《計算機組裝與維護》

教案

第一節計算機系統概述

教學目的：1、了解計算機網絡的發展簡史

2、掌握計算機網絡的分類

3、掌握計算機網絡的組成和網絡的基本要素

教學重點：計算機網絡的組成和網絡的基本要素

教學難點：計算機網絡的組成和網絡的基本要素

教學方法：講授法

教學用具：投影、多媒體計算機

授課時間：

課時計劃：3課時

教學過程：

導言：

計算機發展到今天，已不再是一種應用工具，它已經成為一種文化和潮流，并給各

各行'也帶來了巨大的沖擊和變化。同時，計算機文化也在改變著生活模式和思維模式，

從來沒有一種文化會像計算機文化一樣得到如此一致的認同。

所為計算機是電子數字計算機的簡稱，是一種自動地、高速地進行數值運算和信息

處理的電子設備。本章介紹計算機的特點、分類、應用以及計算機的組成，并闡述硬件

和軟件之間的關系。

新課內容：

IBM公司生產的PC機采用了“開放式體系結構”，即主板上大都有6-8個擴展插

槽，供PC機外圍設備使用，通過更換板卡，對微機的相應子系統進行局部升級，使其具

有更大的靈活性和擴充性，并且公開了其技術資料，因此其它公司先后為IBM系列PC

機推出了不同版本的系統軟件和豐富多樣的應用軟件，以及種類繁多的硬件配套產品。

因此當今以IBMPC微型計算機中的主流產品。

一、計算機的發展

1946年2月14日世界上第一臺電子計算機ENIAC在美國的賓夕法尼亞大學誕生。

人類進入科學計算的新紀元，進入了信息時代。

1、第一代電子管計算機時代

第一代計算機發展時間從1947年到1957年，近11年的時間。其主要采用電子管作

為主要的邏輯元件。主要特點：存儲量小，體積龐大，價格昂貴，功耗巨大，運算速度

慢。應用在科學計算和軍事等方面。

2、第二代晶體管計算機時代

第二代計算機發展時間從1958年到1964年，近7年的時間。其主要采用晶體管作

為主要的邏輯元件。主存儲器還是用磁芯，外存儲器開始用磁盤。主要特點：存儲容量

增加，運算速度得到了明顯的提高。

3、第三代集成電路計算機時代

第三代計算機發展時間從1965年到1970年，近6年的時間，用中、小集成電路晶

體代替分立元件晶體管。這時，計算機開始廣泛應用于大型企業中的工業控制，數據處

理和科學計算等各個領域。

4、第四代大規模和超大規模集成電路計算機時代

第四代計算機發展時間從1971年直到現在，其特點為：集成程度更高，計算機更加

微型化，運算速度，達到每秒上億次，計算機的外部設備向高性能、多樣化發展，軟盤

和硬盤得到推廣。

二、計算機發展的趨勢

1、計算機的處理技術不斷提高

2、計算機的體積不斷減小

3、計算機的價格不斷降低

4、計算機信息處理的多媒體化

5、計算機與通訊技術的結合進入“網絡化”時代。

三、計算機的應用

計算機在的應用領域可以說包含當今社會的各個方面，大致可以分為六類。

1、科學計算

2、數據處理

3、過程控制

4、計算機輔助系統

5、智能模擬

6、上網應用

四、計算機的分類

1、按規模分類

巨型計算機、大型計算機、中型計算機、小型計算機和微型計算機，其中微型計算

機還包括臺式機、筆記本、掌上電腦、單板機、單片機等。

2、按組裝方式分類

原裝機：計算機中的全部器件均由IBM公司生產，并組裝的計算機。

品牌機：由某一個廠家組裝、但計算機中的器件由多種品牌構成。

兼容機：用戶自己組裝的多種品牌器件構成的計算機。

3、按用途分類

專用機、通用機

五、計算機系統概述

一個完整的計算機系統是由硬件系統和軟件系統兩部分組成

1、硬件系統

計算機的硬件是指構成計算機的各種實體部件，即看得見、摸得著的部件。

2、軟件系統

軟件系統是指為計算機運行提供服務的各種計算機程序。

六、計算機硬件系統組成

目前所使用的各種型號的計算機均屬于馮?諾依曼結構計算機，主要由控制器、運算

器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部件組成。

I、控制器

控制器是整個計算機的指揮控制中心，它從存儲器取出相應的控制信息，經過分析

后，按照要求向其它的設備發出控制信號，使計算機中的各部件正常協調地工作。

2、運算器

運算器是計算機中信息加工場所，相當于工廠中的生產車間。大量數據的運算和處

理工作就是在運算器中完成的。其中的運算主要包括基本算術運算和基本邏輯運算。

3、存儲器

存儲器是計算機中用來存放中間數據和程序運行結果的地方，并根據指令要求提供

給有關設備使用。計算機中的存儲器可分為主存儲器（內存）、輔助存儲器（外存）和高

速緩沖存儲器。

4、輸入設備

輸入設備的主要作用是把程序和數據等信息轉換成計算機所能識別的編碼形式，并

按順序送到內存。常見的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、數碼相機等。

5、輸出設備

輸出設備的主要作用是把計算機處理的數據、計算結果等內部信息轉換成人們所能

識別的文字、圖形、圖像等信息并輸出，常見的輸出設備有顯示器、音箱等。

七、計算機的硬件結構

對于微型計算機的維修人員和用戶來說，最重要的是微機的實際物理結構，即組成

計算機的各個部件。PC系列微機是根據開放式體系結構來設計的，系統的組成部件大都

遵循一定的標準，可以根據需要自由選擇、靈活配置。

1主板

從功能匕講主板就是主機，所以也稱為主機板，有時叫做系統板（SystemBoard）,

母板，它是一塊多層印制電路板，按其結構分為AT主板和ATX主板，按其大小分為標

準板、Baby、Micro板等兒種。

2,CPU

CPU（中央處理單元）是微型計算機的核心部件，它是包含有運算器和控制器的一

塊大規模集成電路芯片，稱為CPU。衡量一個CPU性能好壞的指標有CPU所能處理數

據的位（機器字長）、CPU的主頻等。

3、內存

內存槽用來插入內存條一人由右及J上狂七七人「AM芯片。這種“內存條結構”

