计算机组装与维护.ppt
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计算机组装与维护,2,理论课,第1章计算机概述(3课时)第2章CPU(3课时)第3章内存(2课时)第4章主板(2课时)第5章硬盘(2课时)第6章光驱(2课时)第7章显卡和显示器(3课时),3,第8章键盘和鼠标(1学时)第9章声卡(2学时)第10章调制解调器(1学时)第11章机箱和电源(1学时)第12章移动存储设备(1学时)第13章组装一台计算机(3学时)第14章BIOS设置(3学时),4,第15章硬盘分区和格式化(3学时)第16章操作系统和常用软件安装(3学时)第17章注册表的维护(3学时)第18章计算机病毒及防范(3学时)第19章常见故障分析与排除(3学时),5,第1章计算机概述,主要知识点:
一、计算机的发展史(掌握)二、计算机的特点(掌握)三、计算机系统的组成(掌握)四、计算机的种类(了解)五、计算机组成部分(掌握)六、计算机系统(了解),6,一、计算机的发展史,1、1946年,第一台计算机ENIAC诞生在美国的宾夕法尼亚大学。
特点:
体积大(30吨,167平方米)、费用高、不适合个人使用(300多人同时工作)2、70年代,第一台微型计算机“北极星”诞生在美国。
1980年IBM开辟了计算机的新纪元。
3、从第一台计算机的诞生到现在PC的飞速发展,共经历了四个阶段(以计算机的核心器件的更新来划分):
7,第一代:
电子管计算机时代(19461958年)特点:
体积大,可靠性不高。
程序语言以机器语言和汇编语言为主。
第二代:
晶体管计算机时代(19591965年)特点:
由晶体管分立电路构成,体积变了很多,运算速度得到了提高,出现了一些高级程序设计语言,使程序设计效率提高。
第三代:
中小规模集成电路时代(19651975年)特点:
体积和重量进一步缩小,性能得到了提高,此时出现了计算机网络和数据库。
8,第四代:
大规模、超大规模集成电路时代(1975年至今)特点:
体积和重量空前的缩小,互联网得到了广泛的运用。
4、发展趋势巨型化:
速度快,容量大,计算能力强,其发展体现了计算机科学技术的发展水平。
微型化:
指高集成度的计算机特点:
体积小、功耗低、灵活性大网络化:
使计算机之间可以相互通讯和资源共享。
智能化:
通过程序设计让计算机模拟人的感觉和思维,9,二、计算机的特点,1、运算速度快遵循摩尔定律,计算机的运算速度几乎每18个月就提升一倍,高速计算机的运算速度每秒可运算上千亿次。
2、通用性强不同配置的计算机可运行相同的特定的程序;编译好的程序也可以在不同的计算机上运行。
10,3、存储容量大存储器可以存储大量的程序和数据。
(存储的单位为:
byte,1KB=1024B)4、工作自动化计算机可按照编写的程序实现工作的自动化。
11,三、计算机系统的组成,12,四、计算机的种类,不同的分类方法可以得到不同的种类,目前常用的划分方法是按计算机的功能和规模进行划分:
1、巨型机目前运行速度最快、存储容量最大、通道速度最快、处理能力最强、工业技术最为先进的计算机。
主要用于科学计算和工程设计,其发展代表了一个国家科学技术的发展水平。
13,2、小型机其体积较小,结构也较简单,价格相对便宜,通用性强,维护和使用方便,适合对计算机功能要求不是很高的工业、商业等方面的应用3、微型机常用的计算机,也称为PC机或微机,其采用了超大规模集成电路,具有体积小、功耗低、灵活性大等特点。
14,五、计算机组成部分,微型机结构如下图:
15,1、微型计算机存储的后援外存储器外存储器主要有:
磁盘存储器和光盘存储器
(1)磁盘存储器可分为软磁盘和硬磁盘,由磁盘片、磁盘驱动器和驱动器接口组成,统称为:
磁盘机。
(2)光盘存储器:
由光盘、光盘驱动器和接口电路组成。
按其功能分可分为:
只读型、一次写入型、可重复写入型。
16,2、微型计算机的主体主机主机板又称为系统主板简称主板或母板,主板上装有:
CPU、内存、主板和扩展卡等。
(1)CPU(中央处理器,CentralProcessingUnit)CPU是计算机的核心部件,是一块包括运算器和控制器的大规模集成电路芯片,其插在主板上的CPU插座上(有Socket和Slot两种结构)。
17,
(2)内存内存插在主板的内存插槽中(SIMM、DIMM、RIMM),可被CPU直接访问,常用的内存为DDRSDRAM,容量一般为64MB、128MB、256MB、512MB。
(3)扩展卡扩展卡安装在主板的扩展槽上。
在购买主板时应注意它的总线标准和数量,前者反映了主板的速度,后者反映了主板的扩展能力总线标准有:
ISA(工业标准体系结构)和PCI(外部设备互联)。
18,3、稳压电源稳压电源直接影响主机能否正常工作,其功率应在250W以上,现在常用的电源功率都在300W以上。
4、微机常用输出设备显示器和打印机
(1)显示器,其通过显示卡连接到系统总线上(或与内存相连),两者一起构成了显示系统。
其参数包括:
屏幕尺寸、宽高比、点距、像素、分辨率等。
19,
(2)显示卡,插在主板的PCI或AGP上,是连接CPU和显示器的接口电路,其控制和实现计算机数据与视频信息之间的转换。
(3)打印机,最常用的输出设备之一,有点阵式、激光式和喷墨式打印机,其技术指标有:
打印速度、打印分辨率、打印纸的尺寸和打印的噪音等。
20,5、机箱机箱分卧式和立式两种,立式机箱内部空间大,散热方便,有利于扩充设备;卧式,放在显示器的下面,占面积小。
优质机箱:
厚度应在1mm以上的优质钢板。
电源功率应在300W以上;驱动器托架要多,散热合理,面板采用ABS阻燃塑料,有防灰尘进入的滑动门,拆装方便。
21,机箱各组件实物图,22,机箱各组件实物图,23,六、计算机系统,
(一)硬件系统1、硬件系统指计算机的实体,是构成计算机系统的所有实际装置的总称(看得见,摸得着的具体物理设备)2、例如:
24,
(二)软件系统1、软件系统是指为计算机运行提供服务的各种计算机程序和全部技术资料。
2、它是保证计算机硬件的功能得以充分发挥,并为用户提供一个直观、方便的工作环境。
它包括系统软件和应用软件两部分。
3、例如:
4、软硬件之间的关系:
硬件是基础,软件是灵魂,两者相辅相成缺一不可。
25,(三)计算机组成部分1、控制器控制器是整个系统的指挥中心,由它从存储器取出程序控制信息,分析后向其他部分发出控制信号,使多个部分协调一致的工作(控制系统的输入、输出、运算、存取等)。
2、运算器运算器是计算机的“信息加工厂”,大量数据的运算和处理工作都是在这里完成的。
其运算包括两类:
基本算术运算和基本逻辑运算,26,3、存储器存储器是计算机中用来存放程序和数据的地方,并根据指令要求供给有关部分使用。
存储器是由主存储器(内存)、辅存储器(外存)和高速缓冲存储器组成的存储器系统,三者按照存取速度、存储容量和价格的优劣组成层次结构,以适应CPU越来越高的速度要求。
27,4、输入设备将程序和数据等信息转换成计算机所能识别的编码,并按顺序送往内存5、输出设备将计算机处理过的数据、计算结果等内部信息按照人们要求的形式输出,28,七作业,1、熟悉计算机的发展史2、计算机硬件系统由哪些部件组成?
3、微型计算机软件系统分为哪些类?
