1、教學(xué)輔助課件,計算機組裝與維修技術(shù),中國水利水電出版社,子模塊2 計算機硬件詳解,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,應(yīng)知： 計算機各硬件的主要功能。 計算機各主要部件的工作原理。 計算機硬件設(shè)備的規(guī)格型號。 應(yīng)會： 能夠掌握計算機中各主要部件的工作原理、各部件在微機系統(tǒng)中的作用。 能夠識別出各硬件設(shè)備的主要參數(shù)指標(biāo)及主要生產(chǎn)廠商。,主要內(nèi)容：,2.1 主板 2.2 CPU 2.3 內(nèi)存系統(tǒng) 2.4 外存 2.5 顯示卡和顯示器 2.6 鍵盤與鼠標(biāo) 2.7 其他擴展卡,主板的主要組成部分含芯片、插槽、接口,芯片組（南橋、北橋） BIOS芯片 其他板載設(shè)備芯片（音頻Codec、網(wǎng)卡芯片等） CPU插槽 內(nèi)存插槽 總線擴

2、展槽（ISA、PCI、AGP、PCI-E等） 主機內(nèi)部I/O接口（IDE、SATA、Floppy） 主機外部I/O接口（PS/2、USB、串并口等） 其他,多數(shù)芯片組由北橋芯片（North Bridge Chip）和南橋芯片（South Bridge Chip）組成的南北橋架構(gòu)，兩塊芯片就像橋梁或紐帶一樣將電腦系統(tǒng)中各個獨立的器件和設(shè)備連接起來形成整體。,2.1.1 主板芯片組 1概述,VIA Apollo Pro 133A芯片組,北橋芯片 （1）CPU規(guī)格。 支持CPU類型：Pentium III、 Pentium 4、 Athlon、 Athlon 64。 支持前端總線頻率： Pentiu

3、m III（100MHz 133MHz）、 Pentium 4（ 400MHz 1066MHz）、 Athlon（200 MHz 400MHz）、 Athlon64（800 MHz）,2 技術(shù)規(guī)格,北橋芯片 （2）內(nèi)存規(guī)格。 支持內(nèi)存類型：SDRAM、DDR-SDRAM、 DDRII-SDRAM、RDRAM。 支持內(nèi)存工作頻率： SDRAM（66 MHz133MHz）、 DDR-SDRAM（200MHz400MHz）、 DDRII-SDRAM（400MHz800MHz）、RDRAM（400MHz533MHz）。 異步內(nèi)存頻率：是否支持CPU和內(nèi)存以不同的工作頻率運行。 最大內(nèi)存插槽數(shù)：一般為2

4、、3或4。 最大內(nèi)存容量：一般為512MB到4GB之間。 雙通道技術(shù)：適用于DDR、DDRII和RDRAM，能夠有效提高內(nèi)存系統(tǒng)吞吐量。,2 技術(shù)規(guī)格,北橋芯片 （3）系統(tǒng)總線規(guī)格。 支持總線類型：ISA、PCI、AGP、PCI-E。 支持最大PCI插槽數(shù)：一般為4、5、6。 （4）圖形系統(tǒng)規(guī)格。 AGP：是否支持AGP 1X/ 2X/ 4X/ 8X。 是否集成圖形控制器。,2 技術(shù)規(guī)格,南橋芯片 （1）硬盤接口規(guī)格。 接口類型：PATA（并行ATA，即標(biāo)準(zhǔn)IDE接口）、SCSI、SATA（串行ATA）。 Ultra-ATA：是否支持Ultra-ATA 33/66/100/133。 （2）外設(shè)