可以節省主板空間并加強配圖L6典型的計算機系統的容量有32M、64M、128M和

256M等規格。

4、軟、硬盤驅動器

軟、硬盤驅動器是微機系統中最主要的外部存儲設備，它們是系統裝置中重要的組

成部分，通過主板上的軟、硬盤適配器與主板連接。

5、各種接口適配器

各種接口適配器的作用是勾通主板與各種外部設備之間的聯系渠道。通常配置的適

配器用于連接顯示器的顯示卡，具有連接磁盤驅動器、打印機和構成串行通信接口等功

能的多功能卡等。用戶可以根據需要重新進行配置和擴充。

6、顯示器

顯示器通過顯示卡接到系統總線上，兩者一起構成顯示系統，顯示器是微型計算機

與用戶進行溝通互不可缺少的部件。

7、電源

電源是安裝在一個金屬殼體內的獨立部件，它的作用是為系統裝置的各種部件和鍵

盤提供工作所需的電源，機箱中的電源有兩種：老式的AT電源和新型的ATX電源。

8、主機箱

主機箱由金屬體和塑料面板組成，分臥式和立式兩種，在具體細節結構上稍有差異。

9、鍵盤和鼠標

鍵盤和鼠標是現代微型計算機中最主要的輸入設備，計算機所需要處理的程序、數

據以及各種操作命令都是通過它們輸入的。

八、軟件系統

軟件：計算機系統中各種程序和文檔資料的統稱

1、系統軟件：計算機的基礎，管理計算機的軟硬件資源為應用軟件提供一個操作平

臺。。

2、應用軟件：為解決某項具體問題而設計的程序。

課堂作業：

小結:

課后作業:

教學后記:

第二節計算機系統概述

教學目的：1、了解計算機網絡的發展簡史

2、掌握計算機網絡的分類

3、掌握計算機網絡的組成和網絡的基本要素

教學重點：計算機網絡的組成和網絡的基本要素

教學難點：計算機網絡的組成和網絡的基本要素

教學方法：講授法

教學用具：投影、多媒體計算機

授課時間：

課時計劃：3課時

教學過程：

導言：

本節主要對計算機系統組裝過程進行簡要介紹，以引導讀者學習本章后面的內容，

希望讀者看完本節后能抓住本章主要線索——計算機組裝過程。

新課內容：

一、計算機組裝設備

自己組裝計算機的用戶，在組裝前要先將所裝計算機系統中的硬件部分準備齊全，

這些硬件系統可以分為三個大的部分。

1、主機系統

2、輸入設備

3、輸出設備

二、計算機系統組裝步驟簡介

有了裝機用的組件，下面可以自己動手組裝調試計算機，其大致過程是：

1、硬件系統的組裝

2、CMOS設置

3、硬盤規劃

4、操作系統安裝

5、系統調試

以上對計算機系統安裝進行了?個整體介紹，下面的兒節將要對以上兒個步驟進行

詳細介紹。希望讀者認真閱讀以下詳細安裝過程。

三、計算機硬件安裝過程簡介

1、準備工作

2、安裝CPU和CPU散熱風扇

3、跳線設置

4、安裝內存條

5、連接主板電源

6、在機箱底板上固定主板

7、安裝各種接口卡

8、安裝軟盤驅動器

9、安裝硬盤驅動器

10、安裝光盤驅動器

11、連接主板與機箱面板上開關、指示燈、電源開關等連線

12、連接外設

13、通電測試基本系統

四、準備工作

安裝前的準備工作主要有以下幾個：

1、閱讀各個部件的用戶使用說明書，并對照實物熟悉部件。

2、準備好安裝工具。

3、釋放身體靜電。

五、安裝CPU和CPU散熱風扇

1、Socket型

⑴.在Socket插座上安裝CPU

(2).安裝CPU風扇

⑶.連接CPU風扇電源線

2、Slotl型

⑴.安裝CPU支架

⑵.安裝CPU

(3).安裝風扇電源

六、跳線設置

1、CPU電壓設置

2、CPU工作頻率設置

3、內存電壓選擇跳線設置

七、安裝內存條

安裝168線內存條時，內存條底部金手指上的兩凹部用于安裝時正確對位，兩側的

凹部用于安裝就位后的卡位。將168線內存條底部金手指上的兩凹部對應168線內存插

槽中的兩凸部，對準方位后將內存條垂直向下壓入插槽中，聽到內存插槽兩側的彈性卡

發出“咔”的聲響后，內存條即安裝就位。此時內存插槽兩側的彈性卡已向上直立并卡住

內存條兩側的缺口。

八、連接主板電源

1、連接普通電源

2、連接ATX電源

九、在機箱底板上固定主板

在完成了CPU和內存條的安裝之后，就可以把主板裝入機箱了。在主板邊緣和中間

有一些圓孔，這些圓孔和機箱底板上的圓孔相對應，利用這些定位圓孔可將主板固定在

機箱底板上。

定位金屬螺柱和塑料定位卡是在機箱底板上固定主板的緊固件，定位金屬螺柱和塑

料定位卡，由機箱供應商與機箱配套提供。

十、安裝各種接口卡

電腦主板匕根據需要可安裝各種接口卡，通過這些接口卡完成相應功能。如顯示卡、

聲卡、網卡、內置Modem等等。

目前586主板采用的I/O總線插槽有ISA、PCLAGP三類（中、低檔主板一般沒有

AGP總線），相應的接口卡也分為ISA卡、PCI卡利AGP卡。

機箱后面板處有一個豎直條形窗口，可把接口卡尾部的金屬接口擋板用螺絲固定在

條形窗口頂部的螺絲孔上，通過擋板上的接口與外部設備相聯。

安裝ISA、PCLAGP卡的方法大致相同，只是各自均應安裝在相應的擴展槽中，以

下以安裝PCI顯示卡為例。

十一、安裝軟盤驅動器

連接軟盤驅動器與主板軟驅接口之間的數據線是一條34線扁平電纜。數據電纜線共

有5個插頭，其中右端電纜較長的一端連接主板軟驅接口；左邊的一大一小兩個插頭分

別用于連接5英寸軟驅和3英寸軟驅，但僅使用其中的一個插頭。與這個插頭連接的軟盤

驅動器的編號是“A”。中部兩只插頭用于連接驅動器“B”。

十二、安裝硬盤驅動器

1、硬盤的主從跳線及設置

2、安裝硬盤

安裝方法：

（1）.設置跳線

（2）.連接硬盤數據電纜：

（3）.固定硬盤：

十三、安裝光盤驅動器

1、光驅的主從跳線設置

2、安裝光驅

⑴.設置跳線

（2）.連接光驅數據電纜

（3）.固定光驅:

