全套课件·《计算机组装与维修技术》1.ppt
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1、计算机组装与维计算机组装与维修技术修技术子模块1 计算机概述学习目标:应知:微型计算机系统各硬件构成。微机系统中各硬件在系统中的作用。微机系统中软件的组成及各部分在系统中的作用。微机系统软硬件协同工作的原理。应会:能够对微型计算机的系统组成有一个宏观的认识。能够识别出各硬件并掌握各部分在整台微机中的作用。主要内容:1.1 基础知识基础知识 1.2 硬件构成 1.3 软件组成 1.4 工作原理 字:在计算机中,一串数码作为一个整体来处理或运算的,称为一个计算机字,简称字。字长:字包含的二进制位数即字长。1.1.1 微型计算机的主要性能指标1字、字长 存储容量是指存储器所能记忆信息的总量。常用字节
2、(Byte,简写为B)来表示。1Byte=8Bit,即一个字节为八个二进制位。另外还用千字节(KB)、兆字节(MB)、千兆字节(GB)等单位来表示存储容量,换算关系:1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB2存储容量 通常用每秒钟计算机所能执行指令的条数来表示。有三种方法:用计算机简单指令(一般指整数加法指令)执行时间来计算。用各种指令执行时间的平均值来计算。用浮点加法指令的执行时间来计算。3运算速度表1 不同进制对应关系 1.1.2 计算机中的数制与编码1计算机中的数制(1)BCD码 表2 十进制数和BCD码2计算机中的编码(2)ASCII码 ASCII 码包括标准AS
3、CII码和扩展ASCII 码两部分。标准ASCII码采用7位二进制代码来对字符进行编码,用来表示10个十进制数码、52个英文大小写字母、32个专用符号、34个控制符号,总共128个常用符号。将7位二进制代码扩展为8位就产生了扩展ASCII码部分,也有128个字符,用来表示常用的图形和画线字符等。2计算机中的编码主要内容:1.1 基础知识 1.2 硬件构成硬件构成 1.3 软件组成 1.4 工作原理 主机箱的内部含有 主板、显示卡、硬盘驱动器、软盘驱动器、CD-ROM驱动器、各种多媒体功能卡、(如声卡、视频卡等)电源。1.2.1 主机 输入设备有 键盘、鼠标、麦克风、数码相机、数字式录像机和扫描
4、仪、触摸屏、手写笔等。1.2.2 输入设备 输出设备主要有 打印机、显示器、绘图仪、音箱、电视机等。1.2.3 输出设备 存储设备主要有 软盘、硬盘、光盘等。1.2.4 存储设备 多媒体功能卡主要有 视频卡、声卡 1.2.5 多媒体功能卡 主要内容:1.1 基础知识 1.2 硬件构成 1.3 软件组成软件组成 1.4 工作原理 系统软件包括操作系统和其他一些使用和管理计算机的软件,例如:各种语言和它们的汇编或解释、编译程序等。操作系统是系统软件中最基础的部分,是用户和裸机之间的接口。1.3.1 系统软件 应用软件是具有特定应用目的的程序组,应用软件是为解决实际工作问题而设计的各种程序,它们可以
5、帮助用户提高工作质量和效率。如财务管理软件、辅助教学软件、医疗诊断软件等。常用的Word、Flash等都属于应用软件。1.3.2 应用软件主要内容:1.1 基础知识 1.2 硬件构成 1.3 软件组成 1.4 工作原理工作原理计算机硬件结构框图 子模块2 计算机硬件详解 学习目标:应知:计算机各硬件的主要功能。计算机各主要部件的工作原理。计算机硬件设备的规格型号。应会:能够掌握计算机中各主要部件的工作原理、各部件在微机系统中的作用。能够识别出各硬件设备的主要参数指标及主要生产厂商。主要内容:2.1 主板主板 2.2 CPU 2.3 内存系统 2.4 外存 2.5 显示卡和显示器 2.6 键盘与
6、鼠标 2.7 其他扩展卡主板的主要组成部分含芯片、插槽、接口 多数芯片组由北桥芯片(North Bridge Chip)和南桥芯片(South Bridge Chip)组成的南北桥架构,两块芯片就像桥梁或纽带一样将电脑系统中各个独立的器件和设备连接起来形成整体。北桥芯片(1)CPU规格。p支持CPU类型:Pentium III、Pentium 4、Athlon、Athlon 64。p支持前端总线频率:Pentium III(100MHz 133MHz)、Pentium 4(400MHz 1066MHz)、Athlon(200 MHz 400MHz)、Athlon64(800 MHz)北桥芯片(
