计算机硬件课程教案.docx

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计算机硬件课程教案

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windowsdos/95/98/me/xp/（2000professional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（office2000/2003/2007）/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。

Forxp/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.p42.4Ghz

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，我们也可以看到这样的例子：

1GHzItanium芯片能够表现得差不多跟2.66GHzXeon/Opteron一样快，或是1.5GHzItanium2大约跟4GHzXeon/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×64bit÷8Byte/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PCIHub，像Intel很典型的芯片组Intel7501、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”构架不但解决了问题，而且更有效地提高了总线带宽，比方AMDOpteron处理器，灵活的HyperTransportI/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AMDOpteron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CPU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。

　　L1　Cache（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32—256KB。

　　L2　Cache（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。

　　L3　Cache（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9MBL3缓存的Itanium2处理器，和以后24MBL3缓存的双核心Itanium2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1MBL3缓存的XeonMP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cr3.0G（3.0G表示CPU主频率）/Pentium奔腾4p43.0（单核）/PD双核（过渡期产品）/Core2.0G酷睿系列2.0G

双核指一个CPU有两个核心

AMD:

AMD（Sempron闪龙）2500+（2500+表示CPU主频的表达方式）单核

AMDAM2（双核940针）（Athlon速龙）64X2（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）/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:

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）

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

256MB/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,