计算机组装与维护知识

第一篇硬件的认识

初识计算机

计算机从开始发展到现在，技术在突飞猛进的进步，应用的领域几乎渗透到我们社会生

活的方方面面。可以这样讲计算机已不仅仅是我们使用的一个工具，它已经成为一种文化,

计算机文化正在改变着我们的生活方式甚至是思维模式。计算机给人一种非常神秘的感觉，

其实所谓计算机和我们平常使用的家用电器一样也是一种电子设备。具体的讲计算机是一种

能自动，高速进行数值计算和数据处理的电子设备。

微型机的外观组成

任务一：认识微机的外观组成（认识各组成部件的名称与大致作用）

计算机外观组成如下图

主机箱，显示器，键盘，鼠标，音箱

键盘与鼠标负责输入信息，主机箱中的设备负责对这些信息进行处理，再把这些信息通过显

示器，音箱，打印机输出，这样我们就可以看到精美的画面，听到美妙的音乐，得到漂亮的

书面材料了。

任务二：认识微机主机箱面板中的开关与接口

电源开关，重置键，USB接口，光驱开关。

（1）正面如图所示

图1-4立式机箱正面

①电源开关：用于接通和关闭计算机电源，上面常标识（Power）。

②复位开关：用于重启计算机，按•次相当于关闭，打开计算机电源，上面常标识（Reset）。

③电源指示灯：灯亮表示计算机电源接通。

④硬盘指示灯：灯亮时表示计算机硬盘正在进行读写操作。

⑤USB接口：用于连接USB接口的设备。由于现在支持USB接口的设备很多，在机箱的

正面有不少机器也提供了USB接口，方便用户的接入。

（2）背面如图所示

工•:可

“：然

图1-5立式机箱背面

①电源插座：通过电源线和后电相连。

②键盘接口：用于连接键盘。

③鼠标接口：用于连接鼠标。

@串行口：用于连接串行接口的设备。

⑤并行口：用于连接并行口的设备，一般连接标准接口的打印机。

⑥视频接口：用于连接显示器的信号电缆。

⑦声卡接口：用于连接音箱，话筒等设备。

任务三：能正确连接微机的各设备

（常见的组成设备，主机面板，各设备的连接）

微机主机箱背面的接口很多，与计算机的其它设备的连接的接口，•般都在主机箱的背面。

不同的设备与主机相连的接口的形状是不一样的，有的是圆口，有的是D型的接口，也有

的是通过USP接口相连的。一般总的原则只要能接上（注意接口的形状，不能硬插）就是

正确的连接方法。

特别注意，PS/2接口的键盘与鼠标在连接时要看准接口的方向与位置。方向要对准，不然

会造成接口中的插针倒在当中，所以绝不能过分使劲；第二位置，靠近主板的PS/2口接键

盘，稍远一点的接鼠标，不能搞反了。另外也可以通过接头的颜色来分辨出正确的连接方法。

计算机硬件的逻辑结构

计算机系统山计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。所谓硬件就是看得见摸得

着的物理设备，而计算机软件是计算机在运行过程中所用到的程序、数据及文档等。打个比

方硬件相当于人的躯体，而软件相当于人的灵魂。只有硬件的计算机称为“裸机”，它不能

做任何事情，只有硬件和软件想结合才能构成一台完整的，可以运行的计算机系统，它们之

间相互依存，相互配合。

任务一：了解一般计算机的结构与工作流程

现在所有电子计算机都是基于美籍匈牙利数学家冯.诺曼（VonNeumann）提出的以二进

制和程序存储控制为基础的结构思想。其中“程序存储控制”就决定了计算机的结构，即计

算机是由运算器，控制器，存储设备，输入设备，输出设备五个组成部分。运算器和控制器

合称为中央处理单元（CentralProcessingUnit简称CPU）,中央处理器和存储器合称为主

机，输入设备与输出设备统称为外部设备，简称外设。

图1-1计算机逻辑结构

学生思考：1）计算机中为什么采用二进制数

2）你对“程序存储控制”就决定了计算机的结构即五个组成部分是如何理解的？

3）在前面计算机外观组成中，哪些是输入设备，哪些是输出设备？

任务二：了解微型计算机的结构与设计特点

微型机也是冯.诺曼计算机，它有它自身的特点。微型计算机的设计特点就体现在使用

总线结构和微处理器这两个方面。

CPU

系统总线

图1-2微型计算机逻辑结构

(1)图中CPU就是一块集成电路芯片，简称微处理器，它包括运算器和控制器两部分。

(2)内存储器是存储程序和数据用的，它是由若干个存储单元组成的，每个存储单元

都有一个编号，称为存储单元的地址。

(3)在图1-2中我们可以看到所有的设备都是直接或间接的接在总线上的。所谓总线

是计算机中各硬件组成部件之间传递信息的公共通道，是连接各硬件的纽带，总线根据其中

所传递的信息的种类的不同分为地址总线，数据总线和控制总线，总线实际上可以认为是一

组导线，是整个计算机的“大动脉”，对微型计算机系统的功能和数据传送的速度有极大的

影响。在微型计算机中总线是有系统主板提供的。CPU和存储器是直接和总线相连，而外

设则是通过I/O接口与总线想连接，这是由于外设的速率慢，而主机的速度快，通过I/O接

口匹配两边的速度。I/O接口有的直接做在主板上，由主板提供(如键盘接口，鼠标接口等),

有的是用专用的板卡插在主板的扩展槽和系统的总线相连接。

主板

主板是连接计算机各个设备的纽带，在微型机中各个设备都是通过主板连接起来，从而形成

个整体。它是微型计算机中极其重要的部分，它基本上.决定了整个计算机系统的性能、稳

定性和兼容性。

任务一：初识计算机主板

打开主机箱，你所看到的一块大的电路板就是主板，主板(MainBoard)是计算机中最重

要，最基础的部分，从前面的微型机的结构特点可以看到主板是提供系统总线的设备，它是

整个计算机内部结构的基础，CPU、内存，各种接口卡和外部设备都靠主板来连接和协调工

作。计算机在工作时，由输入设备输入的数据经主板送到内存，从内存经主板送CPU,CPU

处理完经主板送到内存，再经主板送到输出设备输出处理的结果，所以如果主板性能不好，

与其连接的设备的性能就不能充分发挥出来。由于输入输出设备种类繁多，速度、性能及工

作方式千差万别，各种数据传送都要靠主板来完成。所以说主板在整个计算机系统扮演举足

轻重的角色，主板的类型、档次决定了整个计算机系统的整体性能。

市场上的主板品牌繁多，布局各异，但其基本组成大同小异，如下图所示。(这里放几

张不同的主板，一张大的主板，标出各种接口的名称)

