《计算机维修技术_第3版》第01章_计算机的基本类型与组成2013【B】

1、1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备1. 计算机系统组成计算机系统组成硬件构成计算机系统的各种。软件运行、管理和维护计算机的各类和。1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备2. 计算机硬件的基本组成三大部件：等。1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备【补充】苹果计算机系统组成1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备3. 计算机的主要部件计算机1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备（1）CPU核心部件，决定计算机的规格与性能。核心部件，决定计算机的规格与性能。工作频率越高，计算性能越强大。工作频率越高

2、，计算性能越强大。x86系列系列：Intel(英特尔英特尔)、AMD(超微超微)、VIA(威盛威盛)CPU在操作系统一级相互兼容在操作系统一级相互兼容产品覆盖产品覆盖90%以上的桌面计算机市场以上的桌面计算机市场非非x86系列系列：主要用于主要用于工业控制计算机工业控制计算机和嵌入式系统和嵌入式系统产品大多产品大多互不兼容互不兼容桌面计算机市场份额极小桌面计算机市场份额极小1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备（2）主板）主板长方形印制电路板长方形印制电路板(PCB)不同类型的不同类型的CPU，主板的规格也将不同。，主板的规格也将不同。集成电路集成电路：北桥芯片（北桥芯片（MCH），

3、南桥芯片（），南桥芯片（ICH / IOH），BIOS芯片，芯片，超级超级接口芯片（接口芯片（SIO），音频芯片（），音频芯片（HDA），网络芯片（），网络芯片（LAN）等。）等。插座插座：CPU插座，内存插座，插座，内存插座，PCI-E总线插座，总线插座， PCI总线插座，总线插座，主板主板直流直流电源插座等。电源插座等。I/O接口接口：SATA硬盘硬盘/光驱接口，光驱接口，USB接口，接口，PS/2键盘键盘/鼠标鼠标接口接口，音频接口，音频接口，网络接口，网络接口，VGA/DVI显示器接口等。显示器接口等。南桥芯片北桥芯片PCI总线PCI- E总线CPU插座SIO接口内存条插座主板电源插座

4、SATA插座音频芯片网络芯片时钟芯片SIO芯片安装孔CMOS电池电压芯片信号线电容电感电阻PCB音频接口1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备（3）内存）内存内存容量越大，计算机性能越高。内存容量越大，计算机性能越高。内存条可安装在内存条可安装在主板主板任一个内存插座上。任一个内存插座上。（4）显卡）显卡主要功能主要功能：加速图形处理性能。加速图形处理性能。安装安装：主板主板PCI-E插座。插座。（5）硬盘）硬盘工作时不能震动工作时不能震动。（6）电源）电源采用采用ATX标准开关电源标准开关电源。输出电压：输出电压：直流直流+3.3V、5V、12V等。等。电源功率电源功率：20050

5、0W。1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备LCD(液晶显示器)CRT(阴极射线管显示器)1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备4. 主机设备的安装与连接主机设备的安装与连接计算机硬件设备采用计算机硬件设备采用“”。安装中不安装中不要要使用使用“蛮力蛮力”。1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备计算机1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备（1）CPU安装安装将将CPU对准卡口，一般不会插错。对准卡口，一般不会插错。Intel的的CPU采用无针脚设计，不允许多次安装。采用无针脚设计，不允许多次安装。（2）风扇安装）风扇安装CPU金属外壳金属外壳涂上散热油膏

6、涂上散热油膏；风扇底部放在风扇底部放在CPU外壳上，将风扇固定扣具扣紧外壳上，将风扇固定扣具扣紧；将热风扇电源线插在主板相应插座上。将热风扇电源线插在主板相应插座上。（3）内存条安装）内存条安装内存条尽量靠内存条尽量靠CPU附近的插座安装。附近的插座安装。（4）电源安装）电源安装电源安装在机箱的上部。电源安装在机箱的上部。1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备（5）主板安装）主板安装将将主板主板放入机箱放入机箱安装。安装。主板在安装时要保持平整。主板在安装时要保持平整。（6）显卡安装）显卡安装显卡安装在主板显卡安装在主板PCI-E x16/32插座。插座。（7）硬盘安装）硬盘安装硬盘

