1.74k likes | 1.88k Views
第一章. CPU 、内存与主板. 微机组成. 计算机的分类. 按设计目的和用途分类 通用计算机,专用计算机 按规模和功能分类 巨型机,大中型机,小型机和微型机 按处理对象分类 数字电子计算机,模拟计算机 常见计算机 台式电脑,笔记本电脑,服务器. 计算机基本组成. 基本结构 冯 · 诺依曼体系(基于二进制和程序存储控制思想) CPU (运算器与控制器)、存储器(主存、外存),主机,外围设备(输入输出设备) 微型机系统 微机从第一代 4 位机演变到现在的 64 位机 从计算机组成原理:计算机组成(图 1-4 )
E N D
第一章 CPU、内存与主板
计算机的分类 • 按设计目的和用途分类 • 通用计算机,专用计算机 • 按规模和功能分类 • 巨型机,大中型机,小型机和微型机 • 按处理对象分类 • 数字电子计算机,模拟计算机 • 常见计算机 • 台式电脑,笔记本电脑,服务器
计算机基本组成 • 基本结构 • 冯·诺依曼体系(基于二进制和程序存储控制思想) • CPU(运算器与控制器)、存储器(主存、外存),主机,外围设备(输入输出设备) • 微型机系统 • 微机从第一代4位机演变到现在的64位机 • 从计算机组成原理:计算机组成(图1-4) • 从组装计算机角度:计算机组成(图1-5)
CPU的发展历程 • 起步阶段 • 1971年 4位 4004处理器 • 1974年 8位 8008至8080处理器 • 发展阶段 • 1978年 16位 8086处理器 • 1979年 准16位 8088处理器 • 8086的简版(内部16位,外部8位) • 1981年用于IBM PC机中,开创了微机时代
CPU的发展历程(续) • 1982年 16位 80286处理器 • IBM机中使用了该处理器(AT机),引起轰动 • 优点:大内存,模拟内存空间,运行多个任务,提高速度 • 速度从6M逐步至20M • 1985年 32位 80386处理器(80386DX) • 新技术:类286结构,80387协处理器,高速缓存 • 80386使32位CPU成为PC工业标准 • 1989年 32位 80486处理器
CPU的发展历程(续) • Pentium阶段 • 1993年 32/64位 Pentium处理器 • X86指令集,因商标注册问题,公司推出Pentium处理器 • 超标量处理器(U流水线,V流水线) • 1996年 Pentium MMX、Pentium Pro • 1998年 32/64位 Pentium Ⅱ处理器 • 采用Slot 1 接口
CPU的发展历程(续) • 1998年 Celeron(赛扬)处理器 • 为占领低端市场 • 与Pentium Ⅱ相比,少了L2 Cache,减低成本 • 1998-1999年 Xeon 至强处理器 • 主要面向性能要求更高的服务器和工作站 • 采用Slot 2 架构,支持8个CPU系统 • 1999年 Pentium Ⅲ处理器 • 增加了SSE指令集
CPU的发展历程(续) • 2000年 Pentium Ⅳ处理器 • 包含144条重新设计的SSE2指令集 • 两种架构 • I850芯片组,RDRAM,Socket 423 • I845芯片组,SDRAM,Socket 478
CPU的发展历程(续) • 其他公司的CPU • AMD公司的CPU • 主要有(386DS/40,AMD486,5x86,K5、K6、K7) • K6-Ⅲ • K7(速龙) • Thunderbird(雷鸟)、Duron(毒龙)
CPU的发展历程(续) • 其他CPU技术 • Itanium(安腾)64位 处理器,用于高档服务器 • 迅驰移动技术 • 移动处理器Pentium-M • 855PM芯片组 • 802.11b/a无线网卡
CPU的性能指标 • 时钟和频率 • 脉冲信号,周期(周期单位),频率(频率单位) • CPU处理数据的过程,按照统一的时钟脉冲同步操作 • 主频和外频 • 含义(主频和外频) • 从486DX2开始,CPU的主频与外频不一致 主频=外频*倍频 • 超频 • 含义(超频,锁频,Remark)
