2022年计算机硬件课程教案 .pdf
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1、名师精编精品教案计算机硬件教程1、计算机系统的组成 : 软件系统:操作系统(OS)应用平台微软 windows dos/ 95/98/me/xp/(2000 professional专业版/server服务器版 /2003server) /vista 国外 Linux 红旗 ,unix 国内 linux(红旗)软件: 办公( office 2000/2003/2007) / wps (国产办公软) 2000/2005 做图:photoshop /3d/cad 音频:千千静听,影音风暴* 硬件系统 :外观看 : 显卡器纯平 17 液晶 17-19-22 键鼠接口 :( 有线的 ) :PS/2(圆
2、口 ), /USB(扁口) 无线的键鼠标有一个发射器,插到U口上边去,有效范围。缺点:电脑开机时不能正常使用必须进入系统以后方可使用。兼容机 /品牌机官方网站下载驱动程序。For xp/vista/2000. 主机 : CPU、主板、内存、显卡(连接主机与显示器的)、网卡、声卡、硬盘、光驱,电源.CPU:中央处理器,整个电脑的核心CPU:参数详解1.主频2. p4 2.4Ghz 3. 1GHZ=1024MHz 主频也叫时钟频率, 单位是 MHz, 用来表示 CPU的运算速度。CPU的主频外频倍频系数。 很多人认为主频就决定着CPU的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
3、 - - - - - - -第 1 页,共 22 页名师精编精品教案运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差。 至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel和AMD ,在这点上也存在着很大的争议,我们从 Intel的产品的发展趋势,可以看出 Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一快1G的全美达来做比较,它的运行效率相当于 2G的Intel 处理器。所以, CPU的主频与 CPU实际的运算能力是没有直接关系的,主频表示在 CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中
4、, 我们也可以看到这样的例子:1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快,或是1.5 GHz Itanium 2 大约跟 4 GHz Xeon/Opteron 一样快。 CPU的运算速度还要看 CPU的流水线的各方面的性能指标。当然,主频和实际的运算速度是有关的,只能说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。2.外频外频是 CPU的基准频率,单位也是MHz 。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。 说白了,在台式机中, 我们所说的超频,都是超 CPU的外频(当然一般情况下, CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解
5、的。但对于服务器 CPU来讲,超频是绝对不允许的。 前面说到 CPU决定着主板的运行速度,两者是同步运行的,如果把服务器CPU超频了,改变了外频,会产生异步运行,(台式机很多主板都支持异步运行)这样会造成整个服务器系统的不稳定。目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度, 在这种方式下,可以理解为CPU的外频直接与内存相连通,实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈, 下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。3.前端总线 (FSB)频率前端总线 (FSB)频率 (即总线频率 )是直接影响 CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算,即数据带
6、宽(总线频率数据带宽 )/8, 数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22 页名师精编精品教案的宽度和传输频率。 比方,现在的支持 64位的至强 Nocona,前端总线是 800MHz,按照公式, 它的数据传输最大带宽是6.4GB/秒。外频与前端总线 (FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度, 外频是 CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说, 100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz 前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz
7、64bit8Byte/bit=800MB/s 。其实现在 “ HyperTransport” 构架的出现,让这种实际意义上的前端总线 (FSB)频率发生了变化。之前我们知道IA-32 架构必须有三大重要的构件: 内存控制器 Hub (MCH) ,I/O 控制器 Hub和PCI Hub,像Intel很典型的芯片组Intel 7501、Intel7505芯片组,为双至强处理器量身定做的,它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz 的前端总线,配合DDR内存,前端总线带宽可达到4.3GB/秒。但随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来了很多问题。而 “ HyperTransport” 构架不