主板主要包括芯片组，CPU插座，内存插座，扩展槽，硬盘接U,键盘鼠标接口，串

口并口，BIOS芯片，面板控制开关等等。

任务二：了解主板上的芯片组

芯片组（ChipSet）是主板的灵魂和核心，它决定了主板的性能和级别。芯片组的作用

主要有支持对应的微处理器、内存、对时间和流程控制、对外围及I/O总线控制。芯片组按

照它们在主板上的位置分为北桥芯片组和南桥芯片组。注意主板放置的位置，键盘等外部设

备接口朝上放置，上边的那块主板芯片是北桥芯片，下边的那块芯片称为南桥芯片。

1：北桥芯片

图

从一般主板中北桥芯片的位置及四周的设备接口可以看到它靠近CPU、内存以及显示

卡插槽。这是由于北桥芯片组主要负责高数据传输速率的设备的连接。具体来说，北桥芯片

负责CPU与内存之间的数据交换和传输，因而决定了主板可以支持什么样的CPU和内存；

另外北桥芯片还承担着AGP总线或PCI-E总线的控制、管理和传输工作。北桥芯片在主板

的布局上靠近这些高速设备是为了缩短传输线路的长度，也便于线路的分布。有些整合型芯

片组还集成了显示核心。

由于北桥芯片处理的数据量大，发热量也大，现在的北桥芯片上面都覆盖着散热片，以

加强芯片的散热能力，有些主板的北桥芯片上的散热片上还配有风扇以加强其散热能力。

2：南桥芯片

图

南桥芯片一般位于离CPU插槽较远的左下方，PCI插槽附近，这种布局是考虑到它所

连接的是I/O接口总线的一些低速设备。相对于北桥芯片而言，其数据处理量较小，一般没

有覆盖散热片。从微机逻辑结构图以及数据流（即外设与内存交换数据）可以看到，南桥芯

片不直接与CPU相连，而是通过一定的方式与北桥芯片相连。

南桥芯片负责与低速率传输设备之间的联系。具体来说，它负责与网卡，声卡，USB

接口，IDE设备，PCI总线设备，串行设备，并行设备等的连接，管理和传输工作。

近年来，芯片组的技术在迅猛发展，从ISA、PCI到AGP,从ATA到S-ATA、UltraDMA

技术，内存双通道技术，高速的前端总线技术等，每一次技术的进步都带来了计算机性能的

提高，特别是PCIExpress（B|JPCI-E）总线技术，它将取代PCI和AGP,极大的提高了设

备带宽。

任务三：了解主板中CPU接口

图

目前CPU与主板连接的接口形式只有两种类型：Socket插座和Slot插槽两种形式。Slot

插槽，外形上就像主板上的扩展槽，将CPU插在槽中，从而实现CPU与主板相连。目前主

流的是Socket插座式的接口方式，它采用零插拔力ZIF（ZeroInsertForce）标准，如用于AMD

处理器的SocketA、Socket754>Socket939,用于Intel处理器的Socket478、Socket775,

其中Socket后面的数字表示与CPU对应的针脚数目，只有两者匹配的时候才能搭配使用。

在CPU插座中间为空的，主要是为了便于散热，同时中间安装有热敏电阻作为温度探

头，当温度过高时切断有关的电路，CPU停止工作，防止因为温度过高而烧毁CPU芯片。

CPU与主板的连接

主板中的CPU插槽是双层结构，安装之前将CPU插槽扳手扳成垂直，这样CPU插槽的上

下孔对齐，将CPU的插针放入孔中（要注意将CPU插针与插槽中的接口对齐），压下插槽

右侧的扳手，使插槽上下层错位后，这样CPU就紧紧地与主板连在一起了。

图

任务四：了解内存接口（插槽）

图（内存插槽正俯视图，正视的示意图“空，对齐下，压下”三个图）

图2-7内存条的插槽

内存插槽的作用是安装内存条，如图2-7所示，现在一般均为168线、184线或以上的

内存条的插槽，在槽的底部，中间稍偏的位置有个凸起，起到防止用户插反内存条的作用，

槽的两端有两个白色的塑料扳手，在槽插有内存条时起到辅助的固定作用，若将它们向两边

拔开就可以把内存条从槽内弹出来。

任务五：了解主板上的扩展槽（有哪儿种，是如何分辨的）

总线是构成计算机系统的桥梁，是各部件之间进行数据传输的公共通道。总线扩展槽是

主板上占面积最大的部件，可用于扩展微机的功能，又称为I/O插槽。总线扩展槽是总线的

延伸，也是总线的物理体现，可以插入任意标准选件。如网卡，显示卡等等。扩展槽的种类

包括：ISA扩展槽，MAC扩展槽，EISA扩展槽，VESA扩展槽，PCI扩展槽，AGP扩展槽,

PCI-E扩展槽等。不同的扩展槽的长度，颜色一般各不相同，在识别时通常通过颜色来分别。

（1）PCI扩展槽

图2-8PCI插槽

PCI插槽是基于PCI局部总线（PeripheralComponentInterconnect,外设部件互连标准）

的扩展插槽，其颜色一般为乳白色，可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem>内置ADSL

Modem>USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其它

种类繁多的扩展卡。

（2）AGP接口插槽

图2-9AGP接口插槽

AGP是AcceleratedGraphicsPort（图形加速端口）的缩写，是显示卡的专用扩展插槽,

它完全独立于PCI总线之外，直接把显卡与主板控制芯片联在•起，使得3D图形数据省略

了通过PCI总线的过程，从而很好地解决了低带宽PCI接口造成的系统瓶颈问题。

支持AGP规范的主板一般都有•个AGP扩展槽，其形状与PCI扩展槽想似，位置在PCI

插槽的右边偏低一些，通常为褐色。

（3）PCI-E接口插槽

图2-10PCI-E16X接口插槽

PCIExpress（以下简称PCI-E）采用了目前业内流行的点对点串行连接，PCbE的接

口根据总线位宽不同而有所差异，包括XI、X4、X8以及X16,用于取代AGP接口的PCI-E

接口位宽为X16,能够提供5GB/s的带宽，即便有编码上的损耗但仍能够提供约为4GB/S左

右的实际带宽，远远超过AGP8X的2.IGB/s的带宽。

任务五：了解硬盘接口

硬盘不能直接与主机交换数据，它们之间需要用一个接口进行连接。接口的性能直接影

响着数据交换的效率。随着技术的发展，硬盘的接口也在不断的更新。这里介绍几种常见的

硬盘接口。

⑴IDE接口

IDE（IntegratedDriveElectronics）接口称为集成电气接口，又称为AT-BUS或ATA接

口，它是一种低成本接口，因为控制卡是集成在硬盘驱动器中。这种接口通过40芯线的扁

平电缆实现硬盘与主机相连，现在一般主板上标识为IDE1利IDE2,每个IDE接口可以接

两个IDE设备，所以最多可以接4个IDE设备。目前市场上更多的是EIDE（即增强型的IDE）,

数据传输的速率更高。

图2-11IDE接口

(2)SCSI接口

SCSI(SmallcomputerSystemInterface)接口是小型计算机系统接口，可以连接硬盘，

光驱，打印机和扫描仪等设备，可同时连接8个SCSI设备，具有较高的数据传输率，在SCSI

接口硬盘中含有块控制卡，插在主板上的称为主控卡，有自己的局部SCSI总线，CPU占

用率很低，支持DMA的访问方式。SCSI接口硬盘与主机通过一根50芯的电缆连接。SCSI

接口硬盘速度快，占CPU资源少，工作稳定，就是价格较贵，所在一般用在服务器型的计

算机上。

(3)SerialATA接口

SerialATA接口又称为串行ATA接口，它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口

类型,由于采用串行方式传输数据而知名。SerialATA1.0定义的数据传输率可达150MB/S,

增加到传输速率为300MB/S、600MB/S、1.5GB/S。SerialATA接口用一根细长的7芯电缆

与主机相连，支持热拨插技术，安装非常方便。

图2-12S-ATA接口

任务六：了解主板上的外部接口

(1)PS/2接口

是6针DIN型接口插座，一般用来接键盘和鼠标两个设备。注意主板上提供有两个PS/2

接口，靠近主板的那个PS/2口接键盘，另一个接鼠标。

图2-13PS/2接口

(2)串行接口

串行口(SerialPort)又称为COMPORT(通信口),•般提供有两个串行口分别为C0M1

和COM2其中COM就是通信的意思。串行接口每次只能传送1个二进制位，支持所有能

用串行接口与计算机交换数据的外部设备(如Modem,数码相机，鼠标，手持扫描仪等)