十四、連接主板與機箱面板上開關、指示燈、電源開關等連線

1、插接主板與機箱面板的連線

2、連接普通機箱電源開關

3、安裝接口連接器

十五、連接外設

1、連接顯示器

⑴.連接顯示器：

（2）.連接顯示器電源線：

2、連接鍵盤

ATX規范取消了普通的AT鍵盤接口使用了PS/2接口，這兩種鍵盤接口在外型和引

腳功能上是不同的，因此傳統的鍵盤不能用在ATX機上。如果要在ATX機上使用傳統

的AT鍵盤，可以通過接口轉換器連接。這種轉換器在電腦公司可以買到。

十六、通電測試基本系統

完成上述十二個步驟之后，你的基本系統就安裝完成了。進一步檢查連線無誤之后，

可以通電測試基本系統。連接主機電源，若切正常，系統將進行自檢并向你報告顯示

卡型號、CPU型號、內存數量和系統初始情況等。如果開機之后不能正常顯示、死機。

說明基本系統不能正常工作，不能進行下一步安裝。應根據故障現象查找故障原因：

1.電源風扇不轉，電源指示燈不亮，可能是電源開關未打開或電源線未接通。

2.電源指示燈亮，但是無聲無顯示，說明主板電源接通，自檢初始化未通過。需檢

查各連線是否連接正確，顯示卡、內存條是否接觸良好。

3.電源指示燈亮、喇叭鳴聲，可能出現的故障有鍵盤錯誤、顯示卡錯誤、內存錯誤、

主板錯誤等等，若有顯示可根據提示處理，若無顯示則主要檢查內存和顯示卡。

4.電源風扇一轉即停，說明機內有短路現象，應立即關閉電源，拔去電源插頭。可

能造成的原因有：

(1).主板電源線插接錯誤。

(2).主板和機箱短路。

(3).主板、內存質量不佳。

(4).顯示卡安裝不當等等。

此類故障屬嚴重故障，一定要小心、仔細的檢查，查到故障原因并排除后方能繼續

通電，否則會損壞設備。

課堂作業：

小結:

課后作業:

教學后記:

第三節主板的結構與功能

教學目的：1、認識計算機主板

2、掌握主板的結構及功能

3、用會挑選主板

教學重點：計算機主板的組成

教學難點：計算機主板的組成

教學方法：講授法

教學用具：投影、多媒體計算機

授課時間：

課時計劃：6課時

教學過程：

導言：

主板又叫主機板(MainBoard)、系統板(Systemboard)或母板(MotherBoard),它安

裝在機箱內，是微機最基本的也是最重要的部件之、因為主板是整個微機內部結構的

基礎，不管是CPU、內存、顯示卡還是硬盤、鍵盤、聲卡、網卡等均插在主板上靠主板

來協調工作，主板不好，則其他?切插在它上面的部件的性能都不能充分發揮出來。

新課內容：

一、主板的作用

主板實際上就是一塊電路板，上面安裝了各式各樣的電子零件并布滿了大量電子線

路。當微機工作時由輸入設備輸入數據，由CPU來完成大量的數據運算，再由主板負責

組織輸送到各個設備，最后經輸出設備反映到我們的感官。這個過程看上去很簡單，輸

入設備就是鍵盤、鼠標等，輸出設備就是顯示器、打印機之類，可是CPU的運算結果哪

個先送去，哪個后送走，這些就要靠主板上的系統芯片來控制。而且主板上還不止系統

芯片一個部件，由此看來，主板的地位相當重要。

二、主板的組成

主板是一塊安裝有各種插件和控制芯片的電路板，其電路結構和工作原理比較復雜。

大致說來，主板由CPU插槽(或插座)、內存插槽、總線擴展槽、控制芯片組、外設接

口、COMS和BIOS控制芯片等幾個部分組成。

1、系統總線

在計算機工作的過程中，各部件之間要快速傳遞各種各樣的信息，而這些信息是通

過微型計算機中的信息高速公路——系統總線實現的。

⑴、數據總線DB(DataBus)

數據總線用于CPU與主存儲器、CPU與I/O接口之間傳送數據。數據總線的寬度等

于計算機的字長。

(2)、地址總線AB(AddressBus)

地址總線用于CPU訪問主存儲器或外部設備時，傳送相關的地址。地址總線的寬度

決定了CPU的尋址能力。

⑶、控制總線CB(ControlBus)

控制總線用于傳送CPU對主存儲器和外部設備的控制信號。

2、CPU插槽

CPU插槽是CPU在主板上的落腳之地，CPU需要通過CPU插槽與主板連接才能進

行工作，CPU插槽可以分為Socket構架(針腳式)和Slot構架(插卡式)兩種。

⑴、Socket構架

Socket在英文里就是插槽的意思，也稱之為零插撥力(ZIF)插槽，特點是通過?個

小杠桿將CPU卡緊，安裝拆卸CPU都很方便。它有以下幾種：

Socket7>Super7(Socket7+AGP+100MHz外頻)、Socket370(主要支持的CPU有

Celeron>CeleronII>PentiumHI等)、SocketA(Socket462)、Socket423>Socket478、Socket

775(SocketT)

⑵、Slot構架(242個引腳)

