Strata PC HTE硬件技术工程师 第一章 桌面计算机系统组件

学习目标 认识桌面计算机系统 根据外观和定义识别桌面系统的各模块 了解现场可更换部件的概念

课程目录 1.1 桌面计算机系统 1.2 桌面系统的硬件组成 1.3 现场可更换部件

桌面计算机系统

桌面计算机系统 硬件 软件 什么是硬件 什么是软件 使学生建立硬件软件概念，能区别与联系

桌面系统的硬件组成

主机 外设 输 出 处 理 存 储 通过视觉，了解各部分功能 输 入

输 入 处 理 存 储 输 出 桌面系统按功能区分为：输入、处理、存储、输出 总结出电脑工作过程，将硬件和工作过程相对应 输 入 处 理 存 储 输 出 总结出电脑工作过程，将硬件和工作过程相对应 桌面系统硬件部分初步区分为：主机 外设 主机的作用是处理和存储 外设的作用是输入、输出或其他。

更详细的图示

细化的硬件图

1.2.1 主机箱内部硬件 1.2.2 输入输出设备 1.2.3 输入输出设备和主机的连接

1.2.1 主机箱内部硬件 主板 电源、电源线 CPU、冷却系统 芯片组 内存 硬盘 光盘驱动器 软盘驱动器 IDE电缆 扩展卡(电路板) 1.2.1 主机箱内部硬件 主板 电源、电源线 CPU、冷却系统 芯片组 内存 硬盘 光盘驱动器 软盘驱动器 IDE电缆 扩展卡(电路板) 打开机箱盖，认识机箱内部各部件 各部件的作用 各部件的连接方法及注意事项

1 CPU 2 内存 3 北桥芯片 4~9 外设接口 AGP插槽 13 PCI插槽 14 南桥芯片 15 并行ATA 16 串行SATA 17 软驱 18 主板上的电源插座

主板 主板的主要目的是给CPU提供一个放置的场所，同时允许所有设备能够和CPU进行通信，允许所有设备之间能互相进行通信。

主板 计算机中最大的最重要的电路板就是主板。 认识主板：物理结构 电感 晶振 电容 CPU插槽 扩展插槽 BIOS 芯片 ATX 电源插座 内存插槽 芯片组 软驱接口 常用接口 外置 I/O 接口 IRDA 红外传输接口 COM1、COM2 串行异步通讯接口 LPT 并行通讯接口 主板

芯片组 芯片组是主板的核心，它对主板性能起决定性作用。 CPU工作需要芯片组给它帮忙，控制进出CPU的数据流和指令流，并精确同步所有处理过程； ※ 所以在新规格处理器推出之时必定会相 应的主板芯片组同步推出，它是与处理器保持同步的。

两个芯片：北桥和南桥 通常北桥芯片是离处理器最近的一块芯片，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离。 南桥芯片离处理器比较远，因为它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。

南桥芯片

北桥芯片

主板的分类 针对不同用户分类 按主板上 I/O 总线的类型分类 按主板的尺寸分类 同教材

CPU CPU，也称微处理器，它完成绝大多数的实际数据处理，就像人的大脑； CPU的工作原理 CPU技术参数 CPU的分类 Intel 系列 AMD 系列 同教材

Intel Pentium Intel Pentium MMX CPU

Intel Pentium 3 Intel Pentium 4

Intel Pentium D 和 Intel Pentium EE

Intel Core 2 Duo

冷却系统 冷却系统：CPU工作会散发大量热，过热就无法工作，要配备冷却系统； 常用的冷却系统有： 风扇 散热片 散热器(风扇+散热膏+散热片)

冷却系统-风扇 冷却系统-散热片

冷却系统-散热器

存储器 存储器：是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。 存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器、高速缓存、BIOS和辅助存储器。

内存 主存储器又称内存储器（简称内存）。 内存用来存储正在运行的程序和正在处理的数据， 容量越大运行系统和软件效果就越好。 同教材

内存（主存） 主存是计算机中的临时存储设备，也叫内存，用于存储CPU正在处理的数据和指令； 其特点是速度快，但容量有限，所以不使用时要将数据和指令存入永久性的存储设备，如硬盘、光盘等； 关闭电脑时，内存中的所有信息会全部丢失； 主存是RAM，即随机存取存储器； 主板上除了主存外，还有永久性存储器，，也叫二级存储器，它们的数据不能直接被CPU处理，要处理必须先复制到主存；二级存储器有硬盘驱动器、软盘、光盘； 内存（主存）

现在计算机的主存储器容量有 512MB、1GB、2GB 或更高 物理实质：是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路，内存只用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。 同教材

高速缓存 又称 Cache，它位于 CPU 和主存储器之间，容量较小，速度很快，通常用 SRAM 组成。 由于 CPU 运算速度要比内存读写速度快得多，这样 CPU就要耗费很长的时间等待数据到来或将数据写入到内存。 为了解决 CPU 运算速度与内存读写速度不一致的矛盾， 出现了高速缓存。 同教材