7、安装在机箱的硬盘架中硬盘安装在机箱的硬盘架中；电源线和信号线连接到主板电源线和信号线连接到主板SATA插座插座和电源插座和电源插座。（8）接线）接线电源直流输出线插入主板相应插座。电源直流输出线插入主板相应插座。安装安装机箱主机电源开关，电源指示灯接头，硬盘指示灯接头，主机箱主机电源开关，电源指示灯接头，硬盘指示灯接头，主机复位线接头，前置机复位线接头，前置USB接头，前置音频接头等接头，前置音频接头等。检查所有电源和信号线的检查所有电源和信号线的连接。连接。1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备5. 外部设备的安装与外部设备的安装与连接连接插座标记了不同插座标记了不同色彩色彩，插头

8、对色入座就行。，插头对色入座就行。大部分接口都采用了大部分接口都采用了“防呆防呆”设计。设计。1.3.1 计算机计算机主要主要硬件硬件设备设备外部外部接线分为接线分为信号线信号线与与电源线电源线；信号线应当尽量信号线应当尽量避免干扰源避免干扰源；例：例：电视机、音响设备电视机、音响设备，微波炉，微波炉等等。电力线应当注意电力线应当注意安全性安全性；所有接线都应当所有接线都应当接触良好接触良好；接线应当便于维护。接线应当便于维护。1.3.2 计算机常用外部设备计算机常用外部设备2激光打印机激光打印机打印机类型打印机类型黑白激光打印机黑白激光打印机，彩色激光打印机。彩色激光打印机。打印速度打印速度

9、A4打印纸，碳粉覆盖率为打印纸，碳粉覆盖率为5%情况下的打印速度情况下的打印速度；单位：单位：ppm（页（页/分钟）分钟），目前目前为为1035ppm。打印分辨率打印分辨率单位单位dpi（点（点/英寸）英寸），一般在一般在600dpi600dpi以上。以上。文本打印，文本打印，600dpi；图片打印，需要图片打印，需要1 200dpi以上。以上。硒鼓寿命硒鼓寿命一般为一般为2 00020 000页左右。页左右。1.3.2 计算机常用外部设备计算机常用外部设备激光打印机激光打印机1.3.2 计算机常用外部设备计算机常用外部设备33D打印机打印机3D打印机是一种快速成形设备打印机是一种快速成形设备

10、。工作步骤：工作步骤：通过通过CAD软件，对打印物体进行软件，对打印物体进行3D建模建模；对建成的对建成的3D模型逐层截面（切片）模型逐层截面（切片）；将切片数据传送到将切片数据传送到3D打印机上，指导打印机逐层打印。打印机上，指导打印机逐层打印。3D打印机叠加成型打印机叠加成型技术：技术：在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水；然后喷洒一层均匀的粉末然后喷洒一层均匀的粉末；粉末遇到胶水会迅速固化，没有胶水的区域仍保持松散状态粉末遇到胶水会迅速固化，没有胶水的区域仍保持松散状态；一层胶水一层胶水，一层粉末交替一层粉末交替打印；打印；打印成型后打印成型后，扫除松散的粉末

11、即可得到成品扫除松散的粉末即可得到成品。1.3.2 计算机常用外部设备计算机常用外部设备【补充补充】3D打印机打印机工作原理工作原理1.3.2 计算机常用外部设备计算机常用外部设备【补充补充】3D打印机打印机1.3.2 计算机常用外部设备计算机常用外部设备【补充【补充】 3D打印机打印机1.3.2 计算机常用外部设备计算机常用外部设备【补充【补充】其他设备其他设备1.3.3 计算机基本体系结构计算机基本体系结构1计算机体系结构基本概念计算机体系结构基本概念计算机结构：以以程序员程序员角度看计算机中数据的存储和处理过程。角度看计算机中数据的存储和处理过程。计算机系统结构较少发生变化，一旦发生变化

