论文设计计算机硬件系统的优化设计.doc

武汉生物工程学院高等教育自学考试毕业论文(设计)论文题目： 计算机硬件系统的优化设计 指导教师： 周方 专 业： 计算机科学与技术 准考证号： 018111210147 作者姓名： 熊安辉 答辩时间： 2012.12.21 年 月 日目录摘要4关键字 4Abstract 5Key words 51.计算机硬件系统 61.1简介 61.1.1输入设备 61.1.2输出设备 61.1.3存储器 61.1.4运算器 71.1.5控制器 72.针对计算机开机速度的优化设计 82.1关闭多余硬件 82.2调整设备启动顺序 92.3停用多余硬件驱动 92.4改为静态IP加速联机 102.5关机清理虚拟内存 113.研究USB 2.0传输速度的方法 123.1 USB2.0为何达不到60MB/s的研究123.2 USB2.0提速的解决方法 124.针对磁盘性能提升的研究 144.1性能短板用应用提升 144.2提升磁盘性能的几种方案 154.2.1 方案1：混装数字矩阵SRT164.2.2 方案2： RAID 0技术提升磁盘性能185. CPU与几大硬件之间的优化 205.1散热器 205.2主板 225.3内存 246.校园网络问题的解决方案256.1校园网联不上的解决方法256.2校园网断网后组建小型局域网的方案256.3平均分配局域网中网速的方法277.硬件参数揭秘 287.1显存共享技术 287.2插值像素 297.3电源的峰值功率 308CPU工艺、命名规则基础讲解 318.1延续命名规则318.2 i5处理器的精密度 328.3主板与接口的关系 328.4专用软件推荐 339.USB即插即拔的技巧 3410超内存，让性能涨三成的方法 36总结 38致谢 39参考文献40计算机硬件系统的优化设计摘要21世纪是知识经济的时代，是人才竞争的时代。随着21世纪的到来，人类已经步入信息社会，信息产业正成为全球经济的主导产业。计算机科学与技术在信息产业中占据了最重要的地位，其中对计算机硬件方面的优化更为重要。一到年终，各大IT网站和媒体都会作一些年终盘点和横评，大多数都限于产品和导购。但据我统计研究发现，在计算机硬件方面的文章中，以技术类文章最受欢迎，大家更希望了解一些能带来知识和技术的文章。所以我准备作一篇以“硬件技术优化”为主的论文设计盘点，因为IT产品更新换代太快，在新品层出不穷，行情变换莫测的情况下，只有技术才是最保值的，更让人受用。本论文系统的介绍了计算机硬件的基本组成原理和内部工作机制。这里主要研究的内容分成两个部分：一部分探讨计算机各大部件的基本组成原理，各大部件互连构成整机系统的技术；一部分研究计算机的各子系统（指令系统、存储系统和结构、中央处理器、外部设备、输入输出系统）的基本组成原理与相对优化设计。如果你是DIY达人或普通用户，本论文研究的计算机硬件优化技术总会有你需要并受用的；如果你是刚接触DIY的新手，通过这篇论文设计，也许能让你找到方向，不再迷惑。关键字计算机硬件；BIOS；TCP/IP；虚拟内存；USB；注册表；硬盘；主板。Computer hardware system optimization designAbstractThe 21st century is the era of knowledge economy, is the era of talent competition. With the arrival of the 21st century, mankind has into the information society, information industry has become the leading industry of the global economy. Computer science and technology in the information industry occupies the most important position, among of which, the optimization of the computer hardware is more important.The year-end, each big IT website and media will make some year-end inventory and cross review, most of them are limited to products and promotions specialist. But according to my statistics study found that in computer hardware article, the most popular technology in this paper, we want to know some more can bring knowledge and technical articles. So Im going to be a