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1、计算机硬件技术,计算机硬件技术,重庆工学院 计算机中心,内 容 简 介,计算机硬件技术实训课程，动手实践为主，全面论述微机的结构与部件，COMS的设置，磁盘的分区和格式化，操作系统的安装和常用软件的使用；并有机地将这些理论知识与动手操作结合起来，从微机维护的角度出发，剖析常见微机故障，提供简便实用的故障的解决方法，特别是对硬盘重要数据的维护。,本课程的特点是以微机系统的低层软、硬件为基础，并有机地与动手实践相结合，通过学习，既能弥补技能教育的不足，又能在更深层次理解和掌握计算机原理及应用。,教学目的,巩固同学们的计算机基础知识 加深对计算机的认识 自己动手配置，安装计算机和解决计算机的一些基本
2、故障,教学计划,12月22日，使学生掌握计算机的硬件组成 12月23日，社会实践调查，写报告，答辩 12月24日，如何组装计算机及实验 12月25日，微机的保养及故障分析 12月26日，硬盘的处理及系统的安装 12月29日，熟悉CMOS及实验,12月30日，病毒的防治及常用软件的介绍 12月31日，现场答辩,成绩组成,实验报告 平时成绩 课程答辩,任何计算机系统都是由计算机硬件和软件组成。硬件是计算机系统中实际存在的物理实体，物理上由电子器件、印刷电路、插件、引线等组成。,冯诺依曼型计算机,数据以二进制表示 计算机的基本结构 程序存储,微机硬件结构的主要部分包括运算器，控制器，存储器，输入设备
3、和输出设备五部分组成。,常见的微机有三大部件：主机、键盘鼠标和显示器。在主机箱内，装有主板、电源、软盘驱动器、硬盘、光驱、适配卡；而主板上有CPU、内存、周边控制芯片、扩展槽、键盘接口、串并口、USB接口等。,第一节 微处理器,一、微处理器概述,CPU是计算机系统的运算核心。传统的定义为：CPU由控制单元CU、算术逻辑运算单元ALU与存储单元MU组成。上述部分在早期的中、大型计算机中以设计复杂的电子线路板构成，后以集成电路芯片的形式出现，这种芯片称微处理器。,微处理器执行最底层的计算机指令，从内存中读取指令和数据，按要求自动完成加、减及逻辑运算，控制和协调微机一步一步地执行程序，并输出结果。,
4、二、微处理器简介,公布日期,CPU型号,寄存器 宽度(位),外部数 据线(位),时钟频率 (MHz),可导址 内存,地址总 线(位),含晶体 管数(万),71.11 78.6 82.2 85.10 89.8 97.5 95.4 97.1 97.5 99.2 98.4 00.11,4004 8086 80286 80386DX 80486DX Pertium Pertium pro P55c PII PIII 赛扬 P4,4 16 16 32 32 32 32 32 32 32 32 32,4 16 16 32 32 64 64 64 64 64 64 64,0.108 4.77 620 12.
5、4, 20, 25, 33 25, 33, 50 50, 60, 66 150260 166266 233450 5331G 2661G 8002.5G,640B 1M 16M 4G 4G 4G 4G 4G 4G 4G 4G 4G,20 24 32 32 32 32 32 32 32 32 32,2.3 2.9 13.4 27.5 120 3800 450 750 950 1900, CPU最初是从4位微处理器4004开始，发展到8位的8086，16位的80286和32位的80386、80486、 Pentium系列，及最新的64位的CPU。除上述Intel公司的产品外，非Intel公司如AM
6、D公司和威盛（Cyrix）公司， 推出了K系列和M系列等奔腾级CPU芯片，从而形成目前市场上CPU芯片的三大主流。,Pentium CPU的性能指标：,微处理器的主要指标有运算数据位数、寻址能力、时钟频率等。,主频又称内核频率。相对而言微机还有外频（也称系统时钟），它是微机系统的基本时钟，外频是主板时钟发生器为CPU及其它总线产生的标准时钟信号。,CPU的主频是指CPU工作时的时钟频率。微处理器时钟频率以MHz(兆赫兹)来计量。,1. 主频,2数据总线宽度,微处理器的运算数据位数分为8位、16位、32位和64位等。一般而言，微处理器位数越多，运行能力越强，工作速度越快。,3地址总线宽度,地址总