CPU的性能指标(续) • 前端总线频率(FSB) • 前端总线:是CPU与北桥之间总线 • 缓存 • 解决高速CPU与低速主存之间的匹配 • 分为两级。L1与L2 • 制造工艺 • 芯片的印刷原理(光照射) • 芯片印刷关键是光颜色与波长的控制
CPU的性能指标(续) • 接口类型 • CPU管脚和排列情况 • 486之前是焊在主板上,之后用插座或插槽来安装CPU • CPU种类繁多,所用插座和插槽也各不相同 • 封装技术 • 安装半导体集成电路芯片的外壳 • 功能:安放,固定,密封,保护,导热 • 封装技术:DIP,QFP,PGA
CPU相关技术 • 超线程技术(HT) • 简之:一个CPU当两个用(PⅣ中最先引入) • 支持:CPU,BIOS,操作系统 • 流水线技术 • 把一个复杂的运算分解成很多个简单的基本运算,然后由专门设计好的单元完成运算(486中最先引入)。 • 流水线越长,运算工作就越简单,处理器的工作频率就越高 • 流水线长度并不是越长越好的。
CPU相关技术(续) • 超流水线技术 • 超标量技术 • 乱序执行技术 • 含义(指令不按顺序发送给相应电路执行) • 提高CPU的运行速度 • 分支技术、分支预测和推测执行技术 • 分支:分为无条件分支和条件分支 • 是CPU动态执行技术 • 若预测错误效率更慢,但平均后结果仍提高效率
CPU相关技术(续) • 指令特殊扩展技术 • 对 CPU 指令集的扩展 • MMX • 有57条指令,增强对多媒体信号的处理 • 对整数运算进行优化,没对浮点运算进行优化 • 3D Now(AMD公司K6中) • 有27条指令,增强对 3D 图形的处理能力 • 主要应用于 3D 游戏,对其他图形处理支持不足 • SSE(PⅢ中) • 有70条指令,包含MMX 、3D Now指令功能,并增强了浮点处理能力
CPU相关技术(续) • Intel Pentium Ⅳ的性能 • P17 表
选择、识别CPU • 选择CPU • 经济性、性能、用户对象 • 识别CPU • 通过CPU的外观(不准确) • 专门的软件测试 • 软件:WhatCPUIs,WcpuID,CPU Stability Test,System Anlyser • WhatCPUIs
安装、测试CPU • CPU的插座 • ZIF(零插拔力插座)插座与单边插座 • 安装散热器与风扇 • 测试CPU • 测试软件Sandra,Winbench • Sandra介绍 • Winbench介绍
内存 • ROM(只读存储器) • 常见ROM芯片(ROM BIOS与分类) • SRAM(静态随机存储器) • DRAM(动态随机存储器) • FP DRAM(快页内存)、EDO • SDRAM • 内存访问采用突发模式,每时钟上升沿读写数据。 • 在DRAM中加入同步控制逻辑电路 • 与异步内存区别
新一代内存 • DDR SDRAM与Rambus • RDRAM • 工作原理 • 需插满插槽,无则需使用连通器 • DDR DRAM • 工作原理 • 采用新技术,使时钟脉冲的上升沿与下降沿传输数据 • DDR内存与SDRAM的物理元素相同,但两侧线数不同(184针) • 为技术的提升,故降低了成本
内存技术规格 • 时钟频率 • 存取时间 • CAS延迟时间(CL) • 其他3个延迟 • 带宽 • 内存封装 • 奇偶校验、非奇偶校验、ECC
内存标识 • 内存标识规范 • PC-100规范(表) • 6层PCB • 线宽与间距标识 • SDRAM芯片 • SPD EEPROM • 内存标注格式(例) • 内存芯片标识 • 例(三星SDRAM内存芯片)
内存选择、安装 • 选择 • 品牌 • 主板对内存的限制 • 类型 • 内存性能 • 安装 • 装在最靠近CPU处 • 安装与拆卸操作(SIMM与DIMM)
测试内存、内存维护 • 测试内存 • 缓存与内存基准测试 • 带宽基准测试 • Windows内存信息 • 内存维护 • 内存没插好或损坏(1,2,3) • 内存质量不好或与主板不兼容(4,5,6) • 采用不同的内存条(7,8,10) • 没有正确设置CMOS(9,11)
