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1、计算机常识及电子文档编辑学习实验一 微型计算机硬件组装及市场调查一、 实验案例小明在高中时曾经接触过电脑，对电脑也产生了浓厚的兴趣。作为一名大学新生，小明非常希望成为一名电脑高手。然而从哪里开始入手呢？在老师的帮助下，小明知道了学习电脑绝不能纸上谈兵，必须从实践中学习。考虑再三，小明决定购置一台电脑，在得到家长的支持下，开始付诸实施。小明了解到，同样的性能，组装机要比品牌机便宜得多，而且方便学习，这对于费用紧张而又不想放过一切学习计算机机会的小明来说再合适不过的了，因此，他决定自己动手组装个人计算机。在老师的指导下，小明列出了如下一个装机计划：1、学习计算机硬件和组装的相关知识。2、在预算范围

2、内，根据自己学习的需要确定组装计算机的配置。3、购买计算机部件并自己尝试动手组装计算机。为了能早日达成心愿，小明不分昼夜的按照计划工作着，终于实现了自己的心愿，成功组装了自己理想的计算机，同时，在组装过程中也学到了许多计算机的硬件知识。以下，我们具体来了解一下小明是如何按照计划完成组装计算机目标。学会了这些知识，我们就可以按照需要组装出各种档次的计算机了。二、实验指导（一）微机组成原理与主要部件知识 1、微机的逻辑结构、逻辑部件与物理部件早在1946年，美国数学家冯诺伊曼提出了存储程序式计算机的体系结构方案，奠定了现代电子计算机体系结构的根基。迄今为止，在世界各地使用的计算机，无论巨型机、大型

3、机、中型机、小型机或微机、笔记本电脑或者是掌上型微电脑，其硬件结构都是按照存储程序式计算机结构设计的。微机通常指个人台式计算机，在硬件结构上也完全依据存储程序式计算机的逻辑结构对应进行各个物理部件的设计。因此，微型计算机的逻辑结构仍然是存储程序式计算机的通用结构。在组装微机时，头脑里始终以微机的逻辑结构做参考将是非常有帮助的。存储程序式计算机的体系结构可以总结为如图1-1A所示的逻辑结构图，计算机的功能通过五个逻辑部件得到充分体现，因此又称为计算机五大功能部件结构图。五大功能部件结构是逻辑上的，其具体的实现形式则可以千变万化。微机的具体硬件部件就是对五大功能部件逻辑结构的一种实现。组成微机的各

4、个硬件部件都是五大功能部件对应的具体形式。尽管多媒体功能已经成为微机的标准配置，而且新的多媒体接口和设备层出不穷，原理上也只是扩充了输入设备与输出设备的实例，其逻辑结构并未改变。五大功能部件同微机硬件部件之间的对应关系如表1-1所示。 图1-1A 存储程序式计算机逻辑结构图逻辑上的控制器与运算器总是组合成一个独立的硬件芯片，称为中央处理器(CPU)。 内存储器在物理上对应独立的内存条部件。 输入设备在物理部件上对应键盘、鼠标、磁盘驱动器等标准输入设备和光驱、声卡、扫描仪、数码相机等多媒体输入设备。 输出设备在物理部件上对应显示器、打印机、磁盘驱动器等标准输出设备和光盘刻录机、声卡等多媒体输出设

5、备。 在各个逻辑部件之间负责数据信号与控制信号传输的线路在物理部件上对应主板以及主板上的各种设备接口。表1-1 五大功能部件同微机硬件部件及多媒体部件对应关系一览表逻辑部件名称物理部件名称备 注控制器中央处理器(CPU)主机运算器内存储器内存条输入设备键盘标准输入设备鼠标磁盘与磁盘驱动器USB存储设备光盘与光驱多媒体输入设备声卡扫描仪数码相机输出设备显示器标准输出设备打印机磁盘与磁盘驱动器USB存储设备光盘刻录设备多媒体输出设备声卡数字总线与控制总线主板含各种设备的接口（2）微机硬件系统与组成部件介绍微机硬件系统是由多种功能各异的独立物理部件以及辅助环境部件(机箱、电源等)组装而成。微机硬件系

