计算机维护与维修教程第一章.ppt

高职高专现代信息技术系列教材 计算机维护与维修教程 电子版初稿 第1章微型计算机系统简介 本章简要介绍了微机系统的软硬件构成 维护与维修的概念 微机机房环境和IBM PC兼容机的历史 1 1微型计算机系统功能与构成1 2计算机系统维护与维修1 3微机系统的工作环境1 4IBM PC兼容机的历史 退出 1 1微型计算机系统功能与构成 1 1 1微型计算机的功能与应用计算机可以分为多用户的大型计算机系统和单用户的PC机两大类 它们的硬件和软件系统结构有着很大的不同 就系统维护和维修而言 也有着很大的区别 大型计算机系统按其规模又可以分为小型 中型 大型 巨型等计算机系统 PC机即个人计算机 PersonalComputer 按其规模也叫做微型计算机 它分为台式机 便携式机 也叫笔记本电脑 和掌上型机等多种类型 台式PC机系统如图1 1所示 它在整个计算机应用领域最为普及和数量最多 它的维护和维修也最具普遍和典型意义 图1 1台式PC机系统 微型计算机产生于70年代末 相对于当时的大型计算机 它有着操作容易 结构简单 环境要求低和性能价格比高等特点 特别是多媒体技术和网络技术与PC机的结合 使它已经成为大多数人工作 学习 娱乐和生活的必不可少的工具 微型计算机的应用十分广泛 它的用途主要表现在电子办公 信息管理 娱乐 辅助学习 辅助设计 工业控制 人工智能和网络等许多方面 1 1 2微机的系统构成微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分构成的 1 1 2 1微机的硬件系统如图1 1所示 我们一般看到的是微机硬件系统的外观 它包括主机箱 显示器 Display Monitor 键盘 KeyBoard 和鼠标 Mouse 如图1 2 主机箱里面还包括主板 MainBoard SystemBoard MotherBoard 电源 PowerSupply 软盘驱动器 FloppyDiskDriver 硬盘驱动器 HardDiskDriver 光盘驱动器 CD ROMDriver 和插在主板总线扩展槽 Input OutputBUSExpandedSlots 上的各种系统功能扩展卡 图1 2微机主机箱内部结构 主板也称为系统板 它是微机系统的最重要部件 也称为计算机的主机 是整个系统的控制和运算中心 它由中央处理器CPU 外围芯片组CHIPset 内存条 RAM 系统总线 I OBUS 和通信接口等组成 主板的外形见图1 3 图1 3微型计算机的主板 软盘驱动器 FDD 和软盘一起构成微机最早的外部存储器 简称为外存 软盘的作用是以磁记录的方式永久保存微机的大量软件资料 软驱的作用就是对软盘进行读写 软盘驱动器的外形见图1 4 图1 4软盘和软盘驱动器 硬盘驱动器 HDD 也是微机的外部磁盘存储器 它与软驱的主要区别在于其内部固定安装了几片硬质金属磁盘 因此也被称为固定盘 FixedDisk 或硬盘驱动器 HardDiskDriver 也因此它的存储容量要比软盘大得多 硬盘的外形见图1 5 图1 5硬盘 光盘驱动器CD ROM CompactDisk ReadOnlyMemoryDriver 和光盘一起构成微机的外存 光盘是依据光学原理来永久保存微机的大量软件资料 作为活动盘 它的可靠性和存储容量都高于软盘 目前微机基本配置的光驱和光盘是只读 RO 的 这一点不如软盘和硬盘方便 PC机也可以配备可读写 RW 的光驱 但目前价格尚高 光驱的外形见图1 6 图1 6光盘和光盘驱动器 系统功能扩展卡也称为适配器 Adaptor 它们是一些专用的电路板 用来增强和扩充微机系统的功能 使之性能更卓越 用途更广泛 比如3D图形加速卡 声效卡 调制解调器和网卡等 它们的安装可以分别使微机具有高质量三维图形显示 音响和连网等功能 图1 7所示是一个3D图形卡 图1 73D图形卡 键盘是微机最基本和最重要的输入设备 即使今天大量的图形界面操作用鼠标器更为方便 但至少文本的输入还离不开键盘 微机标准键盘有101个按键 Windows9x专用键盘又新增加了3个窗口专用键 图1 8所示是一个键盘 图1 8微机键盘 显示器也称为监视器 它是微机最基本和最重要的输出设备 微机运行的情况和用户操作的结果等都通过显示器进行人机交互 显示器能显示十分精美的画面 它的图像质量远高于电视机 图1 9所示是一个显示器 图1 9显示器 鼠标器也是微机的最基本和最重要的输入设备 目前PC机的大多数软件都采用图形界面 使用鼠标器直接点击操作比使用键盘命令操作简单直观得多 