《计算机组装与维护》电子教案

张慧主编计算机组装与维修电子教案高等职业教育计算机技术专业贯通制教材2008年3月第1章计算机系统概述目标在这一课里，你将学习：计算机系统的组成计算机硬件系统和软件系统的概念计算机系统的性能指标选购计算机的基本常识1.1计算机系统的组成计算机系统软件系统硬件系统主机外部设备中央处理器内存储器运算器控制器输入设备输出设备辅助存储器系统软件应用软件语言处理软件操作系统工具软件1.1.1计算机的硬件系统外部存储器内部存储器输入设备输出设备运算器控制器输出信息程序、数据指令控制信号线数据信号线1.1.2计算机的软件系统系统软件计算机系统的基本软件，也是计算机系统必备的软件。主要功能是管理、监控和维护计算机资源(包括硬件和软件)以及开发应用软件。它包括4个方面的软件：操作系统、各种语言处理程序、系统支持和服务程序、数据库管理系统。应用软件为解决计算机各类应用问题而编制的软件系统，它具有很强的实用性。应用软件是由系统软件开发的，可分为应用软件包和用户程序两类。1.2计算机系统的性能指标字长字长是计算机内部一次可以处理的二进制数的位数。字长越长，一个字所能表示的数据精度就越高，数据处理的速度也越快。主频主频也称时钟频率，是指计算机CPU在单位时间内输出的脉冲数，也就是CPU运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，当然CPU的速度就越快。存储容量存储容量是衡量计算机存储能力的一个指标，它包括内存容量和外存容量。内存容量的大小决定了可运行的程序大小和程序运行效率，内存容量越大，可运行的软件就越丰富。外存容量是指磁盘和光盘等容量，应根据实际应用的需要来配置。1.2计算机系统的性能指标存取周期存取周期是指存储器连续两次独立的读或写操作所需的最短时间，单位为纳秒。存储器完成一次读或写操作所需的时间称为存储器的访问时间（或读写时间）。运算速度运算速度是个综合性的指标，它用来衡量计算机进行数值计算或信息处理的快慢程度，单位为MIPS（百万条指令/秒）。外设扩展能力外设扩展能力主要指计算机系统连接各种外部设备的可能性、灵活性和适应性。软件配置1.3计算机选购指南够用够用是指商家为方便用户需求而提供的软、硬件条件。适用适用是根据对电脑特定使用需求而定。好用好用是指电脑的易用性，主要表现在对电脑理解的易用性、操作的易用性、解决问题的易用性等方面。耐用耐用一方面指电脑的可扩展性和更新换代。受用耐用指电脑的可扩展性和更新换代，以及电脑的环保设计。第2章主板与中央处理器目标在这一课里，你将学习：主板主要部件的构造及功能主板的作用和分类CPU的种类、性能指标CPU的接口标准主板和CPU的选购及注意事项2.1计算机主板主板是电脑系统中最大的一块电路板，其英文名为“Mainboard”、“Motherboard”或“SystemBoard”，简称M/B。主板上布满了各种电子元件、插槽、接口等。它为CPU、内存和各种功能（声、图、通信、网络、TV、SCSI等）卡提供安装插座（槽）；为各种磁、光存储设备、打印和扫描等I/O设备以及数码相机、摄像头、“猫”（Modem）等多媒体和通讯设备提供接口，实际上电脑通过主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来形成一套完整的系统。电脑在正常运行时对系统内存、存储设备和其它I/O设备的操控都必须通过主板来完成，因此电脑的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的性能。2.1.1计算机主板分类1.按主板上使用的CPU分：386主板、486主板、奔腾(Pentium)主板、高能奔腾(PentiumPro)主板等。2.按主板上使用的芯片组分：Intel有:810，815，845，848，865，875845848910915925这些型号,AMD的有:K8N,TForce6100,EP-8NPAI等。3.