5、總線規(guī)格。 類型：USB、IEEE 1394。 USB規(guī)格：USB1.1、USB2.0。 最多USB口數(shù)：一般為2到8個。,2 技術(shù)規(guī)格,南橋芯片 （3）其他整合資源。 AC 97聲效控制器、 MODEM控制器、 以太網(wǎng)控制器。 （4）電源管理。 ACPI：一般有S1（POS，CPU停止工作）、S3（STR，除了內(nèi)存外的部件都停止工作）兩種模式。,2 技術(shù)規(guī)格,BIOS（Basic Input Output System，基本輸入/輸出系統(tǒng)），是被固化在計算機ROM上的一組程序，為計算機提供最低級、最直接的硬件控制與支持。 更形象地說，BIOS就是硬件與軟件程序之間的一個“橋梁”或者說是接口。

6、,2.1.2 BIOS1概述,BIOS芯片：32PIN DIP(PLCC),BIOS中斷調(diào)用 POST（加電自檢） BIOS系統(tǒng)設(shè)置程序,2 BIOS的功能和作用,總線就是各種信號線的集合，是計算機各部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通路。,2.1.3 總線與局部總線1概述,PC上的常見總線擴展槽,ISA（Industry Standard Architecture）：是IBM公司為286/AT電腦制定的總線工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。也稱為AT總線。 PCI（Peripheral Component Interconnect）：是SIG（Special Interest Group）集團推出的總線結(jié)構(gòu)。1

7、992年起，先后有Intel、HP、IBM、Apple、DEC、Compaq、NEC等著名的廠商加盟重新組建。 AGP（Accelerated Graphics Port）：即加速圖形端口。它是一種為了提高視頻帶寬而設(shè)計的接口規(guī)范。嚴(yán)格說來，AGP是一種接口標(biāo)準(zhǔn)。,2 PC上的常見總線標(biāo)準(zhǔn),PCI Express：由英特爾提出，采用點對點串行連接，比起PCI的總線共享并行架構(gòu)，每個設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬。 IEEE 1394：原型是運行在Apple Mac電腦上的Fire Wire（火線），由IEEE

8、采用并且重新進行了規(guī)范。是一種串行接口標(biāo)準(zhǔn)，這種接口標(biāo)準(zhǔn)允許把電腦、電腦外部設(shè)備、各種家電簡單地連接在一起。 USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）：由Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC和Northen Telecom等公司為簡化PC與外設(shè)之間的互連而共同研究開發(fā)的一種免費的標(biāo)準(zhǔn)化連接器，它支持各種PC與外設(shè)之間的連接，還可實現(xiàn)數(shù)字多媒體集成。,2 PC上的常見總線標(biāo)準(zhǔn),Socket 370架構(gòu)是英特爾開發(fā)出來代替SLOT架構(gòu)，也采用零插拔力插槽，對應(yīng)Pentium III 系列CPU。,2.1.4 CPU插槽和內(nèi)存插槽1、Socke

9、t 370,Socket 370 插槽,Socket 478插槽是Pentium 4系列處理器所采用的接口類型之一。Socket 478的Pentium 4處理器面積很小，其針腳排列極為緊密。,2、Socket 478,Socket 478 插槽,Socket 775又稱為Socket T，是Intel LGA775封裝的CPU所對應(yīng)的處理器插槽，能支持LGA775封裝的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D等CPU。Socket 775插槽與Socket 478插槽明顯不同，沒有Socket 478插槽那樣的CPU針腳插孔，取而代之的是775根有彈性的觸須狀針腳。,

10、3、Socket 775,Socket 775 插槽,用以插接內(nèi)存條。 右圖是三種常見的內(nèi)存插槽，從上至下依次為： 168針SDRAM插槽 184針DDR插槽 240針DDR2插槽,4、內(nèi)存插槽,內(nèi)存 插槽,所謂接口是指連接總線與外部設(shè)備的適配電路，處于總線與外部設(shè)備之間，起著連接二者的橋梁作用。,2.1.5 輸入/輸出接口1、概述,PC機的標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出接口,主板中一般都提供兩個IDE接口，每個IDE接口最多可以連接兩個IDE設(shè)備，如硬盤、光驅(qū)、磁帶機等。 IDE接口有被SATA取代的趨勢。 軟驅(qū)接口用于連接軟驅(qū)，最多可連接兩個軟驅(qū)。,2、IDE接口和軟驅(qū)接口,IDE接口和軟驅(qū)接口,LPT為

