《计算机组装与维护》教案

1 计算机组装与维护计算机组装与维护 教案教案 2 第一节第一节 计算机系统概述计算机系统概述 教学目的 教学目的 1 了解计算机网络的发展简史 2 掌握计算机网络的分类 3 掌握计算机网络的组成和网络的基本要素 教学重点 教学重点 计算机网络的组成和网络的基本要素 教学难点 教学难点 计算机网络的组成和网络的基本要素 教学方法 教学方法 讲授法 教学用具 教学用具 投影 多媒体计算机 授课时间 授课时间 课时计划 课时计划 3 课时 教学过程 教学过程 导导 言 言 计算机发展到今天 已不再是一种应用工具 它已经成为一种文化和潮流 并给各 各行业带来了巨大的冲击和变化 同时 计算机文化也在改变着生活模式和思维模式 从来没有一种文化会像计算机文化一样得到如此一致的认同 所为计算机是电子数字计算机的简称 是一种自动地 高速地进行数值运算和信息 处理的电子设备 本章介绍计算机的特点 分类 应用以及计算机的组成 并阐述硬件 和软件之间的关系 新课内容 新课内容 IBM 公司生产的 PC 机采用了 开放式体系结构 即主板上大都有 6 8 个扩展插 槽 供 PC 机外围设备使用 通过更换板卡 对微机的相应子系统进行局部升级 使其 具有更大的灵活性和扩充性 并且公开了其技术资料 因此其它公司先后为 IBM 系列 PC 机推出了不同版本的系统软件和丰富多样的应用软件 以及种类繁多的硬件配套产品 因此当今以 IBM PC 微型计算机中的主流产品 一 计算机的发展一 计算机的发展 3 1946 年 2 月 14 日世界上第一台电子计算机 ENIAC 在美国的宾夕法尼亚大学诞生 人类进入科学计算的新纪元 进入了信息时代 1 第一代电子管计算机时代 第一代计算机发展时间从 1947 年到 1957 年 近 11 年的时间 其主要采用电子管 作为主要的逻辑元件 主要特点 存储量小 体积庞大 价格昂贵 功耗巨大 运算速 度慢 应用在科学计算和军事等方面 2 第二代晶体管计算机时代 第二代计算机发展时间从 1958 年到 1964 年 近 7 年的时间 其主要采用晶体管作 为主要的逻辑元件 主存储器还是用磁芯 外存储器开始用磁盘 主要特点 存储容量 增加 运算速度得到了明显的提高 3 第三代集成电路计算机时代 第三代计算机发展时间从 1965 年到 1970 年 近 6 年的时间 用中 小集成电路晶 体代替分立元件晶体管 这时 计算机开始广泛应用于大型企业中的工业控制 数据处 理和科学计算等各个领域 4 第四代大规模和超大规模集成电路计算机时代 第四代计算机发展时间从 1971 年直到现在 其特点为 集成程度更高 计算机更 加微型化 运算速度 达到每秒上亿次 计算机的外部设备向高性能 多样化发展 软 盘和硬盘得到推广 二 计算机发展的趋势二 计算机发展的趋势 1 计算机的处理技术不断提高 2 计算机的体积不断减小 3 计算机的价格不断降低 4 计算机信息处理的多媒体化 5 计算机与通讯技术的结合进入 网络化 时代 三 计算机的应用三 计算机的应用 计算机在的应用领域可以说包含当今社会的各个方面 大致可以分为六类 4 1 科学计算 2 数据处理 3 过程控制 4 计算机辅助系统 5 智能模拟 6 上网应用 四 计算机的分类四 计算机的分类 1 按规模分类 巨型计算机 大型计算机 中型计算机 小型计算机和微型计算机 其中微型计算 机还包括台式机 笔记本 掌上电脑 单板机 单片机等 2 按组装方式分类 原装机 计算机中的全部器件均由 IBM 公司生产 并组装的计算机 品牌机 由某一个厂家组装 但计算机中的器件由多种品牌构成 兼容机 用户自己组装的多种品牌器件构成的计算机 3 按用途分类 专用机 通用机 五 计算机系统概述五 计算机系统概述 一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成 1 硬件系统 计算机的硬件是指构成计算机的各种实体部件 即看得见 摸得着的部件 2 软件系统 软件系统是指为计算机运行提供服务的各种计算机程序 六 计算机硬件系统组成六 计算机硬件系统组成 目前所使用的各种型号的计算机均属于冯 诺依曼结构计算机 主要由控制器 运 算器 存储器 输入设备和输出设备五大部件组成 1 控制器 5 控制器是整个计算机的指挥控制中心 它从存储器取出相应的控制信息 经过分析 后 按照要求向其它的设备发出控制信号 使计算机中的各部件正常协调地工作 2 运算器 运算器是计算机中信息加工场所 相当于工厂中的生产车间 大量数据的运算和处 理工作就是在运算器中完成的 其中的运算主要包括基本算术运算和基本逻辑运算 3 存储器 存储器是计算机中用来存放中间数据和程序运行结果的地方 并根据指令要求提供 给有关设备使用 计算机中的存储器可分为主存储器 内存 辅助存储器 外存 和 高速缓冲存储器 4 输入设备 输入设备的主要作用是把程序和数据等信息转换成计算机所能识别的编码形式 并 按顺序送到内存 常见的输入设备有键盘 鼠标 扫描仪 数码相机等 5 输出设备 输出设备的主要作用是把计算机处理的数据 计算结果等内部信息转换成人们所能 识别的文字 图形 图像等信息并输出 常见的输出设备有显示器 音箱等 七 计算机的硬件结构七 计算机的硬件结构 对于微型计算机的维修人员和用户来说 最重要的是微机的实际物理结构 