7、线宽度决定了CPU可以访问的内存地址空间，由微处理器的地址线数决定。 地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。16位的微机我们就不用说了，但是对于386以上的微机系统，地址线的宽度为32位，最多可以直接访问4096 MB（4GB）的物理空间。而今天能够用上1GB内存的人还没有多少（服务器除外）。,4工作电压,工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压。早期CPU（486时代）的工作电压一般为5V，那是因为当时的制造工艺相对落后，以致于CPU的发热量太大，弄得寿命减短。随着CPU的制造工艺与主频的提高，近年来各种CPU的工作电压有逐步下降的趋
8、势，以解决发热过高的问题。最新的P 处理器的电压已经降为1.6V左右了。,提高CPU速度的因素：,1. 先进的制造工艺及技术,先进的制造工艺可减小晶园的尺寸，其措施是采用更细的印刷电路制线（即用小的m制造工艺）。,2更小的芯片面积和功耗,电信号传输的快慢依赖于芯片制造商使用的技术和硅片工作温度，改进的措施是采用多层金属技术。,3更长的流水线,在1个时钟周期做更少的工作； 更小的时钟周期内执行确定的几条指令； 更多的流水线。,4采用简易指令集（RISC）,(一)Intel Pentium P54C系列,Intel公司最早推出的Pentium CPU为P5，时钟频率为50、55、60、66 MHz
9、。,(二)Pentium Pro处理器,中文名为“ 高能奔腾”，俗称686，是第一个基于RISC内核和32位软件的微处理器。,Pentium Pro CPU按双腔结构制作，含CPU和二级Cache，使用Socket 8插座。主频150260 MHz。该主频很容易采用多处理器结构，适用于服务器。,该芯片设计上注重了32位代码的优化，在网络服务器系统上能充分发挥其性能；,（三）Pentium P55C系列CPU,中文名为“多能奔腾”。它是为改善PC图形、音响，加速多媒体视听和为通信应用软件开发的新型处理器，实际上是带有多媒体扩展结构MMX(Multi Media eXtension)的奔腾CPU芯
10、片。采用多媒体CPU的微机在进行视频、音频处理时，具有很平滑的视频播放能力、清晰逼真的画面、完美的音响效果。,（四）Pentium 处理器,P系列微处理器是在Pentium Pro CPU基础上融入MMX技术，优化16位代码。P系列CPU采用双重独立总线技术，芯片设计上把2级高速缓存移至微处理芯片外，将CPU与L2装在同1块基块上，然后封装在黑色卡匣里，构成1个完整的处理器插件，L2容量为512KB，并以CPU主频的一半速度运行，在结构上，采用Solt 1接口标准和单边接触盒（SECC）封装技术，用新型Slot 1插头与主板相连。,（五）赛扬处理器,赛扬系列CPU最先是采用Slot 1架构，后
11、又多数采用Socket 370结构，,Pentium 处理器新增加增强音频、视频和3D图形效果的SSE(Streaming SIMD Extensions Instructions)指令集（最早称KNI），内含70条新指令，全面增强3D几何运算，增强了动画、图像、音效、网络、语言识别功能，,（六）Pentium 处理器,采用P6微架构，起始主频450MHz，设计时针对32位应用程序进行优化，采用双重独立总路线、动态执行等技术。,（七）P4,2000.11 Intel推出P4采用Willamett核心。主频1GHz，核心电压1.75V，采用0.18m铝布线工艺，L2为256KB，引脚数423，使
12、用RDRAM。 20021.1.8 推出Northwood核心的P4，主频2.0GHz，核心电压1.45V，采用0.13m铜布线工艺，L2为512KB，引脚数478，采用DDRAM。 已推出3.5GHz的P4。,（八）AMD奔腾级芯片,1.K5系列,2.K6系列, K6 II,首款采用3DNOW!指令集的K6-2芯片，用新型的3D指令集来增强CPU性能，结合超标量MMS功能，可产生高质量的影像和图形效果。, K6, K6 III,采用Super 7插座，K6-3最大的变化是内部集成了256KB的二级缓存。,3.K7系列,K7芯片插座为Slot A架构,采用Slot A架构,芯片采用Alpha总