11、并行接口，傳輸速度相對較快，主要用于連接打印機。 COM為串行接口，主要用于連接鼠標(biāo)、外置Modem。 屬于傳統(tǒng)接口，有被USB取代的趨勢。,3、LPT接口和COM接口,串行接口和并行接口,用于連接PS/2鍵盤和鼠標(biāo)，兩種接口的結(jié)構(gòu)是一樣的，都是6-pin MINI DIN 端子。一般的分寸是，在主板平置的前提下，上面的接鼠標(biāo)，下面的接鍵盤。 對于符合PC99規(guī)范的主板，可以通過顏色區(qū)分，綠色的接鼠標(biāo)，紫色的接鍵盤。,4、PS/2鍵盤接口和PS/2鼠標(biāo)接口,PS/2鍵盤接口和鼠標(biāo)接口,是一種通用外設(shè)總線接口，可以用來連接各種設(shè)備，包括打印機、Modem、鼠標(biāo)、鍵盤、移動存儲設(shè)備、掃描儀、音箱等

12、 USB1.1最大傳輸速率12Mbps， USB2.0最大傳輸速率480Mbps,5、USB端口,USB端口,主要內(nèi)容：,2.1 主板 2.2 CPU 2.3 內(nèi)存系統(tǒng) 2.4 外存 2.5 顯示卡和顯示器 2.6 鍵盤與鼠標(biāo) 2.7 其他擴展卡,CPU（Central Processing Unit，中央處理器）是計算機的核心部件，從功能上看，CPU 將運算器和控制器集成在一塊芯片中。也被稱為Microprocessor（微處理器）。 CPU的運行速度和性能很大程度上決定了計算機的整體性能。,2.2.1 CPU簡介1概述,Pentium 4 CPU,主頻、外頻。 數(shù)據(jù)總線寬度。 地址總線寬度

13、。 核心電壓和輸入/輸出電壓。,2、CPU的主要性能指標(biāo),Intel AMD VIA,3、世界上CPU主要生產(chǎn)廠商,80486是32位CPU，與80386相比有如下優(yōu)點： 更強大的多任務(wù)的功能。 首次采用了RISC技術(shù)。 采用了突發(fā)總線方式。 將數(shù)學(xué)協(xié)處理器和高速緩沖存儲器一起集成到芯片內(nèi)。,2.2.2 486 級CPU,i486 CPU,Pentium CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位，外部數(shù)據(jù)總線為64位，與i486相比有如下優(yōu)點： 時鐘頻率提高 數(shù)據(jù)總線帶寬增加 存儲器頁面大小任選 常用指令固化 對代碼的改進 提高多媒體處理能力,2.2.3 Pentium CPU,Pentium CPU,在推

14、出Pentium Pro 后，Intel又推出了它的改進型產(chǎn)品Pentium II ，特點： 100MHz前端總線。 增添了57條MMX多媒體指令。 更大的L1 Cache。 CPU上集成512KB L2 Cache。 采用Slot 1插槽。,2.2.4 Pentium II、Pentium III、Pentium 4 1、 Pentium II,Pentium II CPU,在Pentium II技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā) ，特點： 支持100、133MHz前端總線。 增添了SSE多媒體指令。 采用Slot 1、Socket 370 插槽。,2、 Pentium III,Tualatin核心的Penti

15、um III-S,Pentium 4引入了全新的NetBurst結(jié)構(gòu)， 特點： 支持400、533、800MHz前端總線。 增添了SSE2多媒體指令。 采用Socket 478、Socket T（775） 插槽。,3、 Pentium 4,Pentium 4 CPU,Pentium 4還有若干增強型號，如采用大容量 L2 Cache的Pentium EE，雙核心的Pentium D等。 LGA775是一種新型的無針腳CPU封裝，多數(shù)LGA775支持EMT64 指令，可以進行64位運算。,LGA775 CPU,主要內(nèi)容：,2.1 主板 2.2 CPU 2.3 內(nèi)存系統(tǒng) 2.4 外存 2.5 顯示