6、统的每个部件都有其特定的功能分工、了解这些独立的物理部件是组装微机的基础。微机硬件系统的各个部件及其功能如表1-2所示。表1-2 微机硬件系统部件及其功能一览表编号微型硬件系统部件名称功能1机箱放置和固定其他部件的金属框架；屏蔽外部干扰，提供稳定工作环境电源通过将220v交流电转换为低压直流电，为计算机系统提供运行动力2主板属多层印刷电路板，通过板上的各种数据与控制总线同各个部件连接3CPU微机系统核心部件，对程序指令进行解释和处理4内存条主存储器，存放处理中的数据与程序5显卡驱动显示缓冲区中的数据转换为RGB显示信号6显示器将显示信号在屏幕上进行显示7硬盘硬盘驱动器与金属盘体的封装，是可高速

7、读写数据的外存储器8软驱软盘读写驱动器，驱动可携带软盘的读写9光驱光盘读写驱动器，驱动可携带光盘的读取刻录机向可刻写光盘刻录与读取数据，也可读取只读光盘的数据10声卡外部声音的采样输入或声音信号的输出11键盘标准按键输入设备，输入各种显示与控制字符12鼠标标准位置输入设备，输入坐标定位信息13打印机接收数据并输出到打印纸上14扫描仪将外部的图像资料进行数字化，输入计算机15数字摄像头实时对外部动态景物进行捕捉，并动态输入计算机16数码相机将外部的景物拍照并数字化，输人计算机17U盘通过USB接口读写数据的存储设备，基本取代了软驱18网卡微机同局域网的接口设备，实现局域网内微机间通信表中所列部件

8、在市场上都是可以选购的商品，多个厂家所生产的功能相同的同类部件。在性能与价格上差别比较大，因此需要了解各种部件的性能参数，以便权衡和选择。1、机箱与电源 图1-1 机箱与电源机箱与电源在市场上一般都是搭配出售的。但两者的作用不同，需要分别对其性能参数进行考查。机箱与电源的外形如图1-1所示。对于机箱，主要应考查的相关参数包括品牌、用料、做工、外形结构、散热装置，特殊环境下还应考虑电磁屏蔽情况，至于外观感觉和颜色，在同等条件下再进行考虑。对于电源，主要应考查的相关参数包括品牌、功率、用料、做工以及认证情况。另外，Windows操作系统支持软关机、远程唤醒等功能，因此应选择ATX电源，而AT电源不

9、支持软关机等功能，在选购时要特别注意。图1-2 主板与相应插槽2、主板主板提供了CPU、内存以及各种外部设备的插座、插槽，同时为这些部件之间的控制信号与数据信号的传递提供支持。实际上，主板很大程度上决定着微机整机的性能和稳定程度，因此是选配计算机时首先要考虑的部件。主板的正面外形如图l-2所示。对于主板，主要应该考查的相关参数包括品牌、支持的CPU类型、选用的芯片组、做工、布局设计、接口类型、可扩展性等。3、中央处理器(CPU)图1-3 CPU产品CPU在微机中的作用，好比是人的心脏。CPU的档次决定了同其搭配的各种部件的档次，因此也决定了微机的档次。CPU也是目前人类设计的各种芯片中技术最复

10、杂、最现信息技术水平的硬件系统。一般情况下，在CPU的设计出来之后，其他配合部件如主板、内存等才进行衔接设计。所以，在选购微机时，对CPU的选型是首先要决定的。目前，在市场上微机使用的CPU主要来自美国的两个厂家，AMD和Intel。两个厂家都成功推出了主频在2 GHz以上64位的多核CPU，同时市场上也都有多款相对低档的CPU产品供选择。CPU产品如图1-3所示。图1-4 内存条对于CPU，在选购时主要考查的相关参数包括品牌、真伪、主频、高速缓冲区级别和大小、发热量、制造工艺及其性能价格比。在资金一定的情况下，选择合适的CPU档次是非常关键的。4、内存条内存芯片是一种半导体元器件，由可以存储

