系统中的作用 能够识别出各硬件设备的主要参数指标及主要生产厂商 主要内容 2 1主板2 2CPU2 3内存系统2 4外存2 5显示卡和显示器2 6键盘与鼠标2 7其他扩展卡 主板的主要组成部分含芯片 插槽 接口 芯片组 南桥 北桥 BIOS芯片其他板载设备芯片 音频Codec 网卡芯片等 CPU插槽内存插槽总线扩展槽 ISA PCI AGP PCI E等 主机内部I O接口 IDE SATA Floppy 主机外部I O接口 PS 2 USB 串并口等 其他 多数芯片组由北桥芯片 NorthBridgeChip 和南桥芯片 SouthBridgeChip 组成的南北桥架构 两块芯片就像桥梁或纽带一样将电脑系统中各个独立的器件和设备连接起来形成整体 2 1 1主板芯片组1 概述 VIAApolloPro133A芯片组 北桥芯片 1 CPU规格 支持CPU类型 PentiumIII Pentium4 Athlon Athlon64 支持前端总线频率 PentiumIII 100MHz 133MHz Pentium4 400MHz 1066MHz Athlon 200MHz 400MHz Athlon64 800MHz 2技术规格 北桥芯片 2 内存规格 支持内存类型 SDRAM DDR SDRAM DDRII SDRAM RDRAM 支持内存工作频率 SDRAM 66MHz 133MHz DDR SDRAM 200MHz 400MHz DDRII SDRAM 400MHz 800MHz RDRAM 400MHz 533MHz 异步内存频率 是否支持CPU和内存以不同的工作频率运行 最大内存插槽数 一般为2 3或4 最大内存容量 一般为512MB到4GB之间 双通道技术 适用于DDR DDRII和RDRAM 能够有效提高内存系统吞吐量 2技术规格 北桥芯片 3 系统总线规格 支持总线类型 ISA PCI AGP PCI E 支持最大PCI插槽数 一般为4 5 6 4 图形系统规格 AGP 是否支持AGP1X 2X 4X 8X 是否集成图形控制器 2技术规格 南桥芯片 1 硬盘接口规格 接口类型 PATA 并行ATA 即标准IDE接口 SCSI SATA 串行ATA Ultra ATA 是否支持Ultra ATA33 66 100 133 2 外设总线规格 类型 USB IEEE1394 USB规格 USB1 1 USB2 0 最多USB口数 一般为2到8个 2技术规格 南桥芯片 3 其他整合资源 AC97声效控制器 MODEM控制器 以太网控制器 4 电源管理 ACPI 一般有S1 POS CPU停止工作 S3 STR 除了内存外的部件都停止工作 两种模式 2技术规格 BIOS BasicInputOutputSystem 基本输入 输出系统 是被固化在计算机ROM上的一组程序 为计算机提供最低级 最直接的硬件控制与支持 更形象地说 BIOS就是硬件与软件程序之间的一个 桥梁 或者说是接口 2 1 2BIOS1 概述 BIOS芯片 32PINDIP PLCC BIOS中断调用POST 加电自检 BIOS系统设置程序 2BIOS的功能和作用 总线就是各种信号线的集合 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 2 1 3总线与局部总线1 概述 PC上的常见总线扩展槽 ISA IndustryStandardArchitecture 是IBM公司为286 AT电脑制定的总线工业标准 也称为AT总线 PCI PeripheralComponentInterconnect 是SIG SpecialInterestGroup 集团推出的总线结构 1992年起 先后有Intel HP IBM Apple DEC Compaq NEC等著名的厂商加盟重新组建 AGP AcceleratedGraphicsPort 即加速图形端口 它是一种为了提高视频带宽而设计的接口规范 严格说来 AGP是一种接口标准 2PC上的常见总线标准 PCIExpress 由英特尔提出 采用点对点串行连接 比起PCI的总线共享并行架构 每个设备都有自己的专用连接 不需要向整个总线请求带宽 可以把数据传输率提高到一个很高的频率 达到PCI所不能提供的高带宽 IEEE1394 原型是运行在AppleMac电脑上的FireWire 火线 由IEEE采用并且重新进行了规范 是一种串行接口标准 这种接口标准允许把电脑 电脑外部设备 