计算机组装与维护

1. 计算机组装与维护

2. 第一章 微机系统介绍 • 一、微机硬件系统的结构： • 1、控制器：是微机的核心，负责对指令进行分析、判断，发出控制信号，控制微机有关设备的协调工作，确保系统正常运行。 • 2、运算器：运算器是对信息进行加工处理的部件，它在控制器的控制下与内存交换信息，完成对数据的算术运算和逻辑运算。 • 3、存储器：存储器是微机的记忆装置，用来存储程序和数据，并根据指令向其他部件提供这些数据。微机的存储器可分为主存储器和辅助存储器两种，又称为内存储器和外存储器。 • 4、输入设备：负责将程序、数字、图形、图像、声音等数据转换成微机可以接收的数字信号并输入到微机中。 • 5、输出设备：负责将计算机的运算的结果或是运行的状态以人们可以识别的形式显示出来。

3. 第一章 微机系统介绍 • 二、微机软件系统的组成： • 软件系统的主要任务是： • 为用户提供运用计算机的操作平台，辅以应用软件，发挥机器的功能和用途，实现用户使用计算机的目的。软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。 • （1）系统软件：为其他软件服务的软件，其主要功能是简化微机操作，充分发挥硬件功能，支持应用软件的运行并提供各种服务。系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等几类。 • 系统软件的主要特点： • 一、通用性，即无论哪个应用领域的微机用户都可以使用它们； • 二、基础性，即应用软件要在系统软件的支持下编写和运行。 • （2）应用软件：应用软件是解决各种实际问题的程序。运行于系统软件之上。

4. 认识计算机硬件 • 本节重点学习计算机硬件系统的接口、参数、性能指标等。

5. 一、CPU（中央处理器） • CPU是计算机的心脏，是完成各种运算和控制的核心，也是决定计算机性能的最重要的部件。

6. 64位处理器 Intel Prescott (Prescott 对AMD的Athlon 64 )

7. Athlon 64 X2，双内核桌面处理器 • 64位处理器，Athlon 64 X2采用了939针封装。双内核处理器，如可以在后台运行杀毒程序而丝毫不影响系统性能。

8. Pentium D处理器 核心代号为Smithfield的台式机处理器 Intel的双核心构架像一个双CPU平台，Pentium D处理器沿用Prescott架构及90nm生产工艺。Pentium D内核由两个独立的Prescott核心组成，每个核心拥有独立的1MB L2缓存及执行单元，两个核心共拥有2MB缓存。由于两个核心都拥有各自独立的缓存，必须保正每个二级缓存中的信息完全一致，否则就会出现运算错误。为了解决这一问题，Intel将两个核心之间的协调工作交给外部的北桥（MCH）芯片。

9. 2、CPU的主要生产厂商和品牌 • 主要生产厂商： • 英特尔（Intel）、AMD当前主流和主要产品： • 1）Intel系列： • 主要有酷睿(Core)系列、Pentium系列、Celeron系列和至强系列等，分别应用于中高档用户、普通低端用户和服务器。 • 2）AMD系列： • 主要有用于服务器和工作站的AMD Opteron(皓龙)处理器系列和用于台式机和笔记本电脑的AMD Athlon(速龙)、Sempron(闪龙)处理器系列。AMD CPU的特点是低频高效，性价比高，缺点是发热量大。

10. 3． CPU性能指标 • 1）主频 • CPU主频是CPU内核工作的时钟频率，很多人认为CPU的主频就是CPU的运行速度，其实CPU的主频仅表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力并没有直接关系。 • 主频虽然与CPU的运算速度存在一定的关系，但不是绝对正比,因为CPU的运算速度还与CPU的流水线、缓存、指令集，CPU的位数等方面的性能有关。 • 虽然CPU的主频不代表CPU的速度，但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。 • 主频的计算公式：CPU主频=外频×倍频

11. 3．CPU性能指标 • 2）外频 • 外频是CPU乃至整个计算机系统的基准频率，单位是MHz（兆赫兹）。 • 外频与前端总线（FSB）频率很容易被混为一谈。前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。 • 也可这样认为，前端总线的频率有两个概念：一就是总线的物理工作频率（即我们所说的外频），二就是有效工作频率（即我们所说的FSB频率）它直接决定了前端总线的数据传输速度！ • INTEL处理器的两者的关系是：FSB频率=外频X4；而AMD的就是：FSB频率=外频X2。 • 注意：以上AMD芯片是以K7为例，K8由于内置有内存控制器（原来是在北桥芯片中），所以没用前端总线频率的概念，取而代之是HyperTransport总线频率 。