11、二进制位的存储单元构成。内存条是将多个内存芯片通过一个较小的印刷电路板封装而成。内存条的外形如图1-4所示。对于内存条，在选购时主要考查的相关参数包括内存芯片的品牌、类型、时钟周期存条印刷电路板的用料、层数、布线情况、做工以及规范程度。内存是CPU访问最多的部件，因此选择同CPU主频尽量相匹配的内存条，对整机的性能影响是比较大的，当然考虑到软件需求的话，内存条的基本容量也是基础的考虑因素。5、显卡在计算机内部是用二进制数据来表示图像的，为了将这些数字图像转换为屏幕上显示的真实图像，就需要一种能将数字信号转换为显示器行扫描信号，以驱动显示器正确显示的硬件部件，即显卡。显卡对微机的信息显示效率和效

12、果影响很大，尤其在使用高速图像应用软件时效果非常明显。图l-5a AGP显卡 图1-5b PCI-E显卡目前，主要的显卡有两种接口类型，AGP接口显卡和PCI-E接口显卡，分别同主板的AGP接口和PCI-E接口相匹配。由于PCI-E接口的显示带宽远大于AGP接口，因此AGP接口显卡尽管现在使用很多，但不可避免的将逐步被替换。AGP显卡和PCI-E显卡的外形分别如图l-5a和图1-5b所示。对于显卡，因其性能由印刷电路板、显存、数/模转换器、显示图形芯片等部件综合决定，因此在选购时需要对每一项分别考查其相关参数。从板卡上主要考查参数包括用料、做工、配件的合理使用、散热性能以及输出接口的多样性。从

13、显存上主要考查参数包括容量、工作频率、时钟周期、同显示芯片之间数据带宽等。从数模转换器上主要考查参数是转换速率，单位MHz，决定显卡的刷新频率。显示图形芯片，又称GPU，体现着显卡的档次和主体性能，主要考查参数包括2D雨J3D图形加速能力或支持3D软件标准接口的能力。6、显示器图l-6a CRT显示器 图1-6b LCD显示器显示器是微机中最主要的输出设备，也是人们观察微机运行状态和运行结果的最重要的窗口，它也是微机中单件价格相对较高的部件。显示器的好坏会直接影响人们的眼睛和身体的健康。因此，选购质量好、价格优的显示器对于组装微机就显得特别重要。显示器在市场上分为两种，传统显像管(CRT)显示

14、器和新兴的液晶(LCD)显示器。两种显示器外观上差别比较大，CRT显示器由于使用了显像管，体积大且重；而LCD显示器则薄而轻。CRT显示器与LCD显示器外观分别如图1-6a与图1-6b所示。CRT显示器原理上同电视机比较相近，通过电子束撞击荧光屏产生图像。而LCD显示器则是通过电压的更改产生电场而使液晶分子排列产生变化来显示图像。CRT显示器与LCD显示器相比的优点是技术非常成熟和稳定、色彩丰富、真实感强，当然更重要的是价格要低很多；而LCD显示器的优势则在于电磁辐射小、画面无闪烁感、字符显示清楚、轻薄时尚便于移动，但存在的缺点是方向性强，不能侧视，同时价格也高得多。总的来说，配备LCD显示器

15、似乎已经成为大多数微机用户的理想之选，随着LCD显示器的价格的不断下降，势必会成为微机用户的多数之选。图1-7 硬盘对于CRT显示器，在选购时最主要的考查参数包括显像管的尺寸与品牌、显示画质、最高分辨率、显示刷新率、防辐射保护层、环保认证情况、调控方式等，同时还要注意了解产品的售后服务情况。对于LCD显示器主要考查参数包括品牌、显示质量、最佳分辨率、亮度与对比度、响应时间、可视角度、最大显示色彩数、是否存在坏点等。7、硬盘 硬盘也是微机中必备的一种硬件部件，是微机最重要的外部存储设备，是微机操作系统和大多数程序和数据的基础载体。硬盘由硬盘驱动器和一组固定的金属盘片真空封装而成。硬盘的速度和稳定

16、性对于微机是至关重要的，同时由于硬盘也是保存用户资料的关键设备，在组装微机时需要进行精心选择。硬盘的外形如图1-7所示。图1-8 软驱与软盘硬盘驱动器主要由一组硬盘读写磁头和控制琴动的机械部件组成，基本上说，硬盘磁盘片的每个盘面(有正反两面)都对应设置一个读写磁头。而盘片则是采用金属材料制作而成，以保证很高的旋转速度也不变形。金属盘片的表面镀上磁性材料，在磁头的作用下实现记录数据。对于硬盘，在选购时最主要的考查参数包括型号 品牌；容量、转速、读写速度、接口形式以及售后服务等。8、软驱与软盘软驱是软(磁)盘的读写驱动器。与硬盘不同之处在于，软盘的驱动器与盘体是分离的。软驱由可以驱动软盘读写的磁头