hardware technology optimization give priority to paper design inventory, because IT products renewal too fast, in the new product emerge in endlessly, market uncertain circumstances, only technology is the most value, more let a person benefit.This paper systematically introduces the basic component of the computer hardware principle and the internal working mechanism. Here the main research content is divided into two parts: section explores computer major parts of the basic principle, major component interconnection constitute the system of technology; Part of the research of computer each subsystem (instruction system, storage system and structure, the central processor, external equipment, input/output system) of the basic principle and the relative optimization design.If you are a DIY da or ordinary users, this paper study computer hardware optimization technique will have what you need and benefit; If you are just contact DIY of novice, through this thesis design, may be able to help you find the direction, no longer confused.Key wordsComputer hardware,BIOS,TCP/IP,Virtual memory,USB,registry,Hard disk,motherboard1.计算机硬件系统1.1简介 计算机的硬件系统通常由“五大件”组成：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。1.1.1输入设备将数据、程序、文字符号、图象、声音等信息输送到计算机中。常用的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏、数字转换器等。1.1.2输出设备将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。1.1.3存储器存储器将输入设备接收到的信息以二进制的数据形式存到存储器中。存储器有两种，分别叫做内存储器和外存储器。内存储器微型计算机的内存储器是由半导体器件构成的。从使用功能上分，有随机存储器 （Random Access Memory，简称 RAM），又称读写存储器；只读存储器（Read Only Memory，简称为ROM）。 1随机存储器（Random Access Memory） RAM有以下特点：可以读出，也可以写入。读出时并不损坏原来存储的内容，只有写入时才修改原来所存储的内容。断电后，存储内容立即消失，即具有易失性。 RAM可分为动态（ Dynamic RAM）和静态（Static RAM）两大类。DRAM的特点是集成度高，主要用于大容量内存储器；SRAM的特点是存取速度快，主要用于高速缓冲存储器。 2只读存储器(Read Only Memory) ROM是只读存储器。顾名思义，它的特点是只能读出原有的内容，不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是采用掩膜技术由厂家一次性写入的，并永久保存下来。它一般 用来存放专用的固定的程序和数据。不会因断电而丢失。 3CMOS存储器（Complementary Metal Oxide Semiconductor Memory，互补金属氧化物半导体内存) COMS内存是一种只需要极少电量就能存放数据的芯片。由于耗能极低，CMOS内存可以由集成到主板上的一个小电池供电，这种电池在计算机通电时还能自动充电。因为CMOS芯片可以持续获得电量，所以即使在关机后，他也能保存有关计算机系统配置的重要数据。外存储器外存储器的种类很多，又称辅助存储器。