计算机硬件系统组装及通电调试分解.docx

计算机硬件系统组装及通电调试分解.docx

《计算机硬件系统组装及通电调试分解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机硬件系统组装及通电调试分解.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机硬件系统组装及通电调试分解

计算机的基础知识----系统概述

教学目的：

1、能了解计算机的发展简史

2、能掌握计算机的具体分类

3、能掌握计算机的组成和网络的基本要素

教学重点：

计算机的组成和基本要素

教学难点：

计算机的组成和基本要素

教学方法：

讲授法、演示法

教学用具：

投影、多媒体计算机

授课时间：

3课时

教学过程：

一、导言：

教师：

计算机发展到今天，已不再是一种应用工具，它已经成为一种文化和潮流，并给各各行业带来了巨大的冲击和变化。

同时，计算机文化也在改变着生活模式和思维模式，从来没有一种文化会像计算机文化一样得到如此一致的认同。

所为计算机是电子数字计算机的简称，是一种自动地、高速地进行数值运算和信息处理的电子设备。

本章介绍计算机的特点、分类、应用以及计算机的组成，并阐述硬件和软件之间的关系。

二、新课内容：

1、教师谈话：

IBM公司生产的PC机采用了“开放式体系结构”，即主板上大都有6---8个扩展插槽，供PC机外围设备使用，通过更换板卡，对微机的相应子系统进行局部升级，使其具有更大的灵活性和扩充性，并且公开了其技术资料，因此其它公司先后为IBM系列PC机推出了不同版本的系统软件和丰富多样的应用软件，以及种类繁多的硬件配套产品。

因此当今以IBMPC微型计算机中的主流产品。

2、课件展示：

计算机的发展

1946年2月14日世界上第一台电子计算机ENIAC在美国的宾夕法尼亚大学诞生。

人类进入科学计算的新纪元，进入了信息时代。

1、第一代电子管计算机时代

第一代计算机发展时间从1947年到1957年，近11年的时间。

其主要采用电子管作为主要的逻辑元件。

主要特点：

存储量小，体积庞大，价格昂贵，功耗巨大，运算速度慢。

应用在科学计算和军事等方面。

2、第二代晶体管计算机时代

第二代计算机发展时间从1958年到1964年，近7年的时间。

其主要采用晶体管作为主要的逻辑元件。

主存储器还是用磁芯，外存储器开始用磁盘。

主要特点：

存储容量增加，运算速度得到了明显的提高。

3、第三代集成电路计算机时代

第三代计算机发展时间从1965年到1970年，近6年的时间，用中、小集成电路晶体代替分立元件晶体管。

这时，计算机开始广泛应用于大型企业中的工业控制，数据处理和科学计算等各个领域。

4、第四代大规模和超大规模集成电路计算机时代

第四代计算机发展时间从1971年直到现在，其特点为：

集成程度更高，计算机更加微型化，运算速度，达到每秒上亿次，计算机的外部设备向高性能、多样化发展，软盘和硬盘得到推广。

3、学生笔记，自由提问。

4、课件展示：

计算机发展的趋势

1、计算机的处理技术不断提高

2、计算机的体积不断减小

3、计算机的价格不断降低

4、计算机信息处理的多媒体化

5、计算机与通讯技术的结合进入“网络化”时代。

5、学生笔记，自由提问。

6、学生自由答：

计算机的应用在那些领域呢？

7、教师总结，课件展示。

计算机的应用：

计算机在的应用领域可以说包含当今社会的各个方面，大致可以分为六类。

1、科学计算

2、数据处理

3、过程控制

4、计算机辅助系统

5、智能模拟

6、上网应用

8、课件展示：

计算机的分类

计算机的分类

1、按规模分类

巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机，其中微型计算机还包括台式机、笔记本、掌上电脑、单板机、单片机等。