12. 3． CPU性能指标 • 3）倍频 • CPU的倍频，全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。 • CPU主频的计算方式变为：主频=外频x倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。

13. 3． CPU性能指标 • 4）前端总线 • 前端总线是CPU与主板北桥之间进行数据交换的通道， CPU通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能影响很大，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。 • 数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽＝（总线频率×数据位宽）÷8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz 、800MHz 、1066MHz

14. 3． CPU性能指标 • 5) 指令流水线 • 指令流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由多个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后，CPU将接到的指令分解成多个步骤后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成多条指令，因此提高CPU运算的速度。 • 虽然长流水线可以提高CPU的速度，但是长流水线也会积累越大量的延迟和带来高功耗，高发热量，影响CPU的稳定运行。

15. 3． CPU性能指标 • 7）缓存 • 缓存的容量是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。

16. 3． CPU性能指标 • 8）超线程技术 • “超线程”技术就是通过采用特殊的硬件指令，可以把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，在单处理器中实现线程级的并行计算，同时在相应的软硬件的支持下大幅度的提高运行效能，从而实现在单处理器上模拟双处理器的效能。其实，从实质上说，超线程是一种可以将CPU内部暂时闲置处理资源充分“调动”起来的技术。

17. 3． CPU性能指标 • 9）接口类型 • 是指CPU的引脚。目前主要的接口类型有Socket370、Socket423、Socket478、Socket A、754、939 、Socket T等。 • 9）封装方式 • 所谓“封装”，说简单些就是将CPU套上外衣，这样就能保证CPU核心与空气隔离开来，避免尘埃的侵害。好的封装设计还有助于CPU芯片散热，并很好地让CPU与主板连接。

18. 3． CPU性能指标 • 指令集，是cpu中用来执行运算和控制计算机系统的一套指令的集合，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。 • 10）MMX • MMX是 “多媒体指令集”的缩写，是Intel公司第一次对X86指令集进行的扩展。MMX主要用于增强CPU对多媒体信息的处理，提高CPU处理3D图形、视频和音频信息能力。 • 11）SSE和SSE2 • SSE是 “因特网数据流单指令序列扩展”的缩写。它是Intel公司首次应用于PentiumⅢ中的。不但涵括了原MMX和3DNow！指令集中的所有功能，而且特别加强了浮点处理能力。 • 12）3DNow！和3DNow！增强版 • AMD公司开发的多媒体扩展指令集，针对MMX指令集没有加强浮点处理能力的弱点，重点提高了AMD公司K6系列CPU对3D图形的处理能力。

19. 4．主流CPU及选购 –Intel系列

20. 4．主流CPU及选购 –AMD系列

21. 二、主板 • 主板是一块矩形电路板，上面承载着组成计算机的主要电路系统、控制芯片和各种接口，是计算机最基本的也是最重要的部件之一。主板的类型和档次决定着整个系统的类型和档次，主板的性能影响着整台计算机的性能。

22. PCI-E插槽 声卡插座 USB插座 打印机插座 键盘插座 鼠标插座 PCI插槽 北桥芯片 CNR插槽 LGA 775 CPU插座 AGP插槽 主板固定孔 南桥芯片 内存插槽 BIOS芯片 IDE插座 面板跳线插座 电源插座 IDE插座 主板的结构

23. AMD平台的主板

24. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 1．CPU插槽——是在主板上安装处理器的接口，CPU经多年的发展，在不同的阶段有不同的接口方式，有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。需要注意的是，不同类型的 CPU，与其对应的CPU 插座也不相同，主要表现在插孔数、体积、形状都不一样，所以不能互相接插。

25. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 2 ．北桥芯片——北桥芯片主要决定主板所支持的CPU 类型、内存的类型、显卡的接口等参数。在整合型的主板中，北桥芯片还集成了显示核心。由于北桥芯片中集成了内存控制器，与处理器之间的数据交换非常密切，数据处理量大，发热量也大，所以，现在的北桥芯片都覆盖着散热片，用来加强北桥芯片的散热。

26. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 3 ．南桥芯片——一般位于主板上PCI 插槽的附近。相对于北桥芯片来说，南桥芯片数据处理量并不大，主要负责 I/O 总线之间的通信，如 PCI 总线、USB、LAN、ATA、SATA、音频控制器、键盘控制器、实时钟控制器、高级电源管理等。所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式与北桥芯片相连。

27. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 4．内存插槽——安插内存条的接口，根据主板结构的不同，内存插槽的数量有2～4根不等，且有单通道和双通道的区别。而内存插槽也随内存类型的更换而有过多次的变更，主要有以下类型：168pin SDRAM内存插槽、184pin DDR SDRAM内存插槽和240pin DDRII内存插槽。

28. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 5．硬盘接口——  硬盘接口是硬盘与南桥芯片之间连接的桥梁。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。常见的硬盘接口有：IDE、SATA两种： • 1）IDE接口：在微机中用于连接硬盘和光驱的专用数据接口。

29. 3.2 主板的组成及其性能指标 • 2）SATA接口——是一种以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。 • 1、Serial ATA 1.0的数据传输率可达150MB/s。 • 2、Serial ATA 2.0的数据传输率可达300MB/s。 • 3、串行接口还具有支持热插拔的优点。

30. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 6、PCI Express 插槽—— 是新一代的接口标准，主要用于安装显卡。它采用了点对点串行连接方式，每个设备都有自己的专用连接，数据传输速度很快，最高可达10Gb/s。与传统的PCI总线在每个时间周期内只能实现的单向传输相比，PCI Express还能以双工连接方式工作，提供更快的传输速率。它的工作模式跟半双工和全双工类似。 • PCI Express X16，即 16 条点对点数据传输通道连接，与传统的 AGP 总线。PCI Express X16 支持双向数据传输，每向数据传输带宽高达 4GB/s，双向数据传输带宽有 8GB/s 之多。而 AGP 8X 数据传输，只提供 2.1GB/s 的数据传输带宽。

31. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 7、PCI插槽—— 是基于PCI局部总线(周边元件扩展接口)的扩展插槽，其颜色一般为白色，位于主板上AGP或PCIE插槽的下方，其位宽分别为32位或64位，工作频率为33MHz,最大数据传输率为133MB/sec(32位)和266MB/sec(64位)。可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem等扩展功能卡。PCI插槽是主板的主要扩展插槽，通过插接不同的扩展功能卡可以获得目前电脑能实现的几乎所有功能，是名副其实的“万用”扩展插槽。

32. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 8、BIOS （Basic Input/Output System，基本输入输出系统）是一组被固化到电脑中，为电脑提供最低级最直接的硬件控制的程序，它是连通软件程序和硬件设备之间的枢纽，是硬件与软件程序之间的一个“转换器”或者说是接口，负责解决硬件的即时要求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。 • BIOS的主要功能： • 自检及初始化程序

33. 3．2 主板的组成及其性能指标 • BIOS的“自检”及“初始化” • 　　自检部分负责对各硬件及接口的检测，检查电脑功能和状态是否良好。一旦在自检中发现问题，将按两种情况处理：对于严重故障（致命性故障）则停机，对于非严重故障则给出提示或声音报警信号，等待用户处理。 • 　　第二个部分是初始化，对一些外部设备进行初始化和设置硬件参数，当电脑启动时会读取这些参数，并和实际硬件设置进行比较，如果不符合，会影响系统的启动。 • 　　最后一个部分是引导程序， BIOS将从硬盘的开始扇区读取引导记录，如果没有找到，则会在显示器上显示没有引导设备，如果找到引导记录会把电脑的控制权转给引导记录，由引导记录把操作系统装入电脑。

34. 3．2 主板的组成及其性能指标 • 7．其他内部接口：一般的现今主流主板带有1根PCI-E16X或AGP8X插槽（显卡）、2～5根PCI插槽（声卡、网卡、Modem、电视卡、采集卡、扩展卡）、1～2根PCI-E1X插槽、2～6个SATA插槽（SATA硬盘）、2个IDE插槽（IDE硬盘、光驱）、1个软驱插槽、2～4个USB扩展插针、 • 8．外部接口：一般的带有2个PS/2接口（绿鼠标、紫键盘）、1～2个COM串行接口、1个并行接口、1～2个网卡接口（RJ-45）、2～4个USB接口、声卡接口、VGA接口（板载显卡）

35. 四、内存 • 内存也叫主存,主要用于暂时存放正在运行中的程序或参与运算的数据,它是CPU与外部存储器进行数据交换的临时仓库。一旦关闭电源,内存中的数据将会丢失。 • 目前市场中主要有三种类型的内存，分别是SDRAM、DDR和DDR2，其中DDR、DDR2内存在计算机硬件市场中占主流地位，而SDRAM内存因技术落后，无法满足新型处理器的要求而退出了市场。