8、但解决了问题,而且更有效地 提 高 了 总 线 带 宽 , 比 方 AMD Opteron处 理 器 , 灵 活 的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样的话,前端总线 (FSB)频率在 AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。4、CPU的位和字长位:在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码只有“ 0” 和“ 1” ,其中无论是“ 0” 或是 “ 1” 在CPU中都是一“ 位” 。字长:电脑技术中对CPU在单位时间内 (同一时间 )能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的 CPU
9、通常就叫 8位的 CPU。同理 32位的 CPU就能在单位时间内处理字长为 32位的二进制数据。 字节和字长的区别: 由于常用的英文字符用 8位二进制就可以表示, 所以通常就将 8位称为一个字节。 字长的长度是不固定的,对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节,而32位的CPU一次就能处理 4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 22 页名师精编精品教案个字节,同理字长为64位的CPU一次可以处理 8个字节。5.倍频系数倍频系数是指 CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下,倍频越高CP
10、U的频率也越高。但实际上,在相同外频的前提下,高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的,一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“ 瓶颈 ” 效应 CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足 CPU运算的速度。一般除了工程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的,而AMD 之前都没有锁。6.缓存缓存大小也是 CPU的重要指标之一, 而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大, CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作, 工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,CPU往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升 CPU内部
11、读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找, 以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。L1Cache(一级缓存 )是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。 内置的 L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态RAM 组成,结构较复杂,在CPU管芯面积不能太大的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在 32256KB。L2Cache(二级缓存 )是CPU的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。 内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量
12、也会影响CPU的性能,原则是越大越好, 现在家庭用 CPU容量最大的是 512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达 256-1MB ,有的高达 2MB 或者3MB 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 22 页名师精编精品教案L3Cache(三级缓存 ),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。 而它的实际作用即是, L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟, 同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加 L3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有
13、较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大 L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度。其实最早的 L3缓存被应用在 AMD 发布的 K6-III 处理器上,当时的 L3缓存受限于制造工艺, 并没有被集成进芯片内部,而是集成在主板上。在只能够和系统总线频率同步的L3缓存同主内存其实差不了多少。 后来使用 L3缓存的是英特尔为服务器市场所推出的Itanium处理器。接着就是 P4EE和至强 MP。Intel还打算推出一款9MB L3 缓存的 Itanium2处理器,和以后 24MB L3 缓存的双核心Itani
14、um2处理器。但基本上 L3缓存对处理器的性能提高显得不是很重要,比方配备 1MB L3 缓存的 Xeon MP 处理器却仍然不是 Opteron的对手,由此可见前端总线的增加,要比缓存增加带来更有效的性能提升。CPU 厂商: Intel 和 AMD 针角:Intel:478针(老式 CPU)/775针(现在 CPU)AMD (针角式 CPU为主) :754针/939针(过渡期的 CPU)/940(AM2) 针(现在 940针)现在触点式 CPU CPU 型号: Intel:celeron(CR)赛扬 cr 3.0G(3.0G表示CPU主频率)/ Pentium 奔腾 4 p4 3.0 (单核