它是一種插卡形式的接口，主要有以下兒種：

SlotlSlot2、SlotA：

3、BIOS和CMOS芯片

在主板上往往有一些不太起眼，但十分重要的芯片，就是存放BIOS信息的Flash

EPROM芯片。

⑴、BIOS：

BIOS是英文"BasicInputOutputSystem的縮略語，直譯過來后中文名稱就是“基本

輸入輸出系統”。形象地說，BIOS應該是連接軟件程序與硬件設備的一座“橋梁”，負責

解決硬件的即時要求。?塊主板性能優越與否，很大程度上就取決于BIOS程序的管理功

能是否合理、先進。

⑵、CMOS與BIOS關系

不少人容易混淆BIOS與CMOS,這里就講講CMOS及其與BIOS的關系。

CMOS是**ComplementaryMetalOxideSemiconductorv的縮寫，翻譯出來的本意是

互補金屬氧化物半導體存儲器，指一種大規模應用于集成電路芯片制造的原料。但在這

里CMOS的準確含義是指目前絕大多數計算機中都使用的一種用電池供電的可讀寫的

RAM芯片。

⑶、BIOS的功能

A.開機引導；B.上電自檢(POST)：C.I/O設備驅動程序；D.分配中斷值；E.裝入系統

自舉程序

4、后備電池

主板上有一個個亮晶晶的電池，只有鈕扣大小。可別小看了這個東西，這可是主板

的不間斷電源啊，離開了它你的PC工作起來一定不正常。計算機的內部時鐘不會因為斷

電而停止，系統CMOS中的硬件配置信息也不會因為斷電而丟失，這切的功勞都應該

記在這顆小電池身上。

5、CACHE

Cache叫做高速緩沖存儲器。在早期486主板上，Cache大多是以獨立芯片形式集成

在主板上，一一般是28個引腳的芯片共有4-8個，在486以后Cache是集成到CPU中的，

叫L1即一級緩存（InternalCache）和L2即二級緩存（ExternalCache）,現在的大多數主

板上已經有了三級緩存，集成在北橋芯片中。

6、內存插槽

內存插槽是指主板上所采用的內存插槽類型和數量.主板所支持的內存種類和容量

都由內存插槽來決定的。目前主要應用于主板上的內存插槽有：SIMM、DIMM、DDR

和RIMM四種。

⑴、SIMM（SingleInlineMemoryModule,單列直插式存儲器模式）

SIMM插槽是早期AT型主板匕常見的內存插槽，主板的內存條里只有?則提供引角

用來傳輸數據。SIMM可分為30Pin的16位內存插槽和72Pin的32位內存插槽（Pin為

線）。

⑵、DIMM（Dual-Inline-Menory-Modules,雙重在線存儲器模式）

內存條通過金手指與主板連接，內存條正反兩面都帶有金手指。金手指可以在兩面

提供不同的信號，也可以提供相同的信號。在內存發展進入SDRAM時代后，SIMM逐

漸被DIMM技術取代。

DIMM內存為168Pin（金手指每面為84Pin）的64位內存插槽支持PC100和PC133,

DIMM上.有兩個卡口，用來避免因錯誤插入而導致內存條燒毀；筆記本所用的DIMM為

144Pin?