按主板结构分·AT标准尺寸主板·BabyAT袖珍尺寸主板·ATX改进型的AT主板·MicroATX主板·NLX主板2.1.2主板的结构1.AT结构主板2.BabyAT结构主板3.ATX结构主板ATX结构主板4.MicroATX结构主板MicroATX结构主板2.1.3主板的主要部件CPU插座主板上安装CPU的插座类型可划分为Slot架构和Socket架构。其中Slot架构又分为Slot1、Slot2和SlotA3种，Slot1、Slot2用于Intel的CPU，SlotA用于AMD公司的K7(Athlon)CPIJ。其中Socket架构有用于AMD处理器的Socket462、Socket939、Socket754和用于Intel处理器的LGA775、Socket478插座。Socket与LGA后面的数字表示与CPU对应的针脚数量。只有两者匹配的时候才能够搭配使用。图所示的是一个LGA775插座，与之对应的是775针脚的IntelP4和Celeron处理器。在CPU插槽的中间位置有一个黑色的元件，那是一个感温器件，用于检测CPU的内核温度。LGA775插座内存插槽目前主要应用于主板上的内存插槽有以下几种。(1)SIMM（SingleInlineMemoryModule，单内联内存模块）168针SIMM插槽(2)DIMM184针DIMM插槽240针DDR2DIMM插槽(3)RIMMRIMM是Rambus公司生产的RDRAM内存所采用的接口类型，RIMM内存与DIMM的外型尺寸差不多，金手指同样也是双面的。RIMM也有184Pin的针脚，在金手指的中间部分有两个靠的很近的卡口。RIMM非ECC版有16位数据宽度，ECC版则都是18位宽。由于RDRAM内存较高的价格，此类内存在市场上很少见到，RIMM接口也就难得一见了。RIMM插槽目前的主流内存主要是DDRDIMM和DDR2DIMM。这两种内存条的针脚、工作电压、性能都不相同，所以与之配套的内存插槽也不尽相同。对于支持双通道内存架构的主板，内存插槽通常均有颜色标识，相同颜色的两条内存插槽，用来组成双通道内存构架。支持双通道的内存插槽3.总线扩展槽总线扩展槽是用于扩展计算机功能的插槽，一般主板都有1～8个扩展槽。扩展槽是总线的延伸，在它上面可以插入任意的标准选件，如显卡、声卡、网卡等。主板中的总线扩展槽主要有：ISA、PCI、AGP、PCIExpress(PCI-E)等。(1)ISA(2)PCIPCI插槽(3)AGPAGP图形加速端口(AcceleratedGraphicsPort)是专供3D加速卡(3D显卡)使用的接口。它直接与主板的北桥芯片相连，且该接口让视频处理器与系统主内存直接相连，避免经过窄带宽的PCI总线而形成系统瓶颈，增加3D图形数据传输速度，而且在显存不足的情况下还可以调用系统主内存，所以它拥有很高的传输速率，这是PCI等总线无法与其相比拟的。AGP接口主要可分为AGP1X/2X/PRO/4X/8X等类型。AGP插槽(4)PCIExpress(PCI-E)插槽PCI-Express是最新的总线和接口标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔提出的，很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由PCI-SIG（PCI特殊兴趣组织）认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP，最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高，目前最高可达到10GB/s以上，而且还有相当大的发展潜力。PCIExpress插槽4.芯片组芯片组是主板的灵魂和核心，是衡量主板性能的重要指标。它主要由南桥芯片(southbridge)和北桥芯片(northbridge)组成。其中北桥芯片是CPU与其他外部设备连接的桥梁，被称为主桥。北桥芯片提供对CPU的种类、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持，而南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、UltraDMA/66(100)EIDE数据传输方式和ACPI(高级电源管理)等的支持。