即组成 计算机的各个部件 PC 系列微机是根据开放式体系结构来设计的 系统的组成部件大都 遵循一定的标准 可以根据需要自由选择 灵活配置 1 主板 从功能上讲主板就是主机 所以也称为主机板 有时叫做系统板 System Board 母板 它是一块多层印制电路板 按其结构分为 AT 主板和 ATX 主板 按其大小分为标 准板 Baby Micro 板等几种 2 CPU CPU 中央处理单元 是微型计算机的核心部件 它是包含有运算器和控制器的一 块大规模集成电路芯片 称为 CPU 衡量一个 CPU 性能好坏的指标有 CPU 所能处理数据 6 的位 机器字长 CPU 的主频等 3 内存 内存槽用来插入内存条 一个内存条上安装有多个 RAM 芯片 这种 内存条结构 可以节省主板空间并加强配置的灵活性 现在常用内存条的容量有 32M 64M 128M 和 256M 等规格 4 软 硬盘驱动器 软 硬盘驱动器是微机系统中最主要的外部存储设备 它们是系统装置中重要的组 成部分 通过主板上的软 硬盘适配器与主板连接 5 各种接口适配器 各种接口适配器的作用是勾通主板与各种外部设备之间的联系渠道 通常配置的适 配器用于连接显示器的显示卡 具有连接磁盘驱动器 打印机和构成串行通信接口等功 能的多功能卡等 用户可以根据需要重新进行配置和扩充 6 显示器 显示器通过显示卡接到系统总线上 两者一起构成显示系统 显示器是微型计算机 与用户进行沟通互不可缺少的部件 7 电源 电源是安装在一个金属壳体内的独立部件 它的作用是为系统装置的各种部件和键 盘提供工作所需的电源 机箱中的电源有两种 老式的 AT 电源和新型的 ATX 电源 8 主机箱 主机箱由金属体和塑料面板组成 分卧式和立式两种 在具体细节结构上稍有差异 9 键盘和鼠标 键盘和鼠标是现代微型计算机中最主要的输入设备 计算机所需要处理的程序 数 据以及各种操作命令都是通过它们输入的 八 软件系统八 软件系统 软件 计算机系统中各种程序和文档资料的统称 7 1 系统软件 计算机的基础 管理计算机的软硬件资源为应用软件提供一个操作平 台 2 应用软件 为解决某项具体问题而设计的程序 课堂作业 课堂作业 小小 结 结 课后作业 课后作业 教学后记 教学后记 8 第二节第二节 计算机系统概述计算机系统概述 教学目的 教学目的 1 了解计算机网络的发展简史 2 掌握计算机网络的分类 3 掌握计算机网络的组成和网络的基本要素 教学重点 教学重点 计算机网络的组成和网络的基本要素 教学难点 教学难点 计算机网络的组成和网络的基本要素 教学方法 教学方法 讲授法 教学用具 教学用具 投影 多媒体计算机 授课时间 授课时间 课时计划 课时计划 3 课时 教学过程 教学过程 导导 言 言 本节主要对计算机系统组装过程进行简要介绍 以引导读者学习本章后面的内容 希望读者看完本节后能抓住本章主要线索 计算机组装过程 新课内容 新课内容 一 计算机组装设备一 计算机组装设备 自己组装计算机的用户 在组装前要先将所装计算机系统中的硬件部分准备齐全 这些硬件系统可以分为三个大的部分 1 主机系统 2 输入设备 3 输出设备 二 计算机系统组装步骤简介二 计算机系统组装步骤简介 有了装机用的组件 下面可以自已动手组装调试计算机 其大致过程是 1 硬件系统的组装 2 CMOS 设置 9 3 硬盘规划 4 操作系统安装 5 系统调试 以上对计算机系统安装进行了一个整体介绍 下面的几节将要对以上几个步骤进行 详细介绍 希望读者认真阅读以下详细安装过程 三 计算机硬件安装过程简介三 计算机硬件安装过程简介 1 准备工作 2 安装 CPU 和 CPU 散热风扇 3 跳线设置 4 安装内存条 5 连接主板电源 6 在机箱底板上固定主板 7 安装各种接口卡 8 安装软盘驱动器 9 安装硬盘驱动器 10 安装光盘驱动器 11 连接主板与机箱面板上开关 指示灯 电源开关等连线 12 连接外设 13 通电测试基本系统 四 准备工作四 准备工作 安装前的准备工作主要有以下几个 1 阅读各个部件的用户使用说明书 并对照实物熟悉部件 2 准备好安装工具 3 释放身体静电 五 安装五 安装 CPUCPU 和和 CPUCPU 散热风扇散热风扇 1 Socket 型 10 在 Socket 插座上安装 CPU 安装 CPU 风扇 连接 CPU 风扇电源线 2 Slot1 型 安装 CPU 支架 安装 CPU 安装风扇电源 六 跳线设置六 跳线设置 1 CPU 电压设置 2 CPU 工作频率设置 3 内存电压选择跳线设置 七 安装内存条七 安装内存条 安装 168 线内存条时 内存条底部金手指上的两凹部用于安装时正确对位 两侧的 凹部用于安装就位后的卡位 将 168 线内存条底部金手指上的两凹部对应 168 线内存插 槽中的两凸部 对准方位后将内存条垂直向下压入插槽中 听到内存插槽两侧的弹性卡 发出 咔 的声响后 内存条即安装就位 此时内存插槽两侧的弹性卡已向上直立并卡 住内存条两侧的缺口 八 连接主板电源八 连接主板电源 1 连接普通电源 2 连接 ATX 电源 九 在机箱底板上固定主板九 在机箱底板上固定主板 在完成了 CPU 和内存条的安装之后 就可以把主板装入机箱了 在主板边缘和中间 有一些圆孔 这些圆孔和机箱底板上的圆孔相对应 利用这些定位圆孔可将主板固定在 