⑶、RIMM

RIMM是Rambus公司生產的RDRAM內存所采用的接口類型，RIMM內存插槽的

外型尺寸與DIMM差不多，金手指同樣也是雙面的。RIMM有184Pin的針腳（金手指

每面為92Pin）,在金手指的中間部分有兩個靠的很近的卡口。

（4）、DDR（DualDataRateSDRSM,雙倍速率同步動態隨機存儲器）

DDR內存插槽是最新的內存標準之一，DDR內存能夠一個時鐘周期內傳輸兩次次數

據，即在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據，因此稱為雙倍速率同步動態隨機存儲

器。

7、總線

總線是指CPU與外部設備之間進行數據交換的通道。如果把主板上流動的信息，包

括數據和指令比喻做血液的話，那么總線就相當于?個人的血管，它的粗細決定著主板

上的信息在單位時間內通過的流量，即信息傳遞的速率。

從PC誕生到今天已經出現了三代總線標準，它們分別是：這是第一代總ISA總線；

第二代總線為現在使用廣泛的PCI總線；第三代為近年來剛興起顯示卡專用總線PCIe。

⑴、ISA

ISA（IndustryStandardarchitecture,標準工業結構總線），它是早?期的IBM公司在PC

機中最早推出的?種總線標準。在早期的AT型主板上常見，為黑色，具有24位地址線，

8位或16位的數據線，時鐘頻率為8.33MHz,傳輸率為16.67MB/S。（注：最大數據傳輸

率=（時鐘頻率X數據線的寬度）+8B/S）。

（2）、EISA

EISA（EnhancedIndustryStandardArchitecture,擴展標準工'業結構總線）在早期AT

型主板上最長的總線，為前黑后棕。具有32位地址總線和數據總線，時鐘頻率為8.33MHz,

最大傳輸率為33MB/S,是專門為486計算機所設計。

⑶、PCI

PCI總線使用最廣泛的一種總線形式，為白色，具有32位地址總線和數據總線，最

高為64位，時鐘頻率為33MHz,最大傳輸率為133MB/為PCI總線和CPU直接相連即

外部設備可以直接和CPU進行數據交換。支持即插即用功能。

（4）、AMR、CNR、NCR

AMR：即聲音/調制解調器接口，是Intel公司發展的一種擴展槽標準，用于聲卡或

調制解調器；

CNR：即網絡通信接口，是Inter公司開發的開放式工業規范，支持聲音、Modem和

網絡接口，用來代替AMR,比AMR略長，但與AMR卡不兼容；

NCR：即網絡通信接口，是VIA和AMD等幾個廠商推出的總線形式與AMR卡兼

容。

8、I/O接口

計算機I/O接口是用來連接各種輸入輸出設備，即外部設備與主板之間進行數據交換

的通道。它包括串口、并口、IDE接口、鍵盤接口等，它們都可以標準化。在計算機系

統中采用標準接口技術，其目的是為了便于模塊結構設計，可以得到更多廠商的廣泛支

持，便于"生產"與之兼容的外部設備和軟件。不同類型的外設需要不同的接口，不同的接

口是不通用的。

⑴、AGP

AGP總線只能安裝AGP顯示卡，它將顯示卡同主板內存芯片組直接相連，大幅度提

高了計算機對-3D圖形的處理速度，AGP擴展槽為棕色，其時鐘頻率為66MHz,傳輸率

為256MB/S。目前的AGP工作模式有：AGPIX、AGP2X、AGP4X和AGP8X四種，其

對應的數據傳輸率為266MB/S、532MB/S、1064MB/S和2GB/S。其中AGP4X的插槽和

金手指ijAGPIX、AGP2X都不一樣。支持AGP4X的插槽中沒有了原先的隔斷，但金手

指部分的缺口卻多了一個。

⑵、IDE接口

在主板上IDE接口一般標有PRIMARYIDE、SECONDARY或IDE1、IDE2。

⑶、軟盤接口

主板上的軟驅插座?般為?個34針雙排針插座，標有FLOPPY、FDC或FDD。

⑷、SCSI接口

SCSI接口的原義是小型計算機系統接口。

⑸、串行接口

在早期的主板上串行接口為兩個10針雙排針式插座標有C0M1和COM2。5

⑹、并行接口

在早期的主板為?個26針雙排針式插座標有LPT或PRN。

(7)、PS/2

在586以后的主板上都做有PS/2接口以備擴充使用。現在所采用的PS/2接口是用來

連接小口鼠標或小口鍵盤。

⑻、USB接口

USB意思是“通用串行線”這是一種新的接口標準，是電腦系統連接外圍設備（如

鍵盤、鼠標、打印機）的輸入/輸出接口標準。現在的ATX主板?般集成了兩個-六個

USB口或更多。

USB有如下主要特點：①.外設的安裝十分簡單；②.對?般外設有足夠的帶寬和連接

距離：③.支持多設備連接；④.提供內置電源。

（9）、IEEE1394接口

1394卡的全稱是IEEE1394InterfaceCard,Sony等視頻設備廠商稱它為iLink,而創

造了這一接口技術的Apple（公司名）稱之為Firewire,火線。

9、跳線插針

跳線是在主板上.可以進行各種硬件設置的設備，通過這些設置可以規定主板安裝什

么型號和規格的硬件。現在的主機板上，需要跳線的地方越來越少了，但是多多少少都

有兒個地方需要用到跳線。

10、機箱面板指示燈及控制按鍵插針

1、POWERLED電源指示燈2、SPEAKER鈴（揚聲器）

3、HDDLED硬盤指示燈4、TURBOLED跳頻指示燈

5、TURBOSW跳頻控制按鍵插針6、RESETSWReset控制按鍵插針

7、POWERSW電源控制按鍵插針8、KEYLOCK鍵盤鎖

11、邏輯控制芯片組

芯片組是衡量主板不可缺少的指標。目前世界上能夠生產PC機主板芯片組的廠商也

只有4家公司，分別是INTEL、VIA（威盛）、ALI（揚智）、SIS（矽統）。除了INTEL

一家是老外，其余的都是我國臺灣的廠商，作為中國人我們的確應該感到驕傲。

1、北橋芯片組：

特征：離CPU較近并較大，和CPU密切通信，管理L2高速緩存。一般配有散熱片

或風扇；對CPU支持：決定著主板能安裝何種檔次的CPU及其頻率，并決定是否支持

AGP高速圖型接口；對內存支持：決定了所使用的內存類型、最大容量及ECC數據糾錯

等。

2、南橋芯片組：

特征：離CPU較遠：提供標準的I/O芯片，用于管理計算機中各個設備的接口及總

線、控制鍵盤控制器、時鐘、電源管理等。

三、主板的分類

1、按主板上的CPU分類

按主板上能所使用CPU的型號可分為386、486、P2、P3、P4、賽揚、K5、K6等主

板。

2、按主板上的CPU插槽

按主板上CPU的插槽形式可分為插座式和插槽式兩種。

3、按主板的基本功能：

⑴、PNP主板，即插即用主板

(2)、節能主板

⑶、無跳線主板

(4)、智能主板

4、按主板的結構分類

⑴、AT主板：

13英寸X12英寸，主板上內存被安在一個狹小而又不通風的角落，影響了內存的安

裝和升級散熱。

⑵、BABYAT主板：

13.5英寸X8.5英寸，比AT主板長，但有些不負重荷方面取消了主板上使用較少

的零部件以壓縮空間，另一方面將BABYAT主板適當加寬，以增加使用面積。

⑶、ATX主板：

ATX型主板比AT型主板的結構上有很大的區別。其優有主要有以下幾點：

(D.主板的長邊緊貼機箱后部，使更多的外設接口可以集成到主板匕

(2).優化了內存及CPU的位置有利于安裝和散熱；

⑶.標準的主板匕有兩個串行輸出口、一個PS/2鼠標口、一個PS/2鍵盤口和一個并

行輸出口，有些主板還固化了聲卡及游戲接口；

⑷.優化了軟硬盤接口位置：

⑸.對主板上的元件高度作了規定，且增強了電源管理。

5、一體化主板

優點：減少了因接觸不良而造成的故障整體設計合理

缺點：不利于升級，一個部件的損壞會造成整個主板的損壞

6、按邏輯控制芯片分類

(D.INTER：LX、BX、1810、I815EP、1845、1850、1865、1915

(2).非INTER：APOLLO、SIS、ALLOPTI

四、主板的選購

1、制造工藝

(1)、看主板做工是否精細；

電路板(PCB)的層數是否為多層，焊點是否整齊標準，走線是否簡潔清晰。

⑵、看主板元件，如電熔電阻等：

(3)、看設計結構布局是否合理，是否有利于其它配件的散熱；

(4)、看主板是否通過相應的安全標準認證；

⑸、看主板包裝和相關配件。

各種連線、驅動盤、保修卡、合格證等等是否齊全。

2、品牌

華碩(ASUS)、微星、INTEL,精英(ECS)、技嘉(Gige-Byte)聯想(QDI)

3、升級和擴充

?般說來，買主板時都要考慮電腦和主板將來升級擴展的能力，比如擴充內存和增

加擴展卡、升級CPU等方面的能力。主板插槽越多，擴展能力就越好，價格也更貴。

4、穩定性和可靠性

由于不同生產廠商其設計水平、制做工藝、元器件等的差距。因此很難精確測定。

但可通過以下幾方面來考慮。

(1)、負荷測試：指在主板上盡可能多地加入外部設備，如內存等

(2)、燒機測試：指長時間運行時是否能穩定運行，而不出現停頓或死機現象

⑶、物理環境測試：改變環境情況，如溫度、濕度、震動等

5、售后服務

課堂作業：

小結:

課后作業:

教學后記:

第三章CPU

CPU（CentralProcessingUnit）中文名稱為中央處理器或中央處理單元，它是

計算機系統的核心部件。CPU的性能高低直接影響著整臺微機的性能，它負責微機系

統中數值運算、邏輯判斷、控制分析等核心工作。如果電腦中沒有了CPU,就像人沒

有了大腦一樣。計算機的一切工作都在此完成，人們常以它來判定計算機的檔次。

CPU的內部結構可分為控制單元、運算單元和存儲單元3大部分，其工作原理就

像一個工廠對產品加工過程：進入工廠的原料（數據），經過物資管理部門（控制單

元）的調度分配，被送往生產線（運算單元），生產出成品（處理后的結果）后，再

存儲在倉庫（存儲單元）中，等著拿到市場匕去交易（交由應用程序使用）。

第一節CPU的技術指標和參數

1、主頻

CPU的主頻也稱為內頻，是指CPU內部的工作頻率或時鐘頻率，單位為MHz（兆

赫茲）或GHZ（吉赫茲）。表示在CPU內數字脈沖信號震蕩的速度。主頻的高低直接

影響CPU的運算速度，一般來說，主頻越高，一個時鐘周期里完成的指令數也越多，

當然CPU的速度也就越快了。CPU的主頻通常和其型號標注在一起的，如Pentium

11/450指其主頻為450MHz,Pentium4/1.70GHZ其主頻為1.7GHZ,由于各種CPU的

內部結構不盡相同，所以并非時鐘頻率相同性能就一樣。如P1I800和PIII800。

2、外頻

CPU外部工作頻率稱為外頻，是指CPU與外部設備（內存或主板芯片組）之間的

數據交換速度。外頻速度高，CPL?就可以同時接受更多的來自外圍設備的數據，從而

使整個系統的速度進一步提高。

3、倍頻

是CPU的內部頻率與整個系統的頻率（外頻）之間的倍數。從486DX2開始，CPU

的主頻與外頻就不一致了，而想讓CPU更好的工作就要將整個系統的頻率（外頻）與

CPU的內部頻率以一定的倍數工作，即主頻=外頻X倍頻。實際上，在相同外頻的前

提下，高倍頻的CPU本身意義并不大，常會出現“瓶頸”即CPU等外頻送來數據，浪

費CPU的計算機能力，早期的倍頻一般為5—8倍，而現在P4機多為8—17倍，通過

這樣的設置CPU的性能能夠得到比較充分的發揮。

4、地址總線寬度

地址總線寬度決定了CPU可以直接尋址的內存空間大小，位數越大，則可以直接

尋址空間就越大。例如，32位地址總線，可直接尋址4GB的內存空間。地址總線寬

度也已由最初的8位發展到現在的64位。

5、數據總線寬度

數據總線寬度是CPU內部可以同時傳輸的數據位數，即一次性可傳輸數據的位

數。位數越多，速度當然就越快，則CPU性能就越好。數據總線寬度已由最初的8

位發展到了目前的64位。

6、L1Cache：

即一級緩存，可達128KB,可提高系統性能的20%,現分為數據緩存和指令緩存

兩部份。

7、L2Cache：

即二級緩存，可達1MB,目的是為了彌補LICache容量不足的問題。

8、生產工藝：

早期的CPU大多采用0.5Mm的制作工藝，后來隨著CPU頻率的提高，0.25pm制

作工藝被普遍采用。在1999年底，Intel公司推出了采用0.18%1制作工藝的Pentium

Hl處理器，即Coppermine（銅礦）處理器。更精細的工藝使得原有的晶體管電路更

大限度地縮小了，能耗越來越底，CPU也就更省電。

9、工作電壓：

CPU正常工作所需的電壓，早期的CPU（286、386、486）由于制作工藝落后，因

此工作電壓較大，一般為5V（奔騰是3.5V、3V、2.8V等）左右，導致CPU的發熱量

過大，電子遷移現象縮短了CPU的使用壽命。現在隨著CPU制作工藝的提高，工作電

壓一般在1.5V—2.0V之間，使CPU發熱量問題得到很好的解決。

10、插槽類型：

分為兩大類：一類是針腳式Socket構架，一類為插卡式Slot構架。Socket為

ZIF（零插拔力）插座，常用Socket7、Socket370>Socket423、478。Slot常用的有

Slotl,Slot2、SlotA三種。

11、協處理器：

也稱為數字協處理器NPU,主要用于浮點運算，因此286、386、8088等微機CPU

的浮點運算性能都相當落后，自從486以后，CPU一般都內置了協處理器，協處理器

的功能也不再局限于增強浮點運算，含有內置協處理器的CPU,可以加快特定類型的

數值計算，某些需要進行復雜計算的軟件系統，如Aut。CAD就需要協處理器支持。

12、動態處理：

動態處理是應用在高能奔騰處理器中的新技術，動態處理不是簡單執行一串指

令，而是通過操作數據來提高處理器的工作效率。主要包括：

（1）多路分流預測：通過兒個分支對程序流向進行預測提高運行的速度（預測精

確度可達90%以上）；當采用多路分流預測算法后，處理器便可以參與指令流向的跳

轉。這是因為處理器在取指令時，還會在程序中尋找未來要執行的指令，該項技術可

以加速向處理器傳送任務。

⑵數據流量分析：拋開原程序的順序，分析并重排指令，優化執行順序。處理

器讀取經過解碼的軟件指令，判斷該指令能否處理或是否需與其他它令一道處理。然

后處理器再決定如何優化執行順序以便高效地處理和執行指令。

⑶猜測執行：通過提前判斷、讀取并執行有可能需要的程序指令的方式來提高

執行的速度。當處理器執行指令時（每條5次），采用的是“猜測執行”的方法。這

樣可使Pentiumll及以上的處理器超級處理能力得到充分的發揮，從而提升軟件性

能。被處理的軟件指令是建立在猜測分支的基礎之上，因此結果也就作為“預測結果”

保留起來。一旦其最終狀態能被確定，指令便可返回到其正常順序。

第二節指令特殊的擴展技術

1、MMX

MMX（MultiMediaeXtnsion,多媒體擴展指令集）是Intel公司于1996年推出

的一項多媒體增強技術，共有57條多媒體指令。MMX指令集側重于整數運算，

2、3DNow!