7、2)内存规格。p支持内存类型:SDRAM、DDR-SDRAM、DDRII-SDRAM、RDRAM。p支持内存工作频率:SDRAM(66 MHz133MHz)、DDR-SDRAM(200MHz400MHz)、DDRII-SDRAM(400MHz800MHz)、RDRAM(400MHz533MHz)。p异步内存频率:是否支持CPU和内存以不同的工作频率运行。p最大内存插槽数:一般为2、3或4。p最大内存容量:一般为512MB到4GB之间。p双通道技术:适用于DDR、DDRII和RDRAM,能够有效提高内存系统吞吐量。北桥芯片(3)系统总线规格。p支持总线类型:ISA、PCI、AGP、PCI-E。p
8、支持最大PCI插槽数:一般为4、5、6。(4)图形系统规格。pAGP:是否支持AGP 1X/2X/4X/8X。p是否集成图形控制器。南桥芯片(1)硬盘接口规格。p接口类型:PATA(并行ATA,即标准IDE接口)、SCSI、SATA(串行ATA)。pUltra-ATA:是否支持Ultra-ATA 33/66/100/133。(2)外设总线规格。p类型:USB、IEEE 1394。pUSB规格:USB1.1、USB2.0。p最多USB口数:一般为2到8个。南桥芯片(3)其他整合资源。pAC 97声效控制器、pMODEM控制器、p以太网控制器。(4)电源管理。pACPI:一般有S1(POS,CPU
9、停止工作)、S3(STR,除了内存外的部件都停止工作)两种模式。BIOS(Basic Input Output System,基本输入/输出系统),是被固化在计算机ROM上的一组程序,为计算机提供最低级、最直接的硬件控制与支持。更形象地说,BIOS就是硬件与软件程序之间的一个“桥梁”或者说是接口。BIOS中断调用 POST(加电自检)BIOS系统设置程序 总线就是各种信号线的集合,是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路。ISA(Industry Standard Architecture):是IBM公司为286/AT电脑制定的总线工业标准。也称为AT总线。PCI(Peripher
10、al Component Interconnect):是SIG(Special Interest Group)集团推出的总线结构。1992年起,先后有Intel、HP、IBM、Apple、DEC、Compaq、NEC等著名的厂商加盟重新组建。AGP(Accelerated Graphics Port):即加速图形端口。它是一种为了提高视频带宽而设计的接口规范。严格说来,AGP是一种接口标准。PCI Express:由英特尔提出,采用点对点串行连接,比起PCI的总线共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到PCI所不能提供的高带
11、宽。IEEE 1394:原型是运行在Apple Mac电脑上的Fire Wire(火线),由IEEE采用并且重新进行了规范。是一种串行接口标准,这种接口标准允许把电脑、电脑外部设备、各种家电简单地连接在一起。USB(Universal Serial Bus,通用串行总线):由Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC和Northen Telecom等公司为简化PC与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器,它支持各种PC与外设之间的连接,还可实现数字多媒体集成。Socket 370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构,也采用零插拔力插槽,对应Pentium
12、 III 系列CPU。Socket 478插槽是Pentium 4系列处理器所采用的接口类型之一。Socket 478的Pentium 4处理器面积很小,其针脚排列极为紧密。Socket 775又称为Socket T,是Intel LGA775封装的CPU所对应的处理器插槽,能支持LGA775封装的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D等CPU。Socket 775插槽与Socket 478插槽明显不同,没有Socket 478插槽那样的CPU针脚插孔,取而代之的是775根有弹性的触须状针脚。用以插接内存条。右图是三种常见的内存插槽,从上至下依次为:168针SDRAM