并举例。
29,主要知识点:
一、认识CPU(掌握)二、CPU的发展(掌握)三、CPU的工作原理(掌握)四、CPU的技术参数(了解)五、CPU的分类(掌握)六、CPU的型号和品牌(了解)七、CPU的超频(了解),第2章CPU,30,1、中央处理器CPU又叫作微处理器,它由控制器,运算器和存储单元三部分组成。
2、CPU是整个系统的核心,也是整个系统最高的执行与控制单位,其执行算数和逻辑运算及控制整个系统指令的算数与逻辑运算,数据存储和输送,以及输入输出的控制!
一认识CPU(CentralProcessingUnit,中央处理器),31,二CPU的发展,1、Intel4004
(1)1971年Intel将算数运算器和逻辑控制电路集成了,发明了世界上第一片微处理器。
(2)其参数为4位处理器,含有2300个晶体管,108KHz的时钟频率。
2、Intel8086/8088
(1)说明:
1978年和1979年先后推出
(2)参数:
16位微处理器,含有1.9万个晶体管,4.77MHz时钟频率,地址总线为20位,可使用1MB内存,32,(3)1981年,IBM首次将8088芯片用于PC机器中,开创了全新的个人电脑时代。
(8086的内部总线和外部总线都是16位,而8088的内部总线是16位,外部总线是8位)3、Intel的80286
(1)说明:
1982年推出。
有两种工作模式:
实模式和保护模式;其中,实模式被限制在访问1M内存而保护模式可访问16M内存。
(2)参数:
16位处理器,24位地址总线,含有13.4万个晶体管,时钟频率为6MHz20MHz。
33,4、Intel80386
(1)1985年推出。
(2)参数:
32位处理器,含有27.5万个晶体管,最高频率为33MHz地址总线为32位。
(3)注:
其工作模式除了实模式和保护模式之外还增加了一个虚拟86的工作模式,其可以模拟多个8086处理器,提供处理多任务能力。
(4)说明:
要运行浮点运算须购80387协处理器芯片,此时Intel设计了Cache控制器82385,34,5、Intel80486
(1)1989年推出
(2)参数:
32位处理器,含有120万个晶体管,频率从25MHz逐步提高到了100MHz,集成了协处理器和8KB的Cache,首次采用了RISC(精简指令集)技术,可以在一个时钟内执行一条指令。
6、IntelPentium
(1)说明:
1993年推出,被称为P5。
(2)参数:
32位微处理器,含有550万个晶体管,时钟频率为133MHz,0.25微米和0.35微米制造工艺,Cache为16KB。
35,(3)注:
首次将二级缓存整合到CPU中,使其频率与CPU同步,第一次使用独立双总线结构(一条连接Cache另一条负责主存)7、IntelPentiumPro
(1)1995年11月,Intel推出的第一块第六代微处理器。
(2)参数:
32位微处理器,含有550万个晶体管,时钟频率为133MHz,0.25微米和0.35微米制造工艺,Cache为16KB。
(3)首次将二级缓存整合到CPU中,使其频率与CPU同步,第一次使用独立双总线结构(一条连接Cache另一条负责主存),36,8、IntelPentiumMMX
(1)1997年初,在Pentium和PentiumPro基础上加了57条多媒体指令,构成了PentiumMMX,其采用了双电压设计,内核电压为2.8v,系统I/O电压为:
3.3v。
(2)参数:
32位处理器,采用0.35微米制造工艺,集成32KBCache。
9、PentiumII
(1)说明:
PII第一次采用了slot1接口,处理器采用了sec(单边插接)与主板相连。
37,38,
(2)参数:
32位处理器,采用0.35微米制造工艺和0.25微米制造工艺,集成了32KB的一级缓存,以及512KB的二级缓存,含有880万个集体管。
(3)此时,第一块Celeron(1998年)推出,去掉了二级Cache并简化了封装,加了散热片。
10、IntelPentiumIII
(1)1999年2月推出,其继续采用slot1架构,10月份推出了Socket370接口的PentiumIII处理器。
(2)在以往的MMX基础上,增加了70条多媒体指令SSE技术,提高了专业运行速度采用了0.25微米和0.18微米制造工艺,工作频率在500MHz以上,此时CeleronII代产生。
39,11、IntelPentium4
(1)2000年11月21日参数:
首批P4主频为:
1.5GHz和1.4GHz,工作电压为1.7v。