15、) /PD 双核( 过渡期产品 ) /Core 2.0G 酷睿系列 2.0G 双核指一个 CPU 有两个核心精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页名师精编精品教案AMD: AMD (Sempron 闪龙) 2500+(2500+表示 CPU主频的表达方式 ) 单核AMD AM2( 双核940针) ( Athlon 速龙) 64 X2(双核) 5000+ 内存 :数据的中转站内存分类 :参数(最古老内存 ) SD 主频:333Mhz 接口电压 :3.3V,双口( 已被淘汰) DDR:(DDR 主频:400MHZ(DDR1
16、)/ 不常用DDR2/ 主频: 533/667/800MHZ , 接口电压 :2.5v/1.8V,单口. DDR3 :不常用内存容量 :1G内存单条内存 品牌: 黑金刚金士顿,宇瞻、三星金条、英飞凌、金邦、威刚、海盗船、金泰克 ( 假的多 ).硬盘 :(换算单位 ) 1M=1024KB( 字节) 1G=1024MB 参数 :转数7200/rmp,硬盘里有一个盘片 , 有一个磁头移动硬盘 5400转, 转数越快 , 速度超快硬盘品牌 :希捷 (Seagate)ST 富士通 (Fujitsu) 迈拓 (Maxtor)MT 西部数据 (WD) 三星 (SAMSUNG) 日立(Hitachi) 接口:
17、IDE(并口)SATA(串口 ) 容量:80G/160/320/G 1TB=1024G最大硬盘显卡 :连接主机与显示器的设备。两大芯片组厂商 :NVDIA(Gforce) 和ATI. 其它芯片 :SIS、VIA 、S3 接口 : VGA( 模拟信号 )/DVI( 数字接口 )/S端子( 连接电视 )插槽: AGP/PCI-E( 主流显卡 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页名师精编精品教案独立 /集成集成显卡芯片在主板上独立显卡芯片在本身上容量 (显存 ) /位数:128MB/128 位128MB/64 位256
18、MB/64 位运行速度位数高运行快显卡有存储芯片SATA接口:连接硬盘与光驱的4个接口IDE插槽FDD插槽软区接口PCI-E显卡插槽 /AGP显卡插槽PCI插槽 除显卡以外的任何板卡(上网的网卡 ,电脑发声的声卡,看电视的视频卡等等电源( 功率) :300w,350w,400w 接口:20针( 老式电源 ) 和24针( 新电源接口 ) 长城,鑫谷,金河田光驱:CD-ROM/DVD ROM 刻录机 (特殊光驱 ) :CD-RW(RW 表示刻录 )/DVD-RW /COMBO (康宝笔记本电脑功能是:能够刻录 CD光盘,能读任何光盘 ,具有DVD 功能)(CD-RW + DVD ROM) /光雕刻
19、录 (刻录光盘盘面专用光雕盘) . 光驱接口 :IDE( 并口) 和 SATA(串口 ) FDD 软区). 主板:散热片下有一个芯片叫北桥芯片靠近CPU最近的散热片下的芯片叫北桥芯片,CPU与内存之间的沟通最远的叫南桥芯片 ,插槽数据之间的沟通看北桥芯片型号指的是主板型号主板上的电池叫 CMOS电池作用:给主板上的 CMOS芯片组供电的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 22 页名师精编精品教案CMOS芯片组 (bios) Bios 固化于 CMOS上的一个程序清除cmos 密码的方法 :cmos电池放电 ! Cmos cl
20、ear 跳线1.2.3 1.normal 1。2针正常2.Cmos clear 2。3短路放电,之后放回原位Power sw 电源开关Power Led 电源指示灯Reset sw 重启开关HDD Led 硬盘指示灯Speaker 喇叭前置usb接口:VCC,V-,V+,Gnd( 接地) 红, 白, 绿, 黑VCC,V-,V+,Gnd( 接地) 红, 白, 绿, 黑电源开关不分正负极 , 电源指示灯分正负极, 喇叭分正负,一般情况下彩色线为正极,黑白线为负极。电源对应重启开关电源相邻是电源指示灯电源指示灯相对硬盘指示灯碰到什么都没有的情况时,接通电源用罗丝刀或钥匙之类的金属物品 ,碰触观察电脑
21、反应 . 进入 BIOS方法 :Del/F2/F10/F1/ESC(电脑开机时进入 BIOS快捷键 ) Standard cmos Features 日期 时间按回车进入上下翻页键更改值 左右移动IDE primary master 主设备检测硬盘 /光驱(状态 )不能IDE primary slave 从设备检测 SATA IDE selondary master 一条数据线上接两个设备时要设置IDE selondary slave 容不迫硬盘的主从DriveA DriveB 软区 电脑开机时出现 F1时有可能是 CMOS 电池无电精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
22、结 - - - - - - -第 8 页,共 22 页名师精编精品教案 BIOS中进行设置Halton 系统挂起提示出错( 通常选 :NO Errors) Advanocde BIOS Features 高级BIOS设置Enabled 可用 Disabled禁用Anti virusprotection 病毒警告选 Disabled 该病毒已过时First Boot Devive 第一启动设备 ( 正常情况下第一启动设备为HDD,重装或新装系统中 CDRom选光驱Security option 安全设置Setup /System (设置开机密码 ) Setsuperuisorpassword S
23、etuserpassword 设置CMOS 密码Adranced chipser Features 高级芯片组设置On chip video windaws size 主板集成显卡占用 windows物理内存大小 / 容量集成显卡无内存 , 自动调用 windows物理内存 =内存条Integrated peripheals 主板接口设置 , 屏蔽接口USB controller USB控制器 Disabled 屏闭 USB 接口USB keyboard suport 是否支持 USB 键盘( 正常开启 ) PC Health seatus PC健康状态 , 有关 CPU 参数查看一般查看 C
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