12、，计算机系统结构较少发生变化，一旦发生变化，必然造成新旧硬件之间的不兼容必然造成新旧硬件之间的不兼容。1.3.3 计算机基本体系结构计算机基本体系结构2. 现代计算机的基本设计现代计算机的基本设计思想思想 阿塔纳索夫三原则：（1 1）以）以的方式实现数字运算和逻辑运算，以的方式实现数字运算和逻辑运算，以保证运算精度；保证运算精度；（2 2）利用）利用实现控制和运算，以保证运算速实现控制和运算，以保证运算速度；度；（3 3）采用）采用的结构，以简的结构，以简化化计算机计算机设计设计。3. 冯诺依曼计算机结构设计思想采用采用表示数据和指令表示数据和指令采用采用方式方式计算机由计算机由5组成组成计算

13、机五大部分1.3.3 计算机基本体系结构计算机基本体系结构冯冯诺依曼计算机诺依曼计算机结构结构1.3.3 计算机基本体系结构计算机基本体系结构数据流数据流控制流控制流取数存数地址指令程序数据操作命令处理结果反馈信号响应信号请求信号响应信号请求信号1.3.3 计算机基本体系结构计算机基本体系结构早期早期冯冯诺伊曼设想的控制器是一种硬件设备或电诺伊曼设想的控制器是一种硬件设备或电路，而目前主要由程序路，而目前主要由程序（操作系统（操作系统）来控制整个）来控制整个系统的系统的运行运行。1.4.5 总线和接口总线和接口5早期计算机的三总线系统结构早期计算机的三总线系统结构早期早期IBM PC采用采用三

14、总线系统三总线系统结构结构优点优点：设计简单设计简单；缺点缺点：容易容易造成造成系统性能瓶颈系统性能瓶颈。 微 处 理 器 CPU 主存储器外存接口输入输出接口其他I/O口各种外设键盘、显示器等硬盘驱动器AB地址DB数据CB控制1.3.3 微机系统结构微机系统结构6目前目前x86计算机控制中心结构计算机控制中心结构微机微机采用以采用以CPU为核心的为核心的分层结构。分层结构。1.3.4 新型计算机系统研究新型计算机系统研究摩尔定律：1.3.4 新型计算机系统研究新型计算机系统研究讨论：摩尔定律对硬件技术的影响？摩尔定律对硬件技术的影响？摩尔定律对软件技术的影响？摩尔定律对软件技术的影响？摩尔定

15、律对计算机价格的影响？摩尔定律对计算机价格的影响？摩尔定律对摩尔定律对IT市场的影响？市场的影响？如果汽车市场也遵循摩尔定律？如果汽车市场也遵循摩尔定律？1.3.4 新型计算机系统研究新型计算机系统研究目前的困境发热极大地影响了芯片的集成度发热极大地影响了芯片的集成度。CPU制程线宽制程线宽达到达到时，单个电子将会从时，单个电子将会从电电路中逃逸出来，这种路中逃逸出来，这种将产生干扰作用，将产生干扰作用，使集成电路芯片无法正常工作。使集成电路芯片无法正常工作。目前集成电路的目前集成电路的工艺工艺将接近这一极限将接近这一极限。导致科学家在导致科学家在进行进行新型计算机的研究和开发。新型计算机的研

16、究和开发。1.3.4 新型计算机系统研究新型计算机系统研究新型计算机的研究：超导计算机超导计算机量子计算机量子计算机光子计算机光子计算机生物计算机生物计算机神经网络计算机神经网络计算机1.4.1 计算机性能指标计算机性能指标1. 计算机的性能指标性能主要性能主要指标：指标：计算计算与存储器与存储器。例例：计算机能不能播放高清视频是有没有功能的问题，但是视频计算机能不能播放高清视频是有没有功能的问题，但是视频画面效果如何则是性能问题。画面效果如何则是性能问题。为了得到好的画面质量，必须使用高频为了得到好的画面质量，必须使用高频CPU和大容量内存。因为和大容量内存。因为高清视频数据量巨大，低速系统