机箱底板上 定位金属螺柱和塑料定位卡是在机箱底板上固定主板的紧固件 定位金属螺柱和塑 料定位卡 由机箱供应商与机箱配套提供 11 十 安装各种接口卡十 安装各种接口卡 电脑主板上根据需要可安装各种接口卡 通过这些接口卡完成相应功能 如显示卡 声卡 网卡 内置 Modem 等等 目前 586 主板采用的 I O 总线插槽有 ISA PCI AGP 三类 中 低档主板一般没有 AGP 总线 相应的接口卡也分为 ISA 卡 PCI 卡和 AGP 卡 机箱后面板处有一个竖直条形窗口 可把接口卡尾部的金属接口挡板用螺丝固定在 条形窗口顶部的螺丝孔上 通过挡板上的接口与外部设备相联 安装 ISA PCI AGP 卡的方法大致相同 只是各自均应安装在相应的扩展槽中 以 下以安装 PCI 显示卡为例 十一 安装软盘驱动器十一 安装软盘驱动器 连接软盘驱动器与主板软驱接口之间的数据线是一条 34 线扁平电缆 数据电缆线 共有 5 个插头 其中右端电缆较长的一端连接主板软驱接口 左边的一大一小两个插头 分别用于连接 5 英寸软驱和 3 英寸软驱 但仅使用其中的一个插头 与这个插头连接的 软盘驱动器的编号是 A 中部两只插头用于连接驱动器 B 十二 安装硬盘驱动器十二 安装硬盘驱动器 1 硬盘的主从跳线及设置 2 安装硬盘 安装方法 设置跳线 连接硬盘数据电缆 固定硬盘 十三 安装光盘驱动器十三 安装光盘驱动器 1 光驱的主从跳线设置 2 安装光驱 设置跳线 连接光驱数据电缆 12 固定光驱 十四 连接主板与机箱面板上开关 指示灯 电源开关等连线十四 连接主板与机箱面板上开关 指示灯 电源开关等连线 1 插接主板与机箱面板的连线 2 连接普通机箱电源开关 3 安装接口连接器 十五 连接外设十五 连接外设 1 连接显示器 连接显示器 连接显示器电源线 2 连接键盘 ATX 规范取消了普通的 AT 键盘接口使用了 PS 2 接口 这两种键盘接口在外型和引 脚功能上是不同的 因此传统的键盘不能用在 ATX 机上 如果要在 ATX 机上使用传统的 AT 键盘 可以通过接口转换器连接 这种转换器在电脑公司可以买到 十六 通电测试基本系统十六 通电测试基本系统 完成上述十二个步骤之后 你的基本系统就安装完成了 进一步检查连线无误之后 可以通电测试基本系统 连接主机电源 若一切正常 系统将进行自检并向你报告显示 卡型号 CPU 型号 内存数量和系统初始情况等 如果开机之后不能正常显示 死机 说明基本系统不能正常工作 不能进行下一步安装 应根据故障现象查找故障原因 1 电源风扇不转 电源指示灯不亮 可能是电源开关未打开或电源线未接通 2 电源指示灯亮 但是无声无显示 说明主板电源接通 自检初始化未通过 需 检查各连线是否连接正确 显示卡 内存条是否接触良好 3 电源指示灯亮 喇叭鸣声 可能出现的故障有键盘错误 显示卡错误 内存错 误 主板错误等等 若有显示可根据提示处理 若无显示则主要检查内存和显示卡 4 电源风扇一转即停 说明机内有短路现象 应立即关闭电源 拔去电源插头 可能造成的原因有 主板电源线插接错误 13 主板和机箱短路 主板 内存质量不佳 显示卡安装不当等等 此类故障属严重故障 一定要小心 仔细的检查 查到故障原因并排除后方能继续 通电 否则会损坏设备 课堂作业 课堂作业 小小 结 结 课后作业 课后作业 教学后记 教学后记 14 第三节第三节 主板的结构与功能主板的结构与功能 教学目的 教学目的 1 认识计算机主板 2 掌握主板的结构及功能 3 用会挑选主板 教学重点 教学重点 计算机主板的组成 教学难点 教学难点 计算机主板的组成 教学方法 教学方法 讲授法 教学用具 教学用具 投影 多媒体计算机 授课时间 授课时间 课时计划 课时计划 6 6 课时 教学过程 教学过程 导导 言 言 主板又叫主机板 Main Board 系统板 System board 或母板 Mother Board 它安装在机箱内 是微机最基本的也是最重要的部件之一 因为主板是整个微机内部结 构的基础 不管是 CPU 内存 显示卡还是硬盘 键盘 声卡 网卡等均插在主板上靠 主板来协调工作 主板不好 则其他一切插在它上面的部件的性能都不能充分发挥出来 新课内容 新课内容 一 主板的作用一 主板的作用 主板实际上就是一块电路板 上面安装了各式各样的电子零件并布满了大量电子线 路 当微机工作时由输入设备输入数据 由 CPU 来完成大量的数据运算 再由主板负责 组织输送到各个设备 最后经输出设备反映到我们的感官 这个过程看上去很简单 输 入设备就是键盘 鼠标等 输出设备就是显示器 打印机之类 可是 CPU 的运算结果哪 个先送去 哪个后送走 这些就要靠主板上的系统芯片来控制 而且主板上还不止系统 芯片一个部件 由此看来 主板的地位相当重要 二 主板的组成二 主板的组成 15 主板是一块安装有各种插件和控制芯片的电路板 其电路结构和工作原理比较复杂 大致说来 主板由 CPU 插槽 或插座 内存插槽 总线扩展槽 控制芯片组 外设接 口 COMS 和 BIOS 控制芯片等几个部分组成 1 1 系统总线系统总线 在计算机工作的过程中 各部件之间要快速传递各种各样的信息 而这些信息是通 过微型计算机中的信息高速公路 系统总线实现的 数据总线 DB Data Bus 数据总线用于 CPU 