36. 1、SDRAM： • SDRAM是“同步动态随机存储器”的简称，曾经是在486电脑上使用最为广泛应用的一种内存类型。由于SDRAM内存芯片的工作速度与系统总线的速度（CPU的外频）相同，因此CPU可以直接访问内存，不需要进入等待周期，加快数据传输的速度。但是，SDRAM在每个时间周期里只能完成一次数据传输任务。 168线的SDRAM内存

37. 2、DDR SDRAM DDR是一种继SDRAM后开发的内存技术，DDR的原意为“DoubleDataRate”，就是双数据传输模式。之所以称其为“双”，是因为在同一个时间周期内，DDR内存可以完成两次数据传输任务，而SDRAM内存只能完成一次数据传输任务。因此相同速率的内存芯片，DDR内存的性能要比SDR内存高出一倍。 DDR-184线内存条

38. 3、DDR2 SDRAM DDR2（Double Data Rate 2）是在DDR内存的基础上，通过增强内存的并行处理能力，使它在同一个时间周期内，拥有两倍于DDR内存的数据读取能力，从而提高它的工作速度。因此，DDR2代内存在相同的时间周期内，工作速度是DDR内存的2倍，是SDRAM内存的4倍。 DDR2-240线内存条

39. 内存技术指标 • 1、内存容量 • 内存容量是内存的关键性参数，以MB或GB作为单位。由于内存作为CPU与外部存储器或外部接口之间的桥梁，因此，内存的容量越大越有利于程序的运行。目前台式电脑中主流采用的单条内存的容量有256MB、512MB、1GB和2GB等。 •              计算机系统中，内存的容量等于安装在主板内存插槽上所有内存条容量的总和。

40. 内存技术指标 • 2、内存的工作频率 • 内存工作频率和CPU的工作频率一样，被用来表示内存的速度，以MHz（兆赫）为计量单位。内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作。目前较为主流的内存频率室333MHz和400MHz的DDR内存，以及533MHz和667MHz的DDR2内存。 • DDR内存和DDR2内存的频率可以用工作频率和等效频率两种方式表示，工作频率是内存颗粒实际的工作频率，但是由于DDR内存可以在脉冲的上升和下降沿都传输数据，因此传输数据的等效频率是工作频率的两倍；而DDR2内存每个时钟能够以四倍于工作频率的速度读/写数据，因此传输数据的等效频率是工作频率的四倍。例如DDR 200/266/333/400的工作频率分别是100/133/166/200MHz，而等效频率分别是200/266/333/400MHz；DDR2 400/533/667/800的工作频率分别是100/133/166/200MHz，而等效频率分别是400/533/667/800MHz。

41. 内存技术指标 • 3、存储速度 • 内存的存储速度用存取一次数据的时间来表示，单位为纳秒，记为ns，1秒=10亿纳秒，即1纳秒=10ˉ9秒。 • ns和MHz之间的换算关系如下： • 1ns=1000MHz • 6ns=166MHz • 7ns=143MHz • 10ns=100MHz • 4、ECC是“Error Checking and Correcting”的简写，中文名称是“错误检查和纠正”。ECC是一种能够实现“错误检查和纠正”的技术，ECC内存就是应用了这种技术的内存，一般多应用在服务器及图形工作站上，这将使整个电脑系统在工作时更趋于安全稳定。

42. 内存选配指南 • 1）不要贪高求贵，量力而行。 • 如果不考虑以后主板或CPU等系统的升级，最好是量体裁衣，不要一昧求高频率、高容量。 • 就目前水平，一般选择容量512M即可，如果要作图形图像处理或运行大型3D游戏，可选择更大一些的容量。 • 2）注意速度同FSB的搭配 • 目前CPU常见的FSB为533MHHZ、800MHZ、1000MHZ、1066MHZ。可参考下表。 • FSB 内存 • 533MHZ DDR266，如主板支持双通道，则选两条正好匹配。 • 800MHZ DDR400，如主板支持双通道，则选两条正好匹配。 • 如板支持DDRII，可选DDRII400、DDRII533或更高 • 总之，在同FSB的搭配上，内存的总传输率同FSB要大致相当（同频内存传输率双通道为单通道的两倍）。 • 3）注意同主板搭配 • 在同主板的搭配上，要注意，当前不是所有主板都支持DDRII，例如Intel平台主板，915以前的芯片组系列是不支持DRRII的；而AMD平台主板比较好判定：754和939接口的主板都不支持DDRII，今年（06）开始流行AM2接口的主板都支持。