13、插槽 184针DDR插槽 240针DDR2插槽 所谓接口是指连接总线与外部设备的适配电路,处于总线与外部设备之间,起着连接二者的桥梁作用。主板中一般都提供两个IDE接口,每个IDE接口最多可以连接两个IDE设备,如硬盘、光驱、磁带机等。IDE接口有被SATA取代的趋势。软驱接口用于连接软驱,最多可连接两个软驱。LPT为并行接口,传输速度相对较快,主要用于连接打印机。COM为串行接口,主要用于连接鼠标、外置Modem。属于传统接口,有被USB取代的趋势。用于连接PS/2键盘和鼠标,两种接口的结构是一样的,都是6-pin MINI DIN 端子。一般的分寸是,在主板平置的前提下,上面的接鼠标,下面
14、的接键盘。对于符合PC99规范的主板,可以通过颜色区分,绿色的接鼠标,紫色的接键盘。是一种通用外设总线接口,可以用来连接各种设备,包括打印机、Modem、鼠标、键盘、移动存储设备、扫描仪、音箱等 USB1.1最大传输速率12Mbps,USB2.0最大传输速率480Mbps 主要内容:2.1 主板 2.2 CPU 2.3 内存系统 2.4 外存 2.5 显示卡和显示器 2.6 键盘与鼠标 2.7 其他扩展卡 CPU(Central Processing Unit,中央处理器)是计算机的核心部件,从功能上看,CPU 将运算器和控制器集成在一块芯片中。也被称为Microprocessor(微处理器)
15、。CPU的运行速度和性能很大程度上决定了计算机的整体性能。主频、外频。数据总线宽度。地址总线宽度。核心电压和输入/输出电压。Intel AMD VIA 80486是32位CPU,与80386相比有如下优点:更强大的多任务的功能。首次采用了RISC技术。采用了突发总线方式。将数学协处理器和高速缓冲存储器一起集成到芯片内。Pentium CPU内部数据总线为32位,外部数据总线为64位,与i486相比有如下优点:时钟频率提高 数据总线带宽增加 存储器页面大小任选 常用指令固化 对代码的改进 提高多媒体处理能力 在推出Pentium Pro 后,Intel又推出了它的改进型产品Pentium II,
16、特点:100MHz前端总线。增添了57条MMX多媒体指令。更大的L1 Cache。CPU上集成512KB L2 Cache。采用Slot 1插槽。在Pentium II技术基础上开发,特点:支持100、133MHz前端总线。增添了SSE多媒体指令。采用Slot 1、Socket 370 插槽。Pentium 4引入了全新的NetBurst结构,特点:支持400、533、800MHz前端总线。增添了SSE2多媒体指令。采用Socket 478、Socket T(775)插槽。Pentium 4还有若干增强型号,如采用大容量 L2 Cache的Pentium EE,双核心的Pentium D等。L
17、GA775是一种新型的无针脚CPU封装,多数LGA775支持EMT64 指令,可以进行64位运算。主要内容:2.1 主板 2.2 CPU 2.3 内存系统内存系统 2.4 外存 2.5 显示卡和显示器 2.6 键盘与鼠标 2.7 其他扩展卡 存储器是计算机中广泛使用的部件之一,存储器有两项重要指标容量和速度。容量一般用比特(b)或字节(B)为单位。速度用存取时间,又称读写时间或读写周期,一般以纳秒(ns)为单位。按其存储的数据是否可改写,存储器可分为ROM和RAM两种。DRAM比SRAM电路简单,集成度高,同样芯片面积上可作出更多的存储单元,在需大量使用存储器的计算机中,DRAM被广泛使用。计
18、算机的内存主要由DRAM组成。DRAM的种类:FP DRAM(Fast Page Mode DRAM,快页模式动态随机存储器)EDO DRAM(Extended Data Output DRAM,扩充数据输出动态随机存储器)双口方式动态随机存储器 SDRAM(Synchronous DRAM,同步动态随机存储器)VCM(Virtual Channel Memory,虚拟通道存储器)RDRAM(Rambus DRAM)DDR SDRAM(Dual date rate SDRAM,双倍速率SDRAM)SDRAM主要在Pentium III微机中使用,主要指标:168个引脚 工作频率66MHz133
19、MHz 工作电压3.3V DDR-SDRAM主要在mPGA478的Pentium 4、Athlon和Athlon 64微机中使用,主要指标:184个引脚 工作频率200MHz400MHz 工作电压2.5V DDRII-SDRAM主要在LGA775的Pentium 4微机中使用,主要指标:240个引脚 工作频率400MHz800MHz 工作电压1.8V 在一定的制造技术下,SRAM容量比其他类型内存低,因而造价也高。SRAM很快,可以用来与高速CPU保持同步,因此SRAM多用于高速缓存(Cache)。常用的几种SRAM Async SRAM(异步静态随机存储器)。SB SRAM(同步突发静态随机