13、线协议EV6，比Inter的P6 GTL+总线协议有许多结构上的革新，支持200MHz外频.,（九）Cyrix奔腾级芯片,1.Cyrix 6X86 CPU系列,2.Cyrix 6X86 MX&M CPU系列,3.威盛Cyrix III系列,三、CPU的性能指标,IBM、Cyrix、 AMD、SGS-Thomson联合制定了P+Rating (Performace Equivalecy Rating)，即“ 额定性能”标准。为客观评价兼容芯片与Intel Pentium芯片的性能，提供了比较依据。,P+Rating指数是以Winstone 96为测试依据，将AMD、Cyrix等非Intel CP
14、U与Intel奔腾系列CPU进行比较来评定其性能，而无需关心本身的名称和主频。,真实性能标准：,由AMD公司提出的全新的、精确测评处理器运行应用程序性能的标准。,主频 * IPC值 = CPU 的性能,注：IPC值为一个时钟周期内运行的指令数。,附：文章AMD称：基准测试软件偏袒Intel 测试结果不利AMD ,四、CPU展望,下一代处理器中将采用VLIW(Very Long Instruction Word，即极长指令)技术且带MMX技术的64位微处理器，,微机CPU的快速更新带动了微机技术的发展。 Intel、AMD、Cyrix公司推出P4、K7和M以后，将不断推出主频更快、性能更好的32
15、位CPU及64位CPU芯片。,64位CPU简介,Intel 公司的X86指令集， 限制了CPU性能的进一步提高，为此推出了“显性并行指令集（EPIC）。,Intel 公司的 Merced Apple公司的 PowerPC Sun公司的 Ultra SPARCIII,新的IA-64（64位架构）首款处理器Merced具有64位寻址能力和64位宽的寄存器，有100万TB的地址空间，足以运算企业级任务。具有比X86CPU更多的执行单元，可大大增加并行处理工作。,五、Pentium CPU插座,各代CPU中对总线信号的定义和封装方式都有具差异，因而都会重新设计不同的插座与主板上的其它组件连接，即会有不
16、同的插座形式的插槽和插座。,微机CPU插座有两大类，即Socket X和Slot X。,Socket 3/4/5/7 Super 7 Socket 8 Socket 370 FC-PGA 370 Socket 423、462、478 Socket A,slot 1、slot 2、slot 3 slot A,第二节 存储器,存储器有外存和内存之分。外存指软、硬盘、光盘、磁带等；微机的内存包括只读存储器ROM、随机存储器RAM。微机的内存通指动态RAM存储器。,一、存储器分类,1ROM（只读存储器）,2EPROM、EEPROM（可擦除ROM）和Flash ROM（闪速存储器）。,3RAM随机存储器
17、,RAM(Random Access Memory)是在加电的情况下用来存储数据，既可读出也可写入，使用时，还必须定期刷新。静态RAM(Static RAM)不需要定期刷新，作高速暂存用。,ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash ROM分别指什么？ ROM指的是“只读存储器”，即Read-Only Memory。这是一种线路最简单半导体电路，通过掩模工艺， 一次性制 造，其中的代码与数据将永久保存(除非坏掉)，不能进行修改。 PROM指的是“可编程只读存储器”既Programmable Red-Only Memory。这样的产品只允许写入一次，所以也被称 为“一次可编程只读存储
18、器” ( One Time Progarmming ROM，OTP-ROM)。PROM在出厂时，存储的内容全为1，用户可以 根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0，则用户可以将其中的部分单元写入1)， 以实 现对其“编程”的目的。PROM的典型产品是“双极性熔丝结构”，如果我们想改写某些单元，则可以给这些单元通以 足够大的电流，并维持一定的时间，原先的熔丝即可熔断，这样就达到了改写某些位的效果。另外一类经典的PROM为 使用“肖特基二极管”的PROM，出厂时，其中的二极管处于反向截止状态，还是用大电流的方法将反相电压加在“肖 特基二极管”，造成其永久性击穿即可。,
