计算机组装与维修作业.docx
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计算机组装与维修作业
-第一章计算机组装基础知识
1.计算机发展史
答；第一台计算机：
1946年ENIAC（埃尼克），由美国宾西法尼亚大学研制成功，它的诞生宣布了电子计算机时代的到来。
随着电子计算机技术的发展，根据计算机所使用的电子逻辑器件的更替发展来描述计算机发展过程。
◆第一代计算机：
电子管计算机（1946—1957）
称为电子管计算机时代，主要电子元件是电子管，这代计算机体积庞大、耗电量大、运算速度低、价格昂贵，只用于军事研究和科学计算机。
◆第二代计算机：
晶体管计算机（1958—1964）
称为晶体管计算机时代，主要电子元件是晶体管，用晶体管代替电子管作为元件，计算机运算速度提高了，体积变小了，同时成也降低了，并且耗电量大为降低，可靠性大大提高了。
这个阶段还创造了程序设计语言。
◆第三代计算机：
中小规模集成电路计算机（1965—1970）
随着半导体工艺的发展，成功制造了集成电路，计算机也采用了中小规模集成电路作为计算机的元件，速度快、体积小，开始应用于社会各个领域.
◆第四代计算机：
大规模超大规模集成电路计算机（1970年至今）
2.计算机系统的组成、结构及分类
答；组成：
一个完整的计算机系统由计算机硬件系统及软件系统两大部分构成。
（1）计算机硬件：
是计算机系统中由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。
是指计算机系统中的实际装置，是构成计算机的看得见、摸得着的物理部件。
它是计算机的“躯壳”。
（2）计算机软件：
是指计算机所需的各种程序及有关资料。
它是计算机的“灵魂”。
结构：
一.计算机系统包括硬件系统河软件系统。
1..硬件系统包括中央处理器，存储器，输入设备，输出设备。
（1）中央处理器包括运算器，控制器。
（2）存储器包括主存储器ROM,RAM。
外部存储器（磁盘，光盘）
（3）输入设备包括键盘，鼠标，扫描仪。
（4）输出设备包括显示器，打印机，绘图仪
2.软件设备：
系统软件和应用软件
（1）系统软件包括操作系统，汇编，解释，编译程序等
（2）应用软件包括
文字编辑，图形处理，科学计算，数据处理，企业管理，过程控制等。
3.计算机的主要性能指标
答；
（1）.硬件主要就是看cpu,主板，内存，显卡
（2）.运算速度、字长、内存储器的容量、外存储器的容量
4.计算机的发展趋势
答；一维是是向"高"的方向。
性能越来越高，速度越来越快，主要表现在计算机的主频越来越高。
另一个方向就是向“广”度方向发展，计算机发展的趋势就是无处不在，以至于像“没有计算机一样”。
第三个方向是向"深"度方向发展，即向信息的智能化发展。
第二章自己组装计算机（具体进行配置）
组装机与品牌机的区别：
1、组装机
组装机是将电脑配件（包括CPU,主板、内存、硬盘、显卡、光驱、机箱、电源、键盘鼠标、显示器）组装到一起的电脑，是组装机,组装机可以自己组装，也可以到DIY配件市场组装。
2、名牌机
名牌机就是有一个明确品牌标识的电脑,它是由公司性质组装起来的电脑,并且经过兼容性测试,而正式对外出售的整套的电脑，称为品牌机,它有质量保证,以及完整的售后服务
1、高档游戏机配置
品牌型号
数量
当时的单价
CPU
AMDA83850（盒）
1
¥1099
主板
七彩虹战斧C.A75X5V14
1
¥599
内存
宇瞻8GBDDR31600（猎豹二代双通道套装）
1
¥690
硬盘
希捷Barracuda1TB7200转32MBSATA3（ST31000524AS）
1
¥360
显卡
镭风HD6850毒蜥版1024MD5D50
1
¥999
机箱
鑫谷走线王C2
1
¥259
电源
鑫谷GP550BH
1
¥499
显示器
AOCi2340Ve
1
¥1229
键鼠装
罗技G1游戏键鼠套装
1
¥179
2、家庭高端机配置
配置
品牌型号
数量
当时的单价
CPU
AMD速龙IIX3445（盒）
1
¥430
主板
华擎880GMH/USB3R2.0
1
¥499
内存
金邦4GBDDR31333（千禧条）
1
¥190
硬盘
希捷Barracuda1TB7200转32MBSATA3（ST31000524AS）
1
¥375
机箱
航嘉暗夜H507
1
¥178
电源
航嘉冷静王钻石2.3+版
1
¥248
显示器
三星E2220W
1
¥960
光驱
先锋DVD-231D
1
¥110
3、学生高端机配置
配置
品牌型号
数量
当时的单价
CPU
AMD速龙64X24400+（盒）
1
¥635
主板
华硕M2A-VM
1
¥499
内存
金邦1GBDDR2800（白金条）
1
¥268
硬盘
希捷160GB7200转8MBSATA1（ST3160811AS）
1
¥510
机箱
富士康飞狐140
1
¥120
电源
航嘉冷静王钻石版2.2
1
¥238
显示器
长城M176
1
¥1350
键鼠装
大白鲨SK-747
1
¥45
光驱
三星18XDVD刻录机（白金版）TS-H652D
1
¥260
第三章详细设计说明
一、中央处理器
1、CPU发展史
1979年，Intel公司推出了8088芯片，它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，可使用1MB内存。
8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位。
1982年，许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候，Intel公司已经推出了划时代的最新产品枣80286芯片，该芯片比8086和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但是在CPU的内部含有13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。
其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。
从80286开始，CPU的工作方式也演变出两种来：
实模式和保护模式。
1985年，Intel公司推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步，与80286相比，80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz、25MHz、33MHz。