17、将导致动画和马赛克效果。高清视频数据量巨大，低速系统将导致动画和马赛克效果。微机的主要性能指标微机的主要性能指标CPU字长字长时钟频率时钟频率内存容量内存容量外部设备配置外部设备配置1.4.1 计算机性能指标计算机性能指标2. 基准测试性能可以通过软件进行测试。基准测试内容办公效率性能办公效率性能多媒体性能多媒体性能3D/浮点性能浮点性能因特网因特网性能性能1.4.1 计算机性能指标计算机性能指标【补充】常用基准测试软件计算机常用计算机常用基准测试软件基准测试软件软件名称软件名称软件类型软件类型说说 明明SYSMark 2007综合测试侧重办公软件有关的性能的测试PCMark Vantage综

18、合测试运行在Windows Vista下Sisoftware Sandra 2008专项测试Sisoftware SandraWebMark 2004专项测试网络性能测试3DMark Vantage2008专项测试显卡性能，运行在Windows Vista下1.4.1 计算机性能指标计算机性能指标【补充】 SYSMark 2007基准测试软件SYSMark 20073D建模测试建模测试1.4.1 计算机性能指标计算机性能指标【补充补充】 Sisoftware Sandra 2011测试软件测试软件1.4.1 计算机性能指标计算机性能指标【补充补充】 CPU测试测试软件软件CPU-Z1.4.1

19、计算机性能指标计算机性能指标【补充补充】显显卡测试软件：卡测试软件： 3DMark1.4.1 计算机性能指标计算机性能指标3. Linpack基准测试基准测试世界世界500强强计算机计算机采用采用Linpack测试进行排名测试进行排名。测试程序用测试程序用C或或Java语言编写，用于求解线性方语言编写，用于求解线性方程和线性最小平方问题。程和线性最小平方问题。测试值为计算机每秒钟计算多少次。测试值为计算机每秒钟计算多少次。Linpack测试主要适用测试主要适用“”问题，而不问题，而不适用适用“”问题问题。普通普通微机和微机和PC服务器极少采用服务器极少采用Linpack测试。测试。1.4.1

20、计算机性能指标计算机性能指标5平均性能与突发性能平均性能与突发性能目前目前CPU的利用率大部分时间都在的利用率大部分时间都在10%以下。以下。台式计算机台式计算机左右。左右。用户希望计算机用户希望计算机可以可以“”，可见用户要可见用户要求求的的不是不是“平均性能平均性能”，而是，而是“”。购买高性能计算机主要用于满足用户对购买高性能计算机主要用于满足用户对“突发性突发性能能”的要求。的要求。1.4.2 计算机计算机功能功能指标指标功能指标：指计算机是否支持某一特定的操作指计算机是否支持某一特定的操作。例：例：计算机是否支持无线网络等。计算机是否支持无线网络等。功能指标往往通过软件或操作进行测试

21、。功能指标往往通过软件或操作进行测试。例：例：3D图形功能、多媒体功能、无线通信功能等图形功能、多媒体功能、无线通信功能等。硬件提供实现硬件提供实现某些某些功能的基本环境功能的基本环境，功能主要由功能主要由软件实现。软件实现。例例：网卡提供了信号传输的硬件基础，而浏览网页、收发邮件、网卡提供了信号传输的硬件基础，而浏览网页、收发邮件、下载文件等功能则由软件实现。下载文件等功能则由软件实现。功能测试应注意驱动程序是否安装正确；操作系功能测试应注意驱动程序是否安装正确；操作系统的环境是否设置正确等。统的环境是否设置正确等。1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指标1可靠性指标可靠性指标可靠性指计

22、算机在规定工作环境下和恶劣工作环可靠性指计算机在规定工作环境下和恶劣工作环境下稳定运行的能力境下稳定运行的能力。可以可以通过厂商的通过厂商的，等因素等因素来衡量。来衡量。例例：不同厂商的主板，由于采用同一芯片组，它们的性能相差不不同厂商的主板，由于采用同一芯片组，它们的性能相差不大。但是，由于采用不同的工艺流程，不同的电子元件材料，不大。但是，由于采用不同的工艺流程，不同的电子元件材料，不同的质量管理方法，它们产品的可靠性将有很大差异。同的质量管理方法，它们产品的可靠性将有很大差异。为了提高主板的可靠性，有些厂商采用为了提高主板的可靠性，有些厂商采用812层印制电路板，蛇行层印制电路板，蛇行布