各种家电简单地连接在一起 USB UniversalSerialBus 通用串行总线 由Compaq DEC IBM Intel Microsoft NEC和NorthenTelecom等公司为简化PC与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器 它支持各种PC与外设之间的连接 还可实现数字多媒体集成 2PC上的常见总线标准 Socket370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构 也采用零插拔力插槽 对应PentiumIII系列CPU 2 1 4CPU插槽和内存插槽1 Socket370 Socket370插槽 Socket478插槽是Pentium4系列处理器所采用的接口类型之一 Socket478的Pentium4处理器面积很小 其针脚排列极为紧密 2 Socket478 Socket478插槽 Socket775又称为SocketT 是IntelLGA775封装的CPU所对应的处理器插槽 能支持LGA775封装的Pentium4 Pentium4EE CeleronD等CPU Socket775插槽与Socket478插槽明显不同 没有Socket478插槽那样的CPU针脚插孔 取而代之的是775根有弹性的触须状针脚 3 Socket775 Socket775插槽 用以插接内存条 右图是三种常见的内存插槽 从上至下依次为 168针SDRAM插槽184针DDR插槽240针DDR2插槽 4 内存插槽 内存插槽 所谓接口是指连接总线与外部设备的适配电路 处于总线与外部设备之间 起着连接二者的桥梁作用 2 1 5输入 输出接口1 概述 PC机的标准输入 输出接口 主板中一般都提供两个IDE接口 每个IDE接口最多可以连接两个IDE设备 如硬盘 光驱 磁带机等 IDE接口有被SATA取代的趋势 软驱接口用于连接软驱 最多可连接两个软驱 2 IDE接口和软驱接口 IDE接口和软驱接口 LPT为并行接口 传输速度相对较快 主要用于连接打印机 COM为串行接口 主要用于连接鼠标 外置Modem 属于传统接口 有被USB取代的趋势 3 LPT接口和COM接口 串行接口和并行接口 用于连接PS 2键盘和鼠标 两种接口的结构是一样的 都是6 pinMINIDIN端子 一般的分寸是 在主板平置的前提下 上面的接鼠标 下面的接键盘 对于符合PC99规范的主板 可以通过颜色区分 绿色的接鼠标 紫色的接键盘 4 PS 2键盘接口和PS 2鼠标接口 PS 2键盘接口和鼠标接口 是一种通用外设总线接口 可以用来连接各种设备 包括打印机 Modem 鼠标 键盘 移动存储设备 扫描仪 音箱等USB1 1最大传输速率12Mbps USB2 0最大传输速率480Mbps 5 USB端口 USB端口 主要内容 2 1主板2 2CPU2 3内存系统2 4外存2 5显示卡和显示器2 6键盘与鼠标2 7其他扩展卡 CPU CentralProcessingUnit 中央处理器 是计算机的核心部件 从功能上看 CPU将运算器和控制器集成在一块芯片中 也被称为Microprocessor 微处理器 CPU的运行速度和性能很大程度上决定了计算机的整体性能 2 2 1CPU简介1 概述 Pentium4CPU 主频 外频 数据总线宽度 地址总线宽度 核心电压和输入 输出电压 2 CPU的主要性能指标 IntelAMDVIA 3 世界上CPU主要生产厂商 80486是32位CPU 与80386相比有如下优点 更强大的多任务的功能 首次采用了RISC技术 采用了突发总线方式 将数学协处理器和高速缓冲存储器一起集成到芯片内 2 2 2486级CPU i486CPU PentiumCPU内部数据总线为32位 外部数据总线为64位 与i486相比有如下优点 时钟频率提高数据总线带宽增加存储器页面大小任选常用指令固化对代码的改进提高多媒体处理能力 2 2 3PentiumCPU PentiumCPU 在推出PentiumPro后 Intel又推出了它的改进型产品PentiumII 特点 100MHz前端总线 增添了57条MMX多媒体指令 更大的L1Cache CPU上集成512KBL2Cache 采用Slot1插槽 2 2 4PentiumII PentiumIII Pentium41 PentiumII PentiumIICPU 在PentiumII技术基础上开发 