80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存。
它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。
1989年，大家耳熟能详的80486芯片由Intel公司推出，这种芯片的伟大之处就在于它实破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。
80486的时钟频率从25MHz逐步提高到了33MHz、50MHz。
80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在80X86系列中首次采用了RISC（精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。
它还采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。
Pentium（奔腾）微处理器于1993年三月推出，它集成了310万个晶体管。
它使用多项技术来提高cpu性能，主要包括采用超标量结构，内置应用超级流水线技术的浮点运算器，增大片上的cache容量，采用内部奇偶效验一边检验内部处理错误等
2、主流CPU简介
AMD
APU，全称是“AcceleratedProcessingUnits”，加速处理器，它是融聚了CPU与GPU功能的产品，电脑上两个最重要的处理器融合，相互补足，发挥最大性能。
APU是AMD将于2011年投向市场的全新产品类型，它是现有CPU和GPU产品的深度融合，AMD计划用APU来开创桌面、移动以及企业多个领域的全新 APU，全称是“AcceleratedProcessingUnits”，加速处理器，它是融聚了CPU与GPU功能的产品，电脑上两个最重要的处理器融合，相互补足，发挥最大性能。
APU是AMD将于2011年投向市场的全新产品类型，它是现有CPU和GPU产品的深度融合，AMD计划用APU来开创桌面、移动以及企业多个领域的全新格局。
APU能够完美融合CPU在复杂顺序计算和GPU在大规模并行计算的双重优势，通过硬件调度逻辑和软件层完美均衡CPU和GPU的负载，把性能从目前多核CPU的水平基础上明显提高一个档次。
“最好的CPU和最好的GPU组成了APU！
”AMD这样评价APU。
AMD的APU将使用业内的通用接口进行应用层面的构建，包括OpenGL和DirectXCompute，AMD已经推出了支持前者的AMDStreamSDKv2.0；而唯一完全支持后者的API是DX11，现在只有AMD的GPU支持DX11。
Chekib称在2010年正式上市的产品中，技术人员在不需要了解APU技术特性的情况下，按照现在的经验继续开发新的内容。
CPU和GPU性能的发挥很大程度上依赖于自身或外部的内存控制器，而目前市场上的CPU内存控制器+内存使用和GPU相比，各自的性能侧重和构建方式都有很大不同，未来的APU内部的CPU和GPU逻辑将共享同一内存控制器！
Inter
2003年，Intel正式宣布推出无线移动计算技术的品牌：
IntelCentrinoMobileTechnology，英文缩写:
Centrino中文译名:
英特尔迅驰移动计算技术．英特尔公司为笔记本电脑专门设计开发的一种芯片组的名称，我国计算机界常称之为“迅驰”。
“迅驰”是一种计算功能强、电池寿命长，具有移动性、无线连接上网等功能的CPU、芯片组、无线网卡结合的名称。
英特尔迅驰博锐™处理器技术
最佳商用平台：
一枚芯片，兼具卓越安全性与可管理性。
商务工作中我们常常需要四处奔波。
当您在外忙碌时，总是渴求一台具备前瞻的安全性和内建的远程可管理性的终极高性能笔记本电脑。
如今，通过采用基于英特尔迅驰博锐™处理器技术的笔记本电脑，您将体验到上述特性，还有更耐久的电池使用时间，以及随时伴您左右的无线连接能力。
3、CPU的封装
CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施，一般必须在封装后CPU才能交付用户使用。
CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA（栅格阵列）方式封装，而采用Slotx槽安装的CPU则全部采用SEC（单边接插盒）的形式封装。
现在还有PLGA（PlasticLandGridArray）、OLGA（OrganicLandGridArray）等
封装技术。
由于市场竞争日益激烈，目前CPU封装技术的发展方向以节约成本为主
所谓“CPU封装技术”是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。
以CPU为例，我们实际看到的体积和外观并不是真正的CPU内核的大小和面貌，而是CPU内核等元件经过封装后的产品。
CPU封装对于芯片来说是必须的，也是至关重要的。
因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。
另一方面，封装后的芯片也更便于安装和运输。
由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB（印制电路板）的设计和制造，因此它是至关重要的。
封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。
因此，对于很多集成电路产品而言，封装技术都是非常关键的一环。
目前采用的CPU封装多是用绝缘的塑料或陶瓷材料包装起来，能起着密封和提高芯片电热性能的作用。
由于现在处理器芯片的内频越来越高，功能越来越强，引脚数越来越多，封装的外形也不断在改变。
封装时主要考虑的因素：
1.芯片面积与封装面积之比为提高封装效率，尽量接近1:
1
2.引脚要尽量短以减少延迟，引脚间的距离尽量远，以保证互不干扰，提高性能
3.基于散热的要求，封装越薄越好
作为计算机的重要组成部分，CPU的性能直接影响计算机的整体性能。
而CPU制造工艺的最后一步也是最关键一步就是CPU的封装技术，采用不同封装技术的CPU，在性能上存在较大差距。
只有高品质的封装技术才能生产出完美的CPU产品
4、CPU的主要性能指标
主频
主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。