串行口通常采用D型9针或25针插头插座，以9针居多，现在ATX主板上已集成了串行

口。

—一

图2-14串行接口

(3)并行接口

并行口(ParallelPort)用LPT1表示，主要连接打印机，又称为打印口(PRN)。并行

口采用25针D型插头插座，这种接口是作为通信接口发展起来的。如两台计算机之间进行

通信就可用并行口电缆连接两台计算机的并行口，通过通信软件实现两台计算机之间的通

信。

图2-15并行接口

(4)USB接口

USB(UniversalSerialBus通用串行总线)采用特殊的两种D型4针插头插座，现在的计

算机上一般都配有多个USB接口，USB是一种高速串行I/O接口，日益得到广泛的使用，

有许多设备现在支持USB接口连接。

USB接口的速率视标准而定，其中USB1.0的数据传输速率为12MB/S,而USB2.0的

数据传输速率可以达到480MB/S。USB只能在Windows9X/2000/XP和MAC环境下使用。

图2-16USB接口

任务七：认识BIOS与CMOS

(1)BIOS芯片

BIOS(BasicInput/OutputSystem)是基本输入输出系统的缩写。指集成在主板上的一

个ROM芯片，其中保存了微机系统最重要的基本输入输出程序、系统开机自检程序、CMOS

设置程序、系统引导程序、128个英文字符的点阵信息等。BIOS为计算机提供最低级的，最

直接的硬件控制。

ROMBIOS芯片是主板上一个贴有标签的芯片,早期主板上的BIOS通常采用EPROM芯片、

一般用户无法更改，现在通常采用闪存(FlashROM)用户可以用专用的软件进行升级。由

于闪存的内容可由用户更改，因而BIOS是主板上唯一会被病毒攻击的芯片。BIOS中的内容

一旦被破坏，主板将不能工作。

从功能上看，BIOS分为三个部分：1自检及初始化程序；2硬件中断处理；3程序服务

请求。BOIS中的自检程序负责开机时，对系统各项硬件进行初始化设置和测试(包括CPU,

内存，主板，接口，硬盘，软盘，键盘等)，以保证系统能正常工作。

(2)CMOS芯片

CMOS是互补金属氧化物半导化的缩写。本意是指制造大规模集成电路芯片用的一种技

术或用这种技术制造出来的芯片。其实，在这里是指主板上一块可读写的存储芯片。它存储

了微机系统的时钟信息和硬件配置信息等，共计128个字节。系统加电引导时，要读取CMOS

信息，用来初始化机器各个部件的状态。它靠系统电源或后备电池来供电，关闭电源信息不

会丢失。

由于CMOS与BIOS都跟微机系统设置密切相关，所以才有CMOS设置与BIOS设置的说法,

CMOS是系统存放参数的地方，而BIOS中的系统设置程序是完成参数设置的手段。因此，准

确的说法是通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。而我们平常所说的CMOS设置与BIOS

设置是其简化说法，也就在一定程度上造成两个概念的混淆。

具体的设置方法在后面的章节中会讲到。

(3)电池

为了在主板断电期间维持系统CMOS内容和系统时钟的运行，主板上专门配有一个充

电式电池，它一般是可更换的纽扣式电池，现在多数使用锂电池，一般的使用寿命是2~3

年。如果计算机开机后发现CMOS参数丢失、时钟时间不准确一般是因为电池供电不足，

应更换电池。

图2-18CMOS电池

2.其他

(1)主板电源插座

主板电源插座是接机箱电源线，给主板及其上的各设备提供电力的。主板电源插座采用

20口的ATX电源插座，采用了防插反设计。如图所示。此外，Pentium4主板上一般还有一

个4口专用12V电源插座。

图2-17主板电源插座

(2)机箱面板指示灯及控制按钮插针

机箱面板上的电源开关，重启动开关，电源指示灯以及硬盘指示灯都是连接到主板的一

级插针接口上。这组插针接口的用途见表

表2-1机箱面指示灯控制按钮插针说明

主板标注用途针数插针顺序及接线的常用颜色

PWRSWATX电源开关21：黄(+),2：黑(-)

RESETSW复位接头，硬件方式重启计算2无方向接头。1：红，2：黑

机

POWERLED电源指示灯，绿色，灯亮说明21：绿(+),2：白(-)

电源接通

HDDLED硬盘读写指示灯接头，红色，21：红(+),2：白(-)