3DNow!（機器碼的擴展指令集）是AMD公司推出的一項CPU增強技術，共有21

條指令。被廣泛用于AMD的K6-2、K6-3和Athlon（K7）處理器上。3DNow!指令集

主要針對三維建模、坐標變換和效果渲染等三維方面，在軟件的配合下，可以大幅度

提高3D處理性能。（注：每個周期可執行四個浮點運算）

3、SSE

SSE（StreamingSIMDExtensions,單指令多數據流擴展指令集）是Intel公司

在PHI中率先推出的。共有70條指令，其中有50條用來提高3D圖形運算效率，12

條MMX整數運算增強指令、8條優化內存數據傳輸指令。SSE指令與3DNow!指令彼

此互不兼容，但SSE包含了3DNow!的功能。

第三節CPU的發展

一、Inter公司的CPU

1、4004

1971年11月，英特爾公司推出世界上第一個微處理器——英特爾4004芯片。

這是一個具有4比特總線配置、108千赫的芯片，做在一個3毫米X4毫米的掩模上,

有2250個晶體管，每秒運算量高達6萬次，售價為200美元的芯片，在電腦業掀起

了滔天巨浪。此后，Intel更是一發而不可收，1985年推出386處理器系列，1988

年486問世，1993年推出功能更為強大的Pentium芯片，此后，Intel以10倍速的

速度奔騰向前，使計算機奔向世界各地。

Intel4004催生了個人電腦，成為大型機與小型機的終結者，成就了COMPAQ與

DELL,促進了信息產業的繁榮與發展。Intel4004的橫空出世引發計算機業第二次工

業革命。

2、8080

1972年Intel公司推出8位8008,所圖3-4所示。但速度慢，功能不足。1974

年推出8080,時鐘2MHz控制64KB內存。

3、8086

1978年Intel公司推出，16位8086（又稱為80186）最大控制內存為10時鐘

4077MHz,使用了X88指令集。所圖3-5所示

4、80286：

1982年推出，集成125萬個晶體管，時鐘6MHz-25MHz,具有16位的數據和地址

總線的Intel80286o

5、80386

1985年推出，具有32位的數據和地址總線，采用2微米，最大控制內存為4096K,

主頻16M-40MHz的Intel80386o可分為80386SX和80386DX.80386SX為準32位即

內部為32位外部為16位，80386DX為真32位即內、外總線全為32位。

6、80486

1989年集成120萬，采用1微米制做工藝，內部集成8K的Cache和能進行浮點

運算的NPU,并且CPU芯片與主板分開，是32位的地址和數據總線，分為80486SX

和80486DX。486sx的工作頻率為16/20/25/33,無NPU,486DX的工作頻率為25/33/50,

存在NPU。

7、Pentium/586

1993年3月Intel公司推出PentiumCPU為第一代奔騰產品，采用0.8微米的

制造工藝，核心為5V的電壓，屬于64位處理器，其主頻為60/66MHZ,集成310萬

晶體，具有2條通道。隨后又相應推出PentiumPRO（高能奔騰）和PentiumMMX（多

能奔騰）兩款產品。

注:相同產品有AMD的K5、K6和Cyrix的6X86、6X86MX。

8、PentiumII

1997年5月，第一塊PII問世:，同時PII有眾多的分支和系列產品。

⑴.第一代PH：運行在66MHz總線上，主頻為233、266、300、333四款,生產

工藝為0.35微米，內含750萬個晶體管，集成了32KB的L1（分為16KB指令緩存和

16KB的數據緩存）和256KB的L2,包含57條MMX指令，采用Slotl構架擊跨對手。

⑵.第二代PII,1998年生產，采用0.25微米的生產工藝，880萬個晶體管。同

時推出高端工作站和服務器的PHXeon（至強）處理器，主頻為400MHz，外頻為100MHz。

9、CeIeron（賽揚）

1998年推出低端市場的Celeron處理器，是PII的簡化版，早期內部無L2,但

在Celeron300A以后加入了L2,并開始采用0.25微米工藝,此后相斷推出CeleronII.

CeleronlH和Celeron4。

10、PIII/PIV

1999年推出第一款PHI采用Slot構架，外頻為100/133MHZ,0.25微米工藝，主

頻在450-600MHZ之間,支持SSE指令集。隨后推P4,時鐘頻率為1.4G-1.5G,0.18

微米的生產工藝，L7V電壓，外部頻率為400Mllz。

二、AMD公司的新款CPU

1.Athlon(K7)

