计算机硬件讲解课件.ppt
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1、计算机硬件讲解6/6/202221. PC兼容机Personal Computer由IEEE组织制定技术标准6/6/202232. 苹果机图3.1.1 苹果机外观由苹果电脑公司生产具有专用的硬件和软件与PC机不兼容计算机系统计算机系 统硬件系统软件系统主机外部设备中央处理器内部存储器运算器控制器随机存储器只读存储器外部存储器输入设备输出设备系统软件应用软件操作系统语言处理程序各种工具软件应用软件包用户程序计算机硬件(Hardware)是指由电子元器件和机械部件构成的机器实体,也称为硬设备、机器系统或裸机。计算机软件(Software)是指各种各样的指挥计算机工作的程序或指令的集合。一、硬件系统
2、的组成1、运算器(Arithmetic Logic Unit):算术逻辑单元或ALU,用来进行加、减、乘、除等算术运算以及与、或、非等逻辑运算。2、控制器(Control Unit):指挥中心,计算机的各部件在它的指挥下协调工作。3、存储器(Memory):记忆部件,用来存放数据、程序和计算结果。分为内部存储器和外部存储器。4、输入设备(Input Equipment):向计算机输入程序和数据,将数据转换成二进制5、输出设备(Output Equipment ):输出计算机的处理结果,将二进制代码转换成人们所熟悉的形式。微型计算机的基本性能指标:1. 运算速度 微机一般用CPU的主频来描述,主
3、频是CPU的时钟频率,单位一般是兆赫兹(MHz),吉赫兹(GHz)2. 字长 计算机一次能处理的二进制数位数,现在一般是32位或64位3. 内存储器容量4. 外存储器容量主板 电脑是通过主板将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,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。主板一般由以下几个部分组成。 插槽类:CPU插槽、PCI插槽、PCIe插槽、DIMM插槽等。 芯片类:芯片组、时钟芯片、I/O芯片、BIOS芯片、声卡芯片、网卡芯片等。 接口类:PS/2接口、USB接口、串行接口、并行接口、S-ATA接口、IDE接口等。 插针类:外接面板插针、外接音频插针、
4、散热器风扇插针等。 供电部分:电源插座、CPU供电电路、内存供电电路等。 其他元器件等。支持INTEL的CPU的主板:支持AMD的CPU的主板:1)PCB基板 4层和6层PCB的结构如图3-4所示。蛇行走线,如图3-5所示)。 主板芯片组是主板的灵魂与核心,芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。例如:技嘉的GA-EP43-US3L,P43就是它的主板芯片组,微星 785GTM-E45785就是它的主板芯片组。 如果把CPU比喻为整个电脑系统的心脏,那么主板上的芯片组就是整个身体的躯干。在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic,Core的中文意义是核心或中心。对于主板而言,
5、芯片组几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。芯片组在很大程度上决定了主板的性能 和价格。 按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。 北桥芯片负责CPU、内存、显卡三者的“交通”,因为发热量大,所以需要散热片散热。 南桥芯片则负责外部存储器(硬盘、光驱)以及USB的控制、调配及传输任务。北桥南桥除了主板芯片组之外,通常主板上还会集成其他的功能控制芯片,例如声卡芯片、网卡芯片等。 除了各种芯片之外,主板上最醒目的就是各种插座、插槽、接口了,除了主板上各种芯片直接提供的功能以外,包括CPU、显卡、各种扩展卡及各种外围输入输出设备都必须通过它
6、们去连接。VGA / DVI / HDMI显示接口IEEE 1394e接口光纤接口主要主板生产厂家 华硕主板(高端选择它) 技嘉主板 微星主板 捷波(悍马系列) 斯巴达克(黑潮系列)中央处理器CPU:Central Processing Unit,中央处理器,是硬件的核心一、的速度的速度用每秒所能处理的指令条数来衡量。(百万条数秒)的速度与“系统时钟”有直接的关系。系统时钟过一定时间发出信号,调节系统部件的动作速度,使系统部件协调同步。主频:在一秒钟内完成的工作周期数,即标准工作频率,称为主频。2、CPU的组成:控制器和运算器1)控制器:由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控
7、制器组成,协调和指挥整个计算机系统工作的部件。功能:从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置 对指令进行译码或测试,产生相应的操作控制信号,启动规定的动作指挥并控制CPU、内存和I/O设备之间数据传送的方向2、CPU的组成:控制器和运算器2)运算器:由算术逻辑单元(ALU)、累加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器组成,是数据加工处理的部件。功能:执行所有的算术运算 执行所有的逻辑运算,并进行逻辑测试3、CPU的参数:1)主频: 主频就是CPU的时钟频率,它反映了CPU的整体工作速度,也就是CPU运算时的工作频率。就是我们平时说的“主频:2.8GHz”。主频仅仅是CPU性能表现的