灯亮表示硬盘正在进行读写操

作。

SPEAKER喇叭接头，使计算机PC喇叭4无方向接头。1：红，4：黑，

友ITS.严Th2、3短接启动蜂鸣器。

小知识：主板的选购注意要点

在购买计算机时一般先确定自己购买计算机所使用的CPU,然后再购买支持这款CPU

的主板，而不是反过来。现在市场上的主板无论是品牌还是型号都很多，可能会使我们眼花

缭乱，还有许多代工产品，在确定了所买的CPU后在购买主板时有必要掌握一定的知识，

保证能充分发挥出整机相应的功能，并使用整机性能出众，运行稳定，还便于以后的升级。

选购主板应考虑的主要性能：速度、稳定性、兼容性、扩充能力、升级能力；选购主板

时应考虑的其他因素：实际需求、品牌、制造工艺、售后服务。

CPU

任务一：了解CPU的功能

CPU即中央处理单元，它是计算机的核心，它的性能的高低决定了整个计算机系统的

性能的高低，人们通常是以CPU来衡量一台计算机的档次，它是评价整个计算机性能高低

的最主要的技术指标。

CPU由运算器，控制器组成，它做在了一块芯片上，故称为微处理器，通过引脚和主

板相连，其中，运算器主要完成基本的算术运算和逻辑运算，控制器从内存中取出指令，对

指令进行分析、翻译，根据翻译的结果给数据总线发送信号，从内存中读取数据送运算器进

行处理。CPU中还有若干个寄存器，它们直接参与运算并存放运算的中间结果。然后再取

下一条指令。在计算机工作过程中，控制器负责对整个计算机系统中的各个部件进行统一的

控制，并协调各部分有条不紊地工作。

微处理器从最初的4004发展到现在的Pentium4、双核，多核等，其外型变化并不大。

而它一次处理的二进制数的位数在增加，访问的内存地址在增加，支持的指令在增加，发出

的各种控制信号在增加，总之CPU处理的数据在增加，速度在加快，尽管外型变化不大，

可是内部结构在飞速变化，CPU内部集成的元件从儿千个发展到儿千万个，从CPU引出的引

线数量随之增加,CPU与主板相连的形式也在不断在发生变化。

任务二：了解CPU的外形以及与主板的连接

我们知道，CPU需要通过接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展,

采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口,

对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化,

所以不能互相接插。总的来讲有Socket结构的插座式和Slot结构的插槽两大类。

正面标识，背面的接口，与主板的连接

任务三：了解CPU的性能指标

1.主频

CPU的主频，即CPU内核工作的时钟频率（CPUClockSpeed）。通常所说的某某CPU

是多少兆赫的，而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。主频仅是CPU性能表现的一个方面，

而不代表CPU的整体性能。

主频=倍频X外频，外频是整个计算机系统的基准频率，单位是MHz（兆频），一般情

况下外频和内存总线频率相同，因此外频提高后，CPU对内存访问的速度就加快，对提高

计算机整体运行速度影响较大；倍频就是主频与外频的比值，这个比值称为倍频系数。过去

外频与倍频通过主板跳线设定，后来在CMOS中进行设定，现在CPU一般将倍频锁定了。

无论是外频还是倍频的提高，都可以提高CPU实际的主频，如果CPU实际工作的主频高于

CPU标称的主频，我们称之为超频。

在相同主频下，双核CPU处理数据的速度要比单核CPU处理速度要快得多。

2.字长

字长是CPU一次处理的二进制数的位数，字长越长，CPU一次处理的数据量就越大，

进行算术运算的精度就越高。

3.缓存

缓存（Cache）大小是CPU的重要指标之一，其结构与大小对CPU速度的影响非常大。

一般CPU要处理的数据是存放在内存中的，CPU需要内存中的数据时，传送数据在内存中

的位置（即数据在内存中的地址），由于内存的速度比CPU的处理速度慢得多，CPU就得

等待，这样就会降低CPU的工作效率，采用缓存可以提高CPU的运行效率，当使用缓存后,

先将CPU正在执行的指今及将要执行的指令从内存中取到缓存中，当CPU要从内存里取数

据时，就可以直接在缓存中取得。缓存一般就做在CPU的内部，能与CPU以相同的频率工

作，CPU从缓存中取数据的速度要比直接从内存中要快得多，从而提高了CPU的效率和性

能。所以缓存容量和结构对CPU性能影响较大。缓存的容量越大，性能也相对提高。由于

高速缓存由SRAM（即静态RAM）组成，结构复杂，在CPU芯片面积不能太大的情况下,

其容量不能太大，而且会导致CPU的制造成本大大增加。

4.前端总线频率

前端总线的英文名字是FrontSideBus,通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的

总线。前端总线频率越大，代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更能充分发

挥出CPU的功能。同等条件下，前端总线越快，系统性能越好。

5.制造工艺

通常我们所说的CPU的“制作工艺”指得是在生产CPU过程中，要进行加工各种电路和

电子元件，制造导线连接各个元器件。通常其生产的精度以微米（长度单位，1微米等于千

分之一毫米）来表示，未来有向纳米（1纳米等于千分之一微米）发展的趋势，精度越高，

生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线排列间隙越小，提高

CPU的集成度，CPU的功耗也越小。芯片制造工艺在1995年以后，从0.5微米、0.35微米、

0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、90纳米一直发展到目前最新的65纳米。

6.扩展指令集

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CPU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。