图1 10所示是一个鼠标器 图1 10鼠标器 微机电源也可以称为PC电源部件 它不同于其它电器如电视机 音响和录音机等的电源 大多数电器的电源都只是整个电路板的一部分电路 而微机电源是一个独立部件 PC电源的电路板安装在标准的外壳中 它与系统其它部分的连接插头也是标准的 拆装更换十分方便 PC电源的作用是把输入的220伏交流电转换为微机系统所需的几种高质量直流电压 以保证主机箱内所有部件的供电 PC电源部件的外形见图1 11 图1 11电源部件 1 1 2 2微机的软件系统任何一台计算机都是由硬件系统和软件系统组成的 没有安装软件的计算机只是一台 裸机 即使打开它的开关 它也无法工作 微机的软件系统可以大致分为系统软件和应用软件两大类 这是按软件的主要功能划分的 实际使用的软件不必硬性划分 比如我们熟悉的PC机操作系统Windows98 它是系统软件 但它也包含着大量的应用程序 如画板 写字板和浏览器等 按照上面对计算机系统构成的描述 我们常常以图1 12来简明形象地表示 图1 12计算机系统构成 系统软件是指那些保障计算机系统正常运行的系统基础环境软件 还有那些用来开发新的应用程序的系统基本工具软件 如微机的基本输入输出系统 BIOS 和操作系统 DOS Unix Linux和Windows等 又如用来进行程序设计的各种高级语言 Basic Fortran和C等 系统软件的设计 开发和维护是计算机专业人员的事 应用软件是指那些建立在系统软件之上的专门用于解决某类应用的软件 也叫实用程序 随着微机应用领域的日益扩展 应用软件也越来越多 例如用于办公业务的Office 用于绘图的Photoshop和AutoCAD等 1 2计算机系统维护与维修 1 2 1计算机系统维护与维修的含义计算机系统维护与维修不但针对硬件组成设备 部件 电路板 元器件 还针对系统和主要应用软件 维护通常是指对硬件进行保养和对软件进行参数的优化设置 以保证系统正常高效地运行 而维修通常是指当软硬件损坏无法工作 要进行修复 更换和重新安装等处理 本书所谓的 计算机系统维护与维修 主要涉及如下几个含义 1 定位在学习计算机维护与维修的最基本的知识和技能 2 计算机 是指微型计算机中的主流 即PC兼容的台式微机 3 系统 是指单台使用的个人微机 4 维护 是指组成PC机的基本硬件的日常保养和DOS Windows操作系统的运行维护 5 维修 是指对PC机硬件和软件损伤造成的常见故障进行排除 恢复系统正常运行 6 硬件要求根据故障现象 判断故障原因 定位到一个可拆卸的部件 然后以新换旧 排除故障 7 为此 必须掌握各种硬件部件的原理 功能 性能 种类和指标等 此外还要了解它们的系统兼容性和性能价格比 8 软件要求保证单机操作系统 DOS和Windows 的正常启动和运行 要求根据系统引导故障的现象 判断不能正常启动的原因 排除故障 恢复系统的正常启动和运行 9 由于各应用软件的故障有时也会影响到系统的运行甚至启动 所以也应有所了解 10 由于外部设备的使用不当和故障也会影响PC机主系统运行 所以也应有所了解 1 2 2微机系统维护与维修的特点1 硬件和软件的系统维护与维修 由于微机系统是由硬件系统和软件系统两大部分构成的 因此微机系统的维护与维修也可以大致分为硬件和软件两大类 早先的微机系统的硬件和软件都比较简单 而硬件的故障率又很高 所以微机维修主要偏重于硬件维修 并且是做到元器件一级 随着计算机技术和产品的飞速发展 目前的微机系统的硬件集成度和可靠性都大大增强 故障率大大下降 或者说是硬件极少损坏 反之 由于操作系统的大型化和复杂化 加之一个微机中安装的应用软件成千上万 因此软件的故障率大为增加 目前一说到 计算机坏了 究其原因十有八九是软件故障所致 2 每个微机的使用者都应学习微机系统的维护与维修 早先大的计算机用户的维修大都是由经过专门培训的计算机硬件技术人员承担 而小的计算机用户的机器大都是送到专门的计算机维修部门 因此计算机维护和维修是计算机应用的一个重要的技术分工 目前 大的计算机用户和大型计算机系统仍然需要有专门知识和经验的维护和维修技术人员 对于小单位的微机使用者和一般用户 也非常需要并且完全可能自己学习和掌握微机系统的简单维护和维修 以便保证工作的顺利进行 3 硬件的板级维修和元件级维修 也是由于上面提到的原因 微机硬件的维修已经从早先普遍的元件级维修转变为目前普遍的板级维修 元件级维修是指必须将故障原因最终确定到一个损坏的元器件 如电阻 电容 晶体管 集成电路 导线和焊点等 然后更换和焊接元件 