计算机组装与维护课件

微机组装与维护

课程简介

本课程是计算机应用专业的必修课。

课程的主要内容：主机部分的各部分组件；各种常见的外设；系统的组装与维护的基础知识。

课程特点：实践性强，涉及的内容比较零散。

课程目的

了解微机系统的构成；掌握常见微机部件的工作原理，性能参数；掌握微机组装的过程；掌

握微机日常的维护方法。

加强动手能力的培养。

形成微机系统的概念，避免硬件和软件的脱节。

教材及参考资料

教材：佟伟光：微型机组装与维护实用教程（第2版），高等教育出版社，2007

参考资料：

史秀璋：微机组装与维护教程，电子工业出版社，2003

微型计算机，电脑报等杂志报刊

太平洋电脑网，小熊在线等网站

第1章微型机系统概述

主要知识点

微型计算机的发展

微型机系统的基本组成

微型机系统的硬件资源管理

微型机配置的一般原则

1.1微型计算机的发展

早期微型计算机

4位微处理器

8位微处理器

IBM-PC机及各种兼容机

16位微处理器

32位微处理器

高性能微型机

64位微处理器

多核心化

1.2微型机系统的基本组成

硬件：主机系统、各种板卡、外部设备

软件：操作系统等系统软件、工具软件、应用软件

微型机系统的组成

视入音输

箱

、音

话筒

机

频设摄像频出

输设

响、

、音

机

输备录像入备

MIDI

机

影碟

输

卡

视频

键盘

器

出显示

机

打印

一

鼠标设

__

仪

扫描

仪

备绘图

_____

_

光笔

机

软件

系统

软

软件

工具

软件

应用

件

机

的微型

显示器

CRT

配有

一台

系统

主机

。

器等

驱动

光盘

器、

驱动

硬盘

器、

驱动

软盘

板、

主机

电源、

箱、

括机

常包

统通

主机系

问题。

入输出

据的输

各种数

以解决

上，

展槽

的扩

主机

接在

卡是插

各种板

等。

频卡

和视

显卡

声卡、

板卡有

常用的

机箱

.

护设施

热和保

统的散

整个系

，还是

装架

件安

统部

机系

微型

既是

壳，

的外

主机

算机

作为计

电源

电源是计算机主机的动力核心，担负着向计算机中所有部件提供电能的重任

主板

安装在机箱内最大的一块多层印刷电路板

将微型机的各主要部件紧密联系在一起，是整个系统的枢纽

CPU

也称为微处理器，是整个微型机系统的核心

内存

内存是指中央处理器（CPU）能够直接访问的存储器

显卡

主要作用是将CPU送来的影像数据，处理成显示器可以接受的格式，再送到显示屏上形成

影像

声卡

是微型机系统中用于声音媒体的输入、输出、编辑处理的专用的扩展卡

视频卡

是微型机系统中用于对视频进行采集，播放处理的部件

软盘驱动器

是计算机的外部存贮器

由于其盘片的可换性和可携带性，可以用来传递、备份一些比较小文件

越来越不适应微型机的需要

硬盘驱动器

是微型机最重要的外部存贮部件，操作系统及安装在微型机中的各种软件和数据都保存在硬

光盘驱动器

采用光学方式的读出装置

外部设备

常用的人-机交互设备

显示器、打印机、键盘、鼠标、扫描仪

视频输入设备

摄像机

音频输入输出设备

话筒、音箱、MIDI设备

显示器

是微型机与用户沟通的窗口，是微型机必备的外部设备

CRT显示器液晶显示器

打印机

可以把在计算机上设计的文档实实在在地打印成令人赏心悦目的印刷品

针式打印机喷墨打印机激光打印机

键盘鼠标

人们使用键盘向微型机输入各种指令和数据。微型机的键盘是从打字机演变而来的.