17、和控制移动的装置组成。软盘则是一种数据记录载体，有坚硬的塑料外壳，真正记录信息的盘体位于外壳内部是由软性材料制成，因此转速不可能很快，读写速度比较慢慢。由于可以同驱动器分离携带，主要作为信息传递递的工具使用。软驱和软盘的外形如图1-8所示：软驱在选购时，主要考查的参数包括品牌、真伪、读写速度、磁头读写时的声音和均匀程度等。随着U盘价格的大幅度降价，现在更多的是依靠U盘传递信息，不过软驱作为一种通用备用设备，通常还在微机中配备。9、光驱、刻录机与光盘图1-9 光盘驱动器与光盘盘片微机中除了磁介质记录信息的存储器设备外，还普遍使用一种光介质的外存储器设备，这就是光盘驱动器。光盘驱动器从技术的发展看

18、，主要有CD和DVD两种标准。CD和DVD的主要不同体现在CD光盘与DVD光盘的容量上。CD和DVD都有只读和可读写两种产品。只读产品称为光驱，即CD光驱与DVD光驱。可读写产品称为刻录机，有CD刻录饥和DVD刻录机。无论哪一种光盘驱动器，在外形上差别并不大。光盘驱动器同光盘盘片是分离的，光盘盘片分为CD和DVD两种类型，其中根据是否支持写入，又可细分为只读与可写两种。光盘驱动器与光盘盘片的外形如图1-9所示。对于只读的光盘驱动器，选购时主要考查的参数包括品牌、读盘速度、缓冲内存大小、外形和做工等。对于可刻录的光盘驱动器还需要考查其刻录的参数，主要有缓冲区的大小、刻录最高速度、支持的可刻录盘片

19、的种类等。10、声卡声卡是多媒体微机必备设备，它可以实现声波信号与数字信号的相互转换。声卡可以将自然界的原始声音通过采样转换为数字声音存储到微机中，也可以将数字声音转换后输出到音响设备上，还原出原始声音。图1-10 声卡声卡对于微机来说，既是输入设备，也是输出设备。可以通过mic接口或Line In对模拟信号的数字声音进行数字化，也可以通过Line Out或speak Out接口输出模拟信号声音。有的声卡还提供midi/游戏杆接口同电子琴等乐器或者游戏操纵杆连接。在声卡的印刷电路板上还提供同光盘驱动器的CD音频输出的接口，可以将CD信号放大输出。声卡主要由一块印刷电路板以及声音处理芯片所组成。

20、其中声音处理芯片是核心部件，负责所有声音信号的输入、转换、输出。目前，市场上可选择的声卡种类非常多，根据声卡处理声音的音质，可分为低、中、高档，用户在不同的需要时可进行选择。声卡的外形如图1-10所示。对于声卡，在选购时主要考查的参数包括主芯片的品牌、支持声道数量、支持声音信号的频率带宽、信噪比、midi合成效果以及印刷电路板的做工和支持的外接插口类型等。11、键盘键盘是微机主要的通用交互式输入设备，在市场上可选择的产品也多种多样，不过其功能并无二至。键盘的实现原理并不复杂，关键在于外在的设计。设计不良的键盘，用户长时间使用后会导致身体手腕肌肉不适，甚至积累下疾病。目前，许多知名的键盘厂家都按

21、照人体特征，设计了人体工程学键盘或分体键盘(主键盘从中间分离)。常见的键盘外形如图1-11所示。图1-11b 人体工程学键盘对于键盘，在选购时主要考查的参数包括品牌、键位数量、是否符合人体工程学、按键的感觉、接口类型等。12、鼠标鼠标是操作windows软件最重要的输入设备。分为机械式鼠标和光电式鼠标，其基本理是一样的。通过鼠标端位置感应器感应到位置(横向与纵向)的变化后，将变化输入到微机，再由微机控制屏幕上的鼠标指示器同步移动，这样就可以实现屏幕任意位置的定位了。鼠标除了位置信息的输入外，还有两个按键(特殊的鼠标有三个按键)和一个滚轮。鼠标的外形如图1-12所示。图1-12 COM接口鼠标