2、按组装方式分类

原装机：

计算机中的全部器件均由IBM公司生产，并组装的计算机。

品牌机：

由某一个厂家组装、但计算机中的器件由多种品牌构成。

兼容机：

用户自己组装的多种品牌器件构成的计算机。

3、按用途分类

专用机、通用机

9、学生小结，教师归纳。

10、课件展示：

计算机系统概述

一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成

1、硬件系统

计算机的硬件是指构成计算机的各种实体部件，即看得见、摸得着的部件。

2、软件系统

软件系统是指为计算机运行提供服务的各种计算机程序。

11、学生小结，教师归纳。

12、课件展示：

计算机硬件系统组成

目前所使用的各种型号的计算机均属于冯•诺依曼结构计算机，主要由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。

1、控制器

控制器是整个计算机的指挥控制中心，它从存储器取出相应的控制信息，经过分析后，按照要求向其它的设备发出控制信号，使计算机中的各部件正常协调地工作。

2、运算器

运算器是计算机中信息加工场所，相当于工厂中的生产车间。

大量数据的运算和处理工作就是在运算器中完成的。

其中的运算主要包括基本算术运算和基本逻辑运算。

3、存储器

存储器是计算机中用来存放中间数据和程序运行结果的地方，并根据指令要求提供给有关设备使用。

计算机中的存储器可分为主存储器（内存）、辅助存储器（外存）和高速缓冲存储器。

4、输入设备

输入设备的主要作用是把程序和数据等信息转换成计算机所能识别的编码形式，并按顺序送到内存。

常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等。

5、输出设备

输出设备的主要作用是把计算机处理的数据、计算结果等内部信息转换成人们所能识别的文字、图形、图像等信息并输出，常见的输出设备有显示器、音箱等。

13、学生小结，教师归纳。

14、展示示意图：

计算机的硬件结构

对于微型计算机的维修人员和用户来说，最重要的是微机的实际物理结构，即组成计算机的各个部件。

PC系列微机是根据开放式体系结构来设计的，系统的组成部件大都遵循一定的标准，可以根据需要自由选择、灵活配置。

1、主板

从功能上讲主板就是主机，所以也称为主机板，有时叫做系统板（SystemBoard），母板，它是一块多层印制电路板，按其结构分为AT主板和ATX主板，按其大小分为标准板、Baby、Micro板等几种。