20、存储器)。PB SRAM(管道突发静态随机存储器)。Cache在微机系统中获得了广泛应用。CPU中的Cache。硬盘中的Cache。光盘中的Cache。主存储器中的Cache。主要内容:2.1 主板 2.2 CPU 2.3 内存系统 2.4 外存外存 2.5 显示卡和显示器 2.6 键盘与鼠标 2.7 其他扩展卡 磁盘:使用磁化技术将信息记录在磁性材料上,记录介质称为盘片,磁盘机工作时盘片是以恒角速度旋转的。磁道:磁盘机的写入电路将0、1信号编码后,记录在盘片的磁道上。磁道是盘片上记录信息的很多同心圆,各磁道间是保护间隙,在保护间隙中无任何存储信息。扇区:实际存储信息时,每一磁道又分成若干等份
21、,称为扇区,同一磁道相临扇区间是各种控制信息,供控制电路读取信息时同步用,在PC 机中常用操作系统(DOS、Windows)的文件系统每一扇区都存储512字节的信息。磁盘容量有未格式化容量和格式化容量之分。磁盘格式化后的容量可用下式算出:格式化容量(B)=512B每磁道扇区数每面磁道数磁头数(磁面数)3.5英寸高密盘片,其规格为每磁道18 扇区、80磁道、双面(2个磁头),其容量为:51218802=1440KB(1KB=1024B)某硬盘其规格为871 柱面、16磁头、36 扇区/磁道,则其容量为:5123687116=256868352(B)硬盘生产厂家常以1KB=1000B进位标注硬盘容
22、量,则此硬盘容量为256MB。若以1KB=1024B的进位标注容量,则该硬盘容量为256868352/1024/1024=244.97MB,各种操作系统一般用245MB 标记该硬盘容量。软驱使用的盘片一般用聚脂材料作基片,其表面涂敷磁性材料。软盘片是可以更换的,因而价格低廉,并便于携带,被广泛使用。IBM-PC使用过两种规格的软盘,5.25英寸软盘现在也已淘汰,目前常用的是3.5英寸软盘。3英寸和5英寸盘片按记录数据容量可分为双面倍密度(DD)、双面高密度(HD)两种,对5英寸盘而言,为1.2MB(HD)和360KB(DD),对3英寸盘而言为1.44MB(HD)和720KB(DD)。一般来讲,
23、高密驱动器可使用低密盘片,反之不可。软驱通过34线线缆与FDC 电路连接,PC系统支持一个FDC接口。一个FDC可连接两个软驱:A驱和B驱。如图中,接在34线接口电缆C段的是A驱,接在接口电缆B段的是B驱,A段连接到主板。硬盘驱动器简称硬盘,与软盘相比有以下特点:速度快。容量大。盘片在驱动器内部,不可拿出,整个硬盘固定在机箱内(因而也称固定盘)。硬盘技术指标 硬盘容量。即硬盘可存储的数据总量。转速。一般用rpm(转/分钟)来衡量,同等条件下,转速越高,性能越好。现在的硬盘转速至少在5400rpm以上。数据传送模式。指硬盘使用的数据传输工作模式,需要主板支持。以IDE接口方式(PATA)而言,有
24、Ultra ATA33/66/100/133等若干种工作模式。现在的新型硬盘一般都支持Ultra ATA 100/133。Cache。Cache越大,越能减少重复读取时所花的时间。硬盘接口方式 SCSI接口:主要用于小型机和服务器。IDE接口(PATA接口):PC常用接口,有两大优点:易于使用与价格低廉。SATA接口:新型硬盘接口,采用串行传输方式,线缆连接简洁,借鉴了SCSI的一些技术,性能很高,有取代PATA的趋势。光盘是另一种海量存储设备。一般用户使用的光盘机叫CD-ROM驱动器(简称光驱),它只能读取光盘片的信息,而不能写入。此外,常见的光驱还包括容量更大的DVD-ROM及可写入的CD
25、-R/W刻录机、DVD-R/W刻录机等。光驱的速度。CD-ROM以x倍速标记光盘速度。1x光驱(单速光驱)读取速度为150kB/s。当某光驱最大读取速度为600kB/s时,该光驱就标记为4x光驱(称为四倍速光驱)。注意,多数光驱标记的是光驱的最大读取速度,加MAX后缀,如52x MAX。容错能力。容错能力是指光驱读盘的能力。CPU占用率。平均寻道时间。平均寻道时间是指平均读取光碟内外道的时间。内部缓存。光驱带有内部高速缓存,其容量从64KB到512KB不等。主要内容:2.1 主板 2.2 CPU 2.3 内存系统 2.4 外存 2.5 显示卡和显示器显示卡和显示器 2.6 键盘与鼠标 2.7
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