1、新疆大学电气专业计算机软硬件实践新疆大学实习（实训）报告 实习（实训）名称： 计算机软硬件工程实习 学 院： 电气工程学院 专 业、 班 级： 指 导 教 师： 蔺 红 娄 毅 报 告 人： 学 号： 时 间： 201 年1月5日1月16日 实习主要内容：计算机软件：1.学习使用Protel99se绘图软件 2.学会用Protel99se绘图软件绘制电路图 3.学会建立自己的元件库 4.了解Protel DXP计算机硬件：1.自己动手拆装主机箱，安装好后进行调试。 2.了解计算机各个元件以及计算机整体的工作原理主要收获体会与存在的问题： 主要收获体会：通过计算机软件的实习，增加了对Protel
2、99se绘图软件的了解，学会了用Protel99se绘图软件绘制电路图以及如何建立自己的元器件库。实习加深了对电气工程及其自动化专业中计算机应用的理解，树立了在今后的学习工作中应用计算机快速正确地解决专业问题的意识。在计算机硬件的实习过程中，通过自己动手拆装电脑内部元件，并在安装好后进行调试，进一步了解了电脑主机箱内部的布局，了解了各部分元件的名称、功能以及各部件之间是如何协调工作的和计算机工作的原理。树立了理论结合实践的精神，锻炼了动手解决问题的能力。 主要存在的问题：对Protel99se绘图软件的使用方法了解不足。由于学校机房的Protel99se绘图软件没有汉化版，实习中发现在专业英语
3、学习欠缺，今后要加强这方面的学习。对计算机硬件的认识还仅仅停留在表面，需要进一步深入学习计算机各个元件工作原理、加深对计算机各个元件之间的独立性和整体性的理解以及简单故障的维修方法。 指导教师意见： 指导教师签字： 201 年1月18日备注：新疆大学学生实习（实训）情况登记表学 号 姓 名 性别 学 院电气工程学院专业、班 级 实习（实训）名称计算机软硬件工程实践学分1实习（实训）单位电气工程学院自动化实验室实习（实训）时间自201 年1月5 日起 至201 年1月18日止 共14天指导教师鉴定意见 指导教师签字： 年 月 日实习单位鉴定意见 负责人签字： （单位签章） 年 月 日学院审核意见
4、实习总评成绩： 负责人签字： （学院盖章） 年 月 日备注注：本表于实习结束后由学生填写，交实习单位及指导教师签署意见后，交学院审核存档。计算机软件工程实习报告1.创建新的设计工程1.打开Protel99se，依次点击“file”，“new”，出现图示界面。2.在“database file na”后面的文本框中修改工程文件名，注意保留“.ddb”文件后缀名。3.点击“database location”的“browse.”按钮可以更改文件保存位置，全部设置正确后点击“ok”继续下一步出现图示界面。4.双击“documents”打开，是一个空白界面。5.点击“file”、“new”，出现图示“
5、new document”对话框。6.点击第一行最左边的“schematic document”，点击“ok”确定。这时原本空白的“document”界面包含了一个“.sch”图纸文件。7.重复第5步，这次选择左下角的“schematic library”，“ok”确定。8.此时的导航树如图。至此设计工程中已经包含了一个图纸文件“.sch”和一个元件库文件“.lib”。新的设计工程创建完成。2.绘制电路图1.选择的电路图如图2.双击打开“document”目录下的一个“.lib”元件库文件。3.选择图示“SchLibDrawingTools”中左下角的黄色矩形框。4.点击图纸中任意一点，确定矩
6、形的第一个端点，拖拽鼠标到另一个端点点击，确定一个矩形。5.点击“SchLibDrawingTools”中右下角的图标，在矩形框周围对应位置放置外接针脚。6.点击放置的外接针脚，右键选择“properties.”,调出属性7.删除“name”的值，将“number”改成图样中对应的数字，若针脚有圆圈则勾选“dot”。确定8.点击“SchLibDrawingTools”中图标“T”，将文本框放在图中相应位置9.双击“text”，将文字改成图样中对应的值。10.最终绘制成图示元件。11.选择“tools”、“new component”打开新的元件图纸界面。按照上述步骤绘制另一个元件。12.在左侧