43. 五、显卡 • 显卡是连接主机与显示器的接口卡。其主要作用是将计算机当前运行的状态和结果进行相应的处理并转换成显示器能够接受的文字和图形显示信号后通过屏幕显示出来。 • 显卡按采用的图形芯片和总线类型可分为PCI显卡、AGP显卡和PCI-E显卡。

44. 显卡结构 • 1、图形处理芯片 • 图形处理芯片是显卡的核心，显卡的主要技术规格和性能基本上取决于图形处理器芯片的技术和性能。衡量显示处理芯片的技术先进性主要是看起所具有的2D/3D图形处理能力芯片图形处理引擎的数据位宽度与显存之间的数据总线宽度和所支持的显存类型容量、内部RAMDAC的工作时钟频率、具备几条像素渲染处理流水线、所支持的图形应用程序接口（API）种类以及芯片生产工艺技术水平等。

45. 显卡结构 • 2、显存 • 当显示芯片处理完数据后会将数据输送到显存中，然后RAMDAC从显存中读取数据，并将数字信号转换为模拟信号，最后输出到显示屏。所以显存的速度以及带宽直接影响着一块显卡的速度，即使你的显卡图形芯片很强劲，但是如果板载显存达不到要求，无法将处理过的数据即时传送，那么你就无法得到满意的显示效果。显存的容量与速度直接关系到显卡性能的高低，高速的显卡芯片对显存的容量就相应的更高一些 。 • 要评估一块显存的性能，主要从显存类型、工作频率、封装和显存位宽等方面来分析

46. 显卡结构 • 3、RAMDAC • 数模转换器.它的作用是将显存中的数字信号转换为能够用于显示的模拟信号，RAMDAC的速度对在显示器上面看到的的图象有很大的影响。 • RAMDAC的转换速率以MHz表示，它决定了刷新频率的高低（与显示器的“带宽”意义近似）。其工作速度越高，频带越宽，高分辨率时的画面质量越好.该数值决定了在足够的显存下，显卡最高支持的分辨率和刷新率。 • 目前主流的显卡RAMDAC都能达到400MHz，已足以满足和超过目前大多数显示器所能提供的分辨率和刷新率。

47. 显卡结构 • 4、输出接口 • 显卡处理好的图象要显示在显示设备上面，那就离不开显卡的输出接口，现在最常见的主要有：VGA接口、DVI接口、S端子这几种输出接口。 • 1）VGA(VideoGraphicsArray视频图形阵列)接口,也就是D-Sub15接口，作用是将转换好的模拟信号输出到CRT或者LCD显示器中。现在几乎每款显卡都具备有标准的VGA接口。它的优点有无串扰、无电路合成分离损耗等。 • 2）DVI(DigitalVisualInterface数字视频接口)接口，视频信号无需转换，信号无衰减或失真，显示效果提升显著，将时候VGA接口的替代者。DVI接口可以分为两种：仅支持数字信号的DVI-D接口和同时支持数字与模拟信号的DVI-I接口。

48. 显卡主要性能指标 • （1）刷新频率：指图象在屏幕上更新的速度，即屏幕上每秒钟显示全画面的次数，其单位是Hz。为了保护眼睛，最好将显示刷新频率调到75Hz以上。 • （2）色彩位数（彩色深度）：图形中每一个像素的颜色是用一组二进制数来描述的，描述颜色信息的这组二进制数长度（位数）就称为色彩位数。色彩位数越高，显示图形的色彩越丰富。 • （3）显示分辨率（ResaLution）:是指组成一幅图像（在显示屏上显示出图像）的水平像素和垂直像素的乘积。显示分辨率越高，屏幕上显示的图像像素越多，则图像显示也就越清晰。显示分辨率和显示器、显卡有密切的关系。

49. 显卡主要性能指标 • （4）显存容量 • 主要作用就是将显示芯片处理的数据临时储存起来。 • 显存与系统内存一样，其容量大小在一定程度上影响着显卡的显示质量，因为显存越大，可以储存的图像数据就越多，支持的分辨率与颜色数也就越高。但是显存并非影响显卡性能的唯一因素。对于不同架构、不同处理能力的图形核心来说，显存容量的需求亦不一样。数据处理能力强大的图形核心，当用上如抗锯齿和其他改善画质的额外功能时，需使用较多的显示内存，但对于有些低端的显卡，由于架构的限制，即使增加内存容量也不能使性能大幅度增加，更多的容量只能增加了成本。

50. 显卡的选购 GeForce7800GTX RADEONX1900XTX