通常还要对相关电路重新调试和检测 承担元件级维修要求具备计算机电路的专门知识和维修操作技能 还要有设备的电路图 维修手册和专门的测试设备等 因此实现起来成本和难度都比较高 目前有必要进行到元件级维修的微机设备主要是显示器 微机电源部件和部分外部设备 板级维修也叫部件级维修 它是指只需将故障定位到一块电路板或一个便于拆卸的独立部件 然后加以更换即可 比如主板 软驱 硬盘 显示卡等的损坏都是直接更换 但要注意 目前的微机之所以可以进行板级维修 原因是PC机有着普遍的兼容性 它们的板卡和零部件有着充分的互换性 另外零部件故障率和价格都很低 而元件级维修的技术条件和人工成本太高 使得元件级维修失去了必要性 4 维修的基本方法 在硬件维修中 除了电源和显示器等少数部件可以维修到元件级外 多数都是板级维修 因此 维修的基本方法就是首先要熟悉系统软硬件基本知识 安装设置 操作和正常运行的状态 善于发现和分析故障现象 能够准确定位故障点 在确定和排除硬件故障时常用的方法是 代换法 即以好的部件与怀疑损坏的部件彼此交换安装来观察和确认故障 在计算机维修中还有大量的工具软件可以利用 比如NORTON DM QAPLUS和SYSCHEK等 1 3微机系统的工作环境 微机可以在一般的办公室和家庭环境中使用 没有什么特别苛刻的要求 但是不要因此而忽略了环境条件对微机系统稳定可靠性 故障率和使用寿命的影响 特别不能忽略多台微机集中放置使用的办公室和计算机房的环境保障 微机存放和工作的环境条件包括空气清洁度 温度 湿度 通风 静电 电磁干扰 供电系统 系统接地 噪音 照明 防火 防震和防水等等 1 环境温度和湿度 存放 0 40 相对湿度10 80 工作 夏季21 25 冬季18 22 相对湿度45 65 2 室内空气洁净 元器件 电路板和接插件都要求干净无污染的环境 3 防静电和电磁干扰 过量的静电和电磁辐射都会干扰微机的正常工作 造成系统运行出错 甚至毁坏系统电路元器件 4 供电电源系统 微机系统对电源的要求不高 但良好的市电供电对微机系统的正常工作和使用寿命却有很大的影响 因此要求系统供电功率大 电压稳定 电源干扰小 没有意外断电 接地良好等 5 系统接地 系统接地线分为安全地 交流地和直流地 安全地是指将带电设备的机壳和安全装置连接到大地上 使之与大地等电位 交流地是指交流市电本身的地线 直流地是指计算机设备的直流电源接地线 也是整个电路系统的地线 6 机房应安装空调系统 以调节机房内的温度 湿度和洁净度 7 安装市电稳压和净化设备 如不间断电源 UPS 8 计算机房要求良好的照明系统 照度在400Lx左右 光线要均匀柔和 1 4IBM PC兼容机的历史 了解微机的历史 主要是IBM PC兼容机的历史 对于专门从事微机维护与维修的人来说是非常重要的 微机维修面对的常常是一些老机器 必须了解老机器的部件特点和老软件的安装使用 还要了解一代代产品的兼容性 互换性 才能知道如何更换部件 安装软件和适当进行更新升级 1 4 1Intel微处理器及兼容的CPU微机的核心部件是主板 而主板的核心是中央处理器 CPU 它的性能基本决定了主板的性能 从而也基本决定了微机系统的性能 PC兼容机采用的CPU芯片主要是由美国Intel公司设计生产的自成系列的产品 不断推出的新的CPU产品总是在硬件和软件两方面加以改进 但无论在硬件和软件上又都是与原有的产品相容的 以便于系统的不断升级 这叫做CPU的向上兼容性 各种CPU的外形如图1 13所示 图1 13微机使用的各种CPU Intel的第一个微机用微处理器是Intel8086 1978年6月推出 主频有5 8和10MHz三种 是16位CPU 它的数据线为16位 地址线为20位 仅用于便携机 Intel8088于79年6月推出 有5和8MHz两种 准16位CPU 内部数据线16位 外部数据线8位 地址线20位 用于IBM的第一代微机IBM PC和IBMPC XT 80286 82年2月推出 有6 10和12MHz三种 16位CPU 数据线16位 地址线24位 用于IBMPC AT及兼容机 80386 85年10月推出386DX 16MHz 92年10月推出386SX 33MHz 有386DX 16 20 25和33MHz 是32位CPU DX数据线和地址线均为32位 有386SX 16 20 25和33MHz 是准32位CPU 数据线为16位 地址线为24位 80486 89年4月推出486DX 25MHz 92年8月推出486DX2 66MHz 有486DX 25 33和50MHz 有486SX 