8、一个方面,而不代表CPU的整体性能。2)外频与倍频: “外频”是系统总线的工作频率,而“倍频”则是外频与主频相差的倍数,主频外频X倍频。如果把外频看作CPU这台“机器”内部的一条生产线,那么倍频就可以看成生产线的条数。一台机器生产速度的快慢(主频)自然就是生产线的速度(外频)乘以生产线的条数(倍频)。 3)字长: CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。CPU的字长通常是指CPU内部数据总线宽度或位数。我们知道CPU有内部数据线和外部数据线之分,比如Pe
9、ntium4 CPU内部数据线为32位,而外部地址线是36位, 外部数据线为64位,它的字长仍然为32位,所以Pentium4还是32位处理器,而不能称为64位处理器。 它决定着CPU一次可处理的字符长度,与处理速度没有直接的关系,但是字长越大,速度越快。它反映了计算机的计算精度。 4)缓存: 高速缓存就是用来存储一些常用的或即将用到的数据和指令,CPU需要数据或指令的时候直接从高速缓存中读取,而不用再到内存甚至硬盘中去读取,提升了CPU的处理速度。 缓存又分为几个级别: L1 Cache(一级缓存):它制作在CPU的内部,容量不是很大,与CPU同频运行,无需要通过外部总线来交换数据,大大节省
10、了存取时间。 L2 Cache(二级缓存):CPU在读取数据时,寻找顺序依次是L1 L2 内存外存储器。L2 Cache的容量十分灵活,容量越大,CPU档次越高。 L3 Cache(三级缓存):在主板上或者CPU上再外置的大容量缓存。5)CPU制造工艺、封装方式: 所谓“CPU封装技术”是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。以CPU为例,我们实际看到的体积和外观并不是真正的CPU内核的大小和面貌,而是CPU内核等元件经过封装后的产品。封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁芯片
11、上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。 制造工艺的提高,意味着CPU的体积将更小,集成度更高,耗电更少。采用不同封装技术的CPU,在性能上存在较大差距。只有高品质的封装技术才能生产出完美的CPU产品。随着技术的发展进步,AMD Athlon 由65纳米 进步成为了AMD Athlon 2代 45纳米。封装技术适用的芯片频率越来越高,散热性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性也越来越高。 6)多核心: 是指单芯片多个处理器,简称CMP,即能够同时处理多个任务,现在intel和AMD的微处理器多采用此技术。 AMD和Intel的
12、双核技术在物理结构上也有很大不同之处。AMD将两个内核做在一个Die(晶元)上,通过直连架构连接起来,集成度更高。Intel则是将放在不同Die(晶元)上的两个内核封装在一起,因此有人将Intel的方案称为“双芯”,认为AMD的方案才是真正的“双核”。 2000年IBM、HP、Sun 推出了用于RISC的多核概念,并且成功推出了拥有双内核的HP PA8800和IBM Power4处理器。 05年四月,INTEL推出了第一款供个人使用的双核处理器,打开了处理器历史新的一页:06年底:第一款四核极致版CPU:QX6700(Quad eXtreme 6700)06年底:第一款四核非极致版CPU:Q6
13、600(Intel Core 2 Quad 6600)07年五月:第二款四核极致版CPU:QX6800(Quad eXtreme 6800)*以AMD Athlon II X2 240 为例 Intel AMD VIACPU选购 首先要选择Intel还是AMD的CPU? Intel的CPU相对于AMD的CPU在兼容性、发热量及超频上性能方面更出色。AMD在价格上有一定的优势。现在市场上购买AMD的CPU比较多。对于初学计算机组装的用户来说,选用Intel CPU可能更有利于组装好电脑和减少出故障的可能性。 为了适应不同用户的需求, Intel的CPU有高端的 Core I7 、Corei5 中
14、端的Core 2、 Pentium 低端的Celeron。 AMD的CPU有高端的 Phenom X4 中端的Phenom II X3、 Athlon II X4、 Athlon IIX2低端的SempronX2 。 选择什么样的CPU首先考虑计算机用途。如果是简单的上网、看电影、听音乐玩玩小游戏这些普通应用,低端的CPU就足够了。如果是用来玩大型游戏、视频编辑及3D图形设计,或者是资金非常充裕,还是选择性能较强,因为在将来的软件要求越来越高,有利于将来的升级。 (*注意:需要强调的是随着游戏对3D的处理能力的提高,很用人对画面的流畅和对画质的细腻要求也越来越高,这时选择一块好的显卡比CPU更