与主存储器 CPU 与 I O 接口之间传送数据 数据总线的宽度等 于计算机的字长 地址总线 AB Address Bus 地址总线用于 CPU 访问主存储器或外部设备时 传送相关的地址 地址总线的宽度 决定了 CPU 的寻址能力 控制总线 CB Control Bus 控制总线用于传送 CPU 对主存储器和外部设备的控制信号 2 CPU2 CPU 插槽插槽 CPU 插槽是 CPU 在主板上的落脚之地 CPU 需要通过 CPU 插槽与主板连接才能进行 工作 CPU 插槽可以分为 Socket 构架 针脚式 和 Slot 构架 插卡式 两种 Socket 构架 Socket 在英文里就是插槽的意思 也称之为零插拨力 ZIF 插槽 特点是通过一 个小杠杆将 CPU 卡紧 安装拆卸 CPU 都很方便 它有以下几种 Socket 7 Super 7 Socket7 AGP 100MHz 外频 Socket 370 主要支持的 CPU 有 Celeron Celeron Pentium 等 Socket A Socket 462 Socket 423 Socket 478 Socket 775 Socket T Slot 构架 242 个引脚 它是一种插卡形式的接口 主要有以下几种 Slot1 Slot2 Slot A 16 3 BIOS3 BIOS 和和 CMOSCMOS 芯片芯片 在主板上往往有一些不太起眼 但十分重要的芯片 就是存放 BIOS 信息的 Flash EPROM 芯片 BIOS BIOS 是英文 Basic Input Output System 的缩略语 直译过来后中文名称就是 基本输入输出系统 形象地说 BIOS 应该是连接软件程序与硬件设备的一座 桥梁 负责解决硬件的即时要求 一块主板性能优越与否 很大程度上就取决于 BIOS 程序的 管理功能是否合理 先进 CMOS 与 BIOS 关系 不少人容易混淆 BIOS 与 CMOS 这里就讲讲 CMOS 及其与 BIOS 的关系 CMOS 是 Complementary Metal Oxide Semiconductor 的缩写 翻译出来的本意 是互补金属氧化物半导体存储器 指一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料 但在 这里 CMOS 的准确含义是指目前绝大多数计算机中都使用的一种用电池供电的可读写的 RAM 芯片 BIOS 的功能 A 开机引导 B 上电自检 POST C I O 设备驱动程序 D 分配中断值 E 装入系 统自举程序 4 4 后备电池后备电池 主板上有一个个亮晶晶的电池 只有钮扣大小 可别小看了这个东西 这可是主板 的不间断电源啊 离开了它你的 PC 工作起来一定不正常 计算机的内部时钟不会因为 断电而停止 系统 CMOS 中的硬件配置信息也不会因为断电而丢失 这一切的功劳都应 该记在这颗小电池身上 5 CACHE5 CACHE Cache 叫做高速缓冲存储器 在早期 486 主板上 Cache 大多是以独立芯片形式集 成在主板上 一般是 28 个引脚的芯片共有 4 8 个 在 486 以后 Cache 是集成到 CPU 中 的 叫 L1 即一级缓存 Internal Cache 和 L2 即二级缓存 External Cache 现在的 17 大多数主板上已经有了三级缓存 集成在北桥芯片中 6 6 内存插槽内存插槽 内存插槽是指主板上所采用的内存插槽类型和数量 主板所支持的内存种类和容量 都由内存插槽来决定的 目前主要应用于主板上的内存插槽有 SIMM DIMM DDR 和 RIMM 四种 SIMM Single Inline Memory Module 单列直插式存储器模式 SIMM 插槽是早期 AT 型主板上常见的内存插槽 主板的内存条里只有一则提供引角 用来传输数据 SIMM 可分为 30Pin 的 16 位内存插槽和 72Pin 的 32 位内存插槽 Pin 为 线 DIMM Dual Inline Menory Modules 双重在线存储器模式 内存条通过金手指与主板连接 内存条正反两面都带有金手指 金手指可以在两面 提供不同的信号 也可以提供相同的信号 在内存发展进入 SDRAM 时代后 SIMM 逐渐被 DIMM 技术取代 DIMM 内存为 168Pin 金手指每面为 84Pin 的 64 位内存插槽支持 PC100 和 PC133 DIMM 上有两个卡口 用来避免因错误插入而导致内存条烧毁 笔记本所用的 DIMM 为 144Pin RIMM RIMM 是 Rambus 公司生产的 RDRAM 内存所采用的接口类型 RIMM 内存插槽的外型尺 寸与 DIMM 差不多 金手指同样也是双面的 RIMM 有 184 Pin 的针脚 金手指每面为 92Pin 在金手指的中间部分有两个靠的很近的卡口 DDR Dual Data Rate SDRSM 双倍速率同步动态随机存储器 DDR 内存插槽是最新的内存标准之一 DDR 内存能够一个时钟周期内传输两次次数 据 即在时钟的上升期和下降期各传输一次数据 因此称为双倍速率同步动态随机存储 器 7 7 总线总线 总线是指 CPU 与外部设备之间进行数据交换的通道 如果把主板上流动的信息 包 18 括数据和指令比喻做血液的话 