特点 支持100 133MHz前端总线 增添了SSE多媒体指令 采用Slot1 Socket370插槽 2 PentiumIII Tualatin核心的PentiumIII S Pentium4引入了全新的NetBurst结构 特点 支持400 533 800MHz前端总线 增添了SSE2多媒体指令 采用Socket478 SocketT 775 插槽 3 Pentium4 Pentium4CPU Pentium4还有若干增强型号 如采用大容量L2Cache的PentiumEE 双核心的PentiumD等 LGA775是一种新型的无针脚CPU封装 多数LGA775支持EMT64指令 可以进行64位运算 LGA775CPU 主要内容 2 1主板2 2CPU2 3内存系统2 4外存2 5显示卡和显示器2 6键盘与鼠标2 7其他扩展卡 存储器是计算机中广泛使用的部件之一 存储器有两项重要指标 容量和速度 容量一般用比特 b 或字节 B 为单位 速度用存取时间 又称读写时间或读写周期 一般以纳秒 ns 为单位 按其存储的数据是否可改写 存储器可分为ROM和RAM两种 2 3 1存储器概述 DRAM比SRAM电路简单 集成度高 同样芯片面积上可作出更多的存储单元 在需大量使用存储器的计算机中 DRAM被广泛使用 计算机的内存主要由DRAM组成 DRAM的种类 FPDRAM FastPageModeDRAM 快页模式动态随机存储器 EDODRAM ExtendedDataOutputDRAM 扩充数据输出动态随机存储器 双口方式动态随机存储器SDRAM SynchronousDRAM 同步动态随机存储器 VCM VirtualChannelMemory 虚拟通道存储器 RDRAM RambusDRAM DDRSDRAM DualdaterateSDRAM 双倍速率SDRAM 2 3 2DRAM及DRAM控制技术的发展1 概述 SDRAM主要在PentiumIII微机中使用 主要指标 168个引脚工作频率66MHz 133MHz工作电压3 3V 2 常见内存条 DDR SDRAM主要在mPGA478的Pentium4 Athlon和Athlon64微机中使用 主要指标 184个引脚工作频率200MHz 400MHz工作电压2 5V 2 常见内存条 DDRII SDRAM主要在LGA775的Pentium4微机中使用 主要指标 240个引脚工作频率400MHz 800MHz工作电压1 8V 2 常见内存条 在一定的制造技术下 SRAM容量比其他类型内存低 因而造价也高 SRAM很快 可以用来与高速CPU保持同步 因此SRAM多用于高速缓存 Cache 常用的几种SRAMAsyncSRAM 异步静态随机存储器 SBSRAM 同步突发静态随机存储器 PBSRAM 管道突发静态随机存储器 2 3 3SRAM静态随机存储器 Cache在微机系统中获得了广泛应用 CPU中的Cache 硬盘中的Cache 光盘中的Cache 主存储器中的Cache 2 3 4Cache高速缓冲存储器 主要内容 2 1主板2 2CPU2 3内存系统2 4外存2 5显示卡和显示器2 6键盘与鼠标2 7其他扩展卡 磁盘 使用磁化技术将信息记录在磁性材料上 记录介质称为盘片 磁盘机工作时盘片是以恒角速度旋转的 磁道 磁盘机的写入电路将0 1信号编码后 记录在盘片的磁道上 磁道是盘片上记录信息的很多同心圆 各磁道间是保护间隙 在保护间隙中无任何存储信息 扇区 实际存储信息时 每一磁道又分成若干等份 称为扇区 同一磁道相临扇区间是各种控制信息 供控制电路读取信息时同步用 在PC机中常用操作系统 DOS Windows 的文件系统每一扇区都存储512字节的信息 2 4 1磁盘存储器1 一般知识 磁盘容量有未格式化容量和格式化容量之分 磁盘格式化后的容量可用下式算出 格式化容量 B 512B 每磁道扇区数 每面磁道数 磁头数 磁面数 3 5英寸高密盘片 其规格为每磁道18扇区 80磁道 双面 2个磁头 其容量为 512 18 80 2 1440KB 1KB 1024B 2 磁盘容量 某硬盘其规格为871柱面 16磁头 36扇区 磁道 则其容量为 512 36 871 16 256868352 B 硬盘生产厂家常以1KB 1000B进位标注硬盘容量 则此硬盘容量为256MB 若以1KB 1024B的进位标注容量 则该硬盘容量为256868352 1024 1024 244 97MB 