2、CPU

CPU（中央处理单元）是微型计算机的核心部件，它是包含有运算器和控制器的一块大规模集成电路芯片，称为CPU。

衡量一个CPU性能好坏的指标有CPU所能处理数据的位（机器字长）、CPU的主频等。

3、内存

内存槽用来插入内存条，一个内存条上安装有多个RAM芯片。

这种“内存条结构”可以节省主板空间并加强配置的灵活性。

现在常用内存条的容量有32M、64M、128M和256M等规格。

4、软、硬盘驱动器

软、硬盘驱动器是微机系统中最主要的外部存储设备，它们是系统装置中重要的组成部分，通过主板上的软、硬盘适配器与主板连接。

5、各种接口适配器

各种接口适配器的作用是勾通主板与各种外部设备之间的联系渠道。

通常配置的适配器用于连接显示器的显示卡，具有连接磁盘驱动器、打印机和构成串行通信接口等功能的多功能卡等。

用户可以根据需要重新进行配置和扩充。

6、显示器

显示器通过显示卡接到系统总线上，两者一起构成显示系统，显示器是微型计算机与用户进行沟通互不可缺少的部件。

7、电源

电源是安装在一个金属壳体内的独立部件，它的作用是为系统装置的各种部件和键盘提供工作所需的电源，机箱中的电源有两种：

老式的AT电源和新型的ATX电源。

8、主机箱

主机箱由金属体和塑料面板组成，分卧式和立式两种，在具体细节结构上稍有差异。

9、键盘和鼠标

键盘和鼠标是现代微型计算机中最主要的输入设备，计算机所需要处理的程序、数据以及各种操作命令都是通过它们输入的。

软件系统

软件：

计算机系统中各种程序和文档资料的统称

1、系统软件：

计算机的基础，管理计算机的软硬件资源为应用软件提供一个操作平台。

。

2、应用软件：

为解决某项具体问题而设计的程序。

三。

、总结

1、教师小结，板书归纳

2、作业：

填充

1、一个完整的计算机系统是由（计算机的硬件系统和软件系统）组成的。

2、微型计算机的发展是以（微处理器）技术为特征标志的。

3、计算机硬件系统通常由（控制器、运算器、存储器、输入/输出设备）5大部分构成。

4、冯·诺依曼为现代计算机的结构奠定了基础，他的主要设计思想是（程序存储）。

5、第四代电子计算机使用的逻辑器件是（大规模和超大规模集成电路）

6、微型机中的CPU是（分析、控制并执行指令的部件）。

7、计算机软件一般包括系统软件和（应用软件）。

8、计算机能够直接执行的程序是（机器语言程序）。

9、（操作系统）是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程、方便用户使用的程序集合。

10、微型计算机系统中的中央处理器通常是指（控制器和运算器）。

问答：

1、如何选购机箱的电源?

2、常见的计算机硬件系统是指哪五大部分？

3、计算机的发展趋向是什么？

板书：

计算机的硬件系统：

控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。

1、主板2、CPU3、内存4、软、硬盘驱动器5、各种接口适配器

6、显示器7、电源8、主机箱9、键盘和鼠标

软件系统：

操作系统、各类应用软件

计算机的发展

1、第一代电子管计算机时代2、第二代晶体管计算机时代

3、第三代集成电路计算机时代4、第四代大规模和超大规模集成电路计算机时代

计算机发展的趋势

1、计算机的处理技术不断提高2、计算机的体积不断减小3、计算机的价格不断降低

4、计算机信息处理的多媒体化5、计算机与通讯技术的结合进入“网络化”时代。

计算机的分类

1、按规模分类：

巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机，其中微型计算机还包括台式机、笔记本、掌上电脑、单板机、单片机等。

2、按组装方式分类：

原装机、品牌机、兼容机

3、按用途分类：

专用机、通用机

操作系统（一、二）主板的结构与功能

教学目标：

1、认识计算机主板

2、掌握主板的结构及功能

3、用会挑选主板

教学重点：

计算机主板的组成

教学难点：

计算机主板的组成

教学方法：

任务驱动法、讲授法

教学用具：

投影、多媒体计算机

授课时间：

6课时

教学过程：

导言：

主板又叫主机板（MainBoard）、系统板（Systemboard）或母板（MotherBoard），它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一，因为主板是整个微机内部结构的基础，不管是CPU、内存、显示卡还是硬盘、键盘、声卡、网卡等均插在主板上靠主板来协调工作，主板不好，则其他一切插在它上面的部件的性能都不能充分发挥出来。