对于CPU来说，在基本功能方面，它们的差别并不太大，基本的指令集也都差不多，但是

许多厂家为了提升某一方面性能,又开发了扩展指令集，扩展指令集定义了新的数据和指令,

能够大大提高某方面数据处理能力，但必需要有软件支持。而从具体运用看，如Intel的MMX

（MultiMediaExtended多媒体扩展指令集）、SSE（StreamingSIMDExtensions单指令多

数据流扩展）、SSE2（Streaming-Singleinstructionmultipledata-Extensions2）和AMD的

3DNow等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、Internet和图形图象等的处

理能力。

任务四：了解选购CPU的基本原则

1.选购主流产品，主流产品是在市场上占有率高，目前推荐的主流CPU产品。经济型的购

买中低端的产品；办公型的可选择中高端的产品。现在以双核CPU以及多核CPU是主流产

品。

2.重视实用性，•般情况下主频相差20%对于应用软件的运行影响不大，而且高端的CPU

的市场价也较高，应主要考虑实际的需要。

3.考虑兼容性，由于计算机是高科技的组合体，兼容性好的其它配件用户可选择的范围就

大。

4.高的性能价格比。性能价格比就是计算机的性能与价格的比值，追求高的性能价格比也

就是平常所说的少花钱多办事。

内存

任务一：了解内存的种类

内存顾名思义就是计算机的内部存储器，用于存放计算机运行的程序和数据。属于半导体存

储器件。按工作原理可将内存分为只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）和随机存储器RAM

（RandomAccessMemory）两种，平常我们所说的内存容量，是指RAM的容量。

1.只读存储器ROM

只读存储器ROM的数据只能读取、不能随意写入或删除、也不会因为掉电而丢失。ROM

主要用来存放固定不变的控制计算机的系统程序和参数，以及常驻内存的监控程序和部分引

导程序。如主板上的BIOS(基本输入输出系统)就存放在ROM中。根据ROM中的信息

设置方法，可分以下五种类型：

(1)普通ROM或称掩膜ROM：其中的信息在芯片制造忖由生产厂家写入，内容写入

后不能被更改。

(2)可编程只读存储器PROM(ProgrammingROM)：出厂时没有写入信息，允许用

户用特定设备将编好的程序固化在PROM中，内容写入后不能被更改。

(3)可擦除式可编程只读存储器EPROM(ErasableProgrammableROM)：芯片上有一

个透明窗口，可通过紫外线擦除其中的内容，因而可多次改写。通过写入器向芯片内写入内

容，写入后用不透明的标签将其贴住。如果要擦除其中的内容，揭掉标签，用紫外线照射

EPROM窗口即可。

(4)电可擦除式可编程只读存储器EEPROM(ElectricallyEPROM)：可通过加电擦除

其内容，也可多次改写且操作方便。可用一般计算机重新写入新的内容，但写入电压较低,

易被误改写。

(5)闪速存储器(FlashMemory)：本质属于EEPROM,但改写电压较高，使用安全

可靠、速度快、功耗低。现在微机主板上均采用FlashROMBIOS,使得BIOS升级非常方

便，但同时又给病毒的入侵提供了方便。FlashMemory另一个新用途，是作为固态大容量

存储器来使用，目前普遍使用的“U盘”就是用它作为存储介质的存储器。

2.随机存储器RAM

随机存储器RAM中的内容可以读出，也可以写入，其中只保留最后一次写入的数据，

掉电后其中的数据会全部丢失。RAM只能用于暂时存放程序和数据。RAM根据制造原理

的不同可分为静态随机存储器SRAM(StaticRAM)和动态随机存储器DRAM(Dynamic

RAM)两种。

(1)静态RAM。其存储单元的基本结构是一个双稳态电路，由写电路控制读、写的转

换。只要写电路有电，其开关元件的状态就保持不变，不需要电流刷新。所以称其为静态

RAM。这种存储器读写速度快，成本高。所以•般用在Cache中。

(2)动态RAM。通常所说的内存就是动态RAM,它的结构比SRAM简单得多，其基

本单元由一个晶体管和一个小电容器组成，需要不断的充电，即“刷新”，由于电容的充放

电需要时间，其平均写时间为60~120ns,读写速度大大低于SRAMo由于结构简单，所用