在Pentium4级别的主板中，由于北桥芯片的集成度较高，工作量较大，而且速度也较快，故多数主板的北桥芯片上都安装了散热风扇以改善其工作环境。目前常见的芯片组厂商有Intel公司、VIA(威盛)公司、AMD公司、ALI(扬智)公司、SIS(矽统)公司、nVIDIA公司、ATI公司，其中Intel公司和VIAI(威盛)公司处在芯片组厂商中的前列，nVIDIA公司为后来者居上。下图主板中间，紧靠着CPU插槽，上面覆盖着银白色散热片的芯片就是主板的北桥芯片。5.软、硬盘接口软驱接口共有34根针脚，顾名思义它是用来连接软盘驱动器的，它的外形比IDE接口要短一些。软驱接口主板中用来连接硬盘的接口主要有IDE接口、SerialATA接口、USB接口、SCSI接口、FibreChannel接口和IEEE1394接口等几类。现在用的最多的应该是IDE接口和SerialATA接口及USB接口。(1)IDE接口IDE(IntegratedDriveElectronics)是电子集成驱动器的简称，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。IDE接口是目前硬盘应用较多的一种接口，一般主板上都有两个IDE接口，通常主板中标注为IDE1和IDE2，IDE接口用于连接IDE设备，主要是硬盘和光驱，此接口有40根针.IDE1和IDE2接口有主从之分，如果在两个接口上分别接一个硬盘，那么在IDE1口上的硬盘为主盘，接在IDE2口上的硬盘为从盘，一般计算机启动都是从主盘系统启动。如果在一个IDE口上接两个硬盘，必须用硬盘跳线设置一个硬盘为主盘，另一个为从盘，这样才能同时识别这两个硬盘。IDE接口(2)SerialATA接口SerialATA即串行ATA，它是目前硬盘中采用的一种新型的接口类型。SerialATA接口主要采用连续串行的方式传送资料，这样在同一时间点内只会有1位数据传输，此做法能减少接口的针脚数目，用四个针脚就完成了所有的工作(第1针脚发出、第2针脚接收、第3针脚供电、第4针脚地线)。SerialATA接口(3)USB接口USB(UniversalSerialBus)接口，即通用串行总线接口，它是一种性能非常好的接口。它可以连接127个USB设备，传输率可达12Mbps，USB2.0标准可以达到480Mbps，USB不需要单独的供电系统，而且还支持热插拔，不需要麻烦地开、关机，设备的人工切换因此变得省时省力。USB接口(4)IEEE1394接口IEEE1394接口是一种高速串行总线，传输速率可以达到400Mbps，利用IEEE1394技术可以轻易地把计算机和如摄象机、高速硬盘、音响设备等多中多媒体设备连接。IEEE1394接口支持多于63个设备，实时数据传输(Real-TimedataTransfer)、支持热插拔，驱动程序安装简易、数据传输速度快。新版的IEEE1394标准传输速度可以达到800Mbps。下图为1394扩展卡挡板，提供两个6针接口以及一个较小的4针接口。IEEE1394接口6.外设接口ATX主板一般将接口集成在主板上，包括PS/2键盘口、PS/2鼠标口、并口、串口、USB口等.如下图所示.7.电源接口目前主板电源接口插座主要采用ATX电源接口，ATX电源接口为2排20根插针，主要提供±5V、±12V、3.3V电压，支持软件关机功能，现在P4主板上的电源插座一般为三个，提供强大的功率。8.BIOS芯片BIOS(BasicInputOutputSystem)是基本输入/输出系统，是为计算机中的硬件提供服务的。BIOS属于只读存储器，它包含了系统启动程序、系统启动时必须的硬件设备的驱动程序、基本的硬件接口设备驱动程序。目前主板中的BIOS芯片主要由Award和AMI两个公司提供。2.1.4主要品牌主板介绍华硕（ASUS）：做工追求实而不华，高端主板尤其出色，超频能力很强；另外中低端的某些型号也有相对较差的产品华硕（ASUS）主板微星（MSI）：主要特点是附