（鼠标）一种辅助输入设备，可增强或代替键盘上的光标移动键和其他键（如回车键）的功能

使用鼠标可在屏幕上更快速、更准确地移动和定位光标，并可点击相应的命令使其执行

使用光源照射被扫描物，利用光电转换原理，将被扫描物上的图形转换成为数字信号输入微

型机

上网设备

调制解调器是将电话线路的模拟信号转为数字信号

的设备

ADSL是一种在普通电话线上进行宽带通信的接入

技术

软件系统：

系统软件

操作系统，是微型机系统的核心，是微型机系统的

基本软件平台

设备驱动程序，微型机中直接和硬件打交道的软件

应用软件

1.3微型机系统的硬件资源管理

微型机系统中往往要使用多种板卡和I/O设备，要使这些板卡和设备能正常工作，必须通过

一定的系统资源与主机进行通信

当新的板卡和设备接入计算机后，往往会与原有的板卡和设备发生资源冲突而不能正常工作

最常见的硬件资源冲突有IRQ中断、DMA通道和I/O端口

中断请求

中断是一种使CPU中止正在执行的程序而转去处理其他事件的操作，是计算机与外部设备

通信的一般方式

在微型机上一般有16个IRQ地址，即IRQ0〜IRQ15

如果两台设备共用一个IRQ地址，那么，微型机系统的重要部分必然要停止工作

IRQ分配情况

IRQ设备名称

0系统时钟

1键盘

2保留与IRQ4相连

3COM2异步通信

4COM1同步通信

5保留

6软盘驱动罂

7LPT1：打印机

8实时时钟

9与IRQ2相连

10保留

11保留

12保留

13数学协处理器

14硬盘

15保留

DMA通道

DMA（DirectMemoryAccess,直接内存访问）是指在外部设备和内存之间高速的直接读写

数据的操作

整个数据传输操作是在“DMA控制器”的控制下进行的

CPU和输入输出可实现并行处理。微型机一般有8个DMA通道。

DMA通道分配情况

DMA使用情况

0保留

1保留

2软盘

3打印机

4与DMA控制的级联

5保留

6保留

7保留

I/O地址

又称为设备地址、口地址

系统板卡和外部设备与CPU之间的通信，就是通过这个地址来实现的

连接到微型机系统的每一块板卡和每一种外部设备都要设置I/O地址代码，而且不能用同一

个地址代码分配给不同设备

I/O地址代码用3位16进制数表示，•般写成XXXH或OxXXX形式

I/O地址分配情况

I/O地址使用情况

00-1FHDMA控制器

20-3FH中断控制器

40-5FH计数/定时器

60-7FH并行接口

80-9FHDMA页寄存器

AO-BFHNM1屏蔽寄存器

C0-FF保留

查询设备的硬件资源使用情况

右击“我的电脑”图标，从弹出菜单选择“属性”选项

在弹出“系统属性”

窗口，单击“硬件”