19、EPROM指的是“可擦写可编程只读存储器”，即Erasable Programmable Read-Only Memory。 它的特点是具有可 擦除功能，擦除后即可进行再编程，但是缺点是擦除需要使用紫外线照射一定的时间。这一类芯片特别容易识别，其 封装中包含有“石英玻璃窗”，一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住， 以防止遭到 阳光直射。 EEPROM指的是“电可擦除可编程只读存储器”，即Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory。 它的最大优点是可直接用电信号擦除，也可用电信号写入。EEPROM不能取代R
20、AM的原应是其工艺复杂， 耗费的门电路 过多，且重编程时间比较长，同时其有效重编程次数也比较低。 Flash memory指的是“闪存”，所谓“闪存”，它也是一种非易失性的内存，属于EEPROM的改进产品。它的最大 特点是必须按块(Block)擦除(每个区块的大小不定，不同厂家的产品有不同的规格)， 而EEPROM则可以一次只擦除一 个字节(Byte)。目前“闪存”被广泛用在PC机的主板上，用来保存BIOS程序，便于进行程序的升级。其另外一大应用 领域是用来作为硬盘的替代品，如：USB盘。,二、DRAM（动态内存芯片）,动态内存芯片从外形结构上分两大类：一是双列直插式(Dual Inline
21、Package，简称DIP)；另一类是条形直插式存储器模块。,内存条分三种接口形式，一种是单边接触内存模组（Single-In Line Memory Module，简称SIMM）接口，有30针和72针两种；另一种是双边接触内存模组（Dual Line Memory Module，简称DIMM ）接口，常为168针。DRAM内存常为72线，EDO RAM有72线和168线，SDRAM为168线,新的DDR为184.230。RDRAM采用RIMM接口。,主板上的内存的“ 体”(Bank),三、SRAM（静态存储器）,静态存储器(Static RAM)又指主板上安装的外部高速缓存(External
22、 Cache)。作为CPU与DRAM之间的缓冲区，CPU存数据时，先送入SRAM的缓冲区，然后再以较慢的速度，适时地送入DRAM，以克服慢速内存在传输中的瓶颈现象，从而提高整机的运行速度。,四、新型高速存储器,（一）EDO RAM (扩展数据输出RAM),（二）SDRAM（同步RAM）,SDRAM可和外频同步运行，采用3.3V工作电压，高工作频率可达100MHz（10ns），已提升到133 MHz（7ns）。,（三）DDRSDRAM（同步内存）,184引脚的DDR（Double Data Rate，双数据速率）SDRAM，是目前SDRAM的改进产品。 DDR II： 工作电压1.8V，工作频率
23、100MHz时，每根DDR II引脚带宽400MB/s，150MHz时。每根DDR II引脚带宽600MB/s。,（四）RDRAM（存储器总线式动态RAM）,存储器总线式动态RAM,它能在300MHz频率下工作。RDRAM的工作电压为2.5V。,RDRAM芯片引脚数为184。,五、内存规范,1.PC100规范,PC100规范是Intel公司配合BX芯片组推出的一套内存标准，使计算机各部件能在100MHz总线速度下稳定且有效工作而制定的内存标准。,PC133规范延用了PC100的大部分规范，可采用168线的SDRAM或184线的DDRAM，3.3V工作电压，要求内存带SPD芯片。 133MHz外
24、频、AGP 4X与PC133内存是一种最佳的配合。,2.PC133规范,闪速存储器(Flash Memory)又称快擦写存储器。,六、闪速ROM,微机主板BIOS由Firmware和ROM芯片组成。Firmware是软件，是固化在集成电路内部的程序代码。Flash ROM的最大特点是它的Firmware可更新操作。,第三节 微机主板,一、主板概述,主板是负责处理器、内存、显卡与外部接口联系的电路板。,主板是一块矩形的多层印刷电路板，在其上安装必要的芯片、电阻、电容、相关组件及各种连接器。微机中CPU、内存、显卡等装置，通过连接器跟主板相连，以构成最小可运行的计算机系统硬件环境。,主板分为两大类
25、：AT主板(Baby-AT)和ATX(扩展AT)主板。,ATX主板是AT主板结构标准的扩展，其英文名为External AT。,二、ATX结构微机主板,1.ATX主板,三、主板的总线速度,CPU的速度只是决定微机性能的一个重要因素，而系统总线速度更具有决定性的作用。,586微机初期的Pentium 60和66 CPU的内部时钟频率与总线频率是相同的。Intel 公司目前已公布的CPU总线频率为60、66、100、133MHz等以及150MHz和166MHz。,四、100MHz系统总线频率,随着CPU主频的不断提升，主板的66MHz总线频率迫使高速的CPU处于更多的等待状态，这势必成为微机系统的