外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。1.1.4运算器运算器是完成各种算术运算和逻辑运算的装置，能进行加、减、乘、除等数学运算，也能作比较、判断、查找、逻辑运算等。1.1.5控制器控制器是计算机指挥和控制其它各部分工作的中心，其工作过程和人的大脑指挥和控制人的各器官一样。 控制器是计算机的指挥中心,负责决定执行程序的顺序,给出执行指令时机器各部件需要的操作控制命令.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制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 主要功能： 1.从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中位置； 2.对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作； 3.指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。 4.控制器根据事先给定的命令发出控制信息，使整个电脑指令执行过程一步一步地进行，是计算机的神经中枢。2针对计算机开机速度的优化设计由于我们对电脑的开机速度非常重视，所以首先研究开机提速的问题。主要提供了5种思路，第一，关闭多余硬件；第二，调换启动顺序优先设置为硬盘；第三，停用多余驱动；第四，设置静态IP加速联机；第五，关机清理虚拟内存。不管电脑配置如何，在按下电源键之后总是需要等待一段时间，少则几十秒，长则几分钟，然后才能够正常开始使用。 如果安装了360安全卫士就知道，每次开机都有速度比较。虽然360安全卫士可以从软件方面对系统进行优化，但开机速度也和硬件有关，那么就让我们来研究如何设置硬件而缩短开机时间吧。下面研究的是几种常用的硬件优化设计方法。2.1关闭多余硬件电脑在开机时会首先进行BIOS检测，在检测各个已设硬件资源正常后，才会进入操作系统的引导程序，因此在BIOS中的硬件设置就会影响开机最初的检测时 间。其中最有效的方式就是关闭不必要的硬件，例如软盘驱动器已经被淘汰，但在BIOS中仍然保留着它的选项，打开了就会耗费时间去扫描，因此我们可以先将 它关闭。按下进入Del键进入BIOS界面，将“FloppyDriverA”和“FloppyDriverB”项目都设为 “NotInstalled”即可。同时在BIOS还提供了类似“FastBoot”选项，打开它就可以在内存以及相关检测时，以最精简的方式来完成，从而缩短了硬件的检测时间。如图2-1所示。图2-1 将软驱设置为未安装2.2调整设备启动顺序在BIOS中除了硬件检测之外，还有一个关键的设定，那就是开机设备的顺序。在BIOS的设置中，用户可以决定电脑开机加载引导系统的设备。如果将开机顺序设为光驱优先，而在光驱中没有光盘或者光盘中没有引导程序，这就会浪费这段读取时间。对于通常使用状况，如果不需要用光盘、闪存等设备启动，把硬盘的设为优先启动是最省时的。在“1stBootDevice”类似项目中，设为 “HardDrive”即可。这样BIOS就直接从硬盘加载系统，而不用再花费多余的时间去加载其他设备，这也可以有效地缩短开机时间。如图2-2所示。图2-2 将硬盘设为启动首选项2.3停用多余硬件驱动虽然配置高的电脑，在开机速度上比较快，但实际上开机速度与系统载入硬件驱动的多少也有关系。在进入系统后，操作系统会再进行一次硬件检测，然后为这些硬件加载对应的驱动程序。如果所研究的电脑内置或外接的设备越多，那么加载的驱动也越多。为了节省时间，可以将那些不常用的硬设备停用。打开“设备管理器”，右击不常用的设备项目，将其设为“停用”即可。例如IEEE1394、摄像头、读卡器等都是不常用的设备。如图2-3所示。注意，这种方法只有在重新启动后才能生效。图2-3 在系统中停用多余的硬件驱动2.4改为静态IP加速联机电脑联网的方式主要分为两种，一种是自动取得IP的DHCP，另外一种则是固定IP。DHCP是常用的，它主要是通过DHCP服务器分配IP给用户。当开机时，采用DHCP联网的电脑就需要等待服务器的响应分配IP，这样才能连上网络，因此就会由于服务器忙碌产生延迟。我们就可以通过固定IP的方式，当网卡启动时就不需要花费过多的时间来等待DHCP服务器发出可用的IP，也就能快速地连上网络。打开网络本地连接的属性窗口，点击“Internet协议（TCP/IP）”的属性，填上IP地址、子网掩码、网关等信息即可。如图2-4所示。注意，不要因为手动设定IP，而造成局域网IP冲突，否则两台使用同样IP的电脑可能都无法正常使用网络。图2-4 设置静态IP2.5关机清理虚拟内存如果电脑的内存太小，会直接影响到系统效率，这时就得使用虚拟内存。虚拟内存就是将硬盘虚拟成为内存，生成一个用作缓存的页面文件。但是每次关机时，这个虚拟内存在默认的设置中，并不会释放它所记忆的数据，在下次开机时就会影响到开机时间。因此我们可以将虚拟内存在每次关机时，就将其中的数据清除。