标签项

单击“设备管理器”，

出现各种设备的树形

图，点击“+”可查看

下一级设备情况

双击要查看的设备

查询设备的硬件资源

使用情况

1.4微型机配置的一般原则

配置与用途相适应总体配置的先进性和合理性兼容性或可扩充性

性能价格比售后服务

第2章CPU

主要知识点

CPU的基本组成

CPU的发展

CPU的性能指标

CPU的封装和接口

CPU新技术简介

主流CPU简介

CPU的选用与安装

CPU的常见故障处理

2.1概述

CPU的基本组成

控制单元

运算单元

存储单元

时序电路

CPU的发展

从8086到80486

Pentium,PentiumMMX和PentiumPro

PentiumII和PentiumIII

Pentium4

双核与多核CPU

CPU的性能指标

CPU控制整个系统指令的执行、数学与逻辑的运算、数据的存储和传送、以及对内对外输

入输出的控制，是整个系统的核心

CPU性能的高低直接决定了微型机系统的档次

性能指标「主频、外频、倍频

主频又称为CPU工作频率，即CPU内核运行时的时钟频率

外频是由主板为CPU提供的基准时钟频率

CPU内部的时钟信号是由外部输入的，在CPU内部采用了时钟倍频技术，按一定比例提高

输入时钟信号的频率，这个比例称为倍频系数

前端总线频率是CPU与主板芯片组、内存交换数据的频率

性能指标2-字长

字长是指在算术逻辑单元中采用运算的基本位数，即CPU能一次处理的二进制位数称为字

长

对于不同的CPU字长也不一样，通常将能处理字长为8位数据的CPU称为8位CPU,同

理一次能处理32位数据的CPU就称为32位CPU

性能指标3-工作电压

工作电压指的是指CPU正常工作时需要提供的电压值

为了降低能耗，减小发热以适应更高的工作频率，现在的CPU都采用了较低的工作电压

CPU工作电压越低表示CPU制造工艺越先进，也表示CPU运行时耗电功率越小。

性能指标4--L1/L2高速缓存

LICache是CPU芯片内内置的高速缓存，它对提高CPU的性能有显著作用

L1高速缓存的容量不可能做得太大

L2Cache弥补了LICache容量的不足，以最大限度地减小主存对CPU运行造成的延缓

L2Cache的容量对CPU性能的影响很大，原则上.越大越好。

性能指标5-支持的扩展指令集

X86扩展指令

SSE2扩展指令集

SSE3指令集

X86-64指令集

CPU的封装和接口

CPU封装技术是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术

封装起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用

是沟通芯片内部与外部电路的桥梁，即芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些

引脚又通过主板上的CPU插座与其他器件建立连接。

PGA封装

目前最常见的是PGA（Pin-GridArray,针栅阵列）封装

通常这种封装是正方形的或者是长方形的，在CPU的边缘周围均匀的分布着三、四排甚至

更多排的引脚，引脚能插入主板CPU插座上对应的插孔，从而实现与主板的连接

演化出了SPGA（StaggeredPin-GridArray,交错针栅阵列）、PPGA（PlasticPin-GridArray,塑

料针栅阵列）等封装方式。

安装插座规范

Socketx架构：是采用Socket插座来安装的CPU

ZIF（ZeroInsertionForceSocket,零插拔力的插座）的CPU插座

LGA775（LandGridArray）处理器插座

Slotx架构：采用单边接触卡盒封装

2.2CPU新技术简介

双总线模式的CPU内部结构

CPU的生产工艺技术

超线程技术

流水线技术、超标量技术

多核心处理器技术

新型材料技术的应用

硬件病毒防护技术

2.3主流CPU简介

Intel系列----Pentium4CPU

PentiumD820PentiumD930

Intel系列

全新的Core（酷睿）微架构CPU

具有流水线级数少、执行效率高、性能强大以及功耗低等等优点

AMD系列

低端的sempron系列

Socket754接口

Socket939接口

中端的athlon64系列

Socket754

Socket939

双核的athlon64x2系列

2.4CPU的选用与安装

CPU的选用

按微机的用途来选用CPU

综合考虑微型机的总体性能均衡性

注意RemarkCPU

CPU的安装

