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第 2 章 计算机硬件详解. 教学目标. 本章主要介绍计算机主要硬件和辅助设备的基础知识，主要包括硬件的发展史、基本工作原理、硬件类型和选择的原则等，希望让大家对一些常用硬件有比较全面和深入的认识，为设备的选择和采购奠定基础，也为后面的组装做好准备。. 重点与难点. CPU 的类型与选择 主板与硬盘的类型与选择 内存和电源的选择 各辅助配件的作用. 2.1 中央处理器 ——CPU. CPU 概述 CPU 发展简史 CPU 主要性能参数 CPU 的选购. 2.1.1 CPU 概述.
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教学目标 • 本章主要介绍计算机主要硬件和辅助设备的基础知识，主要包括硬件的发展史、基本工作原理、硬件类型和选择的原则等，希望让大家对一些常用硬件有比较全面和深入的认识，为设备的选择和采购奠定基础，也为后面的组装做好准备。
重点与难点 • CPU的类型与选择 • 主板与硬盘的类型与选择 • 内存和电源的选择 • 各辅助配件的作用
2.1 中央处理器——CPU • CPU概述 • CPU发展简史 • CPU主要性能参数 • CPU的选购
2.1.1 CPU概述 • CPU是Central Processing Unit（中央处理器）的缩写 • 其内部结构可分为： • 控制单元（Control Unit；CU） • 逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU） • 存储单元（Memory Unit，MU）
2.1.2 CPU发展简史 • 8086和8088处理器 • 80286 • 80386 • 80486 • Pentium（奔腾）时代 • Pentium MMX • Pentium Pro
2.1.2 CPU发展简史 • Pentium II与Celeron（赛扬） • Pentium II Xeon • 第六代CPU • 双雄争霸 • 好戏连台 • 双核时代
2.1.3 CPU主要性能参数 • 主频 • 外频 • 倍频 • 前端总线频率 • 高速缓存 • 接口 • 多媒体指令集 • 电压 • 制造工艺 • 封装形式
1. 主频 • CPU的主频，即CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。 • 通常所说的某某CPU是多少兆赫的，而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。例如常说的Pentium 4（奔四）3.0GHz，这个3.0GHz（3000MHz）就是CPU的主频。 • 主频仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。
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）。 • 主频就是CPU的时钟频率；倍频即主频与外频之比的倍数。 • 主频、外频、倍频的关系为：主频＝外频×倍频。 • 在奔腾时代，CPU的外频一般是60/66MHz，从Pentium Ⅱ 350开始，CPU外频提高到100MHz，目前CPU外频已经达到了200MHz。 • 一个CPU默认的外频只有一个，主板必须能支持这个外频。因此在选购主板和CPU时必须注意这点，如果两者不匹配，系统就无法工作。
3. 倍频 • CPU的倍频，全称是倍频系数，是CPU主频率与外频之间的相对比例关系。 • 理论上，倍频是从1.5一直到无限的。 • 倍频是以0.5为一个间隔单位。 • CPU主频的计算方式为：主频=外频×倍频。
4. 前端总线频率 • 前端总线（FSB）频率直接影响CPU与内存直接数据交换速度。 • 由于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上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种。 • 前端总线频率越大，代表着CPU与内存之间的数据传输量越大，更能充分发挥出CPU的功能。
外频与前端总线频率的区别 • 前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更加实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。 • 外频是CPU与主板之间同步运行的速度。 • 之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里（主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。
5. 高速缓存 • 决定CPU性能的参数还有很多，高速缓存就是很关键的一个。我们通常把它叫做Cache，CPU上集成了L1 Cache和L2 Cache，分别是一级缓存和二级缓存。 • Pentium4“Willamette”内核产品采用了423的针脚架构，具备400MHz的前端总线，拥有256KB全速二级缓存，8KB一级追踪缓存，SSE2指令集。
