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第一章 桌面计算机系统组件
Strata PC HTE 硬件技术工程师
学习目标
• 认识桌面计算机系统• 根据外观和定义识别桌面系统的各模块• 了解现场可更换部件的概念
课程目录
• 1.1 桌面计算机系统• 1.2 桌面系统的硬件组成• 1.3 现场可更换部件
桌面计算机系统
桌面计算机系统
硬件软件
桌面系统的硬件组成
主机
外设
输 入
处 理
存 储
输 出
• 桌面系统按功能区分为:输入、处理、存储、输出
输 入 处 理
存 储 输 出
• 1.2.1 主机箱内部硬件• 1.2.2 输入输出设备• 1.2.3 输入输出设备和主机的连接
1.2.1 主机箱内部硬件
• 主板• 电源、电源线• CPU 、冷却系统• 芯片组• 内存• 硬盘• 光盘驱动器• 软盘驱动器• IDE 电缆• 扩展卡 ( 电路板 )
1 CPU
2 内存3 北桥芯片4~9 外设接口12 AGP 插槽13 PCI 插槽
14 南桥芯片15 并行 ATA16 串行 SATA17 软驱18 主板上的电源插座
主板
• 主板的主要目的是给 CPU 提供一个放置的场所,同时允许所有设备能够和 CPU 进行通信,允许所有设备之间能互相进行通信。
主板
芯片组
• 芯片组是主板的核心,它对主板性能起决定性作用。
• CPU 工作需要芯片组给它帮忙,控制进出 CPU 的数据流和指令流,并精确同步所有处理过程;
※ 所以在新规格处理器推出之时必定会相 应的主板芯片组同步推出,它是与处理器保持同步的。
• 两个芯片:北桥和南桥
• 通常北桥芯片是离处理器最近的一块芯片,这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切,为了提高通信性能而缩短传输距离。
• 南桥芯片离处理器比较远,因为它所连接的 I/O总线较多,离处理器远一点有利于布线。
南桥芯片
北桥芯片
• 主板的分类– 针对不同用户分类– 按主板上 I/O 总线的类型分类– 按主板的尺寸分类
CPU
• CPU ,也称微处理器,它完成绝大多数的实际数据处理,就像人的大脑;
• CPU 的工作原理• CPU 技术参数• CPU 的分类
– Intel 系列– AMD 系列
Intel Pentium Intel Pentium MMX
CPU
Intel Pentium 4Intel Pentium 3
Intel Pentium D 和 Intel Pentium EE
Intel Core 2 Duo
冷却系统
• 冷却系统: CPU 工作会散发大量热,过热就无法工作,要配备冷却系统;
• 常用的冷却系统有:– 风扇– 散热片– 散热器 ( 风扇 + 散热膏 + 散热片 )
冷却系统 - 风扇 冷却系统 - 散热片
冷却系统 - 散热器
存储器
• 存储器:是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。
• 存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器、高速缓存、 BIOS 和辅助存储器。
内存
• 主存储器又称内存储器(简称内存)。
• 内存用来存储正在运行的程序和正在处理的数据, 容量越大运行系统和软件效果就越好。
内存(主存)
• 现在计算机的主存储器容量有 512MB 、 1GB 、 2GB 或更高
• 物理实质:是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路,内存只用于暂时存放程序和数据,一旦关闭电源或发生断电,其中的程序和数据就会丢失。
高速缓存
• 又称 Cache ,它位于 CPU 和主存储器之间,容量较小,速度很快,通常用 SRAM 组成。
• 由于 CPU 运算速度要比内存读写速度快得多,这样 CPU 就要耗费很长的时间等待数据到来或将数据写入到内存。
• 为了解决 CPU 运算速度与内存读写速度不一致的矛盾, 出现了高速缓存。
BIOS 存储器
• BIOS 存储器是用来存放 BIOS 的存储器。• BIOS 存储器中的数据和程序是非常重要的,通常不可随意修改或删除,这种存储器一般采用 ROM 型存储器芯片。早期主板上的 BIOS 芯片多使用 PROM 或EPROM , 而目前大多数主板采用电可擦写的存储器来存储 BIOS 程序。
BIOS 存储器
辅助存储器
• 辅助存储器又称外存储器(简称外存)。
• 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。
• 由机械部件带动,速度与 CPU 相比就显得慢的多。
硬盘驱动器
• 硬盘主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。
• 硬盘和主板间用 IDE 电缆连接。
• 硬盘的分类:– 按尺寸– 按接口
硬盘驱动器 IDE 电缆
硬盘驱动器工作原理
光盘驱动器
• 光盘驱动器:是一个结合光学、机械及电子技术的产品。• 光盘的工作方式有两种: 恒定线速度和恒定角速度。• 光驱的分类:
– 与主板的连接方式– 安装的方式– 光盘驱动器按照格式分类
• 光盘是二级存储器。所以一旦断电,存储在 CD 上的数据依然可以保留。
光盘驱动器 光盘
光驱的机心
软盘驱动器
• 以前,在机箱内可看到的另一个二级存储设备是软盘驱动器,它能读取可保存 1. 44MB 数据的3寸磁盘。大多数主板为软盘驱动器提供一个插座。
• 当今软盘驱动器不像以前那样必须,而是很少配备。
软盘驱动器
移动存储设备
• 移动硬盘– 容量大– 速度相对快– 兼容性好, 即插即用– 高安全性和可靠性
• 优盘
扩展卡
• 扩展卡也叫电路板、接口卡,安装在主板上的扩展槽上。
• 按功能分有网卡、调制解调器卡、显卡、声卡等。
• 扩展卡安装好后,接口位于计算机机箱的背面
显卡
• 显卡是系统必备的设备,负责将 CPU 送来的影像数据处理成显示器可以识别的格式,再送到屏幕上形成影像。
• 主要作用是对图形运算进行加速。负责将 CPU 送来的的影象数据处理成显示器认识的格式,再送到显示器形成图象。
• 如果 CPU 的速度非常快,而显示速度却很慢,那就造成了一个“瓶颈”, 运算结果要花很长的时间才能显示到屏幕上。
• 显卡主要由显示芯片 ( 即图形处理芯片GraphicProcessingUnit) 、显存、数模转换器(RAMDAC) 、 VGABIOS 、各方面接口等几部分组成。
• 显卡分为:ISA 显卡PCI 显卡AGP 显卡PCI-E 显卡等
显卡
声卡
• 声卡 ( 也叫音频卡 ) 是 PC 的必要部件,它是计算机进行声音处理的适配器。
• 声卡有三个基本功能:– 音乐合成发音功能;– 混音器( Mixer )功能和数字声音效果处理器( DSP )功能;– 模拟声音信号的输入和输出功能。
声卡
网卡
• 网卡( Network Interface Card )是物理上连接计算机与网络的硬件设备,是计算机与局域网通信介质间的直接接口。
• 由于网络技术的不同,网卡的分类也有所不同,如大家所熟知的 ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计,目前约有 80 %的局域网采用以太网技术。
• 以太网网卡有 10M 、 100M 、 10M/100M及千兆网卡。
网卡
电源
• 计算机的电子系统中最重要的部件是电源,通常位于机箱后部。
• 电源实际并不产生电能,而是能转换电压并输出计算机工作能使用的电压。
• 计算机电源从墙上的插座中获取 110~ 120V 的交流电,并将其转换成电压低得多的直流电。老式的电源提供 5V或 12V直流电,而新型电源提供 3. 3V 、 5v 和 12V 的直流电。
• 电能供主板、 CPU使用,其他部件由主板上的端口或扩展槽供电。
• 除了为计算机提供电能外,电源还直接驱动一个风扇,可以为机箱内部降温。当机箱内温度超过华氏 185 度 (摄氏温度 85 度 ) 时,就可能会引起部件的故障。
电源、电源线
1.2.2 输入输出设备
• 输入设备:键盘、鼠标、手写板、扫描仪等
• 输出设备:显示器、音箱、投影仪、打印机、绘图仪等
• 键盘:– 通过键盘,可以将英文字母、数字、标点符号等输入到计算机中,
从而向计算机发出命令、输入数据等。
– 按外形分为标准键盘和人体工程学键盘。
人体工学键盘
– 常规的键盘有机械式按键和电容式按键两种,在工控机键盘中还有一种轻触薄膜按键的键盘,机械式键盘现在已基本被淘汰。
– 键盘的接口有 AT 接口、 PS/2 接口、 USB 接口和无线键盘,且很多键盘带有功能键。
• 鼠标:“鼠标”的标准称呼应该是“鼠标器”,英文名“Mouse” 。鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便,来代替键盘那繁琐的指令。
– 鼠标按接口类型可分为串行鼠标、 PS/2 鼠标、总线鼠标三种。
– 鼠标的工作原理:鼠标按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标。
– 无线鼠标和 3D 鼠标
串口鼠标 PS/2 鼠标
总线鼠标 机械鼠标
手写板
• 手写板由笔与基板两部分组成• 手写板分为电阻式和感应式两种
扫描仪
滚筒式扫描仪 平板式扫描仪
胶片扫描仪 底片扫描仪
• 显示器:• 分类:
– CRT 电子显像管– LCD 液晶
CRT 电子显像管
LCD 液晶
1.2.3 输入输出设备和主机的连接
现场可更换部件
现场可更换部件
• 现场可更换部件:大多数的台式机被设计的高度模块化,可以方便的更换零部件。
• 可更换的原因: PC 通常使用从不同卖主和制造商购买的零部件组装起来的。
• 可更换的目的:可以根据需要,提高或调整性能。
• 常用桌面系统的可更换部件有:
• 主板• 电源、电源线• CPU 、冷却系统• 内存• 硬盘
• 光盘驱动器• 显卡 ( 扩展卡 )
• 网卡 ( 扩展卡 )
• 声卡 ( 扩展卡 )
小结
本章旨在建立硬件软件概念,认识各种电脑硬件:主板、各种存储设备、电源、冷却系统、 CPU 、内存、显示和输入设备、各种适配器,掌握各部件之间的连接,建立起可更换部件的概念。
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