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（英特尔）和AMD，在这点上也存在着很大的争议，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，有人曾经拿过一块1GHz的全美达处理器来做比较，它的运行效率相当于2GHz的Intel处理器。
主频和实际的运算速度存在一定的关系，但并不是一个简单的线性关系. 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，也可以看到这样的例子：
1GHzItanium芯片能够表现得差不多跟2.66GHz至强（Xeon）/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、总线等等各方面的性能指标。
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。
外频
外频是CPU的基准频率，单位是MHz。
CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
通俗地说，在台式机中，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与主板前端总线不是同步速度的，而外频与前端总线（FSB）频率又很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍谈谈两者的区别。
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×数据位宽）/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一亿次；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÷8bit/Byte=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。
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。
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。
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，一味追求高主频而得到高倍频的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，少量的如Inter酷睿2核心的奔腾双核E6500K和一些至尊版的CPU不锁倍频，而AMD之前都没有锁，现在AMD推出了黑盒版CPU（即不锁倍频版本，用户可以自由调节倍频，调节倍频的超频方式比调节外频稳定得多）。
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，以前家庭用CPU容量最大的是512KB，现在笔记本电脑中也可以达到2M，而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高，可以达到8M以上。
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。
5、CPU散热器
虽然随着产品的不断更新换代，现在CPU的发热量相对之前的发热量已经大大降低了。
但是，仅达到基准散热水平的原配散热器显然无法满足电脑在夏天长时间的稳定工作，选择一款性能优越的散热器已经成了大多数人在酷夏装机前所必然会考虑到的问题。
由于目前市场上CPU散热器产品种类繁多，而且做工用料、噪音以及安装易用性等方面差异较大，消费者购买时不知如何选择。
为此，笔者特地收集了一些选购CPU散热器时需要注意的细节，希望能帮助大家挑选出适合自己的CPU散热器。
选择CPU散热器的时候，首先我们要明确自己的需求。
目前市面上CPU散热器的售价跨度比较大，便宜的仅十几元，而贵的可以达到数百元。
但是，并不是产品价格越贵就一定越好，还要看是否适合自己的电脑平台。
价格昂贵的CPU散热器除了拥有更好的用料和做工外，其昂贵的价值更多体现在产品的品牌知名度高或者具备其他的辅助功能等方面上，然而，这些丰富的辅助功能并不全部都适用于所有用户。
另外，现在的CPU散热器按照结构设计可以大致分为两种类型：
下压式和侧吹式。
下压式是传统的CPU散热器设计方式，可以为CPU附近的主板供电MOS管、北桥、内存等周边配件的散热提供帮助，缺点是对CPU的发热压制有所不足。
而侧吹式散热器则可以较好的压制CPU的发热，另外还可以发挥CPU散热器在机箱风道设计中的作用，但是对于CPU周边配件的散热照顾不佳。
一般来说，如果你使用的是IntelE5200/AMD7850等主流处理器的话，一款售价在百元以内的CPU散热器无疑是最佳选择。
毕竟这类处理器的散装与盒装价格相差不到百元，这差出来的几十元钱完全可以为CPU换上散热及静音更好的散热器产品。
CPU散热器主体由散热片与风扇组成，由于散热片是直接与CPU的表面相接触，因此其导热能力的好坏很大程度上影响到整体的散热效果。
目前市面上散热片材料以铝合金居多，事实上，铝并不是导热系数最好的金属，效果最好的是银，其次是铜，再其次才是铝
但是，银的价格昂贵，而铜又太过笨重，而铝的重量非常轻，兼顾导热性和质量轻两方面，因此，才普遍被用作电子零件散热的材料。
大家可以着重选择那种“铜”或者“银”含量较高的合金材料，这样热传导效果会得到较大的增强。
还有，最好选择具有热管的散热器产品。
热管具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等优点。
热管主要是利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量（热管工作流体涵盖从低温应用的氦、氮，到高温应用的钠、钾等液态金属；较为常见的热管工作流体则有氨、水、丙酬及甲醇等）。
相比于传统金属散热器，热管散热器具备低噪声、高效能的技术优势，而且随着技术不断成熟和大规模的生产应用，热管散热器的价格也越来越便宜。
由于CPU工作时产生的热量是通过传导到散热片，再经风扇带来的冷空气吹拂而把散热片的热量带走。
所以许多人认为体积越大的散热器，散热效果越好。
其实对于散热效果有影响的是散热片的表面积，而
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