26、瓶颈。,100MHz系统总线的主板，除设计和制造的困难外，它对内存和PCI外围设备提出了更苛刻的要求，这也是影响系统稳定工作的关键。,五、133MHz系统总线频率,实际上VIA公司的VIA Applo Pro 133是最早正式支持PC133 SDRAM的芯片组，该芯片组非常适合133MHz外频，在这一领域VIA已领先于Intel，最早进入PC133的时代。,七、微机电源,微机采用直流开关电源，把交流220V电压整流稳压后，主板、硬盘、光驱等配件提供所需的直流低压电源。微机采用AT、ATX、Micro ATX三种规格的电源。,1.AT电源,2ATX电源,ATX（AT-eXtended）电源是一种
27、新型的微机开关电源，配合ATX主板使用，以满足高档多媒体微机的特殊要求。主要是增加了+3.3V和辅助+5V输出电压（+5V Standby，简称+5SB），增加了一个Power on（简称PS-ON）信号，主板电源的输出线为带20芯的矩形插头，有别于AT电源的单排式12芯插座(配P8、P9插头)。,ATX电源盒接入市电时，主板上部分芯片则始终处于工作状态。未开机时主板维持弱电流供电状态，用于检测各种开机、关机命令。,3.Micro ATX,第四节 主板控制芯片组与I/O接口,一、主板控制芯片组概述,早期计算机主板采用各种类型小规模集成电路芯片、电容、电阻等多达上百个的组件，各种组件之间的连接与
28、协调极为复杂，成本高，故障率亦高；随着集成电路技术的飞跃发展，主板上的许多线路改用几个大规模的IC芯片，既简化了设计，又降低成本，这些大型IC芯片称为系统芯片组。,微机的主板要完成微机系统的管理和协调，支持CPU、内存、适配卡和各总线接口的正常运行，其关键就在系统逻辑控制管理芯片。控制芯片组几乎决定了主板的功能，从而影响到整个微机系统性能的发挥。因此，控制芯片组可以称得上是主板的灵魂。,1. 整合芯片组,传统的北桥芯片整合了2D/3D绘图芯片的功能。,传统的南桥芯片整合了Super I/O、AC97等线路。,芯片组分类,2. 独立芯片组,没有整合显示电路的芯片组（北桥芯片），还需外接AGP、P
29、CI接口的显卡。,3. 整合单芯片：,除整合了传统的北桥芯片、显示电路外，还整合了X86的CPU（一块芯片或搭配少数IC芯片）。,二、430系列,430FX、HX、VX、TX、GX芯片组。,430TX芯片组，该芯片组专门针对奔腾微处理器的MMX技术进行改进和优化，配合MMX CPU的工作，实现了整机的性能优化。,该芯片组首次采用“北桥芯片”和“南桥芯片”分管机制。前者负责内存、AGP显卡、内存与CPU之间的信息管理；后者负责PCI外围、软硬盘、USB装置、鼠标与键盘等的管理。,三、440系列,440LX 芯片组是第一种成熟的Slot 1的控制芯片组。,1.440LX芯片组：,440BX芯片组支
30、持100MHz的外频，可充分发挥P处理器的性能，能支持P，支持四个P。,2.440BX、440ZX芯片组,四、450系列芯片组,五、828XO芯片组,Intel 828X0芯片组已有82810、815、815E和82820、801、820e以及840等芯片组。自810芯片组起其构架抛弃了传统的南、北桥芯片组结构，采用中心体系结构，用内存控制中心（MCH）取代北桥芯片，用输入输出控制中心（ICH）取代南桥芯片。两块芯片不是通过PCI总线进行连接，而是通过专用总线。,810 芯片不提供AGP接口、8190E支持133MHz外频。,815 采用GMCH，提供AGP 4X扩展槽。 801 支持Ultr
31、a ATA/66。 820 增加了一个固件中心（FWH），支持AGP2.0，支持RDRAM。 840 支持133MHz外频、双RDRAM通道和AGP4x，支持双CPU。 845D 支持DDR SDRAM，有3个ATX电源插头（20芯、6芯、4芯） 850,六、MVP3芯片组,七、MVP4芯片组,八、VIA Apollo pro plus芯片组,VIA Apollo pro 133A芯片组,四、I/O接口,外部设备通过接口和主板总线相连。CPU对外设的操作实际上是对各接口的读取操作。,1.多功能卡,多功能卡实际为多I/O端口适配卡，有软盘驱动器端口、IDE端口、串行、并行端口和游戏端口，586机