(2)2002年Pentium4制作工艺为0.13微米,L2cache加大为512KB。
关于CPU的命名:
A:
Pentium4处理器有Willamette,Northwood和Prescott三种不同芯片,其中w,核心术语最早产品,采用0.18微米工艺,发热大,频率提升困难,二级缓存256kb,性能不佳,很快被n,核心的取代,n工艺为0.13微米工艺,二级缓存512kb,为了与只有256kb的二级缓存P4区别,Intel在其型号后面加了一个大写字母“A”,,40,41,B:
市场上出现了533MHZ,FSB的845E主板,便又出现533MHZ的外频CPU,为了与主频同而FSB为400的P4CPU区别开,Intel又给把他们加上了字母“B”。
C:
继533MHZFSB的产品之后,推出了800MHZ的P4,便给他用了字母“C”。
D:
Intel将prescott核心的celeron处理器命名为“celeronD”。
CeleronD采用了90纳米的工艺,但他只拥有533mhz,fsb和256kBL2Cache,不支持超线程技术。
E:
继northwood核心之后,Intel又推出了90纳米工艺的prescott核心的P4,它采用了一级流水线设计,配备16kb的一级数据缓存和1Mb的L2cache,Intel又给她命名“E”.如:
p42.8E,42,CPU执行三种基本操作,读出数据,处理数据和往内存写数据,CPU是特别纯净的硅材料上制造的一个CPU芯片包含上千万个晶体管,在这上面存储对应于0和1的电荷,而0和1组成了计算机工作采用的二进制语言和数据,成组的晶体管联合起来,可以存储数据,也可进行逻辑运算和数字运算,一条指令可包含按明确顺序执行的许多操作,CPU的工作就是执行指令,工作过程为:
指令指针给指令读取器,指示存放指令的内存地址,指令读取器从内存读取指令,并送给指令译码器,而指令译码器分析指令,并决定完成指令需多少步骤,如需处理,则ALU将按照指令要求工作,做加减或其他运算,在CPU解释和执行指令后,控制单元告诉指令读取器从内存中读取下一条指令,这个过程不断重复,产生在显示器上所看到的结果。
三CPU的工作原理,43,1、主频CPU运行时的时钟频率。
主频直接影响CPU的运行速度,主频越高速度越快,但主频相同的CPU性能不一定相同。
2、外频CPU的基准频率,单位为MHz,外频是CPU与主板之间同步运行的速度,也是大部分电脑内存与主板之间同步运行的速度,可理解为,CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。
四CPU的技术参数,44,3、前端总线(FSB)频率
(1)前端总线频率即总线频率。
由于,数据总线频率=总线频率*数据宽度/8,所以其直接影响CPU和内存的数据交换速度。
(2)前端总线频率与外频的区别:
外频,通常为系统总线的工作频率(系统时钟频率),CPU与周边设备传输数据的频率,具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。
前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。
45,4、倍频系数:
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系,在相同外频下,倍频越高CPU的频率越高。
但在实际上,在相同外频下,高倍频的CPU本身意义并不大,因为,CPU与系统之间的数据传输速度是有限的,CPU受其“瓶颈”的影响。
5、高速缓存(Cache)
(1)缓存是一种比主存更快的存储器(一般为静态RAM组成),它优先于内存和CPU交换数据。
46,
(2)L1Cache集成在CPU内部,速度与CPU同步,L2Cache在新款CPU中也集成在了内部,一般以1/2CPU的速度运行(与CPU同步的L2Cache为全速二级高速缓存)。
L1为CPU内部指令集和数据的交换区,L2为CPU与内存间的交换区。
(3)作用:
为了缓解高速设备和低速设备数据传输的瓶颈。
(4)工作过程:
CPU需要数据时,首先查找Cache,如果没有找到再查找内存,找到后直接送到CPU并在Cache中做备份。
47,6、CPU扩展指令集
(1)指令集就是CPU中所有指令的集合(CPU的运行其实是一个个独立的指令(微指令)执行的结果),基本上每个指令都可以在一个执行周期内完成(如果,指令集中无直接的单一指令,则需多个指令共同完成,速度变慢)。
(2)常见指令集有:
MMX(多媒体扩展指令集,Intel)、SSE(因特网数据流单指令扩展,Intel)、3DNOW!