的晶体管数仅是SRAM的1/4,集成度高，成本大大低于SRAM。适合作为大容量存储器。

因此，内存通常采用DRAM。现在常用的DRAM有SDRAM,DDR,DDR2等。

任务二：了解现在主流的内存

1：SDRAM(SynchronousDRAM)称为同步动态随机存储器，这种RAM可以使所有的输

入/输出信号保持与系统外频同步，外部频率有66MHz、100MHz、133MHz。SDRAM内

存也相应有66MHz(PC66)、100MHz(PC100)、133MHz(PC133)。其外观如下图所示。

图3-1PC100规格内存条

2：DDR(DoubleDateRate)即双倍数据传输速率。这种内存可以在时钟触发沿的上、下沿

同时进行数据传输，因而在相同前端总线频率下具有更高数据传输带宽，在相同频率标准下

速度是SDRAM的两倍。DDR外观如下图所示，DDR和SDRAM外观差不多，针脚数不同，

SRAM为168线，而DDR为184线，所以这两种内存是不能混插的。另外分辨这两种内存

最直接的方法是金手指部分的凹槽位置、数量不同。现在还有不少的稍老一些的计算机只支

持DDR的内存条。

图3-2DDR内存条

3：DDR2(DoubleDateRate2)也可以称为二代的DDR,它也是在时钟触发沿的上、下沿

同时进行数据传输，和DDR不同的是，DDR只有一个DRAM核心在读写，一个时钟周期

读写2bit,而DDR2有两个并行的DRAM核心在读写，一个时钟周期可以读写4bit,所以

数据处理速度提高了一倍。DDR与DDR2的针脚数不同，DDR为184针，而DDR2是240

针，工作电压DDR为2.5V,而DDR2为1.8V,所以这两种内存也是不能混插的。随着DDR2

内存生产成本的降低，频率的提高，DDR212取代DDR成为主流内存。

图3-3DDR2内存条

任务三：了解内存的性能指标

衡量内存性能优劣的指标有以下儿种，即内存的容量，主频，存取周期，SPD等。

1.内存的容量

内存容量是微型计算机的重要性能指标之一，内存容量越大的计算机的整体性能越好，

内存的容量随着技术的发展、制造工艺的提高也在飞速的增大，现在常见的一根内存容量有

256MB,512MB,甚至有1GB。

2.时钟频率

时钟频率代表内存能稳定运行的最大频率。时钟频率越高，数据传输越快，即与CPU

交换数据的速度越快。如DDR333,其中333就是这款内存的时钟频率，单位是MHz。

3.存取周期

存取周期代表读取数据或写入数据延迟的时间，这里要注意存取周期与内存的时钟频率

是两回事，从本质上讲是有差别的。当然存取周期越小内存越优。

4.SPD(SerialPresenceDetect)连续存储检测装置

图34内存条上的SPD

SPD是8针SOIC封装的EEPROM芯片，容量一般为256B,位置-•般位于内存条正面

的右侧。主要保存内存条的相关资料，如容量，厂商，工作速度，电压，行列地址。主板在

启动忖自动检测SPD中的资料，并依此设定内存的参数，使之以最佳状态工作，更好地确

保系统的稳定运行。

任务四：了解在选购内存时要注意的一些事项

1.内存的容量：内存容量越大，系统的性能就越高。

2.内存的外频：从前面的性能指标中可以看到，内存外频越高，数据传输的速度就越快，

计算机整体性能就越好.

3.选择内存包装的类型，内存有“盒装”与“散装”之分。盒装内存由厂商负责质量，大

部分由原厂保修。而散装内存价格便宜。

4.内存的类型：要与自己的主板所支持的内存相适应。主要是：一、插槽，不同类型的内

存的针脚数，槽口是不同的；二、主板所支持的内存频率。现在在购买内存时一般都是

选择DDR2的内存条，原因是速度快，容量大，价格便宜，现在主流的主板都只支持

DDR2的内存条

5.内存的品牌：名牌内存从电路板上的工艺看，电路板外观颜色均匀，表面光滑，边缘整

齐无毛边，采用六层板结构且手感较重。

外部存储器

硬盘

硬盘驱动器简称硬盘(HardDisk),是计算机中最重要的外部存储器，操作系统与其它

软件一般都安装在硬盘上。硬盘具有容量大、速度快、可靠性高等特点。目前大容量、高速

度的硬盘已经成为计算机系统的基本配置。

任务一：了解硬盘的外部结构

目前硬盘产品的内部盘片直径有5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸和1.8英寸。后两种一般