32、已将上述部件置入主板。,Super I/O 芯片,286至486初期的多功能卡含软/硬盘接口、2串1并口、操纵杆口等整合成Super I/O芯片。该芯片适用于中低速率接口。 随后还涵盖红外线传线（IR接口）。研发的Super I/O新增硬件控制功能，包括CPU温度检测、工作电压值检测及CPU风扇转速检测等。,LPC接口（Low Pin Count）,低脚位数（LPC）接口用于取代传统的ISA总线的接口规格，以克服ISA总线与PCI总在电气特性、信号定义的差异而造成南桥芯片、Super芯片引脚的较多闲置，使上述芯片体积微缩，从而主板设计简化。,SM BUS,系统组件管理总线（System Man
33、agement Bus）是一种遵循I2C协议所设计的有两组信号线的总线联系接口，属低速率接口（80KHz400KHz），供符合SM Bus的外围部件检测、定位、读写参数等设置之用。 新型主板的南桥芯片已内建SM Bus的控制电路。,2.串并口和键盘接口,USB（Universal Serial Bus)即通用串行总线，又称泛用序列总线。该接口提供中、低速外围设备的扩充能力，像键盘、鼠标、操作杆、喇叭、麦克风、调制解调器、摄影设备等。 只要是USB接口设计的设备，就可以热拔插。,3.USB接口,USB 1.0版传输率为1.5MB/S，2.0版为60MB/S。 USB设备一般符合康柏公司的Open
34、 HCI或英特尔公司的Universal HCI规范。USB设备的驱动方式比较复杂，一般是进入操作系统后，加载适当的驱动程序来驱动。新型的BIOS有直接基本的USB装置驱动与读取功能，如用键盘、软硬盘和光盘开机。,USB可连接多达127个外设（会Hub）。,GP I/O （General Purpose I/O）,由芯片组提供的通用I/O控制信号线（约十几组），作主板上某些组件的特殊控制，提供了新的附加功能，如键盘开机、网卡遥控开机等。,AC97（Analog Component 97）,该规范是将声卡/调制解调器传输芯片等涉及A/D变换电路集成，并分为模拟译码和数字组件两组件。前者设计为适配
35、卡（又称Riser Card），由芯片组的AC-Link信号线控制，传送，以降低主板高频信号干扰，提升音效芯片音质，此卡插入特殊的AMR槽。 另一特性是可接入符合AC97规范的低成本的Audio Code译码芯片，提高声卡的录放音效和MIDI音乐播放功能。,CNR（Communications & Network Riser）,通信与网络插卡（CNR）是AC97/AMR的升级和改造型，提供SM Bus、2组AC97信号线控制，1组网卡联机装置、家用电话局域网和USB接口的扩展槽，增加USB端口数。此扩展槽分两段，比AMR槽稍长，并兼容AMR槽。,ACR,ACR（Advanced Communi
36、cation Riser）是新型网络/数据/音效卡规范。ACR插槽在主板上的放置与PCI槽倒置180。,Legary Free PC,字译为颠覆、跳脱传统结构。废除ISA总线及插槽、支持新的自动检测/设定的总线与接口规格，没有传统的I/O接口，除采用USB外，顶多外加PCI和AGP总线以及CNR/ACR，使计算机容易使用（Ease of Use, EOU）。,总线是实现微机内部各器件的连接和信息传递的部件。严格地说，一条总线是按扩展方式定义其扩展槽各引脚的功能和信号之间的时序关系，一条总线就是一组信号线。定义了一条总线，也即定义了每根线的功能和信号之间的时序关系，故而总线是一个通信标准，一个设
37、计微机标准线路的约定。,第五节 总线,一、概述,二、ISA总线,三、局部总线,局部总线是直接与微处理器的数据和地址线路相连的总线，所谓局部意味着仅仅为处理器的一个邻近范围内的功能单元及部件服务，故得名为“ 局部总线”。,目前标准局部总线有三种：VESA总线（仅用于486微机）、PCI总线和AGP总线。,（一）PCI总线,由外部部件联合专门权益组织(Peripheral Component Interconnect Special Interest Group，简称PCI SIG)制定及维护。,（二）AGP总线,加速图形总线(Accelerated Graphics Port Bus，简称AGP