在运行中输入“regedit”开启注册表编辑器，打开 “HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlSessionManager MemoryManagement”项目，将右边窗口中的“ClearPageFileAtShutdown”项目的值设为“1”即可，这样它就会在 关机时清理虚拟内存中的数据。如图2-5所示。图2-5 在注册表设置关机清理虚拟内存数据 3.研究USB2.0传输速度的方法虽然Intel和AMD配备USB3.0控制器的主板已经大量上市，但对于已经选择了只有USB 2.0的主板的用户来说，用USB 2.0闪存、移动硬盘拷贝大文件时，那样同样会浪费我们很多时间。那么下面就是对USB传输速度提升的可靠性研究方法。3.1 USB2.0为何达不到60MB/s的研究因为USB 2.0的理论带宽是480Mbps，也就是60MB/s的数据传输速率，但实际使用中会发现这个理论速度是根本达不到，长期以来 USB2.0最高实际传输速度被限制在30MB/s左右，只能达到理论带宽的一半。这是由于落后的协议和编码方式造成的。USB 2.0采用的是传统的Bulk-OnlyTransport(BOT)协议，由于没有进行改善，随着目前高速存储设备的出现，BOT协议阻碍USB传输速率的问题已经显现出来。而目前的USB3.0新增了USBAttachedSCSIProtocol（UASP）协议，新增了两组数据总线，支持多命令并发执行和NCQ队列功能，这样就可以发挥出5Gbps的高速带宽优势。另外，USB 2.0使用了NRZI（Non-Return-to-ZeroInverted）编码方式，它是基于串行传输模式，传输连续的0、1字符串，由于其中需要强制插0以保持发送端和接收端频率同步会造成USB2.0传输带宽的浪费。而USB3.0采用了时下流行的8b/10b编码方式，有效数据利用率为80%，也就是USB3.0的有效数据传输带宽为500MB/s。3.2USB2.0提速的解决方法因为微软目前放出一个补丁来提高USB设备的访问速度，由于它是一个HotFix热修复补丁，并没有作为常规补丁随系统自动更新，因此平时也就体会不到它的作用，那么我们需要自己来手动下载安装。从微软官方下载Windows6.1-KB2581464补丁，解压后安装。光安装补丁还不行，还需要手动对注册表进行一些修改，将USB2.0存储设备的最大传输值从默认的64KB增加到2MB，这样才能让它的速度有所提升。首先需要将存储设备的INF设备信息添加到注册表中。在设备管理器中的磁盘驱动器中找到当前的USB2.0存储设备，右击它选择“属性”，切换到“详细信息”选项卡。在属性下拉菜单中，选择“父系”，这时在“值”的对话框中就会出现一串字符(如图3-2)。其中VID_xxxx&PID_xxxx字 符就是USB2.0存储设备唯一的INF设备标识，例如VID_090C&PID_1000，即090C1000。图3-1运行regedit，打开注册表编辑器，依次点击展开HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEM CurrentControlSetControlusbstor。在usbstor下有几个子项目，新建一个名为“090C1000”的项，并选中它，然后在窗口右边的空白处右击新建一个名为“MaximumTransferLength”的DWORD值，然后双击，把它的值改为 001fffe0（如图3-2，十进制数值为2097120，也就是2MB）。保存后重启系统。图3-2实际测试效果我们研究的对象是金士顿DataTraveler16GB闪存进行打补丁前后的对比测试，首先运行ATTODiskBenchmark，在默认配置下，读写速度分别为34.9MB/s和28MB/s，安装补丁后读写速度都出现了显著的增加，最高读取达到了43.2MB/s，写入速度也为34.6MB/s。接着研究用ASSSD测试持续读写速度，默认情况下，读取速度为29.4MB/s，写入速度只有25.1MB/s，安装补丁后，读写速度分别提升至42.9MB /s和33.6MB/s。 4.针对磁盘性能提升的研究由于硬盘发展的速度落后于其他核心硬件，阻碍了系统整体性能的提升和发展（如图4-1，以下机械硬盘均使用HDD指代，固态硬盘使用SSD指代）。游戏场景载入速度慢、操作系统启动缓慢、软件启动速度缓慢这些情况常常都是由磁盘性能过低所至。下面我们就针对这些来做一个详细研究与解决方案。图4-14.1性能短板用应用提升虽然SSD的“兴起”让这一现象有所缓解，不过仍远远不够。首先，大容量SSD价格极其昂贵，而小容量SSD+HDD的方案则会经常遇到容量“瓶颈”。比如现在的游戏大作，体积超过20GB的不在少数，加上操作系统和必要的软件，小容量SSD应付起来显然有些捉襟见肘。因此，我们不时能看到用户在SSD和HDD间反复转移数据的情况发生。那么，怎样才能在一个合理的价位上打造出性能理想的磁盘系统呢？