用于笔记本计算机，现在台式机主要采用3.5英寸的硬盘。外观如下图所示。

图3-5硬盘的正面图3-6硬盘的背面

图3-5是硬盘的正面，主体是金属的外壳，外壳上一般贴有标签，标签上是一些有关本

硬盘的信息，如品牌，容量，转速，工作电压，跳线说明等；图3-6是硬盘的背面，看到的

是电路板，上面裸露差硬盘的控制芯片，电阻等电子元件，有利于散热。

图3-7硬盘的接口

如图3-7所示硬盘的接口，主要有以下三个部分。

(1)电源接口：电源接口与主机电源相连，为硬盘正常工作提供电力。

(2)跳线插针：在电源接口附近有一个8针或9针的跳线，是用来设置主(Master)、

从(Slave)硬盘。具体跳线方法在硬盘正面的标签上有详细说明。

(3)数据接口：通过电缆线将硬盘和主板上的硬盘接口连接起来，从而使硬盘与整个

计算机系统连接起来，根据连接方式的不同分为IDE接口，SCSI接口和S-ATA接口三种。

任务二：了解硬盘的内部结构

1.原理

硬盘内部有若干个盘片，盘片是金属的，在盘片的两面涂有磁介质，根据磁介质的磁极

的不同来表示二进制数的。和1,在单张盘片的每一面划分有若干个磁道，磁道是同心圆的

结构，所有盘片上相应的磁道构成圆柱面。每个磁道上有若干个扇区，每个扇区存放512

字节的数据。每一个存储数据的面上，相应有一个磁头装置，在写入数据时，将电信号转变

成磁信号，写到硬盘的盘片上，在读数据时，将盘片上的磁信息读入磁头，转变成电信号，

经处理通过数据线送到计算机内存中。

2.组成

硬盘的内部结构由磁头组件、磁头驱动机构、磁盘及主轴驱动机构、前置读写控制电路

等几大部分组成。

图3-8硬盘的内部结构

任务三：了解硬盘的技术参数与性能指标

1.技术参数

(1)磁头数(Heads)

一般硬盘驱动器的盘片有2个磁面，每个磁面对应一个磁头，所以磁头数一般是盘片数

的2倍。

(2)柱面(Cylinder)

硬盘通常由重叠的•组盘片组成，每个盘面被划分为数目相等的磁道，并从外缘开始编

号(从。开始)，相同编号的磁道形成•个圆柱，称为硬盘的柱面。硬盘的柱面数与一个盘

片上的磁道数相同。

(3)每磁道扇区数(Sector)

把硬盘的磁道进一步划分为扇区，每个扇区能存放512字节数据。

(4)容量(Capacity)

硬盘厂商在标称硬盘容量时通常采用1GB=1OOOMB,在格式化硬盘后可以看到实际的

容量比标称的要小。

容量的计算公式：

硬盘容量=磁头数X柱面数X每道扇区数X512

(5)单碟容量

硬盘内部是由一张或多张盘片组成的。单张盘片的容量不但会影响到硬盘的总容量，而

且和硬盘的性能密切相关。由于硬盘的盘片尺寸相同，单碟容量大的硬盘，其每磁道上面的

扇区数就多。硬盘磁头在相同时间内扫过的扇区就多，速度自然就快。所以，在转速相同的

情况下，单碟容量大的硬盘，一般会具有更快的读写速度。

2.性能指标

(1)转速：是指盘片每分钟转动的圈数,单位是r/min(RevolutionsPerMinute,即RPM),

转速是决定硬盘内部数据传输率的决定性因素之一。

(2)平均访问时间(单位：ms)：指磁头起始位置到达目标磁道位置且从目标磁道上找到

要读写数据扇区所花的时间。

(3)数据传输速率：指硬盘读写数据速度，它与硬盘的转速、接口类型、硬盘缓冲区的大

小有关。

(4)数据缓存：为解决硬盘速度与内存速度不匹配的问题，提高硬盘的读写速度，在硬盘

配置了高速缓存。硬盘的高速缓存一般为512KB~2MB。数据缓存容量大的硬盘在存取零散

文件忖有很大的优势。从理论上讲数据缓存是越大越好，不过这样会影响到硬盘制造成本。

(5)硬盘表面的温度：指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升的情况。若硬盘工

作时产生的温度过高，将影响磁头数据读取的灵敏度。所以工作表面温度较低的硬盘有更好

的数据读写稳定性。

(6)连续无故障时间MTBF(单位：h)：指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间。•般

硬盘的MTBF至少在30000h~40000h»