22、PS/2接口鼠标 USB接口鼠标对于鼠标，在选购时主要考查的参数包括品牌、鼠标按键个数和手感、滚轮手感、鼠标移动时的灵敏度等，同时也要考虑接口类型。13、打印机图1-13 a)针式打印机 b)喷墨打印机 c)激光打印机打印机是微机可选的输出设备，主要用于办公环境下文档的打印。对于个人使用，如非必要，则不需要选配。目前使用的打印机主要有针式打印机、喷墨打印机与激光打印机三种类型，用于向纸张输出图像信息。打印机的外观如图1-13所示。三种打印机，各有适用的环境及其优缺点。在选购时，要根据主要用途来决定选型。在选型确定后，还需要根据每种类型打印机的主要质量与性能指标对多个厂家的产品进行比较，才能做出

23、正确的决定。14、扫描仪图1-14 平台式扫描仪扫描仪同打印机的作用正好相反，是把纸张上的图形图像输入到微机中去。在制作多媒体时，经常需要将搜集到的大量报刊、书画上的图片或者照片输入到计算机中，这时扫描仪就显得特别重要了。扫描仪的核心元器件是CCD的感光元件，可以将纸面上的景物分解为一定密度彩色的点阵，从而量化为数字形式。尽管出现过多种样式的扫描仪产品，但现在主要使用的还是平台式(平台式)扫描仪，其外观如图1-14所示。对于扫描仪，选购时主要考查的参数包括品牌、感光器件、光学分辨率、色彩量化位数等，同时为方便使用还要考虑同微机的接口方式。15、数字摄像头图1-15 数字摄像头数字摄像头是微机附

24、属配件，结构比较简单，摄像镜头内的感光元件电路可以对外部实际景物进行实时摄取，通过摄像头内部控制元件处理转换成数字图像信号，然后经USB连接线路输入到微机。数字摄像头必须依靠微机的支持才能发挥其作用，不能独立使用，这一点和数码相机或数码摄像机不同，当然价格也便宜很多。数字摄像头可以用于对镜头前的外景进行捕获，可以随时抓取静态图像，也可以连续捕获为动态图像。不过由于摄像头分辨率比较低，得到的静态图像和动态图像的质量不是很好。数字摄像头的外观有很多种设计，都是通过USB接口同微机连接。典型的外形设计如图1-15所示。图1-16 数码相机 对于数字摄像头，在选购时应考查的主要参数有镜头光学元器件质量

25、、感光元件的类型、成像的帧速率、调焦功能、照明功能以及支持USB的版本等。16、数码相机数码相机将传统的照相机与扫描仪功能进行整合，可以直接将光学镜头摄取下的景物投射到密度很大且呈矩阵排列的CMOS或CCD电子感光元件上，在这些元件的作用下，图像分解为许多的颜色点阵，再经过量化成为数字图像。数码相机除了这些核心的组件外，还配备了数字图像的存储器以及各种相关的控制电路，数码相机还配备了专用的控制软件，在其中提供了对存储的数字图像进行浏览和管理的功能。数码相机的外形同传统的照相机比较接近，如图1-16所示。数码相机是技术复杂度比较高的科技产品，可以独立使用，拍摄的静态照片在相机的内部保存。数码相机

26、拍摄的数字照片分辨率比较高，因此具有很好的清晰度。通用USB接口，微机可以与数码相机通信，从数码相机中下载数字图像。对于数码相机，在选购时应考查的主要参数有镜头光学元器件质量、感光成像元件CMOSCCD的指标、液晶取景屏的节能与位置可调程度、照相元件相关特征(光圈、快门、闪光灯)、图像存储卡类型与容量、整机节能情况以及同微机的通信接口等。17、U盘图1-17 U盘U盘是采用Flash内存颗粒实现的USB接口的便携式外存设备，又称闪盘。随着技术的成熟，U盘Flash内存颗粒的可擦写次数已经达到100万次，可靠性有了很大的提高，同时价格也下降得很快，比之常用的软盘作为移动存储设备，有着非常大的优势