16、卡和顯示器 2.6 鍵盤與鼠標(biāo) 2.7 其他擴展卡,存儲器是計算機中廣泛使用的部件之一，存儲器有兩項重要指標(biāo)容量和速度。 容量一般用比特（b）或字節(jié)（B）為單位。 速度用存取時間，又稱讀寫時間或讀寫周期，一般以納秒（ns）為單位。 按其存儲的數(shù)據(jù)是否可改寫，存儲器可分為ROM和RAM兩種。,2.3.1 存儲器概述,DRAM比SRAM電路簡單，集成度高，同樣芯片面積上可作出更多的存儲單元，在需大量使用存儲器的計算機中，DRAM被廣泛使用。計算機的內(nèi)存主要由DRAM組成。DRAM的種類： FP DRAM（Fast Page Mode DRAM，快頁模式動態(tài)隨機存儲器） EDO DRAM（Exten

17、ded Data Output DRAM，擴充數(shù)據(jù)輸出動態(tài)隨機存儲器） 雙口方式動態(tài)隨機存儲器 SDRAM（Synchronous DRAM，同步動態(tài)隨機存儲器） VCM（Virtual Channel Memory，虛擬通道存儲器） RDRAM（Rambus DRAM） DDR SDRAM（Dual date rate SDRAM，雙倍速率SDRAM）,2.3.2 DRAM及DRAM控制技術(shù)的發(fā)展 1、概述,SDRAM主要在Pentium III微機中使用，主要指標(biāo)： 168個引腳 工作頻率66MHz133MHz 工作電壓3.3V,2、常見內(nèi)存條,DDR-SDRAM主要在mPGA478的Pe

18、ntium 4、Athlon和Athlon 64微機中使用，主要指標(biāo)： 184個引腳 工作頻率200MHz400MHz 工作電壓2.5V,2、常見內(nèi)存條,DDRII-SDRAM主要在LGA775的Pentium 4微機中使用，主要指標(biāo)： 240個引腳 工作頻率400MHz800MHz 工作電壓1.8V,2、常見內(nèi)存條,在一定的制造技術(shù)下，SRAM容量比其他類型內(nèi)存低，因而造價也高。 SRAM很快，可以用來與高速CPU保持同步，因此SRAM多用于高速緩存（Cache）。 常用的幾種SRAM Async SRAM（異步靜態(tài)隨機存儲器）。 SB SRAM（同步突發(fā)靜態(tài)隨機存儲器）。 PB SRAM（

19、管道突發(fā)靜態(tài)隨機存儲器）。,2.3.3 SRAM靜態(tài)隨機存儲器,Cache在微機系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。 CPU中的Cache 。 硬盤中的Cache 。 光盤中的Cache 。 主存儲器中的Cache 。,2.3.4 Cache高速緩沖存儲器,主要內(nèi)容：,2.1 主板 2.2 CPU 2.3 內(nèi)存系統(tǒng) 2.4 外存 2.5 顯示卡和顯示器 2.6 鍵盤與鼠標(biāo) 2.7 其他擴展卡,磁盤：使用磁化技術(shù)將信息記錄在磁性材料上，記錄介質(zhì)稱為盤片，磁盤機工作時盤片是以恒角速度旋轉(zhuǎn)的。 磁道：磁盤機的寫入電路將0、1信號編碼后，記錄在盤片的磁道上。磁道是盤片上記錄信息的很多同心圓，各磁道間是保護間隙，在保