新课内容：

一、主板的作用

主板实际上就是一块电路板，上面安装了各式各样的电子零件并布满了大量电子线路。

当微机工作时由输入设备输入数据，由CPU来完成大量的数据运算，再由主板负责组织输送到各个设备，最后经输出设备反映到我们的感官。

这个过程看上去很简单，输入设备就是键盘、鼠标等，输出设备就是显示器、打印机之类，可是CPU的运算结果哪个先送去，哪个后送走，这些就要靠主板上的系统芯片来控制。

而且主板上还不止系统芯片一个部件，由此看来，主板的地位相当重要。

二、主板的组成

主板是一块安装有各种插件和控制芯片的电路板，其电路结构和工作原理比较复杂。

大致说来，主板由CPU插槽（或插座）、内存插槽、总线扩展槽、控制芯片组、外设接口、COMS和BIOS控制芯片等几个部分组成。

1、系统总线

在计算机工作的过程中，各部件之间要快速传递各种各样的信息，而这些信息是通过微型计算机中的信息高速公路——系统总线实现的。

⑴、数据总线DB（DataBus）

数据总线用于CPU与主存储器、CPU与I/O接口之间传送数据。

数据总线的宽度等于计算机的字长。

⑵、地址总线AB（AddressBus）

地址总线用于CPU访问主存储器或外部设备时，传送相关的地址。

地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力。

⑶、控制总线CB（ControlBus）

控制总线用于传送CPU对主存储器和外部设备的控制信号。

2、CPU插槽

CPU插槽是CPU在主板上的落脚之地，CPU需要通过CPU插槽与主板连接才能进行工作，CPU插槽可以分为Socket构架（针脚式）和Slot构架（插卡式）两种。

⑴、Socket构架

Socket在英文里就是插槽的意思，也称之为零插拨力（ZIF）插槽，特点是通过一个小杠杆将CPU卡紧，安装拆卸CPU都很方便。

它有以下几种：

Socket7、Super7（Socket7+AGP+100MHz外频）、Socket370（主要支持的CPU有Celeron、CeleronⅡ、PentiumⅢ等）、SocketA（Socket462）、Socket423、Socket478、Socket775（SocketT）

⑵、Slot构架（242个引脚）

它是一种插卡形式的接口，主要有以下几种：

Slot1、Slot2、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FlashEPROM芯片。

⑴、BIOS：

BIOS是英文“BasicInputOutputSystem”的缩略语，直译过来后中文名称就是“基本输入输出系统”。

形象地说，BIOS应该是连接软件程序与硬件设备的一座“桥梁”，负责解决硬件的即时要求。

一块主板性能优越与否，很大程度上就取决于BIOS程序的管理功能是否合理、先进。

⑵、CMOS与BIOS关系

不少人容易混淆BIOS与CMOS，这里就讲讲CMOS及其与BIOS的关系。

CMOS是“ComplementaryMetalOxideSemiconductor”的缩写，翻译出来的本意是互补金属氧化物半导体存储器，指一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。

但在这里CMOS的准确含义是指目前绝大多数计算机中都使用的一种用电池供电的可读写的RAM芯片。

⑶、BIOS的功能

A.开机引导；B.上电自检（POST）；C.I/O设备驱动程序；D.分配中断值；E.装入系统自举程序

4、后备电池

主板上有一个个亮晶晶的电池，只有钮扣大小。

可别小看了这个东西，这可是主板的不间断电源啊，离开了它你的PC工作起来一定不正常。

计算机的内部时钟不会因为断电而停止，系统CMOS中的硬件配置信息也不会因为断电而丢失，这一切的功劳都应该记在这颗小电池身上。

5、CACHE

Cache叫做高速缓冲存储器。

在早期486主板上，Cache大多是以独立芯片形式集成在主板上，一般是28个引脚的芯片共有4-8个，在486以后Cache是集成到CPU中的，叫L1即一级缓存（InternalCache）和L2即二级缓存（ExternalCache），现在的大多数主板上已经有了三级缓存，集成在北桥芯片中。

6、内存插槽

内存插槽是指主板上所采用的内存插槽类型和数量。

主板所支持的内存种类和容量都由内存插槽来决定的。

目前主要应用于主板上的内存插槽有：

SIMM、DIMM、DDR和RIMM四种。

⑴、SIMM（SingleInlineMemoryModule，单列直插式存储器模式）

SIMM插槽是早期AT型主板上常见的内存插槽，主板的内存条里只有一则提供引角用来传输数据。

SIMM可分为30Pin的16位内存插槽和72Pin的32位内存插槽（Pin为线）。

⑵、DIMM（Dual-Inline-Menory-Modules，双重在线存储器模式）

内存条通过金手指与主板连接，内存条正反两面都带有金手指。

金手指可以在两面提供不同的信号，也可以提供相同的信号。

在内存发展进入SDRAM时代后，SIMM逐渐被DIMM技术取代。

DIMM内存为168Pin（金手指每面为84Pin）的64位内存插槽支持PC100和PC133，DIMM上有两个卡口，用来避免因错误插入而导致内存条烧毁；笔记本所用的DIMM为144Pin。

⑶、RIMM

RIMM是Rambus公司生产的RDRAM内存所采用的接口类型，RIMM内存插槽的外型尺寸与DIMM差不多，金手指同样也是双面的。

RIMM有184Pin的针脚（金手指每面为92Pin），在金手指的中间部分有两个靠的很近的卡口。

⑷、DDR（DualDataRateSDRSM，双倍速率同步动态随机存储器）

DDR内存插槽是最新的内存标准之一，DDR内存能够一个时钟周期内传输两次次数据，即在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。