Athlon(阿斯龍)又叫K7,如圖3-12所示。此款產品相對于AMD以前的產品可

算是革命性的進步，它不是直接拷貝Intel的架構，而是創造了一種屬于自己的PC

平臺。

做為CPU業界中的亞軍一AMD,可謂無人不知，無人不曉。AMD,這家以高尖端技

術設計和制造大規模集成電路的廠商，創業來一直致力發展和推動著計算機事業的行

進腳步。在近三十年的與INTEL的抗爭中，AMD穩扎穩打，不斷地革新技術，以自己

的實力驗證著AMD的業績，正是因為AMD,才打碎了INTEL,

壟斷CPU世界的夢想，也是因為AMD,才有了像K6-2-樣圖"I?AMDAthlon64

性價比優異的產品面世。從早期跟隨INTEL后塵生產486/5X86時起，到自己創新研

發K6/K6-2/K6-3,AMD才真正逐步樹立起了自己巨人的形象。

但AMD并沒有沾沾自喜，因為擺在AMD面前的路仍然很崎嶇，面對著INTEL一次

次強大的攻勢，1999年的6月23日，AMD終于傾盡全力發布了最新的高端處理器

Athlon(原名為K7)。Athlon的出現，無疑又一次掀起商戰的波瀾，其銳利的矛頭直

接指向INTELPIIIo

技術指標：Athlon(K7)究竟有什么特別之處呢？首先讓我們來看看他的技術指

標。Athlon(K7)為了超越INTEL的PIII,在Athlon(K7)使用了一種全新的技

術，是Digital的Alpha系統總線協議的EV6,EV6的優點很多，單單就說他的亂序

執行指令就是獨道之處，他不同于以往的INTEL的GTL+(P6)總線結構，其執行指

令時是隨機性的亂序執行，即哪條指令先分配，則先執行哪一條，然后交付其它設備

工作，與INTEL老式的流水線計算方式比較，具有更高的命中率、和突發的時效性，

提高了運算的速度和成功率。另外Athlon(K7)可以支持128K的一級CACHE及大至

8M的二級CACHE,這讓人眼睛噴火的配置是絕對的頂極產品，一改AMD過去總是跟班

的角色，一舉將INTEL的XE0N做為對手，進軍網絡服務器的市場。高速64位的系統

總線接口(SLOTA)和高達200MHz的系統總線，一舉跨越了目前所有的CPU產品，

比INTEL預計的下個世紀產品MERSED還略勝一籌。

此外，與PIII的結構特性對照見下表：

的確，AMD在K5與PENTIUM,K6與MMX,K6—2與PH相比仍然是有差距的，直

到K6-3的出現，才有了超越INTEL-PH的整數性能的消息，但浮點性能弱一直是

AMD的心病。這也一直是影響AMD的名譽的大事。

令人可喜的是，Athlon(K7)使用了全新的設計生產技術，而使得AMD繼續保

持整數方面優勢，絕對的超越了INTEL-PHI。在浮點方面，因為AMD改進了技術，

使用了先進的FPU,使得其性能將超越X86型處理器2倍以上，再配合AMD的專利技

術3DN0W!的浮點性能大大提高，雙管齊下，全面超過了INTEL—PHI的性能。

與此同時.，AMD也將是第一個生產SMP能力的PC級CPU,將標志著AMD也可以設

計生產出雙CPU乃至四個CPU的系統！(這以前一直是INTEL的專利)，為AMD進軍高

端的網絡服務器奠定了基礎。

Athlon(K7)的配套設備：

因為Athlon(K7)使用的是全新的AlphaEV6技術，所以它標志著他與目前的

所有芯片組、主板都不兼容，因為AMD獨自研發了以適用于Athlon(K7)的全新芯

片組，并且將其授權給第三方芯片制造商及主板廠商，以全面開拓市場。這第一款芯

片組是AMD—751和AMD—756,其結構型式類似于南北橋技術。而且CPU的接口插座

也與PH/PIII類似，但不同的是，Athlon(K7)總線頻率為200MHZ,所以采用的

是SL0TA結構。所以Athlon(K7)的主板即不能使用以往的K6—2/K6—3,也同樣

不能使用PII/PHI。反之,SL0T1的主板也不能使用Athlon(K7),這將標志著,

AMD首次研發新的接口技術與INTEL對壘，而不會再出現原來拼命嚼人家吃剩的饅頭

(由SOCKET7過渡到SUPER7)的經歷了。

目前，據消息，芯片廠商VIA威盛，ALI揚智已獲得AMD的芯片組授權，以設計

生產兼容的芯片組，而微星、浩鑫等主板廠家也將在第一時間推出基于SLOTA芯片

組結構的主板，以配合Athlon(K7)的上市。為用戶提供一個性能優異、價格低廉

的解決方案。

喜新不厭舊是Athlon(K7)的又一大特點，Athlon(K7)的首次出現，并不代

表就要拋棄所有的舊設備，在SL0TA+Athlon(K7)的組合上，你仍舊可以使用目

前的SDRAM及AGP顯示卡，而且SL0TA技術仍然支持PCI/ISA設備，及普通IDE接

口的硬盤。因為溶入了全新的分頻技術，而使得這些設備不會被丟棄。但同時.，Athlon

(K7)又加入了許多的新技術，如對未來的RAMBUS高速內存的支持就是很好的證明。

2.Duron(毒龍)

Duron處理器的原來代號為SpitfireoDuron處理器是AMD面向低端市場的產品，

采用SocketA(Socket462)架構，如圖3-13所示。Duron處理器與目前Athlon處

理器一樣，都是采用AMD第7代X86核心架構，使用200MHz系統總線，LICache

為128KB,L2Cache為64KB,采用與處理器同速的內嵌式方式，使用0.18um的

制造工藝，并加入新一代3Dnow!指令集。

AMD公司參與CPU市場的競爭已經有很長一段時間了，卻一直缺乏擊敗其最大對

手Intel的有效武器，所以很長一段時間在CPU市場的競爭上無法占據主動。尤其在

中檔家用這一塊市場上，AMD更是沒有出色的產品可以對抗Intel的Celeron系列。

顯然AMD公司也不愿意情況這樣一直持續下去，因此當其強力產品Athlon速龍

在高端CPU市場取得節節勝利的時候,適時地推出了Athlon速龍的簡化版——Duron

毒龍處理器，以期在中檔CPU市場這塊大蛋糕上劃分出大大一塊放入自己的盤中。

AMD推出Duron的目的就是和Celeron爭奪中檔市場消費者。雖然Duron處理

器的價格非常低，但其性能卻不容忽視，據說它的整體性能已經接近完整版產品

Athlon處理器和增強版產品Thunderbird處理器，連Intel的主流產品PentiumIII

處理器的市場份額都受到了Duron毒龍的影響。

三、主流CPU比較

雖然Duron處理器是Athlon處理器的簡化版，和Athlon處理器有很多相似之處,

但是它并不像Celeron處理器那樣完完全全是其父版處理器PentiumIII的簡化版

——只縮減了128K二級緩沖內存。AMD對Duron處理器進行了專門設計，因此它的

核心和Athlon處理器不盡相同。下面的表格記錄的是市場上各種很有代表性的處理

器的性能參數。

第四節CPU雜談

一、超頻的原理

目前超頻是很熱門的一件事情，特別是某些DIY們，甚至把超頻當成了DIY的主

要內容了。但超頻并非總能成功，有時超頻會導致系統的穩定性大幅度下降，甚至導

致燒毀芯片。

通常你只需改一些跳線就可以完成超頻的工作，必要的時候，你也可能會添加一

些配件，通常是一些風扇，散熱片等冷卻用