(AMD)7、内存总线速度内存和L2之间的通讯速度,48,8、CPU工作电压从586CPU开始,CPU工作电压分成内核电压和I/O电压两种,其中内核电压根据生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6v3v,低电压能解决功耗和发热大的问题。
9、制造工艺指硅材料上生产CPU时内部各元器件的连接宽度,一般用微米表示,微米值越小,制作工艺越先进,CPU可达到的频率越高,集成的晶体管的数量就越多,目前,Intel和AMD以达到0.13微米,今年Intel将达到0.09微米的制造工艺。
49,10、封装(最后一道工序)
(1)采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固定在其中以防损坏,它是沟通芯片内部世界和外部电路的桥梁。
(2)常见封装:
PDIP:
塑料双列直插封装,引脚从两端引出。
Intel8位和16位处理器使用。
PQFP:
塑料四边引出扁平封装,引脚四边引出,80386采用。
CPGA/PPGA:
陶瓷/塑料针脚网格阵列封装,引脚从底端引出,并形成了规则的阵列(用于SOCKET处理器)。
50,BGA:
球状网格阵列封装,常用于笔记本电脑的处理器。
CSP:
芯片级封装,芯片面积与封装面积之比尽可能为1:
1。
11、地址总线宽度CPU一次发出的地址信息的位数,其决定了CPU能访问的最大地址容量空间。
(32位,4GB空间)。
12、数据总线宽度CPU与二级高速缓冲存储器、内存、输入输出设备之间一次实际传输数据的位数。
51,五CPU的分类,按接口结构分类:
1、Socket结构:
Socket7:
196针,PentiumMMX、AMD的K6。
Socket370:
370针,PentiumIII、CeleronII。
Socket423/478/775:
423/478针(423使用RDRAM,478使用RDRAM或SDRAM,775面向CeleronD),P4、Celeron4、P4EE。
Socket754:
AMDAthlon64(面向大众)Socket939:
AMDAthlon64FX-51(面向高端),52,2、Slot结构Slot1:
242个接口,SEC单边接触PII、PIIISlot2:
主要用于高端工作站和服务器系列。
采用Slot2结构的主板一般有两个或两个以上的CPU插座,以供处理器同时工作。
SlotA:
只支持AMD公司的K7,不支持Intel主板。
按使用的指令分:
CISC:
复杂指令集。
便于编程和提高内存的访问效率。
RISC:
精简指令集,提高处理器的运行速度。
53,六CPU的型号和品牌,1、Intel公司奔腾(Pentium)系列,赛扬(Celeron)系列,安腾(Itanium)系列。
2、AMD(超微)公司K系列,Duron(毒龙),Thunderbird(雷鸟),Athlon系列3、VIA(威盛)其收购了CyrixCPU生产厂家,Cyrix系列CPU,54,七CPU超频,1、超频,将CPU的工作频率强行提升的操作。
2、超频的利弊:
利,提升性能。
弊,缩短器件的寿命,烧坏器件稳定性差。
3、超频的方法:
超外频、倍频和电压。
4、超频的注意事项:
内存质量,主板稳定性,BIOS设置,散热,CPU的品质,硬盘和板卡的影响及电源。
55,八作业,CPU的作用是什么?
CPU的内部组成有哪几部分?
主频、外频、倍频系数的关系。
CPU超频应注意什么?
CPU有哪些品牌?