15、重要)英特尔英特尔公司是全球最大的半导体芯片制造商,它成立于1968年,具有41年产品创新和市场领导的历史。1971年,英特尔推出了全球第一个微处理器。微处理器所带来的计算机和互联网革命,改变了整个世界。 英特尔公司(Intel Corporation)(NASDAQ:INTC,港交所:4335),总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉。英特尔的创始人Robert Noyce和Gordon Moore原本希望他们新公司的名称为两人名字的组合Moore Noyce,但当他们去工商局登记时,却发现这个名字已经被一家连锁酒店抢先注册。不得已,他们采取了“INTegrated Electronics(集成电
16、子)”两个单词的缩写为公司名称。现任经营高层是董事长克雷格贝瑞特和总裁兼执行长保罗欧德宁。 英特尔公司在随着个人电脑普及,英特尔公司成为世界上最大设计和生产半导体的科技巨擘。 AMDAMD是一家专注于微处理器设计和生产的跨国公司,总部位于美国加州硅谷内森尼韦尔。AMD为电脑、通信及消费电子市场供应各种集成电路产品,其中包括中央处理器、图形处理器、闪存、芯片组以及其他半导体技术。 AMD 成立于1969 年,总部位于加利福尼亚州桑尼维尔。AMD 公司专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器(CPU、GPU、APU、主板芯片组、电视卡芯片)等、闪存和低功率处理器解决方案。AMD
17、 致力为技术用户从企业、政府机构到个人消费者提供基于标准的、以客户为中心的解决方案目前AMD在 CPU 市场上的占有率仅次于 Intel ,但仍有不少差距,Intel占据了80%以上的市场份额,而AMD不足20%。 中央处理器(CPU)CPU分类:1、Intel的CPUIntel赛扬(Celeron ) Intel奔腾(Pentium) Intel酷睿2(Core 2 ) Intel酷睿i5(Core i5 ) Intel酷睿i7(Core i7) 低高Intel的CPU外观注(Intel的CPU是没有针脚的)2、AMD的CPU AMD速龙X2 (Athlon ) AMD速龙II X2 (At
18、hlon II ) AMD羿龙II X2 (Phenom II) AMD速龙II X3(Athlon II X3 ) AMD羿龙II X3( Phenom II X3 ) AMD羿龙X4( Phenom X4 ) AMD速龙II X4(Athlon II X4 )低高AMD的CPU外观注(AMD的CPU是有针脚的)Intel 报价AMD 报价CPU插座 目前主流的CPU插座有两种:一是Intel的LGA775(图3-6)、LGA1366(图3-7)插座;二是AMD的AM2/AM2+/AM3插座(图3-8)。内存储器1、主存储器(内部存储器、内存) 内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行
19、沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存的速度越快、容量越大、其性能就越好,但内存带宽直接接受CPU的前端总线和主板芯片组中内存控制器的影响,这三者的工作速度应保持一致,若不能保持一致,至少要保证内存带宽不低于其他两个的速度。特别是不能低于主板运行速度,否则会影响整个系统的性能。1)主机的一部分,由CPU直接访问,通常由半导体的集成电路存储芯片构成。2)分类:RAM(Random Access Memory) ROM(Read Only Memory)1、主存储器(内部存储器、内存)2)分类:RAM:随机存储器,可由CPU直接写入或读出信息
20、,也可由用户随机存取程序或数据。内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板。存储的信息将因断电或机器重新启动而丢失。RAM可分为动态和静态两大类,即DRAM和SRAM: DRAM,动态随机存取存储器,需要不断的刷新,才能保存数据;SRAM,静态的随机存取存储器,加电情况下,不需要刷新,数据不会丢失。SRAM的速度更快,但比较贵。DRAM便宜一点,但速度就慢一点了。ROM:只读存储器,只能读出信息不能写入信息,所存储的信息不会由于断电而丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。 ROM芯片有三种:MROM(
21、Mask ROM)、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable Programmable ROM)1KB =1024B= 210 B1MB= 1024KB=220 B1GB(千兆字节)= 1024MB(兆字节)= 230 B1TB(千千兆字节)= 1024GB(千兆字节)= 240 B存储容量: 存储器中所能容纳的字节数。 用KB、MB、GB、TB表示内存种类和条数: 根据主板上的内存插槽确定内存条的种类,可以看内存条的缺口位置不同来区分。还要根据你的操作系统: XP系统能最大支持4G内存; vista64 旗舰版 能最大支持128G内存; win7 64 旗舰
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