20、護間隙中無任何存儲信息。 扇區(qū)：實際存儲信息時，每一磁道又分成若干等份，稱為扇區(qū)，同一磁道相臨扇區(qū)間是各種控制信息，供控制電路讀取信息時同步用，在PC 機中常用操作系統(tǒng)（DOS、Windows ）的文件系統(tǒng)每一扇區(qū)都存儲512字節(jié)的信息。,2.4.1 磁盤存儲器1、一般知識,磁盤容量有未格式化容量和格式化容量之分。 磁盤格式化后的容量可用下式算出： 格式化容量（B）=512B每磁道扇區(qū)數(shù)每面磁道數(shù)磁頭數(shù)（磁面數(shù)） 3.5英寸高密盤片，其規(guī)格為每磁道18 扇區(qū)、80磁道、雙面（2個磁頭），其容量為： 51218802=1440KB（1KB=1024B）,2、磁盤容量,某硬盤其規(guī)格為871 柱面、

21、16磁頭、36 扇區(qū)/磁道，則其容量為： 5123687116=256868352（B） 硬盤生產(chǎn)廠家常以1KB=1000B進位標(biāo)注硬盤容量，則此硬盤容量為256MB。 若以1KB=1024B的進位標(biāo)注容量，則該硬盤容量為256868352/1024/1024=244.97MB，各種操作系統(tǒng)一般用245MB 標(biāo)記該硬盤容量。,2、磁盤容量,軟驅(qū)使用的盤片一般用聚脂材料作基片，其表面涂敷磁性材料。軟盤片是可以更換的，因而價格低廉，并便于攜帶，被廣泛使用。 IBM-PC使用過兩種規(guī)格的軟盤，5.25英寸軟盤現(xiàn)在也已淘汰，目前常用的是3.5英寸軟盤。 3英寸和5英寸盤片按記錄數(shù)據(jù)容量可分為雙面倍密度

22、（DD）、雙面高密度（HD）兩種，對5英寸盤而言，為1.2MB（HD）和360KB（DD），對3英寸盤而言為1.44MB（HD）和720KB（DD）。 一般來講，高密驅(qū)動器可使用低密盤片，反之不可。,3、軟盤驅(qū)動器,軟驅(qū)通過34線線纜與FDC 電路連接，PC系統(tǒng)支持一個FDC接口。 一個FDC可連接兩個軟驅(qū)：A驅(qū)和B驅(qū)。 如圖中，接在34線接口電纜C段的是A驅(qū)，接在接口電纜B段的是B驅(qū)，A段連接到主板。,3、軟盤驅(qū)動器,軟驅(qū)線纜,硬盤驅(qū)動器簡稱硬盤，與軟盤相比有以下特點： 速度快。 容量大。 盤片在驅(qū)動器內(nèi)部，不可拿出，整個硬盤固定在機箱內(nèi)（因而也稱固定盤）。,4、硬盤機,硬盤,硬盤技術(shù)指標(biāo)

23、硬盤容量。即硬盤可存儲的數(shù)據(jù)總量。 轉(zhuǎn)速。一般用rpm（轉(zhuǎn)/分鐘）來衡量，同等條件下，轉(zhuǎn)速越高，性能越好?，F(xiàn)在的硬盤轉(zhuǎn)速至少在5400rpm以上。 數(shù)據(jù)傳送模式。指硬盤使用的數(shù)據(jù)傳輸工作模式，需要主板支持。以IDE接口方式（PATA）而言，有Ultra ATA33/66/100/133等若干種工作模式?，F(xiàn)在的新型硬盤一般都支持Ultra ATA 100/133。 Cache。Cache越大，越能減少重復(fù)讀取時所花的時間。,4、硬盤機,硬盤接口方式 SCSI接口：主要用于小型機和服務(wù)器。 IDE接口（PATA接口）：PC常用接口，有兩大優(yōu)點：易于使用與價格低廉 。 SATA接口：新型硬盤接口，采