7、边栏选择“browse schlib”选项卡，选择相应的元件，点击“place”，放置在图纸文件“.sch”的相应位置。13.绘制接地线。选择图示工具条中接地图标。14.放置时按空格键可以调整方向，将元件放置在相应位置后。如需要更改属性，右键“properties”15.在“stvle”下拉选项中选择需要的类型，在“net”修改其值，合适后确定。16.用“writing tool”左上角的图标连线17.最终绘制成图示图纸。18.有一些预制的元件可以在图示位置找到。19.根据以上步骤绘制3幅电路图。 2 计算机组成2.1主板型号：MSI MS-6309 电脑机箱主板，又叫主机板(main boa
8、rd)、系统板(system board)或母板(mother board)；它分为商用主板和公用主板两种。它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。 主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主板采用了开 图2-1 主板 放式结构。主板上大都有6-15个扩展插槽，供PC机外围设备的控制卡（适配器）插接。通过更换这些插卡，可以对微机的相应子系统进行局部升级，使厂家和用户在配置机型方面有更大的灵活性。总之，主板在整个微机系统中扮演着举足轻重的角色。可
9、以说，主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次。主板的性能影响着整个微机系统的性能。 工作原理：在电路板下面，是4层有致的电路布线；在上面，则为分工明确的各个部件：插槽、芯片、电阻、电容等。当主机加电时，电流会在瞬间通过CPU、南北桥芯片、内存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接口以及主板边缘的串口、并口、PS/2接口等。随后，主板会根据BIOS（基本输入输出系统）来识别硬件，并进入操作系统发挥出支撑系统平台工作的功能。 技术参数：1.Power线要尽量短，线宽要尽量宽6 ； 2.线应避免锐角、直角。采用135走线； 3.通常下最小线宽要求为4mil，最小线距要求为4.5mil； 4.
10、高频信号尽可能短，线尽量少打VIA，不允许跨切割面； 5.两焊点间距很小（如贴片器件相邻的焊盘）时，焊点间不得直 接相连； 6.整块线路板布线、打孔要均匀，避免出现明显的疏密不均的情 况。当印制板的外层信号有大片空白区域时，应加辅助线使板 面金属线分布基本平衡； 7.输入、输出信号尽量避免相邻平行走线，最好在线间加地线， 以防反馈耦合； 电计算机行业的技术更新无疑是最频繁和最迅速的，一种主板从投入市场到淘汰一般只有12年的时间。目前市场中销售的主板普遍使用了一些常见的新技术，并具有一些共同的特点。主要是：采用Flash BIOS，用户只需软件即可升级；采用同步突发式(PB Cache)二级高速
11、缓存，与以前的异步缓存相比，可提高速度和效率；主板集成两个串口、一个并口和一个软驱接口；主板集成多个通道的增强型(EIDE)硬盘接口，用于连接硬盘、IDE光驱等设备。2.2内存储器内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。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(Memory)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等
12、部分组成的。内存是电脑中的主要部件，它是相对于外存而言的。我们平常使用的程序，如Windows8.1系统、办公软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的，但仅此是不能使用其功能的，必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能，我们平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的。通常我们把要永久保存的、大量 容量：256M 图2-2-1 内存条 的数据存储在外存上，而把一些临时的或少量的、需要即时调动的数据和程序、放在内存上，从而提高计算机的运行效率。内存分为DRAM(Dynamic Random Access Memory)和ROM(Read-Only Memory)两种，前者又叫