38、)是Intel公司开发的一种新型图形卡专用总线，用于大幅度提高主机的图形功能，尤其是3D图形的显示能力。,AGP总线的设计思想是开辟一个显示卡与内存的新接口，把显示卡芯片“直接”与周边控制芯片的内存控制器直接相连，即是把主存和显存直接连接起来，形成一个专用通道，获得比PCI总线更宽的带宽。,第一代AGP的时钟为66MHz。,AGP总线采用的是“一对一”的端口连接，只能连接3D图形控制卡，无通用性和扩展性，也不可能代替PCI总线。 已推出AGP2X、4X、8X模式。其规范有AGP1.0、2.0。,四、586主板小结,1. 使用不断地改进的控制芯片组,2. 新型总线和接口,3. 主板的绿色节能功能
39、,4. 增强免跳线设置技术,5. 故障监控检测技术,6. 更深层次的防病毒技术,第六节 硬盘与光驱,一、概述,目前用户绝大部分使用3”软驱，容量1.44MB；另一类是大容量的ZIP软驱，使用ZIP软盘。,硬盘接口分ATA和SCSI两大类。,二、ATA/IDE接口,最早实用的硬盘接口是集成驱动器电子接口(Integrated Drive Electronics，简称IDE接口)。又称ATA，或称ATA/IDE接口。,ATA/IDE接口具有信号芯线少、体积小、适用多磁头、大容量硬盘、成本低。,三、ATA-2接口,ATA-2标准，把最高传输率提高到16.6MB/S，并加入LBA地址转换方式，突破老的
40、BIOS对硬盘528MB容量的限制。,为进一步提高ATA-2的可靠性和安全性，SFF委员会推出了ATA-3。新的ATA-4标准还未制定，但昆腾公司推出其过渡标准Ultra ATA/33（又称Ultra DMA/33），随后又推出Ultra-ATA/66标准。,目前的主板接口一般提供两个接口插座，称为主插座和辅插座，每个接口可连接主从两个IDE设备，故总共可连接四个IDE设备。主插座通常与高速的局部总线相连，供硬盘使用，而辅插座则与ISA总线相连，供磁带机或CD-ROM驱动器使用。,支持Ultra DMA的四个条件：,(1)需要支持Ultra DMA协议的主板和兼容Ultra DMA协议的PCI
41、插卡,(2)支持Ultra DMA协议的BIOS；,(3)支持Ultra DMA的IDE设备。97年后生产的昆腾、希捷、钻石硬盘都可以满足上述要求；,(4)需要Ultra DMA驱动程序。,六、SCSI接口,小型计算机系统接口(Small Computer System Interface)简称SCSI。,SCSI硬盘接口有三种，分别是50针的Cenfronics或IDC（A式）接口，用窄模式传送数据；68针的IDC式（又称P式）接口，80针的SCA-2（Single Connector Attachment）接口。,七、FC-AL接口,FC-AL接口(Fibre Channel-Arbitr
42、ated Loop 光纤通道)是一种最新型的接口技术。,八、硬盘分类,硬盘分两大类，即ATA类和SCSI类。ATA类硬盘又有Fast ATA和EIDE两大派系。,九、硬盘采用的新技术,1.提高硬盘主轴转速,2.超级数字信号处理器（Ultra DSP）,3.高速缓存技术,4.新的Ultra DMA接口技术,5.MR磁头及GMR磁头,MR是Magneto-Resistive Head的缩写，即磁阻磁头，又称磁变阻磁头，它是一种具有磁阻效应的金属材料。,6.PRML技术,部分响应最大似然技术(Partial Respone Maximum Likelihood)简称PRML。,7.自动检测分析及报告
43、技术(S.M.A.R.T),十、其它类型硬盘。,1. 活动硬盘,2.磁光盘（M0）,3.磁盘阵列(RAID),4.固态硬盘,5.固体硬盘,十一、 光盘与光盘驱动器,光盘(又称光碟)有多种数据标准格式，其中常用的有CD-ROM(只读光盘存储器)、CD-R(CD Recordabl，又名CD记录碟)和DVD-ROM(数据视频通用只读存储器)三种。,（二）光盘的数据格式标准,1.ISO 9660标准(CD-ROM文件标准),2.VCD（白皮书）,3.DVD标准,（一）CD-ROM光盘结构,CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)意为高密度只读存储器，俗称光盘。,(三