任务四：了解选购硬盘时要注意的事项

1：容量，容量越大，能存储的数据就越多，当然容量越大越好。

2：速度，现在硬盘的转速都在10000r/min以上。

3：缓存，缓存越大越好。

4：接口，

5：品牌，现在主流的品牌有。

光盘与光盘驱动器

任务一：初识光盘

光盘呈圆盘状，盘片的厚度是1.2mm,盘片外沿直径12cm,中心有一个直径为1.5cm

的圆孔，光盘的正面与背面，如下图所示，光盘的底层是用聚碳酸脂压制的一种坚硬的塑料

透明衬底，表示信息的凹坑在透明衬底上，中间是铝(或其他合金)制成的一种很薄的反衬

金属层，目的是提高盘片对激光的反射率，顶层是涂漆的保护层，可以在上面印刷光盘的标

签等信息。

图3-9光盘的正面与背面

磁盘是依靠磁盘表面磁介质的极性存储0或1的，而光盘是通过盘面光道上的平面和凹

坑来表示。和1的。一张光盘标准容量为650MB。

DVD光盘看上去和CD光盘一样，实际上差别很大，一方面DVD光盘由两层分别是

0.6mm的盘片组成，每个盘片的两个面都可以用来存放数据，这是DVD光盘存储容量比

CD光盘存储容量大的原因之一；另一方面CD光盘和DVD光盘的轨道间距与坑点长度有

很大区别，如下图所示：

图3-10CD光盘与DVD光盘的微观结构

DVD光盘有两个盘片组成，每个盘片的两个面都可以用来存放数据，即DVD光盘有

单面单层，单面双层，双面单层和双面双层四种存储方式，DVD光盘根据存储方式可以分

为四种DVD-5、DVD-9、DVD-10,DVD-18,相应有存彳诸容量分别为4.7GB,8.5GB,9.4GB,

17GBo

光盘的正确使用

①注意保持光盘的清洁。光盘上的灰尘将影响光驱的正常读出和使用寿命。

②不要在光盘上贴标签。光盘上的标签将使光盘在高速旋转时失去平衡、在光驱中翘起

或变形。另处，粘贴剂也可能渗过保护膜而损坏光盘表面。

③避免光盘受到阳光照射，以防止光盘变形。

④光盘用完后应放在光盘盒中，在光盘盒中，光盘不会移动，盘面与盒体之间有一定的

空隙。不会因移动而造成光盘划伤，取放光盘时，不要触摸光盘的数据面，以免造成

划伤。

⑥不要用标识笔在光盘表面书写，由于标识笔的墨水可渗透盘片的保护膜而造成盘片的损

坏。

任务二：了解光驱的结构

1.外部结构

图3-11CD-ROM光驱

CD-ROM即只读光盘驱动器，筒称光驱。CD-ROM可以读取多种格式的光盘，包括数

据、声音、图像、视频等多种信息。CD-ROM驱动器的正面和背面如图所示。

图3-12CD-ROM驱动器的正面图3-13CD-ROM驱动器的接口

正面有光盘的托架，上面•般都有该光驱读取数据速度的标识，打开/关闭仓门的开关

键，指示灯，在有读盘操作时指示灯闪烁；背面电源插座接主机箱电源，给光驱供电，有数

据线插座（数据接口），通过数据线（一般为IDE连线）和主板相连。

2.内部组成及工作原理

一台普通的光驱通常由以下几下部分组成：主体支架、光盘托架、激光头组件、电路控

制板。其中，激光头组件是光驱的“心脏”。

激光头组件包括主轴电机、伺服电机、激光头和机械运动部件等结构。激光头由一组透

镜和光电二极管组成。在激光头中有•个设计非常巧妙的平面反射棱镜，当光驱读盘时、从

光电二极管发出电信号经过转换变成激光束，再由平面棱锐反射到光盘上，由于光盘是以凹

凸不平的小坑代表0和1来记录数据的，因此，光盘对激光束反射的光也有强弱之分，反射

回来的光再经平面棱镜的折射，由光电二极管变成电信号，经控制电路的电平转换，变成只

含0和1的数字信号，从而使计算机能读出光盘中的内容。

任务三：了解光驱的性能指标与使用注意事项

1.性能指标

（1）平均数据传输率

平均数据传输率是CD-ROM驱动器连续读取大量数据的速度，是一项最基本的技术指

标。单倍速CD-ROM驱动器的数据传输率为150KB/S,以后生产的光驱在数据传输率上和

单倍速光驱是成倍的关系。目前有50X,52X的CD-ROM。

（2）数据接口标准

数据接口标准是CD-ROM驱动器与主机连接线的标准，常用标准接口的IDE标准、SCSI

标准，USB等。

（3）读取数据的方式

为了获得较高的数据传输率，当前高倍速光驱多采用CAV（ConstantAngularVelocity,

恒定角速度）和PCAV（Partial-CAV,部分恒定角速度）的数据读取技术。

（4）高速缓存

数据缓冲区是光驱内部的存储区，光驱本身带的缓存在一定程度上能够提高数据传输速

率，现在大多数光驱的缓存为256KB到512KB，有个别的甚至达到1MB。

（5）容错能力

任何光驱的性能中都没有标出容错能力的参数，但它却是一个实在的光驱评判标准。一

些小厂家由于单纯加大激光头的发射功率，初期使用时读盘容错能力非常好，但在两三个月

后容错性能明显下降。名牌大厂通常以提高光驱的整体性能为出发点，采用先进的机芯电路

设计，改善数据读取过程中的准确性和稳定性，或根据光盘数据类型自动调整读取速度，以

达到容错的目的。

2.光驱的使用与维护应注意以下几点：

①光驱应十分注意防尘，光头、折射镜或光敏元件上的灰尘将使光驱的读盘能力和纠错能力

明显下降。

②不使用光盘时，不要将光盘放入光驱中，这时虽然没有读写光盘的操作。只要光驱中有光

盘，主轴电机将高速旋转，光头不停寻迹对焦，加速机械的磨损和器件的老化。开机时如

果光驱中有光盘，光头与光盘的间隙很小，突然启动电机很容易划伤光头。

③不要在光驱读盘时强行退盘。以免造成光盘和激光头组件的损坏。

④尽量将光盘放在光驱托架的中央，有些光驱托盘很浅，若光盘未放好就进盘，容易造成光

驱关门机械错齿卡死和光盘的损坏。

⑤光驱的日常维护主要是除尘工作。简单清洁时，只需用带湿的干净软布将托盘和托盘舱口

擦净即可，光驱内部的清洁可以用棉签、软毛刷、微型吸尘器等工具。对于激光头、透镜

等光学组件，不要用酒精等有机溶剂，应用皮老虎、吹气球等非接触工具将光学组件上的

灰尘去掉，或用干净的棉签、镜头纸除去表面的灰尘。

⑥连续工作一段时间后，光头会有一定程度的老化，使发射功率衰减，可以手动调节光头增

益电阻作补偿，以恢复光驱的读盘能力，控制光头增益的可变电阻一般在光头的侧面，调

节部分外形类似一个螺丝，可用钟表起子调节，调节前可先用笔作一个原始位置记号，以

便复位。每一次调节幅度一般不要超过15%通过试读盘片，确定哪个旋转方向增大光头

的增益(•般顺时针方向为增大)。增加光头增益虽然增强了光驱的读盘能力，但对光头

的寿命十分不利，应注意适当。

任务四：了解其他光驱

1.DVD-ROM

DVD(DigitalVersatileDisk)数字多功能光盘，又称为数字视频光盘(DigitalVideoDisk)

是取代CD-ROM的新一代存储媒体。它的价格不断下降，已经下降到用户容易接受的水平

了。所以现在个人计算机一般都采用DVD光驱而不再采用CD-ROM光驱了。这是由于使

用DVD光驱既可以读VCD盘片也能读DVD盘片，而CD-ROM只能读VCD盘片。另外

DVD光驱读盘的速度也比CD-ROM读盘快。

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