在台式机里，HDD仍然是主要的存储设备， 但是HDD的磁盘性能羸弱已是不争的事实，我们只能运用一些磁盘应用技术来弥补它的弱点，而目前搭建比较主流的办法便是SRT和RAID 0模式，SRT全称为Smart Response Technology，中文名为智能响应技术，另外一种就更加熟悉，那就是经久不衰的RAID 0模式。这些技术并不新鲜，但是这些技术经过改良后已经成熟，完全可以被普通消费者用于实用，而运用这些技术就能享受到磁盘性能飞跃的提升。4.2提升磁盘性能的几种方案其实提升磁盘性能的方法并不是那么困难，只需要多一个SSD或者HDD就能让我们的磁盘性能大幅提升。我们先简单的介绍一下本文涉及到的两种应用技术。图4-2 SRT 全称为Smart Response Technology（如图4-1），中文名为智能响应技术，利用SSD能够极大的提升磁盘性能，是目前较新的磁盘技术，SRT就是利用SSD作为HDD的缓存，将经常调用、频繁读写的数据放入SSD中，提升整个磁盘系统性能，特别是在一些小容量数据读写方面。图4-3RAID就是我们常说的磁盘阵列（如图4-3），全称为Redundant Arrays of Inexpensive Disks。常见的有RAID 0、RAID 1、RAID 5等类型。而RAID 0由于组建成本低廉，组建后读写性能提升明显，所以是常用的方法。4.2.1 方案1：混装数字矩阵SRT方案优点：双模式可选，小数据读写提升大。方案缺点：目前仅Z68主板支持。所需设备：HDD一块、SSD一块、Z68系列主板一块。英特尔智能响应技术是Intel Z68主板自带的功能，在即将上市的Ivy Bridge平台上，Z77和H77主板会继承这项功能。数据传输时，SRT能够对数据分类，常用数据就会以预读缓冲的形式放在消失了的SSD中，以便加速应用程序的读取过程和运行速度。这样可以大大减少读取常用数据的时间。 此方案步骤如下图4-4 选择最大化模式可极大提升磁盘性能如图4-5 短短几步SRT就已经做好了 首先，我们将SSD和HDD同时连接在Z68主板的SATA接口上，注意：一定要连接在主板的原生SATA接口。然后，进入主板BIOS，将磁盘模式设置为 RAID，并将操作系统安装到HDD上。安装完操作系统和相应的驱动程序后，再安装上Intel Rapid Storage软件。接着，启动SRT控制软件，如图4-4所示，选择软件正上方的“加速”选项，点击启动加速，这时会弹出一个启动加速的对话框。在此，建议普通使用者在 “选择加速模式”的选项下，选择“最大化模式”，以获得最好的加速效果，最后点击确定即可。设置完成后，我们会看到，SSD已作为了高速缓存器的提示，它将不会再作为可存储的区域出现、在“我的电脑”中，SSD的盘符随之也消失了，整个组建过程就完成了。应用测试：SRT加速效果明显从测试数据上看，SRT的加速效果是非常明显的。我们选用Intel Larson Creek 20GB SSD来作为“缓存盘”，机械硬盘是西部数据黑盘1TB。开启SRT前后，PCMark Vantage磁盘分数提升最为明显（如图4-6），从4854提升到25530，相当于未组建SRT前的5倍左右。实际应用中，SRT优势也是非常明显的。比如使用单 HDD时，操作系统启动时间为27s；而开启SRT后，时间仅为23s。而在其他测试上也有了不同程度的提升，这是SRT增加磁盘系统性能的方法。SRT开启前后，磁盘性能对比表：图4-64.2.2 方案2： RAID 0技术提升磁盘性能方案优点：大数据拷贝提升明显，没有平台限制。方案缺点：数据安全性较差所需设备：两块同款硬盘，主板须支持磁盘阵列，如主板不支持则需磁盘阵列卡。RAID 0是把数据分布在各个磁盘上，数据先被分成若干块，再交替写入各磁盘，如此反复，直到数据写完。这种分段同时写入的方法直接提高了数据的传输速度。两块硬盘理论上的数据读写速度可达到单块硬盘速度的双倍。一些硬件发烧友甚至会以4块以上的硬盘来组建RAID 0，从而获得超高的磁盘读写性能，而且又不会浪费磁盘容量。不过，RAID 0的缺点也非常明显：没有数据保护能力。如果一个磁盘出现故障，那么整个磁盘系统的数据就会全部丢失，好在目前“云存储”技术迅速发展，将RAID 0和“云存储”软件结合使用，则可使性能和安全性兼顾。RAID 0技术方案步骤如下组建RAID 0的过程如下，首先选择两块或两款以上的HDD或SSD，连接到主板的原生SATA接口上。这里以一块技嘉主板为例（H67MA-UD2H-B3）， 在BIOS找到Integrated Peripherals选项，将其中的PCH SATA Control Mode子项改为RAID模式（如图4-7），并保存。重启电脑后，会出现RAID组建提示，根据提示，按下CTRL+I键进入组建菜单（如图4-8）；选择“1”组建RAID模式（如图4-9）， 然后在“RAID Level”处选择RAID 0，并在Disks选项下选择需要组建的磁盘，然后点击Create Volume（如图4-10），保存即可。