13、动态随机存储器，它的一个主要特征是断电后数据会丢失，我们平时说的内存就是指这一种；后者又叫只读存储器，我们平时开机首先启动的是存于主板上ROM中的BIOS程序，然后再由它去调用硬盘中的Windows8.1系统，ROM的一个主要特征是断电后数据不会丢失。图2-2-2 DDR与DDR2数据对比 内存一般采用半导体存储单元，包括随机存储器（RAM），只读存储器（ROM），以及高速缓存（CACHE）。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。（synchronous）SDRAM同步动态随机存取存储器：SDRAM为168脚，这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的
14、时钟锁在一起，使CPU和RAM能够共享一个时钟周期，以相同的速度同步工作，每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据，速度比EDO内存提高50%。DDR（DOUBLE DATA RATE）RAM ：SDRAM的更新换代产品，他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。2.3 硬盘 键盘 鼠标硬盘型号：ST34311A容量：4.26G 图2-3 硬盘 硬盘是个人电脑中存储数据的重要部件，其容量就决定着个人电脑的数据存储量大小的能力，这也就是用户购买硬盘所首先要注意的参数之一。硬盘的容量是以MB（兆）和GB（千兆）为单位的，早期的硬盘容量低下，大多以M
15、B（兆）为单位，1956年9月IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有区区的5MB，而现今硬盘技术飞速的发展数百GB容量的硬盘也以进入到家庭用户的手中。硬盘的容量有500GB、1TB、2TB等。硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。 硬盘有固态硬盘（SSD 盘，新式硬盘）、机械硬盘（HDD 传统硬盘）、混合硬盘（HHD 一块基于传统机械硬盘诞生出来的新硬盘）。SSD采用闪存颗粒来存储，HDD采用磁性碟片来存储，混合硬盘(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久
16、性地密封固定在硬盘驱动器中。 最近新兴的硬盘技术有磁头复位节能技术（通过在闲时对磁头的复位来节能）和多磁头技术（通过在同一碟片上增加多个磁头同时的读或写来为硬盘提速，或同时在多碟片同时利用磁头来读或写来为磁盘提速，多用于服务器和数据库中心）。在购买硬盘之后，细心的用户会发现，在操作系统当中硬盘的容量与官方标称的容量不符，都要少于标称容量，容量越大则这个差异越大。这是硬盘厂商对容量的计算方法和操作系统的计算方法有不同而造成的，不同的单位转换关系造成的。众所周知，在计算机中是采用二进制，这样造成在操作系统中对容量的计算是以每1024为一进制的，每1024字节为1KB，每1024KB为1MB，每10
17、24MB为1GB；而硬盘厂商在计算容量方面是以每1000为一进制的，每1000字节为1KB，每1000KB为1MB，每1000MB为1GB，这二者进制上的差异造成了硬盘容量“缩水”。键盘键盘是最常见的计算机输入设备，它广泛应用于微型计算机和各种终端设备上。计算机操作者通过键盘向计算机输入各种指令、数据，指挥计算机的工作。计算机的运行情况输出到显示器，操作者可以很方便地利用键盘和显示器与计算机对话，对程序进行修改、编辑，控制和观察计算机的运行。 图2-4 键盘 键盘通过一根五芯电缆连接到主机的键盘插座内，其内部有专门的微处理器和控制电路，当操作者按下任一键时，键盘内部的控制电路产生一个代表这个键
18、的二进制代码，然后将此代码送入主机内部，操作系统就知道用户按下了哪个键。外壳为了适应不同用户的需要，常规键盘具有CapsLock（字母大小写锁定）、NumLock（数字小键盘锁定）、ScrollLock（滚动锁定键）三个指示灯（部分无线键盘已经省略这三个指示灯），标志键盘的当前状态。这些指示灯一般位于键盘的右上角，不过有一些键盘如ACER的Ergonomic KB和HP原装键盘采用键帽内置指示灯，这种设计可以更容易地判断键盘当前状态，但工艺相对复杂，所以大部分普通键盘均未采用此项设计。不管键盘形式如何变化基本的按键排列还是保持基本不变，可以分为主键盘区、Num数字辅助键盘区、F键功能键盘区、控