27、，因而基本上取代了软驱和软盘。U盘外形设计得非常的小巧，也多种多样，其外形如图1-17所示。对于U盘，在选购时应考查的主要参数有品牌、制材、FLASH颗粒品牌、支持USB接口标准、配套软件及附加功能等，当然总体上也要考查其性能价格比。18、网卡 网卡也叫网络适配器，是连接微机与网络的硬件设备。卡一般接插在微机主板的PIC外设接口上，用于实现同局域网中其他主机的数据通信。图1-18 普通网卡(左)及笔记本电脑 (右)无线网卡图1-19 集成式主板网卡的工作是双向的，既可以从局域网中其他主机接收数据，也可以向网络中其他主机发送数据。出于办公需要，企事业单位微机基本上都同内部局域网连接，因此网卡已经

28、成为实际应用中不可或缺的设备。网卡的外形如图1-18所示。对于网卡，在选购时应考查的主要参数有品牌、传输速率，接口类型、材质和制作工艺等。以上的各种部件是构成微机系统的主要硬件设备。但随着芯片价格的下降以及主板设计与制造技术的不断成熟，主板厂商也普遍推出多合一集成式主板。这种主板在设计和制造时除了保留主板必备特征外，还将多个接口板卡的功能也设计在主板上。集成在主板上的部件被称为板载设备，常见的有板载显卡、板载声卡、板载网卡等。集成式主板如图1-19所示。这种集成式主板对于一般用户是非常适宜的，主要体现在价格上比单独选购每个部件要便宜很多，避免板卡同主板间经常出现的接触不良现象，简化机箱内部结构

29、、节省空间，同时还节省了主板上的外部接口资源。集成主板上集成的部件一般都是市场上使用量最大的芯片，主要面向一般的用户群，而对于显示、声音、网络通信方面质量要求较高的用户，则不适用。（二）根据需求，确定微机配置方案在对组成微机硬件系统的各个部件有了充分的了解后，就可以考虑选购微机的问题了。选购微机时必须分析一下自己对微机的现实与潜在的需求并结合预算的经费，进行市场调查，综合分析各商家的部件报价后，拿出一个理想的微机配置方案。小明所配的计算机主要需求可概括为：学习计算机的硬件知识；支持各种应用软件；可学习编程；不用于游戏；可与其他同学的计算机联网；由于使用率高，必须考虑保护视力。在总价格上应不超过

30、5500元。小明到电脑城很多商家拿回了报价单，在权衡后，拿出了自己的配置方案。配置方案如表1-3所列。表1-2可用于对各种档次的组装计算机配置，如果还有其他部件在表格中未出现，可以再自行添加到列表中，确定配置方案后，按照配置选购各种部件，选购时注意具体价格和对部件的售后服务情况。（三）动手组装计算机在所有微机部件全部到位后，就可以开始动手组装计算机了。组装计算机之前需要了解计算机机箱内部与外部的各种接口与连线，然后再动手连接和组装。1、微机各类部件接口和连接方法微机的各个独立部件之间必须经过连接才能相互协作，体现微机整体功能。了解每一类部件的接口形式和连接方法是组装计算机的基础技能。图1-20

31、 机箱各种连线组装微机的过程分为两个主要阶段，第一阶段完成机箱内部所有部件的安装和连接，第二阶段完成机箱外部的插口连接。（1）部件在机箱内部的各种接口和连线。 机箱面板接线机箱内部设置了几种接线以在外部就能了解微机的运行状态。这些接线包括电源指示灯线、硬盘指示灯线、内部扬声器线、前置USB接口线、电源开关线、重启动开关线。提供的这些线在机箱前端的面板上对应有指示灯或按钮。这些线都与主板上相应的针形插口相连。各种连线如图1-20所示。 电源接头图1-21 电源的各种接头电源通过内部的变压器将普通交流电转换为低压直流电输出，主要给主板和外存储设号供电。主要的输出接头有几种：20芯主板电源接头、4芯P4 CPU电源接头、4芯IDE电源接头、4芯软驱接头，有的高档电源也为专业级的显卡提供6芯的专用电源接口。除了这些固定提的电源接口外，还可以选用电源转接线，将4芯的IDE电源转换为需要的接头。电源的接头形式如图1-21所示。 主板上各种接口图1-22 主板上各种主要接口 主板用于连接各种微机部件，提供了多种多样的接口，方便用户的使用，同