图4-7 将PCH SATA Control Mode改为RAID模式图4-8 按住CTRL+I键进入组建菜单图4-9 选择第一项组建RAID模式图 4-10 选择RAID组建硬盘，在RAID Level模式选择RAID 0应用测试：读写性能成倍增长通过两款希捷单碟500GB硬盘进行测试，从测试数据上看，组建RAID 0后，磁盘性能基本达到了单硬盘性能的两倍，性能提升很明显。如图4-11所示。测试成绩表：如图4-115. CPU与几大硬件之间的优化在这里，我们一起来研究一下CPU与几大硬件之间需要注意的问题。首先我们要研究的是计算机的核心部件CPU与其他硬件之间的关系和工作机制，让我们对CPU有一个更加全面的认识和了解。5.1散热器散热器是距离CPU最近的一个小部件。由于CPU处理数据很频繁，发热量往往非常大，所以旁边必须得要有一个能为它降温的部件，那就是散热器。通过研究发现核心热量会通过CPU的外壳传出来，而我们常用的CPU散热器，底部正好是一块很平整的表面，刚好和CPU金属壳紧密接触就将热量 “导”走了，最后由风扇吹出来的冷空气将热量带走，这就是散热器散热的工作原理。散热效果的好坏与散热器用材也有关系，市场上常见的有全铜、铝铜结合、全铝，它们的散热效率是依次降低的。一般来说，CPU超频尽量用全铜，全铝的常温下足够了。散热器如图5-1所示。图5-1 CPU发热量越大，搭配的散热器性能就越猛 其实，不是散热器风扇带走CPU热量就完了，这里面还有几个因素影响CPU散热效果。首先，研究发现散热器底部跟CPU金属壳贴得越紧，热量就越易传上来，但金属盖表面和散热器底部不可能做得那么完美，所以我们就会看见这两个金属表面直接有个粘稠灰色物质，它就是硅脂，它就正好可以填补细微的缝隙让CPU和散热器能够“零距离”接触，使散热效率更高。如图5-2所示。图5-2 硅脂不能涂太厚，薄薄一层就够了 根据研究所知，散热器风扇转速越高，吹出来的风越猛，散热效果肯定好，噪音也更大，所以为了照顾静音和散热两方面，就有了智能控制散热器风扇转速的功能。当主板检测到CPU温度升高时就会改变发送给散热器风扇的脉冲信号，使风扇提高转速加紧散热。使用像“鲁大师”之类的软件很容易就能获取CPU 温度和风扇转速信息，可以看CPU空闲时温度较低，风扇转速也被控制在一个较低的水平，可以减少噪音的产生，而CPU负荷大温度上升到七、八十度以上时， 风扇就会全速运转，转速达到3000（转/分钟）以上。如图5-3所示。图5-3温度40多度时转速约1500转/分，温度到80多度时转速达到3000转/分以上。另外，CPU的热量最终是被空气带走的，而正常情况下，空气一般会从机箱正面进来，吸走了硬件的热量后变成热空气从机箱后面出去。大家想想，如果空气吸走热量后不能及时从后面排出去一直堆积在机箱里，那么CPU风扇吹出来的肯定是热风，那散热效果肯定会降低。因此，要给CPU散热，首先机箱风道就要科学，要保证机箱通风良好。5.2主板主板和CPU一直都是电脑中非常重要的两个部件，主板相当于电脑中枢，主板上各种总线，如CPU总线、内存总线、PCI总线等构成了电脑的神经网络，电脑中的数据都要由主板来汇总、调配和分发，当然也包括CPU处理的数据。主板上的CPU底座相当于插座，CPU的电路板和针脚就相当于一个插头，插头跟插座接通后，CPU工作时所需要的电能和数据，就通过针脚源源不断地传送给CPU，处理之后再以同样的方式传回去。为了确保上千根针脚和底座上的接口都能良好接触，CPU就必须借助扣具紧紧地扣在主板上。而这方面Intel和AMD的扣具是不同的（如图5-4），但作用都是为了扣紧CPU。图5-4 Intel（左）和AMD（右）的CPU卡扣方式不同 因为CPU工作频率非常高，都是用GHz来计算，所以为了使CPU正常工作，主板提供给它的电流就必须保证稳定、纯净。这就要提到主板上CPU底座周围排列的许多电容、电感等元件。这些元件的作用就是对提供给CPU电流进行整流和过滤使之变得平稳，这就好像水库一样，对水流进行调节，水库放水的量永远都保持很稳定，不会出现电量一会大一会小的情况。主板用料的好坏，可从CPU供电部分看出来，好主板在CPU供电部分会用好元件，比如固态电容、全封闭式电感，因为好元件提供电源更稳定。如图5-5所示。图5-5中CPU插槽周围就是使用了大量的全封闭式电感和固态电容，即便不看品牌，不看型号，至少能知道这款主板用料很不错 主板和CPU之间的关系，还与他们是否支持有关。要想知道一块主板支持什么CPU，一般来说，主板的包装盒或者网站产品参数上会注明这样的信息：比如华硕P8H61-M LE采用Intel H61芯片组，支持LGA 1155接口的i3/i5/i7和新奔腾系列CPU，那么我们就照着这样信息的配机方法就可以了。如图5-6所示。图5-6 官网上查询主板时得到的相应这款主板支持什么CPU的信息5.3内存大家都知道内存的频率高、容量大速度就快，具体原因很多人却说不出来，这得从内存做为第三者插到CPU和硬盘之间说起。下面就是详细介绍。CPU速度很快，对数据的需求也很大，但硬盘一直以来送给CPU数据的速度都跟不上CPU的脚步，于是就把速度更快的内存放到硬盘和CPU之间做缓冲。