16 20和25MHz 还有486DX2 50和66MHz 都是32位CPU DX内部开始包含高速缓存Cache和浮点处理器FPU Pentium P54C 93年3月22日推出第一个60MHz产品 96年6月10日推出200MHz产品 有60 66 75直到200MHz等品种 是32位CPU 外部数据线64位 内部数据线32位 地址线32位 PentiumPro P6级CPU 95年11月推出 有150 166 180和200MHz等品种 芯片内开始集成L1和L2二级Cache PentiumMMX P55C 97年1月推出 有166 200和233MHz等 采用了MMX多媒体指令技术 与P54C有互换性 PentiumII 97年5月推出233MHz 98年8月推出450MHz 有233 266直到450MHz等品种 开始支持AGP图形加速接口和66 100 133MHz高速系统总线 PentiumCeleron 从98年4月推出266MHz 到2001年6月推出900MHz 已有266 300直到900MHz等十几个品种 早期赛扬是无内部L2Cache的奔腾II简版 以后的赛扬处理器在芯片内部也集成了L1和L2两级Cache PentiumIII 从99年2月推出450MHz 到2001年3月推出1 2GHz 已有450 500到1 2GHz等十几个品种 Pentium4 2000年11月推出 有1 5 1 4和1 3GHz三个品种 到2001年8月又陆续推出1 6 1 7 1 8和2 0GHz等品种 采用400MHz总线 用于PC兼容机上的CPU芯片还有AMD和Cyrix公司的386 486 586 686等产品 1 4 2IBM PC系列微机及PC兼容机我们现在常说的兼容机 指的是与IBM公司的IBMPC AT微型计算机采用相同的基本技术标准设计生产 从而在硬件和软件上具有相当的可互换性的所有微型机算机产品 如CPU和外围芯片组Chipset 系统总线I OBUS的扩展插槽标准 标准键盘接口 系统的基础软件ROMBIOS 系统输入输出口地址I OPort Input OutputPortAddress 等的充分兼容性 1981年IBM推出了它的第一种面向个人用户的微型计算机 起名为IBMPC PersonalComputer 即个人计算机 它选用了Intel8088CPU和其它配套的一系列Intel集成电路制成系统板 采用了5 25英寸的软盘驱动器和单面记录的软磁盘 每片软盘的容量为160KB 它的显示器类似于NTSC制式的彩色电视机 是低分辨率的CGA彩色显示器 在当时是一种性能好 功能强 价格便宜的新型计算机 并且它的许多技术甚至核心技术都对外开放 因此很快便风靡世界 83年推出IBMPC XT 增加了比IBMPC的软盘存储容量大得多速度快得多的10MB硬盘 还把5 25英寸软盘驱动器改进为双面记录的软盘 每片软盘的容量增加为360KB 84年推出IBMPC AT 改用新的Intel80286CPU为系统处理器芯片 并配置了目前仍在使用的5 25英寸高密度软盘驱动器 每片软盘的容量增加为1 2MB 硬盘容量增加到40MB 显示器的分辨率也提高到EGA模式 AT机可谓是第二代PC 成为以后兼容机的样板 87年推出采用Intel80386CPU的IBMPS 2 它新增了一个3 5英寸的软盘驱动器 每片软盘的容量为1 44MB 硬盘容量也增大了 显示器的分辨率也提高到VGA模式 由于IBMPC的市场影响和共同利益的驱使 大多数公司的微机产品纷纷与之兼容 从而使IBMPC AT机成为微型计算机的一种标准沿用至今 即目前所谓的PC兼容机 此后涌现出的各种386 486和586品牌PC机 多数是IBM兼容机 全球各大计算机公司的微机产品的兼容化趋势 使微机的应用得以迅速推广普及 也使PC机软件的发展出现了空前繁荣兴旺的局面 1 4 3Microsoft操作系统软件微机系统的兼容性还基于系统软件的兼容性 就是所有兼容机均可以使用同样的系统软件 PC兼容机的操作系统均采用美国微软公司 MicroSoft 的MS DOS和MS Windows等产品 其它系统软件和应用软件均建立在与此兼容的基础上 MS DOS是一个磁盘操作系统 DiskOperatingSystem 软件 它建立在ROMBIOS基础上 负责管理微机的全部输入输出设备等硬件和整个文件系统等软件资源 用户对微机的操作命令也由它来理解和执行 因此它被称为微机与用户的接口 第一个MS DOS产品于81年8月推出 叫做MS DOS1 0 数字表示