7、总线

总线是指CPU与外部设备之间进行数据交换的通道。

如果把主板上流动的信息，包括数据和指令比喻做血液的话，那么总线就相当于一个人的血管，它的粗细决定着主板上的信息在单位时间内通过的流量，即信息传递的速率。

从PC诞生到今天已经出现了三代总线标准，它们分别是：

这是第一代总ISA总线；第二代总线为现在使用广泛的PCI总线；第三代为近年来刚兴起显示卡专用总线PCIe。

⑴、ISA

ISA（IndustryStandardarchitecture,标准工业结构总线），它是早期的IBM公司在PC机中最早推出的一种总线标准。

在早期的AT型主板上常见，为黑色，具有24位地址线，8位或16位的数据线，时钟频率为8.33MHz，传输率为16.67MB/S。

（注：

最大数据传输率=（时钟频率×数据线的宽度）÷8B/S）。

⑵、EISA

EISA（EnhancedIndustryStandardArchitecture,扩展标准工业结构总线）在早期AT型主板上最长的总线，为前黑后棕。

具有32位地址总线和数据总线，时钟频率为8.33MHz，最大传输率为33MB/S，是专门为486计算机所设计。

⑶、PCI

PCI总线使用最广泛的一种总线形式，为白色，具有32位地址总线和数据总线，最高为64位，时钟频率为33MHz，最大传输率为133MB/S。

PCI总线和CPU直接相连即外部设备可以直接和CPU进行数据交换。

支持即插即用功能。

⑷、AMR、CNR、NCR

AMR：

即声音/调制解调器接口，是Intel公司发展的一种扩展槽标准，用于声卡或调制解调器；

CNR：

即网络通信接口，是Inter公司开发的开放式工业规范，支持声音、Modem和网络接口，用来代替AMR，比AMR略长，但与AMR卡不兼容；

NCR：

即网络通信接口，是VIA和AMD等几个厂商推出的总线形式与AMR卡兼容。

8、I/O接口

计算机I/O接口是用来连接各种输入输出设备，即外部设备与主板之间进行数据交换的通道。

它包括串口、并口、IDE接口、键盘接口等，它们都可以标准化。

在计算机系统中采用标准接口技术，其目的是为了便于模块结构设计，可以得到更多厂商的广泛支持，便于"生产"与之兼容的外部设备和软件。

不同类型的外设需要不同的接口，不同的接口是不通用的。

⑴、AGP

AGP总线只能安装AGP显示卡，它将显示卡同主板内存芯片组直接相连，大幅度提高了计算机对3D图形的处理速度，AGP扩展槽为棕色，其时钟频率为66MHz，传输率为256MB/S。

目前的AGP工作模式有：

AGP1X、AGP2X、AGP4X和AGP8X四种，其对应的数据传输率为266MB/S、532MB/S、1064MB/S和2GB/S。

其中AGP4X的插槽和金手指与AGP1X、AGP2X都不一样。

支持AGP4X的插槽中没有了原先的隔断，但金手指部分的缺口却多了一个。

⑵、IDE接口

在主板上IDE接口一般标有PRIMARYIDE、SECONDARY或IDE1、IDE2。

⑶、软盘接口

主板上的软驱插座一般为一个34针双排针插座，标有FLOPPY、FDC或FDD。

⑷、SCSI接口

SCSI接口的原义是小型计算机系统接口。

⑸、串行接口

在早期的主板上串行接口为两个10针双排针式插座标有COM1和COM2。

5

⑹、并行接口

在早期的主板为一个26针双排针式插座标有LPT或PRN。

⑺、PS/2

在586以后的主板上都做有PS/2接口以备扩充使用。

现在所采用的PS/2接口是用来连接小口鼠标或小口键盘。

⑻、USB接口

USB意思是“通用串行线”这是一种新的接口标准，是电脑系统连接外围设备（如键盘、鼠标、打印机）的输入/输出接口标准。

现在的ATX主板一般集成了两个--六个USB口或更多。

USB有如下主要特点：

①.外设的安装十分简单；②.对一般外设有足够的带宽和连接距离；③.支持多设备连接；④.提供内置电源。

⑼、IEEE1394接口

1394卡的全称是IEEE1394InterfaceCard，Sony等视频设备厂商称它为iLink,而创造了这一接口技术的Apple（公司名）称之为Firewire，火线。