当CPU需要处理一张图片，就先把图片从硬盘中调到内存中，然后再从内存中取出图片数据进行处理。如果后续还要对其进行处理，就只需快速读写内存即可，直到最后处理结束，再一次性将图片写回到硬盘中。这样一来，只需读写一次硬盘就可以对图片进行N次处理，效率大大提高。内存容量（GB）越大能够临时存储的数据就越多，硬盘的读写次数因此减少，所以速度就会提高。而且内存的工作频率越高，那CPU 从内存读取数据的速度就越快。这些因素都直接影响着电脑的运行速度。不过，内存的实际工作频率不仅跟内存自身有关系，更取决于一个叫内存控制器的东西。内存控制器就是指挥CPU和内存传数据的。在以前内存控制器都是集成在主板芯片上的，而现在CPU一专多能，也把内存控制器的功能整合进来了。例如，CPU使用的是Intel酷睿i3 2120，其集成的内存控制器支持DDR3 1066/1333内存，也就是说搭配DDR3 1066内存时，内存工作频率就是1066MHz，搭配DDR3 1333或更高规格的内存时，内存工作频率就是DDR3 1333。如图5-7所示。图5-7中内存直接和CPU进行数据交流（右），数据不再通过主板芯片走一圈了（左），这就是内存控制器集成到CPU中的结果6.校园网络问题的解决方案现在我们来研究怎样解决网络中出现的常见问题，下面将以案例的形式来解决校园网络中遇到的问题。6.1校园网联不上的解决方法案例问题：本来直接插上网线就可以用的校园网，为什么在某台电脑上插上网线后连不上网。可能出现的原因：这台电脑没有使用“自动获得IP地址”功能，这种故障较为常见。解决方法：由于设置了静态IP地址，这些电脑连接上校园网后，因为IP地址不对，自然就上不了网。具体步骤是：鼠标右键点击“网上邻居”，在弹出的窗口中，再右击 “本地连接”，选择“属性”，再选择“Internet协议（TCP/IP）”，最后选择“自动获得IP地址”即可。另外，还有一种可能是该电脑中了 ARP（一种阻断上网请求的地址攻击手段）病毒或者ARP攻击软件的攻击，使用ARP防火墙即可解决问题。校园网其实就是一个大局域网，它用的IP地址是192.168系列专用的IP地址，且不会给每个人分配一个固定的IP 地址，而是采取自动分配的模式，所以每次上网的IP地址都不一样。如图6-1和6-2为相关软件截图。 图6-1 一款ARP攻击器 图6-2 金山贝壳ARP防火墙拦截能力不错6.2校园网断网后组建小型局域网的方案 方案所需设备：无线路由器一台。方案优点：实现资源共享，可搭建电影点播平台。方案步骤如下：校园网断网后组建小型无线局域网。目前，校园网主要有两种模式，一种是插入网线就可以直接上网，因此组网的方式是：将网线一端插入校园网接口，另一端连接无线路由的LAN口，这种方法是将路由器变成了交换机，不需要设置路由器的IP地址。另外一种模式是拨号上网，需要在电脑中安装一款拨号软件才可以上网，例如锐捷校园网拨号软件、校园稻草拨号器等。由于拨号上网，路由器一定要有自己的IP地址，否则无法上网。首先，设置路由器的IP地址，用一根网线一端连接路由器的LAN口，另一端连接电脑，然后在电脑的地址栏中键入无线路由器默认IP地址即可，一般是（例如TP-LINK）或者（例如腾达）。进入路由器配置界面后，点击“设置导向”，在弹出的上网方式窗口中选择“动态IP（以太网宽带自动从网络服务商获的IP地址）”即可，最后就是组网了：将网线一端插入校园网接口，另一端连接无线路由的WLAN口。开启路由器的无线连接。通过或者进入无线路由器配置界面，单击左侧的“无线参数”，进入无线网络基本设置界面，勾选“开启无线功能”和“开启SSID广播”。这样设置后，有一个弊端就是一些“不法分子”会很轻松连入局域网盗取资源、拖慢网速。于是就需要对无线路由的信号进行加密设置，勾选页面的“开启安全设置”，在密钥类型中将“密钥1”设置为启用，在“密钥内容”中输入密码就可以了。如图6-1所示。图6-1 设置无线局域网无线局域网设置完成后，就可以实现局域网计算机之间的资源共享了。下面就是开启IIS服务，安装并配置好电影服务器软件，就可以搭建电影点播平台了，这里用的是免费的酷播电影服务器软件：安装软件后，首先在“全局配置”中设置局域网的参数，借助在“添加资源”中加入电影，然后通过“导出生成”获得一个电影地址，最后将该地址分享跟其他人就可以了。软件如图6-2所示。图6-2 用免费的酷播服务器搭建电影播放平台6.3平均分配局域网中网速的方法由于局域网中有些人疯狂下载拖慢网速，那么这里就来研究下怎样使自己成为网络管理员，那样就可以平均分配网速了。下面就来设置限制网速的方法使用软件：P2P终结者。首先下载并解压软件，运行主程序p2pover，软件启动后会自动搜集局域网内正在上网的电脑。在“下行宽带”中看哪台电脑的下载速度过高，右键点击该电脑，选择“为选中主机制定规则”，在弹出的规则界面中设定网速为20Kb/s即可，这样该电脑最高下载速度就无法超过20Kb/s了。如图6-3所示。图6-3 P2P终结者7.硬件参数揭秘虽说现在的消费者越来越精明了，在购买硬件时会详细对比产品的规格、参数。