芯片组 • 早期为芯片组,现称为北桥与南桥 • 芯片组与CPU与其他设备关系 • 介绍(P41图1-35) • 主板上的北桥与南桥决定主板档次与规格 • 芯片组功能 • Inter公司的芯片组(从4xx系列到8xx系列) • I815芯片,I845芯片,I865芯片,I875芯片 • Inter公司最新主板芯片组特性对照表
接口技术 • 插槽与总线 • 插槽(扩展槽或I/O通道)、总线 • 常见的总线类型 • ISA(工业标准架构): • EISA(扩展工业标准架构): • VESA(视频电子技术标准协会): • PCI(外部部件互联):
接口技术(续) • 其他接口 • AGP接口(图形加速接口) • PCMCIA接口(个人计算机存储器卡国际联合会) • USB接口(通用串行总线),串行总线IEEE1394:高效串行接口标准 • 串行接口: RS-232(典型) • 并行接口:2个25芯母接口 • 其他插槽 • 键盘/鼠标插槽,电源插槽,机壳面板指示灯接针
主板分类 • 主板板型 • 取决:主板上的各元器件的布局方式 • 差别:尺寸大小、形状、元器件的布局、电源的规格 • 常见的主板板型 • AT主板 • Baby AT主板 • ATX主板 • 其他主板:Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX等 • 硕泰克SL-865PE i865PE主板实例 • 主板、芯片、主板上的主要接口
选择安装测试主板 • 选择主板 • 考虑因素 • 芯片内存与芯片组、稳定性、厂商 • 安装主板 • 镙钉固定、接线(插头与插座)、跳线 • 测试主板 • 系统硬软件配置 • 用Sandra软件测试 • 其他软件测试
主板故障分析 • 静态测试 • 目测、电阻值的测量、测电压 • 动态测试 • 一般采用故障排他法 • 基本原则:由大到小,由总体到局部由局部到细节进行判断 • 先测电压,再测电源输出信号,再采用拔插法减少I/O设备,减少故障范围直到最小范围。
机箱与电源 • 机箱 • 分类:按类型、按形状 • 组成: • 电源 • 为封闭的独立部件(输入市电、输出直流电) • 分类:按功率、按形状 • 使用中应注意(3点) • UPS(不间断供电系统) • 保护电脑:市电断电、市电电压波动过大 • 使用中应注意(6点)
第二章 输入/输出系统
CRT显示器 • 基本知识 • 基本原理、结构图、光栅扫描过程、黑白灰度的产生 • 帧(525线、隔行与逐行扫描) • 字符显示原理(字符发生器与ROM设备) • 彩色显示器 • 工作原理、结构图 • 类型 • 复合彩色显示器 • RGB显示
纯平显示器 • 显像管发展(形状) • 球面 • 柱面 • 平面直角 • 纯平面 • 纯平显示器
液晶显示器 • 液晶发展史 • 工作原理 • 特点 • 类型 • TN型:基本结构与原理 • STN型:液晶分子扭曲度超过90度 • DSTN弄:用于功耗低的场所 • TFT型 • 原理:上部夹层电极为TFT晶体管(具有电容效应)、下层改为共通电极,TFT显示采用“背透射”照射方式
显示器的规格 • CRT显示器 • 尺寸、颜色、分辩率、点距 • 图像质量(屏幕回扫图像的速度,分辩率) • 液晶显示器 • 液晶面板、亮度、 • 对比度、响应时间 • 分辩率、可视角度
显示卡 • 工作原理 • 数据通过显示芯片集放在显存中 • 根据需要加工,通过数模转换输出 • 部件 • 图形加速芯片(芯片集) • 显存 • RAMDAC(RAM数字模拟转换器) • 接口技术 • API
显示系统的安装使用与维护 • 安装 • 显示器、显卡安装 • 使用 • 显示器的调节旋钮的使用 • 维护 • 主要故障在显卡与接插件上 • 使用时注意 • 除尘,搬运(先拔电源线与信号电缆) • 不能将盛有液体的容器放在显示器上,
测试与常见故障分析 • 测试 • Sandra软件 • 常见故障 • 无显示 • 垂直不同步、水平不同步 • 字符显示不良 • 没有字符但有图形显示 • 彩色不好或没有彩色