24、用串行傳輸方式，線纜連接簡潔，借鑒了SCSI的一些技術(shù)，性能很高，有取代PATA的趨勢。,4、硬盤機,光盤是另一種海量存儲設(shè)備。一般用戶使用的光盤機叫CD-ROM驅(qū)動器（簡稱光驅(qū)），它只能讀取光盤片的信息，而不能寫入。 此外，常見的光驅(qū)還包括容量更大的DVD-ROM及可寫入的CD-R/W刻錄機、DVD-R/W刻錄機等。,2.4.2 光盤機1、一般知識,CD-ROM,光驅(qū)的速度。CD-ROM以x倍速標(biāo)記光盤速度。 1x光驅(qū)（單速光驅(qū)）讀取速度為150kB/s。 當(dāng)某光驅(qū)最大讀取速度為600kB/s時，該光驅(qū)就標(biāo)記為4x光驅(qū)（稱為四倍速光驅(qū)）。 注意，多數(shù)光驅(qū)標(biāo)記的是光驅(qū)的最大讀取速度，加MAX后

25、綴，如52x MAX。 容錯能力。容錯能力是指光驅(qū)讀盤的能力。 CPU占用率。 平均尋道時間。平均尋道時間是指平均讀取光碟內(nèi)外道的時間。 內(nèi)部緩存。光驅(qū)帶有內(nèi)部高速緩存，其容量從64KB到512KB不等。,2、光驅(qū)主要性能指標(biāo),主要內(nèi)容：,2.1 主板 2.2 CPU 2.3 內(nèi)存系統(tǒng) 2.4 外存 2.5 顯示卡和顯示器 2.6 鍵盤與鼠標(biāo) 2.7 其他擴展卡,顯示適配器一般由三部分組成：主機接口部分、外設(shè)顯示器接口部分和顯示功能部分。 與主機接口部分決定了顯示適配器使用的總線類型（PCI、AGP或PCI-E），目前新產(chǎn)品大多使用AGP或PCI-E總線。,2.5.1 顯示卡綜述,顯示卡發(fā)展兩

26、大趨勢： 提高性能。 2D加速。 3D加速。 增加功能。 視頻捕獲。 視頻輸出。,2.5.2 顯示卡的發(fā)展,顯示芯片。 RAMDAC。 顯存。 顯示BIOS。 總線接口。 VGA插座。,2.5.3 顯示卡的技術(shù)指標(biāo) 1、顯示卡的結(jié)構(gòu)組成,分辨率。代表了顯示卡在顯示器上所能描繪的點的數(shù)量。 色深。是指顯示卡在當(dāng)前的分辨率下所能顯示的顏色數(shù)量。 刷新頻率。是指影像在顯示器上的更新速度。,2、顯示卡基本性能指標(biāo),按顯示器屏幕尺寸分類。 按色彩分類?？煞譃閱紊@示器和彩色顯示器。 按掃描方式分類?？煞譃楦粜袙呙栾@示器和逐行掃描顯示器。 按最高分辨率分類?？煞譃?40480、800600、1024768

27、、12801024、16001200等分辨率的顯示器。 按原理或主要顯示器件分類?？煞株帢O射線管顯示器（CRT）、液晶顯示器（LCD），另外還有發(fā)光二極管顯示器（LDD）和等離子顯示器（PD）等。,2.5.4 顯示器1、分類,掃描頻率。 最大分辨率。 像素。 標(biāo)準(zhǔn)。 驅(qū)動程序。 隔行掃描與非隔行掃描（現(xiàn)在都是逐行掃描）。 點間距。 顯示器刷新速度。 電磁輻射和功率消耗。 控制調(diào)節(jié)方式。,2、主要性能指標(biāo),主要內(nèi)容：,2.1 主板 2.2 CPU 2.3 內(nèi)存系統(tǒng) 2.4 外存 2.5 顯示卡和顯示器 2.6 鍵盤與鼠標(biāo) 2.7 其他擴展卡,鍵盤使用PS/2、USB接口。 根據(jù)按鍵的機械結(jié)構(gòu)，PC 機鍵盤分兩種：一種是機械式，一種是感應(yīng)式（電容式）。 機械式使用普通機械觸點，電路