不过某些产品的参数还是有蹊跷，等买回去之后才会发现用起来与商家宣传的不同。不管产品价格如何变化，型号怎样更改，只要抓住它最重要的几个参数，再结合价格就能掌握核心硬件技术了。7.1显存共享技术回看以往的显卡发展历程，显存的容量仍然在不断地增大。现今DX11游戏对数据处理的需求已经很大，更大的显存容量往往能够更好的存储游戏数据，提高游戏的流畅性。案例分析：中低端显卡在规格参数上，例如显存容量：256MB，可共享至512MB，或者干脆直接写上TC/HM 512MB。这时奸商就会以最大的数值来忽悠消费者，让他们误以为显存是512MB的。可是实际上物理显存仅有256MB。更有甚者，某些显卡的标签上居然也没写明显卡的物理显存究竟是多少，这样的产品迷惑性更大。其实这些多出来的显存是通过共享内存得来的，在运行中并没有太大意义。之所以出现这种情况，是由于这些显卡采用了显存共享的技术。如图7-1中的512HM就是代表的显存是通过Hyper Memory技术共享到512MB 对于显存共享技术，NVIDIA与AMD两大巨头都有自己的称呼。其中，AMD的称为Hyper Memory动态共享系统内存技术。是一种基于PCI-E总线的显卡共享系统内存技术，在GPU内部整合一个内存控制器，用来控制系统内存。在需要的时候可以调用系统内存作为3D应用程序的数据缓存，在2D应用下时会释放系统内存，从而可以做到动态分配系统内存。这项技术能使GPU更充分地利用系统内存的资源，达到最终扩展总显存数量的目的。但是，Hyper Memory会造成CPU的等待延迟、减慢整个渲染过程，甚至使得GPU、CPU和北桥之间相互干扰。如图7-2 为Hyper Memory动态共享系统内存技术原理图 NVIDIA的则是Turbo Cache技术是一项软硬件一体化解决方案，就是GPU在进行3D计算的时候，将部分数据存储在内存中，这样就让显存的使用空间更为宽裕。不过Turbo Cache技术需要在内存容量比较宽裕的情况下才能有效的发挥作用，如果内存比较小的话，Turbo Cache技术会减少对内存的占用。7.2插值像素案例分析：为何号称能达到500万像素的摄像头，与相机的500万像素相差很远。研究什么是插值像素。因为数码影像由许多色彩相近的小方点所组成，这些小方点就是构成影像的最小单位像素。像素越多，其拥有的色板也就越丰富，越能表达颜色的真实感。插值，是一种为数码影像设备在计算像素时可以增加有效像素的成像方式。插值像素是将数码影像设备中的感光器件所形成的实际像素，通过相机中内置的软件，依据实际感光影像的像素，依照一定的运算方式进行计算，产生出新的像素点，并将其插入到本来像素邻近的空隙处，从而实现增加了像素总量和增大了像素密度的目的。如图7-3中这款摄像头号称拥有1600万像素，但是其娇小的身材根本容纳不下那么多的元件，所以这1600万就是差值像素7.3电源的峰值功率有的电源写的是额定功率，有的写的是最大功率，有的是峰值功率，其实这三种功率都是电源功率，其中最有价值的两项当属额定功率以及最大功率。根据ATX标准中对电源的输出功率等常见指标的规定，额定功率就是环境温度在-550之间，输入电压在180V264V之间，电源长时间稳定输出的功率。比如，一台电源的额定功率是否300W，其含义是每天24小时、每年平均365天持续工作时，所有负载之和不能超过期300W。额定功率代表了一台电源真正的负载能力。最大功率就是在常温下，输入电压在200V240V之间，电源可以长时间稳定输出的功率，最大功率一般比额定功率大15%左右。峰值功率又称电源在极短时间内能达到的最大功率，时间仅能维持3秒至30秒之间，也就是常讲的OPP功率。峰值功率与使用环境的条件有关系，不是一个确定值，峰值功率可以很大。案例分析，目前仍有不少小品牌甚至是山寨电源，仅仅在铭牌上标注了峰值功率，消费者如果买了这样的电源会面临很大的风险。因为峰值功率维持的时间极短，根本不能满足电脑稳定工作的需要。比如一个峰值功率300W的电源，其额定功率可能仅有200W都不到，来带动一个300W的平台，会造成平台运行的不稳定，甚至导致其他硬件的损坏。如图7-4中在山寨电源的铭牌上，找不到关于功率的数值如图7-5中正规大厂电源标识清楚8CPU工艺、命名规则基础讲解案例问题1：我们常说的IntelCorei3、i5、i7到底是什么意思，每种型号的数字又代表什么，数字型号后面通常又会有1、2个字母，这些字母又象征什么？案例问题2：某人组装电脑，听到别人提到CPU配i5，心里生疑：“早前就听说i5了，现在还i5？”其实，虽名称相同，但两者并不完全相同，所以为了区别这种同名不同“心”的处理器，我们就从它的名字讲起（这里研究对象以目前流行的两代Corei系列产品为例）。下面我们将对此做一个详细的研究，让你对CPU的命名规则以及各种架构、核心有一个全面的了解。8.1延续命名规则简介：处理器就像CPU厂商的孩子，都会给它取名字，如我们常听说的IntelCorei52300，Intel是公司名字，Core（酷睿）是处理器品牌，而i5说明CPU定位中端市场（i3定位低端，i7定位高端），而后面的2300就