44、)CD-ROM光盘驱动器,CD-ROM驱动器简称光驱。,1.光驱的分类及原理,光驱按安装方式分内置式和外置式两种。,为了准确地读出数据，采用了三种伺服系统：,(1)聚焦伺服系统,(2)径向道跟踪伺服系统,(3)光盘转速控制系统,2.光驱的主要技术指标,(1)光驱的数据传输率,(2)缓冲存储器,(3)读取时间,(4)误码率,(5)平均无故障时间为25000小时。,3.光驱的有关问题,(1)光驱的速度,a.恒线速技术,光驱的速度实际是指其光驱的数据传输率，用单倍速、二倍速、四倍速等表示。,b.恒角速技术,CAV(恒角速)技术，即光驱内、外道转速一致，还有一种为CLV和CAV技术相结合的PCAV(P
45、artial-CAV，部分恒角速度光驱)技术。,(2)光驱速度的认识,单倍速光驱是播放CD唱片(CD-A标准)的标准速度，二倍数光驱是播放V-CD的标准速度。目前大多数多媒体产品也都是按二倍数光驱标准制作的。,用X倍速来表示光驱的速度是光驱本身所具有的数据传输速度，但实际上光驱真正所能传输的数据速率与诸多的因素有关。,从理论上讲，光驱倍速越小，其读盘纠错能力就越高。,目前绝大多数软件光盘上的软件，其运行速度都没有超过四倍速的要求。因此，并非光驱的倍数越高越好。,光驱内置的高速缓存是一个相当重要的指标，但往往被人们忽视。,4.VCD播放,解压方法分硬件解压和软件解压两种。,(1)硬件解压,(2)
46、软件解压,第七节 显示系统,显示系统包括显示器和显示器适配电路两部分。,一、显示器,显示器按其显示的颜色分单色和彩色显示器；按控制调节方式分模拟和数字显示器两大类。,显示模式目前彩的有：,1.视频图形阵列(VGA),2.扩展VGA（SVGA、TVGA）,二、显示器性能参数,1.扫描方式,显示器扫描方式分隔行扫描和逐行扫描两种。,2.水平扫描频率,水平扫描频率即行频，是扫描一行所需时间的倒数，单位为KHz。,3.刷新频率,显示器是电子束轰击萤光屏上的萤光粉发光，轰击后发光的时间较短，这就需要多次连续激活，此过程称为刷新，因此轰击同一发光点的频率称为刷新频率。,刷新频率有时称场频，代表显示器每秒内
47、重复显示同一图像的次数。,4.分辨率,显示器分辨率是指屏幕上显示的水平像素和垂直像素的数目，其表示方式为水平点数垂直点数；人们也常用两个像素中心间的距离值表示分辨率。,5.色彩数(又称色分辨率),色分辨率指每个像素可具有的色彩数目，一般的VGA显卡，只能显示16种颜色(4位)；标准的VGA显示模式，能显示256色(8位)；高分彩显可显示64K色(16位)；而真彩色能显示出16M色(24位)。,三、显卡,四、图形加速卡,图形卡从某种意义上讲是PC机中的微型PC，和主机系统一样，图形卡上有自己的“ CPU”(主显示芯片)，该芯片决定图形卡的功能，有“ 内存”(显存)以及连接这两部分之间传送数据位的
48、内部总线，有图形卡控制器及与VGA兼容的BIOS，当然还有软件驱动程序。,图形加速卡的优劣常用32位、64位来说明。,（二）图形加速卡的基本结构,3D图形卡由显示芯片、数模转换器、显存和VGA BIOS四个部分组成。,1.显示芯片概述,显卡的主芯片有两大系列，一种是专业级显示芯片，另一种是娱乐级显示芯片。,3D显示芯片具有Z缓存、颜色内涵、纹理映射和多边形动画等功能。,2.数模转换器(RAMDAC),RAM Digital to Analog Converter，简称RAMDAC，主要是将显存中的数字信号转换为能在显示屏上显示的模拟信号。,3.显示内存(Video RAM),4.显示BIOS,
49、（三）3D芯片的基本特征,3D芯片具有Z缓存器(Z-Buffering)、颜色内插、纹理映射和3D三角形、多边形动画等基本特征。,1.Z缓存,定义像素显示时的纵深度(即Z轴坐标值)。,2.纹理映射,在视频图像中，把图像、背景粘贴在三维造型体表面上，称作纹理映射(Texture Mapping)。,3.像素内插,（四）显示芯片系列介绍,1.专业级3D显示芯片,2.娱乐级3D显示芯片,（1）Voodoo系列,（2）RIVA系列,（3）S3系列,（4）Rage 系列,第八节 多媒体微机组装,组装前应认真阅读有关说明书，并对照实物作好组装前的准备工作。,一、多媒体微机的主要配件(按实际要求配置),2.外部设备：显示器、硬盘、光盘驱动器、软盘驱动器、键盘、鼠标、打印机、音箱等。,1.主机：机箱、电源、主板、CPU、内存条。,3.适配卡：显卡、声卡、网卡等。,二、主板的安装,1.CPU的安装,2.内存条的安装,3.主板的安装,三、电源的安装,四、软驱的安装,五、硬盘的安装,六、光驱的安装,七、适配卡的安装,八、键盘的安装,九、显示器的安装,十、主机面板指示灯和开关引线连接,