19、制键区，对于多功能键盘还增添了快捷键区。 键盘电路板是整个键盘的控制核心，它位于键盘的内部，主要担任按键扫描识别，编码和传输接口的工作。 键帽的反面可见都是键柱塞，直接关系到键盘的寿命，其摩擦系数直接关系到按键的手感。一般键帽的印刷有四种技术：a.油墨印刷技术，b.激光蚀刻技术，c.二次成型技术， d.热升华印刷技术。 鼠标器(mouse)。鼠标器是一种控制显示器屏幕上光标位置的输入设备。在Windows软件中，使用鼠标器使操作计算机变得非常简单：在桌面上或专用的平板上移动鼠标器，使光标在屏幕上移动，选中屏幕上提示的某项命令或功能，并按一下鼠标器上的按钮就完成了所要进行的操作。鼠标器上有一个、
20、两个或三个按钮，每个按钮的功能在不同的应用环境中有不鼠标 图2-5 鼠标 同的作用。 鼠标器依照所采用的传感技术可分为机械式、光电式和机械光电式三种。 机械式鼠标器底部有一个圆球，通过圆球的滚动带动内部两个圆盘运动，通过编码器将运动的方向和距离信号输入计算机。 光电式鼠标器采用光电传感器，底部不设圆球，而是一个光电元件和光源组成的部件。当它在专用的有明暗相间的小方格的平板上运动时，光电传感器接受到反射的信号，测出移动的方向和距离。机械光电式鼠标器是上述两种结构的结合。它底部有圆球，但圆球带动的不是机械编码盘而是光学编码盘，从而避免了机械磨损，也不需要专用的平板. 显示器 图2-6 CRT显示器
21、和液晶显示器 显示器(display)。由监视器(monitor)和显示适配器(display adapter)及有关电路和软件组成的用以显示数据、图形、图像的计算机输出设备。显示器的类型和性能由组成它的监视器、显示适配器和相关软件共同决定。 监视器通常使用分辨率较高的显像管作为显示部件。显象管是将电信号转变为可见图像的电子束管，又称为阴极射线管（CRT）。可分为单色显像管（包括黑色、白色、绿色、橘红色、琥珀色等）和彩色显像管两大类。显像管上装有偏转线圈。电子枪发射被调制的电子束，经聚焦、偏转后打到荧光屏上显示出发光的图像。彩色显像管有产生红、绿、蓝三种基色的荧光屏和激励荧光屏的三个电子束。只
22、要三基色荧光粉产生的光的分量不同，就可以形成自然界的各种彩色。 液晶显示器，为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。1中央处理器型号:INTEL Celeron-A 467MHz 图2-7-1 CPU 中央处理器是英语“Central Processing Unit”的缩写，即CPU。CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。主要包括运算器（ ALU，Ar
23、ithmetic Logic Unit）和高速缓冲存储器（Cache）及实现它们之间联系的数据（Data）、控制及状态的总线（Bus）。它与内部存储器（Memory）和输入/输出（I/O）设备合称为电子计算机三大核心部件。CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。在逻辑运算和控制单元中包括一些寄存器，这些寄存器用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存， 简单的讲是由控制器和运算器二部分组成。其实对普通用户而言，在购买CPU时，并不需要知道它的构造，只要知道它的性能就可以了。 CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CP
24、U的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看，如Intel的MMX（Multi Media Extended）、SSE、 SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为“CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集，此前MMX包含有57条命令，SSE包含有50条命
25、令，SSE2包含有144条命令，SSE3包含有13条命令。目前SSE3也是最先进的指令集，英特尔Prescott处理器已经支持SSE3指令集，AMD会在未来双核心处理器当中加入对SSE3指令集的支持，全美达的处理器也将支持这一指令集。 图2-7-2 CPU解码过程 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征