56,主要知识点:
一、内存的分类(了解)二、内存的技术指标(掌握)三、内存厂商与识别(了解)四、内存的选购(了解),第3章内存,57,1、内存一般是指随机存储器,简称RAM。
Cache为静态内存(SRAM)而我们经常提到的电脑内存指的是动态内存即DRAM。
2、作用:
内存是CPU唯一可直接存取的存储设备,它暂时存储程序运行时需要使用的数据或信息,断电数据会丢失。
一概述,58,3、动态内存DRAM的存储原理:
每个内存单元是由一个短暂存储电荷的电容器构成的,这电荷表示内存单元所存储的信息,代表什么含义,如果电容器所存储的电荷量超过一半,那表示值为1,如所储电荷少于一半,或没电荷则电容器值为0,电容器丢失电荷的速度非常快,因此DRAM必须包括一个刷新电路,此电路能检查每一个内存单元,然后需要时就刷新其中的电荷,以便其值保持不变。
59,二内存的分类,60,
(一)ROM和RAM的区别
(二)DRAM的分类,61,
(1)FPMRAM(快页内存)流行于386时代,按页存储,每发送一次数据占3个时钟,速度慢,都在60ns以上。
(2)EDORAM(扩展数据输出内存)流行于486和早期Pentium机器上,每传送一次数据需两个时钟,速度已达到60ns,72线或168线,32位总线,5v电压。
(3)SDRAM(同步动态随机存储器)现在较流行的内存,其工作速度与系统总线速度是同步的,它已成为当前的内存标准。
SDRAM按标准运行工作频率分为:
PC66、PC100和PC133等标准,其中66、100和133为系统总线频率。
168线,64位总线,3.3v电压。
62,(4)DDRSDRAM(双数据率同步动态随机存储)现在最流行的内存。
其特点:
单个时钟周期的上升沿和下降沿都传送数据,所以比相同频率的SDRAM高一倍的速率。
184线,2.5v电压。
(5)RDRAM(RambusDRAM)Rambus公司为电视游戏机提供的内存规格,其内存口为16位,引脚为184线,其必须成对安装,且插槽需插满(空余的可用阻隔板或空模块)代替。
63,显存用于视频系统中,作用是以数字形式存储屏幕上的图形图像。
其容量直接影响显示图像的分辨率和色彩精度。
64,三内存的技术指标,1、内存的容量内存条上单个芯片容量之和,如,32MB、64MB、128MB、256MB、512MB等。
2、存取周期两次独立的存取操作之间所需最短的时间,称为存取周期(TMC),单位是ns(一般用在其它外存上)。
3、数据宽度和带宽
(1)内存一次同时传输数据的位数
(2)带宽指内存的数据传输速率,65,4、内存的电压指内存正常工作所用的电压。
(早期内存FPM,EDO为5v,SDRAMY一般为3.3v,RDRAM和DDR均采用2.5v工作电压)。
5、CAS等待时间LC(CASLatency)
(1)CAS等待时间又称为CAS延迟时间,指CAS信号需要经过多少个周期之后才能读写数据,即,纵向地址扫描脉冲的反应时间。
它是在一定频率下衡量支持不同规范内存的重要标志之一。
(2)现在的SDRAM的CL为3或2,当然在SDRAM制造的过程中,会把CL值写入其中的EEPROM(SPD)芯片中,主板的BIOS会自动监测。
66,(3)SPD为串行存在探测,8针,2KB,存储着内存的容量,生产厂商,工作速度和是否存在ECC校验等。
6、系统时钟循环周期(TCK)即时钟周期,其代表SDRAM所能运行的最大频率。
内存时钟周期由外频决定,可简单定为TCK=1/f,如:
TC100的TCK为:
1/100M=10ns可计作:
PC-10。
7、存取时间TAC其代表读取数据所延迟的时间,数值越大,数据输出的时间越长;一般要求在CL=3时,TAC不能大于6ns。
67,8、总延迟时间公式:
总延迟时间=系统时钟周期*CL+存取时间。
如,PC100存取时间为6ns,我们设定
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