6. 接口 • 接口指CPU和主板连接的接口。 • 主要有两类： • 卡式接口，称为SLOT，这种接口的CPU目前已被淘汰。 • 针脚式接口，称为Socket • Socket接口的 CPU因为针脚数目不同而称为Socket370、Socket478、Socket462、Socket423等。
7. 多媒体指令集 • 最著名的3种是： • Intel公司的MMX和SSE/SSE2 • AMD的 3DNOW！指令集
8. 电压 • CPU的工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压，与制作工艺及集成的晶体管数相关。 • 正常工作的电压越低，功耗越低，发热越小。 • CPU的发展方向，也是在保证性能的基础上，不断降低正常工作所需要的电压。例如老核心Athlon XP的工作电压为1.75V，而新核心的AthlonXP其电压为1.65V。
9. 制造工艺 • 早期的处理器都是使用0.5微米工艺制造出来的，随着CPU频率的增加，原有的工艺已无法满足产品的要求，这样便出现了0.35微米以及0.25微米工艺。 • 目前，已有部分CPU的制造工艺已经达到了0.09微米和0.06微米，甚至更小。
10. 封装形式 • 所谓CPU封装是CPU生产过程中的最后一道工序，封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施。 • 从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA（栅格阵列）方式封装，而采用Slotx槽安装的CPU则全部采用SEC（单边接插盒）的形式封装。 • 现在还有PLGA （PlasticLandGridArray）、OLGA（OrganicLandGridArray）等封装技术。
2.1.4 CPU的选购 • 1. CPU厂商 • Intel公司 • Intel公司的产品以稳定性好、兼容性好、发热量低著称。 • AMD公司 • AMD的性能也很突出的，价格相对于Intel公司也较低，缺点是发热量较大。 • 中国台湾的威盛公司 • 威盛目前有C3和C7等系列的CPU
2.1.4 CPU的选购 • 2. 盒装与散装 • 盒装CPU指的是厂商的原装正品，有可靠的质量保证，并且每一款都有它自己的真品序列号； • 散装CPU的渠道是不可靠的，一般都要比同样的盒装CPU低几十元钱。 • 如果用户对如何鉴别它的真伪不是很在行，建议购买盒装CPU。
2.1.4 CPU的选购 • 3. 为CPU降温 • CPU在高速的工作中会散发出大量的热，所以买CPU的同时就一定要购买风扇。风扇也有CPU厂商的原装产品，价格相对高一些，但性能很好，比如Intel公司原装风扇。
2.1.4 CPU的选购 • 4. 看编号识真品 • 识别CPU也可以从它的编号入手。就像身份证一样，刻在CPU顶部的金属盖上的一系列字符编号，记载了该处理器的型号、工作参数、产地、序列号等重要信息。
2.2 主板 • 主板的组成 • 主板适用类型 • 选购主板
2.2 主板 • 主板是计算机中块头最大的配件，呈长方形，上面密布各种元件、接口和插槽。各种外设、板卡、CPU、存储器等，都要接在主板上。
2.2.1 主板的组成 • CPU插座 • 内存插槽 • 主控制芯片 • 板载PCI、AGP插槽 • 主板上的接口 • IDE接口和软驱接口 • 串行、并行、PS/2和USB接口 • BIOS控制芯片 • CMOS控制芯片 • 必不可少的插针
2. 内存插槽 • CPU插座旁边的黑槽就是内存插槽。
3. 主控制芯片 • 芯片组是主板最关键的组成部分，它决定了整个主板的性能。
4. 板载PCI、AGP插槽 • 主板的另一个重要特征就是总线的类型。 • 总线是连接CPU和内存、缓存、外部控制芯片之间的数据通道。
5. 主板上的接口 • 主板上的接口是用来与各种设备连接的，目前所有的主板都已经将各种接口集成到了主板上面，还有些主板内置了声卡、显卡和SCSI卡等功能。
6. IDE接口和软驱接口 • 主板上的IDE和软驱接口
8. BIOS控制芯片 • BIOS就是基本输入输出系统，它实际上就是硬件与软件之间的连接器，一般被写入到ROM芯片内（ROM就是只读存储器）。
9. CMOS控制芯片 • CMOS记录了系统的一些重要信息，如软驱、硬盘的设置以及系统日期和时间等，计算机每次启动时都要先读取里面的信息。
10. 必不可少的插针 • ①（PWR-ON）是电源开关插针； • ②（RESET）是重置开关插针； • ③（PWR-LED）是电源指示灯插针； • ④（SPEAK）是机箱喇叭开关插针； • ⑤（HDD-LED）硬盘指示灯插针。
2.2.2 主板适用类型 • 主板适用类型是指该主板所适用的应用类型。针对不同用户的不同需求、不同应用范围，主板被设计成各不相同的类型，即分为台式机主板和服务器/工作站主板。