那么总线就相当于一个人的血管 它的粗细决定着主板 上的信息在单位时间内通过的流量 即信息传递的速率 从 PC 诞生到今天已经出现了三代总线标准 它们分别是 这是第一代总 ISA 总线 第二代总线为现在使用广泛的 PCI 总线 第三代为近年来刚兴起显示卡专用总线 PCIe ISA ISA Industry Standard architecture 标准工业结构总线 它是早期的 IBM 公 司在 PC 机中最早推出的一种总线标准 在早期的 AT 型主板上常见 为黑色 具有 24 位地址线 8 位或 16 位的数据线 时钟频率为 8 33MHz 传输率为 16 67MB S 注 最 大数据传输率 时钟频率 数据线的宽度 8B S EISA EISA Enhanced Industry Standard Architecture 扩展标准工业结构总线 在 早期 AT 型主板上最长的总线 为前黑后棕 具有 32 位地址总线和数据总线 时钟频率 为 8 33MHz 最大传输率为 33MB S 是专门为 486 计算机所设计 PCI PCI 总线使用最广泛的一种总线形式 为白色 具有 32 位地址总线和数据总线 最 高为 64 位 时钟频率为 33MHz 最大传输率为 133MB S PCI 总线和 CPU 直接相连即外 部设备可以直接和 CPU 进行数据交换 支持即插即用功能 AMR CNR NCR AMR 即声音 调制解调器接口 是 Intel 公司发展的一种扩展槽标准 用于声卡或 调制解调器 CNR 即网络通信接口 是 Inter 公司开发的开放式工业规范 支持声音 Modem 和 网络接口 用来代替 AMR 比 AMR 略长 但与 AMR 卡不兼容 NCR 即网络通信接口 是 VIA 和 AMD 等几个厂商推出的总线形式与 AMR 卡兼容 8 I O8 I O 接口接口 计算机 I O 接口是用来连接各种输入输出设备 即外部设备与主板之间进行数据交 换的通道 它包括串口 并口 IDE 接口 键盘接口等 它们都可以标准化 在计算机 19 系统中采用标准接口技术 其目的是为了便于模块结构设计 可以得到更多厂商的广泛 支持 便于 生产 与之兼容的外部设备和软件 不同类型的外设需要不同的接口 不同 的接口是不通用的 AGP AGP 总线只能安装 AGP 显示卡 它将显示卡同主板内存芯片组直接相连 大幅度提 高了计算机对 3D 图形的处理速度 AGP 扩展槽为棕色 其时钟频率为 66MHz 传输率为 256MB S 目前的 AGP 工作模式有 AGP1X AGP2X AGP4X 和 AGP8X 四种 其对应的数据 传输率为 266MB S 532MB S 1064MB S 和 2GB S 其中 AGP4X 的插槽和金手指与 AGP1X AGP2X 都不一样 支持 AGP4X 的插槽中没有了原先的隔断 但金手指部分的缺口 却多了一个 IDE 接口 在主板上 IDE 接口一般标有 PRIMARY IDE SECONDARY 或 IDE1 IDE2 软盘接口 主板上的软驱插座一般为一个 34 针双排针插座 标有 FLOPPY FDC 或 FDD SCSI 接口 SCSI 接口的原义是小型计算机系统接口 串行接口 在早期的主板上串行接口为两个 10 针双排针式插座标有 COM1 和 COM2 5 并行接口 在早期的主板为一个 26 针双排针式插座标有 LPT 或 PRN PS 2 在 586 以后的主板上都做有 PS 2 接口以备扩充使用 现在所采用的 PS 2 接口是用 来连接小口鼠标或小口键盘 USB 接口 USB 意思是 通用串行线 这是一种新的接口标准 是电脑系统连接外围设备 如 键盘 鼠标 打印机 的输入 输出接口标准 现在的 ATX 主板一般集成了两个 六个 20 USB 口或更多 USB 有如下主要特点 外设的安装十分简单 对一般外设有足够的带宽和连接 距离 支持多设备连接 提供内置电源 IEEE 1394 接口 1394 卡的全称是 IEEE1394 Interface Card Sony 等视频设备厂商称它为 iLink 而创造了这一接口技术的 Apple 公司名 称之为 Firewire 火线 9 9 跳线插针跳线插针 跳线是在主板上可以进行各种硬件设置的设备 通过这些设置可以规定主板安装什 么型号和规格的硬件 现在的主机板上 需要跳线的地方越来越少了 但是多多少少都 有几个地方需要用到跳线 10 10 机箱面板指示灯及控制按键插针机箱面板指示灯及控制按键插针 1 POWER LED 电源指示灯2 SPEAKER铃 扬声器 3 HDD LED硬盘指示灯 4 TURBO LED 跳频指示灯 5 TURBO SW跳频控制按键插针6 RESET SWReset 控制按键插针 7 POWER SW电源控制按键插针8 KEYLOCK键盘锁 11 11 逻辑控制芯片组逻辑控制芯片组 芯片组是衡量主板不可缺少的指标 目前世界上能够生产 PC 机主板芯片组的厂商 也只有 4 家公司 分别是 INTEL VIA 威盛 ALI 扬智 SIS 矽统 除了 INTEL 一家是老外 其余的都是我国台湾的厂商 作为中国人我们的确应该感到骄傲 1 1 北桥芯片组 北桥芯片组 特征 离 CPU 较近并较大 和 CPU 密切通信 管理 L2 高速缓存 一般配有散热片 或风扇 