1.安装前的注意事项:应当确保所选用的主板完全支持该型号的微处理器

2.安装微处理器

CPU的安装

3.安装散热风扇

CPU的安装

4.微处理器的拆卸

2.5CPU的常见故障处理

使用不当

因插拔不当造成CPU接脚歪斜、接脚折断、接脚因环境不良而腐蚀、生绣或CPU没有插好

与插座造成接触不良，只要查明原因，排除后重新安装即可

CPU过热，往往由于CPU风扇故障所致。可打开机箱，加电压后仔细检查CPU上的小风

扇是否转

CPU的常见故障处理

设置故障

CPU电压设置不对，造成CPU电压过高，导致CPU过热甚至烧毁或电压过低CPU不能正

常工作

频率设置不对，内、外频调整不对或超频过高造成死机或无法启动

对以上情况可仔细查看CPU的说明书，正确设置CPU的电压、外频和倍频。

CPU的常见故障处理

匹配故障

CPU与主机板芯片组互相不匹配，互相挑剔

CPU与内存不匹配，即CPU与内存的速度特性不匹配

CPU与外围接口的速度特性不匹配

原因--是选用部件特性相互不匹配，也可能因使用一段时间元件老化，造成系统不稳定。

可使用测试软件仔细测试，即可找到故障原因。

第3章主板

主要知识点

主板的结构、组成与主板的参数

主板的芯片组、总线和接口

主板的选用

主板的故障诊断

3.1主板的结构、组成与参数

主板的结构

ATX结构

标准ATX主板的尺寸为12英寸X9.6英寸(305mmX244mm),俗称“大板”

主要特点是将串口、并口、鼠标和键盘接口都固定在主板上，其上扩展插槽较多

必须使用ATX结构的机箱电源。

Micro-ATX结构

又称MiniATX,是ATX结构的简化版，它在结构布局上和标准ATX主板相同，就是常说

的“小板”，扩展插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，这样尺寸也就减小了不少，

降低了生产成本，多用于品牌机并配备小型机箱。

主板结构示意图

ATXMicro-ATX

NLX结构

NLX(Newlowprofileextention新型小尺寸结构扩展)主板是一种新型低侧面主板

支持各类微处理器技术、AGP接口、高内存技术，把外围设备进行了重新组合，提供了更

多的系统级设计和灵活的集成能力，甚至不必拆卸一个螺丝钉就能完成主板组装的全过程,

有效地降低了系统的成本和装机效率。

BTX结构

是ATX的替代者，具有如下特点

支持Low-profile,即窄板设计，系统结构将更加紧凑；针对散热和气流的运动，对主板的

线路布局进行了优化设计

主板的安装将更加简便，机械性能也将

经过最优化设计

主板的组成

目前主流的主板多数都是使用ATX结

构，都是由相同的儿个部分组成

IntelPentium4主板（右图所示）

主板的组成

1.CPU插座:主板上CPU插座的结构取

决于CPU的封装形式

2.内存插槽：主板上提供的内存条专用插槽

3.扩展槽：用于扩展微型机功能的插槽，可用来插接各种板卡

PCI插槽

AGP插槽

PCIExpress插槽

4.芯片组：主板的核心部件，起着协调和控制数据在CPU、内存和各部件之间的传输作用

北桥芯片；南桥芯片

5.BIOS系统：基本输入/输出系统

包含一组例行程序，由它们完成系统与外设之间的输入/输出工作

包含诊断程序和实用程序，在开机后，对系统的各个部件进行检测和初始化

6.ATA、SATA接口和软驱接口

7.I/O接口：用于连接各种输入/输出设备的接口

串行接口；并行接口；USB接口；PS/2接口

8.CPU电源插座：是Pentium4所特有的，由于Pentium4的功耗增大，新增加了一个4芯

的电源连接器专门为处理器供电

9.电池：电池是用来保持CMOS中的数据和时钟的运转而设置的，一般采用NI/ID纽扣电

池

10.电源插座：主板是经由电源插座供电而工作的。早期AT主板上使用的AT电源插座

新型的ATX主板上使用ATX电源插座

II.跳线开关：主板上一般有多组跳线开关，大部分用于CPU的设置。一般还有一组跳线

用于清除CMOS内容。

主板的各项参数指标

Cpu主板支持的CPU类型、处理器架构，系统数据总线频率

芯片组芯片组型号

内存支持的内存类型、规格，内存插槽数量，最大内存容量等

声卡集成声卡的型号，规格

ATA/SATA支持的PATA、SATA或SCSI标准和数量

I/O接口：PS/2接口、串行口、并行口、USB及其他接口的标准与数量

扩展槽PCI、PCIExpress,AGP等的标准及插槽的数量

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