26、码。有的指令中也直接包含操作数本身。电源 PC电源的基本作用就是将交流电网的电能转换为适合各个配件使用的低压直流电供给整机使用。ATX类电源总共有六路输出，分别是+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V及+5Vsb。 图2-8 电源 PC电源采用开关变换的技术，就是把交流电首先整流为300V左右的高压直流电，然后通过半导体开关变成连续的脉冲，再经变压器隔离降压及输出滤波后变为低压的直流电。输出电压的稳定则是依赖对脉冲宽度的改变来实现，这就叫做脉宽调制PWM。由高压直流到低压多路直流的这一过程也可称DC-DC变换，是开关电源的核心技术。采用开关变换的显著优点是大大提高了电能的转换效率，典型
27、的PC电源效率为7075%，而相应的线性稳压电源的效率仅有50%左右。显卡 型号：NVIDIA RIVA TNT2显存：32 图2-9-1 显卡 显卡的主要部件包括:显示芯片，显示内存，RAMDAC等。 显示芯片:一般来说显卡上最大的芯片就是显示芯片，显示芯片的质量高低直接决定了显示卡的优劣，作为处理数据的核心部件，显示芯片可以说是显示卡上的CPU，一般的显示卡大多采用单芯片设计，而专业显卡则往往采用多个显示芯片。由于3D浪潮席卷全球，很多厂家已经开始在非专业显卡上采用多芯片的制造技术，以求全面提高显卡速度和档次。 显示内存:与系统主内存一样，显示内存同样也是用来进行数据存放的，不过储存的只是
28、图像数据而已，我们都知道主内存容量越大，存储数据速度就越快，整机性能就越高。同样道理，显存的大小也直接决定了显卡的整体性能，显存容量越大，分辨率就越高。 核芯显卡核芯显卡是Intel产品新一代图形处理核心，和以往的显卡设计不同，Intel凭借其在处理器制程上的先进工艺以及新的架构设计，将图形核心与处理核心整合在同一块基板上，构成一颗完整的处理器。智能处理器架构这种设计上的整合大大缩减了处理核心、图形核心、内存及内存控制器间的数据周转时间，有效提升处理效能并大幅降低芯片组整体功耗，有助于缩小了核心组件的尺寸，为笔记本、一体机等产品的设计提供了更大选择空间。需要注意的是，核芯显卡和传统意义上的集成
29、显卡并不相同。笔记本平台采用的图形解决方案主要有“独立”和“集成”两种，前者拥有单独的图形核心和独立的显存，能够满足复杂庞大的图形处理需求，并提供高效的视频编码应用；集成显卡则将图形核心以单独芯片的方式集成在主板上，并且动态共享部分系统内存作为显存使用，因此能够提供简单的图形处理能力，以及较为流畅的编码应用。相对于前两者，核芯显卡则将图形核心整合在处理器当中，进一步加强了图形处理的效率，并把集成显卡中的“处理器+南桥+北桥（图形核心+内存控制+显示输出）”三芯片解决方案精简为“处理器（处理核心+图形核心+内存控制）+主板芯片（显示输出）”的双芯片模式，有效降低了核心组件的整体功耗，更利于延长笔
30、记本的续航时间。 核芯显卡的优点：低功耗是核芯显卡的最主要优势，由于新的精简架构及整合设计，核芯显卡对整体能耗的控制更加优异，高效的处理性能大幅缩短了运算时间，进一步缩减了系统平台的能耗。高性能也是它的主要优势：核芯显卡拥有诸多优势技术，可以带来充足的图形处理能力，相较前一代产品其性能的进步十分明显。核芯显卡可支持DX10/DX11、SM4.0、OpenGL2.0、以及全高清Full HD MPEG2/H.264/VC-1格式解码等技术，即将加入的性能动态调节更可大幅提升核芯显卡的处理能力，令其完全满足于普通用户的需求。核芯显卡的缺点：配置核芯显卡的CPU通常价格不高，同时低端核显难以胜任大型
31、游戏。集成显卡集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上，与其融为一体的元件；集成显卡的显示芯片有单独的，但大部分都集成在主板的北桥芯片中； 一些主板集成的显卡也在主板上单独安装了显存，但其容量较小，集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱，不能对显卡进行硬件升级，但可以通过CMOS调节频率或刷入新BIOS文件实现软件升级来挖掘显示芯片的潜能。 集成显卡的优点：是功耗低、发热量小、部分集成显卡的性能已经可以媲美入门级的独立显卡，所以不用花费额 图2-9-2 显卡芯片 外的资金购买独立显卡。 集成显卡的缺点：性能相对略低，且固化在主板或CPU上，本身无法更换，如果必须换，就只能换主板。独立显卡 独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上，自成一体而作为一块独立的板卡存在，它需占用主板的扩展插槽（ISA、PCI、AGP或PCI-E)。 独立显卡的优点：单独安装有显存，一般不占用系统内存，在技术上也较集成显卡先进得多，但性能肯定不差于集成显卡，容易进行显