23、线，大量贴片电容，高质量的接插件，高温老化工艺等措施，布线，大量贴片电容，高质量的接插件，高温老化工艺等措施，大大提高了主板的可靠性。大大提高了主板的可靠性。1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指标【补充补充】墨墨菲菲定律：定律：世界上没有世界上没有100%可靠的系统，可靠的系统，除非这个系统不运行除非这个系统不运行。计算机系统可用性类型可用性类型可用性类型系统可用性（系统可用性（%）每年停机时间每年停机时间容错可用性99.9999 1min极高可用性99.9995min高可用性99.9953min商业可用性99.98.8h个人可用性9987.6h1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指

24、标2整机可靠性测试整机可靠性测试环境测试环境测试：温度条件测试温度条件测试，如如用电吹风加热用电吹风加热CPU环境环境温度温度等；等；设备振动测试设备振动测试，如轻轻拍打工作的显示器等；，如轻轻拍打工作的显示器等；人为因素测试人为因素测试，如滥用测试（如乱打键盘），如滥用测试（如乱打键盘）等。等。电气测试电气测试：电气条件测试电气条件测试，如如提高市电输入提高市电输入电压电压等；等；电磁干扰测试电磁干扰测试，如音箱对无线路由器进行干扰等。，如音箱对无线路由器进行干扰等。寿命测试寿命测试：用户不要轻易进行，否则得不偿失。用户不要轻易进行，否则得不偿失。特种测试特种测试：超频测试，防水测试，功率测

25、试等。超频测试，防水测试，功率测试等。1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指标【补充补充】HD Tune Pro检测硬盘是否有坏块检测硬盘是否有坏块1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指标【补充补充】 Fluke热像仪检测计算机发热热像仪检测计算机发热热像仪热像仪笔记本发热检测笔记本发热检测1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指标发热检测技术：Fluke热像仪1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指标【补充补充】可靠性测试方法可靠性测试方法可靠性测试的核心是可靠性测试的核心是的设计。的设计。测试要求：测试要求：尽量模拟现场的尽量模拟现场的对可能的失效机理，人为增加破坏因素，找到对

26、可能的失效机理，人为增加破坏因素，找到。测试方法测试方法标准符合性测试：如大内存的使用。标准符合性测试：如大内存的使用。极限条件测试极限条件测试：如在最大环境温度下工作。如在最大环境温度下工作。容错性测试容错性测试：如低电压能否启动。如低电压能否启动。HALT（高加速寿命测试）：慎做。（高加速寿命测试）：慎做。破坏性测试：慎做。破坏性测试：慎做。隐含条件测试：如是否需要专用的驱动程序。隐含条件测试：如是否需要专用的驱动程序。1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指标3元器件的可靠性筛选元器件的可靠性筛选高温高温保存筛选保存筛选。功率功率老化筛选老化筛选。温度温度冲击试验冲击试验。振动振动、冲

27、击筛选、冲击筛选。湿度筛选湿度筛选。1.4.3 计算机可靠性指标计算机可靠性指标【补充补充】电路可靠性设计方法电路可靠性设计方法 。降额设计：如降低器件工作频率，降低电源功率等。降额设计：如降低器件工作频率，降低电源功率等。热设计：如热计算，热测试，热器件选型等。热设计：如热计算，热测试，热器件选型等。电路安全性设计：如防过流设计，防过压设计等。电路安全性设计：如防过流设计，防过压设计等。电磁兼容性设计：如接地设计，屏蔽涉笔，滤波设计等。电磁兼容性设计：如接地设计，屏蔽涉笔，滤波设计等。PCB设计：如布局，布线，接地，阻抗匹配，工艺等。设计：如布局，布线，接地，阻抗匹配，工艺等。可用性设计可用性设计可维修性设计可维修性