对 CPU 支持 决定着主板能安装何种档次的 CPU 及其频率 并决定是否支持 AGP 高速图型接口 对内存支持 决定了所使用的内存类型 最大容量及 ECC 数据纠错 等 2 2 南桥芯片组 南桥芯片组 特征 离 CPU 较远 提供标准的 I O 芯片 用于管理计算机中各个设备的接口及总 21 线 控制键盘控制器 时钟 电源管理等 三 主板的分类三 主板的分类 1 1 按主板上的按主板上的 CPUCPU 分类分类 按主板上能所使用 CPU 的型号可分为 386 486 P2 P3 P4 赛扬 K5 K6 等主 板 2 2 按主板上的按主板上的 CPUCPU 插槽插槽 按主板上 CPU 的插槽形式可分为插座式和插槽式两种 3 3 按主板的基本功能 按主板的基本功能 PNP 主板 即插即用主板 节能主板 无跳线主板 智能主板 4 4 按主板的结构分类按主板的结构分类 AT 主板 13 英寸 12 英寸 主板上内存被安在一个狭小而又不通风的角落 影响了内存的 安装和升级散热 BABY AT 主板 13 5 英寸 8 5 英寸 比 AT 主板长 但有些不负重荷一方面取消了主板上使用较 少的零部件以压缩空间 另一方面将 BABY AT 主板适当加宽 以增加使用面积 ATX 主板 ATX 型主板比 AT 型主板的结构上有很大的区别 其优有主要有以下几点 主板的长边紧贴机箱后部 使更多的外设接口可以集成到主板上 优化了内存及 CPU 的位置有利于安装和散热 标准的主板上有两个串行输出口 一个 PS 2 鼠标口 一个 PS 2 键盘口和一个并 行输出口 有些主板还固化了声卡及游戏接口 优化了软硬盘接口位置 22 对主板上的元件高度作了规定 且增强了电源管理 5 5 一体化主板一体化主板 优点 减少了因接触不良而造成的故障整体设计合理 缺点 不利于升级 一个部件的损坏会造成整个主板的损坏 6 6 按逻辑控制芯片分类按逻辑控制芯片分类 INTER LX BX I810 I815EP I845 I850 I865 I915 非 INTER APOLLO SIS ALI OPTI 四 主板的选购四 主板的选购 1 1 制造工艺制造工艺 看主板做工是否精细 电路板 PCB 的层数是否为多层 焊点是否整齐标准 走线是否简洁清晰 看主板元件 如电熔电阻等 看设计结构布局是否合理 是否有利于其它配件的散热 看主板是否通过相应的安全标准认证 看主板包装和相关配件 各种连线 驱动盘 保修卡 合格证等等是否齐全 2 2 品牌品牌 华硕 ASUS 微星 INTEL 精英 ECS 技嘉 Gige Byte 联想 QDI 3 3 升级和扩充升级和扩充 一般说来 买主板时都要考虑电脑和主板将来升级扩展的能力 比如扩充内存和增 加扩展卡 升级 CPU 等方面的能力 主板插槽越多 扩展能力就越好 价格也更贵 4 4 稳定性和可靠性稳定性和可靠性 由于不同生产厂商其设计水平 制做工艺 元器件等的差距 因此很难精确测定 但可通过以下几方面来考虑 负荷测试 指在主板上尽可能多地加入外部设备 如内存等 烧机测试 指长时间运行时是否能稳定运行 而不出现停顿或死机现象 23 物理环境测试 改变环境情况 如温度 湿度 震动等 5 5 售后服务售后服务 课堂作业 课堂作业 小小 结 结 课后作业 课后作业 教学后记 教学后记 24 第三章第三章 CPUCPU CPU Central Processing Unit 中文名称为中央处理器或中央处理单元 它 是计算机系统的核心部件 CPU 的性能高低直接影响着整台微机的性能 它负责微 机系统中数值运算 逻辑判断 控制分析等核心工作 如果电脑中没有了 CPU 就 像人没有了大脑一样 计算机的一切工作都在此完成 人们常以它来判定计算机的 档次 CPU 的内部结构可分为控制单元 运算单元和存储单元 3 大部分 其工作原理 就像一个工厂对产品加工过程 进入工厂的原料 数据 经过物资管理部门 控制 单元 的调度分配 被送往生产线 运算单元 生产出成品 处理后的结果 后 再存储在仓库 存储单元 中 等着拿到市场上去交易 交由应用程序使用 第一节第一节 CPUCPU 的技术指标和参数的技术指标和参数 1 主频 CPU 的主频也称为内频 是指 CPU 内部的工作频率或时钟频率 单位为 MHz 兆 赫兹 或 GHZ 吉赫兹 表示在 CPU 内数字脉冲信号震荡的速度 主频的高低直接 影响 CPU 的运算速度 一般来说 主频越高 一个时钟周期里完成的指令数也越多 当然 CPU 的速度也就越快了 CPU 的主频通常和其型号标注在一起的 如 Pentium 450 指其主频为 450MHz Pentium 4 1 70GHZ 其主频为 1 7GHZ 由于各种 CPU 的 内部结构不尽相同 所以并非时钟频率相同性能就一样 如 P 800 和 P 800 2 外频 CPU 外部工作频率称为外频 是指 CPU 与外部设备 内存或主板芯片组 之间 的数据交换速度 外频速度高 CPU 就可以同时接受更多的来自外围设备的数据 从而使整个系统的速度进一步提高 25 3 倍频 是 CPU 的内部频率与整个系统的频率 外频 之间的倍数 从 486DX2 开始 CPU 的主频与外频就不一致了 而想让 CPU 更好的工作就要将整个系统的频率 外 频 与 CPU 的内部频率以一定的倍数工作 即主频 