9、跳线插针

跳线是在主板上可以进行各种硬件设置的设备，通过这些设置可以规定主板安装什么型号和规格的硬件。

现在的主机板上，需要跳线的地方越来越少了，但是多多少少都有几个地方需要用到跳线。

10、机箱面板指示灯及控制按键插针

1、POWERLED电源指示灯2、SPEAKER铃（扬声器）

3、HDDLED硬盘指示灯4、TURBOLED跳频指示灯

5、TURBOSW跳频控制按键插针6、RESETSWReset控制按键插针

7、POWERSW电源控制按键插针8、KEYLOCK键盘锁

11、逻辑控制芯片组

芯片组是衡量主板不可缺少的指标。

目前世界上能够生产PC机主板芯片组的厂商也只有4家公司，分别是INTEL、VIA（威盛）、ALI（扬智）、SIS（矽统）。

除了INTEL一家是老外，其余的都是我国台湾的厂商，作为中国人我们的确应该感到骄傲。

1、北桥芯片组：

特征：

离CPU较近并较大，和CPU密切通信，管理L2高速缓存。

一般配有散热片或风扇；对CPU支持：

决定着主板能安装何种档次的CPU及其频率，并决定是否支持AGP高速图型接口；对内存支持：

决定了所使用的内存类型、最大容量及ECC数据纠错等。

2、南桥芯片组：

特征：

离CPU较远；提供标准的I/O芯片，用于管理计算机中各个设备的接口及总线、控制键盘控制器、时钟、电源管理等。

三、主板的分类

1、按主板上的CPU分类

按主板上能所使用CPU的型号可分为386、486、P2、P3、P4、赛扬、K5、K6等主板。

2、按主板上的CPU插槽

按主板上CPU的插槽形式可分为插座式和插槽式两种。

3、按主板的基本功能：

⑴、PNP主板，即插即用主板

⑵、节能主板

⑶、无跳线主板

⑷、智能主板

4、按主板的结构分类

⑴、AT主板：

13英寸×12英寸，主板上内存被安在一个狭小而又不通风的角落，影响了内存的安装和升级散热。

⑵、BABYAT主板：

13.5英寸×8.5英寸，比AT主板长，但有些不负重荷一方面取消了主板上使用较少的零部件以压缩空间，另一方面将BABYAT主板适当加宽，以增加使用面积。

⑶、ATX主板：

ATX型主板比AT型主板的结构上有很大的区别。

其优有主要有以下几点：

⑴.主板的长边紧贴机箱后部，使更多的外设接口可以集成到主板上；

⑵.优化了内存及CPU的位置有利于安装和散热；

⑶.标准的主板上有两个串行输出口、一个PS/2鼠标口、一个PS/2键盘口和一个并行输出口，有些主板还固化了声卡及游戏接口；

⑷.优化了软硬盘接口位置；

⑸.对主板上的元件高度作了规定，且增强了电源管理。

5、一体化主板

优点：

减少了因接触不良而造成的故障整体设计合理

缺点：

不利于升级，一个部件的损坏会造成整个主板的损坏

6、按逻辑控制芯片分类

⑴.INTER：

LX、BX、I810、I815EP、I845、I850、I865、I915

⑵.非INTER：

APOLLO、SIS、ALI、OPTI

四、主板的选购

1、制造工艺

⑴、看主板做工是否精细；

电路板（PCB）的层数是否为多层，焊点是否整齐标准，走线是否简洁清晰。

⑵、看主板元件，如