各种操作系统一般用245MB标记该硬盘容量 2 磁盘容量 软驱使用的盘片一般用聚脂材料作基片 其表面涂敷磁性材料 软盘片是可以更换的 因而价格低廉 并便于携带 被广泛使用 IBM PC使用过两种规格的软盘 5 25英寸软盘现在也已淘汰 目前常用的是3 5英寸软盘 3英寸和5英寸盘片按记录数据容量可分为双面倍密度 DD 双面高密度 HD 两种 对5英寸盘而言 为1 2MB HD 和360KB DD 对3英寸盘而言为1 44MB HD 和720KB DD 一般来讲 高密驱动器可使用低密盘片 反之不可 3 软盘驱动器 软驱通过34线线缆与FDC电路连接 PC系统支持一个FDC接口 一个FDC可连接两个软驱 A驱和B驱 如图中 接在34线接口电缆C段的是A驱 接在接口电缆B段的是B驱 A段连接到主板 3 软盘驱动器 软驱线缆 硬盘驱动器简称硬盘 与软盘相比有以下特点 速度快 容量大 盘片在驱动器内部 不可拿出 整个硬盘固定在机箱内 因而也称固定盘 4 硬盘机 硬盘 硬盘技术指标硬盘容量 即硬盘可存储的数据总量 转速 一般用rpm 转 分钟 来衡量 同等条件下 转速越高 性能越好 现在的硬盘转速至少在5400rpm以上 数据传送模式 指硬盘使用的数据传输工作模式 需要主板支持 以IDE接口方式 PATA 而言 有UltraATA33 66 100 133等若干种工作模式 现在的新型硬盘一般都支持UltraATA100 133 Cache Cache越大 越能减少重复读取时所花的时间 4 硬盘机 硬盘接口方式SCSI接口 主要用于小型机和服务器 IDE接口 PATA接口 PC常用接口 有两大优点 易于使用与价格低廉 SATA接口 新型硬盘接口 采用串行传输方式 线缆连接简洁 借鉴了SCSI的一些技术 性能很高 有取代PATA的趋势 4 硬盘机 光盘是另一种海量存储设备 一般用户使用的光盘机叫CD ROM驱动器 简称光驱 它只能读取光盘片的信息 而不能写入 此外 常见的光驱还包括容量更大的DVD ROM及可写入的CD R W刻录机 DVD R W刻录机等 2 4 2光盘机1 一般知识 CD ROM 光驱的速度 CD ROM以x倍速标记光盘速度 1x光驱 单速光驱 读取速度为150kB s 当某光驱最大读取速度为600kB s时 该光驱就标记为4x光驱 称为四倍速光驱 注意 多数光驱标记的是光驱的最大读取速度 加MAX后缀 如52xMAX 容错能力 容错能力是指光驱读盘的能力 CPU占用率 平均寻道时间 平均寻道时间是指平均读取光碟内外道的时间 内部缓存 光驱带有内部高速缓存 其容量从64KB到512KB不等 2 光驱主要性能指标 主要内容 2 1主板2 2CPU2 3内存系统2 4外存2 5显示卡和显示器2 6键盘与鼠标2 7其他扩展卡 显示适配器一般由三部分组成 主机接口部分 外设显示器接口部分和显示功能部分 与主机接口部分决定了显示适配器使用的总线类型 PCI AGP或PCI E 目前新产品大多使用AGP或PCI E总线 2 5 1显示卡综述 显示卡发展两大趋势 提高性能 2D加速 3D加速 增加功能 视频捕获 视频输出 2 5 2显示卡的发展 显示芯片 RAMDAC 显存 显示BIOS 总线接口 VGA插座 2 5 3显示卡的技术指标1 显示卡的结构组成 分辨率 代表了显示卡在显示器上所能描绘的点的数量 色深 是指显示卡在当前的分辨率下所能显示的颜色数量 刷新频率 是指影像在显示器上的更新速度 2 显示卡基本性能指标 按显示器屏幕尺寸分类 按色彩分类 可分为单色显示器和彩色显示器 按扫描方式分类 可分为隔行扫描显示器和逐行扫描显示器 按最高分辨率分类 可分为640 480 800 600 1024 768 1280 1024 1600 1200等分辨率的显示器 按原理或主要显示器件分类 可分阴极射线管显示器 CRT 液晶显示器 LCD 另外还有发光二极管显示器 LDD 和等离子显示器 PD 等 2 5 4显示器1 分类 扫描频率 最大分辨率 像素 标准 驱动程序 隔行扫描与非隔行扫描 现在都是逐行扫描 点间距 显示器刷新速度 电磁辐射和功率消耗 控制调节方式 2 主要性能指标 主要内容 2 1主板2 2CPU2 3内存系统2 4外存2 5显示卡和显示器2 6键盘与鼠标2 7其他扩展卡 键盘使用PS 2 USB接口 根据按键的机械结构 PC机键盘分两种 一种是机械式 一种是感应式 电容式 机械式使用普通机械触点 电路简单 价格低廉 但机械触点闭