外频 倍频 实际上 在相同外 频的前提下 高倍频的 CPU 本身意义并不大 常会出现 瓶颈 即 CPU 等外频送来 数据 浪费 CPU 的计算机能力 早期的倍频一般为 5 8 倍 而现在 P4 机多为 8 17 倍 通过这样的设置 CPU 的性能能够得到比较充分的发挥 4 地址总线宽度 地址总线宽度决定了 CPU 可以直接寻址的内存空间大小 位数越大 则可以直 接寻址空间就越大 例如 32 位地址总线 可直接寻址 4GB 的内存空间 地址总线 宽度也已由最初的 8 位发展到现在的 64 位 5 数据总线宽度 数据总线宽度是 CPU 内部可以同时传输的数据位数 即一次性可传输数据的位 数 位数越多 速度当然就越快 则 CPU 性能就越好 数据总线宽度已由最初的 8 位发展到了目前的 64 位 6 L1 Cache 即一级缓存 可达 128KB 可提高系统性能的 20 现分为数据缓存和指令缓存 两部份 7 L2 Cache 即二级缓存 可达 1MB 目的是为了弥补 L1 Cache 容量不足的问题 8 生产工艺 早期的 CPU 大多采用 0 5 m 的制作工艺 后来随着 CPU 频率的提高 0 25 m 制 作工艺被普遍采用 在 1999 年底 Intel 公司推出了采用 0 18 m 制作工艺的 Pentium 处理器 即 Coppermine 铜矿 处理器 更精细的工艺使得原有的晶体 26 管电路更大限度地缩小了 能耗越来越底 CPU 也就更省电 9 工作电压 CPU 正常工作所需的电压 早期的 CPU 286 386 486 由于制作工艺落后 因此工作电压较大 一般为 5V 奔腾是 3 5V 3V 2 8V 等 左右 导致 CPU 的发 热量过大 电子迁移现象缩短了 CPU 的使用寿命 现在随着 CPU 制作工艺的提高 工作电压一般在 1 5V 2 0V 之间 使 CPU 发热量问题得到很好的解决 10 插槽类型 分为两大类 一类是针脚式 Socket 构架 一类为插卡式 Slot 构架 Socket 为 ZIF 零插拔力 插座 常用 Socket7 Socket370 Socket423 478 Slot 常用的 有 Slot1 Slot2 SlotA 三种 11 协处理器 也称为数字协处理器 NPU 主要用于浮点运算 因此 286 386 8088 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 含有内置协处理器的 CPU 可以加快特定 类型的数值计算 某些需要进行复杂计算的软件系统 如 Auto CAD 就需要协处理器 支持 12 动态处理 动态处理是应用在高能奔腾处理器中的新技术 动态处理不是简单执行一串指 令 而是通过操作数据来提高处理器的工作效率 主要包括 多路分流预测 通过几个分支对程序流向进行预测提高运行的速度 预测精 确度可达 90 以上 当采用多路分流预测算法后 处理器便可以参与指令流向的跳 转 这是因为处理器在取指令时 还会在程序中寻找未来要执行的指令 该项技术 可以加速向处理器传送任务 数据流量分析 抛开原程序的顺序 分析并重排指令 优化执行顺序 处理 27 器读取经过解码的软件指令 判断该指令能否处理或是否需与其他它令一道处理 然后处理器再决定如何优化执行顺序以便高效地处理和执行指令 猜测执行 通过提前判断 读取并执行有可能需要的程序指令的方式来提高 执行的速度 当处理器执行指令时 每条 5 次 采用的是 猜测执行 的方法 这 样可使 Pentium 及以上的处理器超级处理能力得到充分的发挥 从而提升软件性 能 被处理的软件指令是建立在猜测分支的基础之上 因此结果也就作为 预测结 果 保留起来 一旦其最终状态能被确定 指令便可返回到其正常顺序 第二节第二节 指令特殊的扩展技术指令特殊的扩展技术 1 MMX MMX Multi Media eXtnsion 多媒体扩展指令集 是 Intel 公司于 1996 年推出 的一项多媒体增强技术 共有 57 条多媒体指令 MMX 指令集侧重于整数运算 2 3DNow 3DNow 机器码的扩展指令集 是 AMD 公司推出的一项 CPU 增强技术 共有 21 条指令 被广泛用于 AMD 的 K6 2 K6 3 和 Athlon K7 处理器上 3DNow 指令 集主要针对三维建模 坐标变换和效果渲染等三维方面 在软件的配合下 可以大 幅度提高 3D 处理性能 注 每个周期可执行四个浮点运算 3 SSE SSE Streaming SIMD Extensions 单指令多数据流扩展指令集 是 Intel 公司 在 P 中率先推出的 共有 70 条指令 其中有 50 条用来提高 3D 图形运算效率 12 条 MMX 整数运算增强指令 8 条优化内存数据传输指令 SSE 指令与 3DNow 指令彼 此互不兼容 但 SSE 包含了 3DNow 的功能 第三节第三节 CPUCPU 的发展的发展 28 一 一 InterInter 公司的公司的 CPUCPU 1 4004 1971 年 11 月 英特尔公司推出世界上第一个微处理器 英特尔 4004 芯片 这是一个具有 4 比特总线配置 108 千赫的芯片 做在一个 3 毫米 4 毫米的掩模上 有 2250 个晶体管 每秒运算量高达 6 万次 售价为 200 美元的芯片 在电脑业掀起 了滔天巨浪 此后 Intel 更是一发而不可收 1985 年推出 386 处理器系列 1988 年 486 问世 1993 年推出功能更为强大的 Pentium 芯片 此后 Intel 以 10 倍速的 速度奔腾向前 使计算机奔向世界各地 Intel4004 催生了个人电脑 成为大型机与小型机的终结者 成就了 COMPAQ 与 DELL 促进了信息产业的繁荣与发展 Intel4004 的横空出世引发计算机业第二次 工业革命 2 8080 1972 年 Intel 公司推出 8 位 8008 但速度慢 功能不足 1974 年推出 8080 时钟 2MHz 控制 64KB 内存 3 8086 1978 年 Intel 公司推出 16 位 8086 又称为 80186 最大控制内存为 10 时 钟 4077MHz 使用了 X88 指令集 4 80286 1982 年推出 集成 125 万个晶体管 时钟 6MHz 25MHz 具有 16 位的数据和地 址总线的 Intel80286 5 80386 1985 年推出 具有 32 位的数据和地址总线 采用 2 微米 最大控制内存为 29 4096K 主频 16M 40MHz 的 Intel80386 可分为 80386SX 和 80386DX 80386SX 为准 32 位即内部为 32 位外部为 16 位 80386DX 为真 32 位即内 外总线全为 32 位 6 80486 1989 年集成 120 万 采用 1 微米制做工艺 内部集成 8K 的 Cache 和能进行浮 点运算的 NPU 并且 CPU 芯片与主板分开 是 32 位的地址和数据总线 分为 80486SX 和 80486DX 486SX 的工作频率为 16 20 25 33 无 NPU 486DX 的工作频率 为 25 33 50 存在 NPU 7 Pentium 586 1993 年 3 月 Intel 公司推出 Pentium CPU 为第一代奔腾产品 采用 0 8 微米的 制造工艺 核心为 5V 的电压 属于 64 位处理器 其主频为 60 66MHz 集成 310 万 晶体 具有 2 条通道 随后又相应推出 Pentium PRO 高能奔腾 和 Pentium MMX 多能奔腾 两款产品 注 相同产品有 AMD 的 K5 K6 和 Cyrix 的 6X86 6X86MX 8 Pentium 1997 年 5 月 第一块 P 问世 同时 P 有众多的分支和系列产品 第一代 P 运行在 66MHz 总线上 主频为 233 266 300 333 四款 生 产工艺为 0 35 微米 内含 750 万个晶体管 集成了 32KB 的 L1 分为 16KB 指令缓 存和 16KB 的数据缓存 和 256KB 的 L2 包含 57 条 MMX 指令 采用 Slot1 构架击跨 对手 第二代 P 1998 年生产 采用 0 25 微米的生产工艺 880 万个晶体管 同时推出高端工作站和服务器的 P Xeon 至强 处理器 主频为 400MHz 外频为 100MHz 9 Celeron 赛扬 1998 年推出低端市场的 Celeron 处理器 是 P 的简化版 早期内部无 L2 但 30 在 Celeron300A 以后加入了 L2 并开始采用 0 25 微米工艺 此后相断推出 Celeron Celeron 和 Celeron4 10 P P 1999 年推出第一款 P 采用 Slot 构架 外频为 100 133MHz 0 25 微米工艺 主频在 450 600MHz 之间 支持 SSE 指令集 随后推 P4 时钟频率为 1 4G 1 5G 0 18 微米的生产工艺 1 7V 电压 外部频率为 400MHz 二 二 AMDAMD 公司的新款公司的新款 CPUCPU 1 Athlon K7 Athlon 阿斯龙 又叫 K7 此款产品相对于 AMD 以前的产品可算是革命性的进步 它不是直接拷贝 Intel 的架构 而是创造了一种属于自己的 PC 平台 做为 CPU 业界中的亚军 AMD 可谓无人不知 无人不晓 AMD 这家以高尖端 技术设计和制造大规模集成电路的厂商 创业来一直致力发展和推动着计算机事业 的行进脚步 在近三十年的与 INTEL 的抗争中 AMD 稳扎稳打 不断地革新技术 以自己的实力验证着 AMD 的业绩 正是因为 AMD 才打碎了 INTEL 垄断 CPU 世界的 梦想 也是因为 AMD 才有了像 K6 2 一样性价比优异的产品面世 从早期跟随 INTEL 后尘生产 486 5X86 时起 到自己创新研发 K6 K6 2 K6 3 AMD 才真正 逐步树立起了自己巨人的形象 但 AMD 并没有沾沾自喜 因为摆在 AMD 面前的路仍然很崎岖 面对着 INTEL 一 次次强大的攻势 1999 年的 6 月 23 日 AMD 终于倾尽全力发布了最新的高端处理器 Athlon 原名为 K7 Athlon 的出现 无疑又一次掀起商战的波澜 其锐利的矛头 直接指向 INTEL PIII 技术指标 Athlon K7 究竟有什么特别之处呢 首先让我们来看看他的技术 指标 Athlon K7 为了超越 INTEL 的 PIII 在 Athlon K7 使用了一种全新的 技术 是 Digital 的 Alpha 系统总线协议