BIOS 存储器 BIOS 存储器是用来存放BIOS的存储器。 BIOS 存储器中的数据和程序是非常重要的，通常不可随意修改或删除，这种存储器一般采用 ROM 型存储器芯片。早期主板上的 BIOS 芯片多使用 PROM 或EPROM， 而目前大多数主板采用电可擦写的存储器来存储 BIOS 程序。 同教材

BIOS 存储器

辅助存储器 辅助存储器又称外存储器（简称外存）。 外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等。 能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息。 由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。

硬盘驱动器 硬盘主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。 硬盘和主板间用IDE电缆连接。 硬盘的分类： 按尺寸 按接口 同教材

硬盘驱动器 IDE电缆 硬盘驱动器是一个密封的盒体，内有高速旋转的盘片或磁盘。 当盘片旋转时，具有可灵敏读／写磁头的旋臂在盘面上来回移动，既向盘片或磁盘写入新数据，也从盘片或磁盘中读取已存在的数据。 如今的大多数硬盘驱动器都采用增强型集成设备电路(EIDE)技术，该技术是在集成设备电路(IDE)技术上发展起来的。 母板（主板）上有两个IDE插座，各有一条电缆。每条IDE电缆在中部和末端可各连接一个IDE设备。因此，母板在一个系统中可容纳多达四个IDE设备：硬盘驱动器、zip驱动器、CD驱动器、DVD驱动器、磁带驱动器连同其他驱动器都使用这四个插头，这四个插头由芯片组控制。 一个典型的系统具有一个硬盘驱动器和一个CD驱动器，这两个驱动器分别连接到IDE插座。 硬盘驱动器 IDE电缆

硬盘驱动器工作原理

光盘驱动器 光盘驱动器：是一个结合光学、机械及电子技术的产品。 光盘的工作方式有两种： 恒定线速度和恒定角速度。 光驱的分类： 与主板的连接方式 安装的方式 光盘驱动器按照格式分类 光盘是二级存储器。所以一旦断电，存储在CD上的数据依然可以保留。 同教材

光盘驱动器 光盘

光驱的机心

软盘驱动器 以前，在机箱内可看到的另一个二级存储设备是软盘驱动器，它能读取可保存1．44MB数据的3寸磁盘。大多数主板为软盘驱动器提供一个插座。 当今软盘驱动器不像以前那样必须，而是很少配备。

软盘驱动器

移动存储设备 移动硬盘 容量大 速度相对快 兼容性好， 即插即用 高安全性和可靠性 优盘 同教材

扩展卡 扩展卡也叫电路板、接口卡，安装在主板上的扩展槽上。 按功能分有网卡、调制解调器卡、显卡、声卡等。 扩展卡安装好后，接口位于计算机机箱的背面 选一些扩展卡来介绍

显卡 显卡是系统必备的设备，负责将 CPU 送来的影像数据处理成显示器可以识别的格式，再送到屏幕上形成影像。

ISA显卡、PCI显卡已淘汰，AGP显卡也面临淘汰，PCI-E显卡是最新型的显卡。 显卡主要由显示芯片(即图形处理芯片GraphicProcessingUnit)、显存、数模转换器(RAMDAC)、VGABIOS、各方面接口等几部分组成。 显卡分为： ISA显卡 PCI显卡 AGP显卡 PCI-E显卡等 ISA显卡、PCI显卡已淘汰，AGP显卡也面临淘汰，PCI-E显卡是最新型的显卡。

显卡

声卡 声卡(也叫音频卡)是PC的必要部件，它是计算机进行声音处理的适配器。 声卡有三个基本功能： 音乐合成发音功能； 混音器（Mixer）功能和数字声音效果处理器（DSP）功能； 模拟声音信号的输入和输出功能。

声卡

网卡 网卡（Network Interface Card）是物理上连接计算机与网络的硬件设备，是计算机与局域网通信介质间的直接接口。 由于网络技术的不同，网卡的分类也有所不同，如大家所熟知的ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计，目前约有80 ％的局域网采用以太网技术。 以太网网卡有10M、100M、10M/100M及千兆网卡。

网卡

电源 计算机的电子系统中最重要的部件是电源，通常位于机箱后部。 电源实际并不产生电能，而是能转换电压并输出计算机工作能使用的电压。 计算机电源从墙上的插座中获取110～120V的交流电，并将其转换成电压低得多的直流电。老式的电源提供5V或12V直流电，而新型电源提供3．3V、5v和12V的直流电。

电能供主板、CPU使用，其他部件由主板上的端口或扩展槽供电。 除了为计算机提供电能外，电源还直接驱动一个风扇，可以为机箱内部降温。当机箱内温度超过华氏185度(摄氏温度85度)时，就可能会引起部件的故障。

电源、电源线

1.2.2 输入输出设备 输入设备：键盘、鼠标、手写板、扫描仪等 输出设备：显示器、音箱、投影仪、打印机、绘图仪等 选常用的几种介绍

键盘： 通过键盘，可以将英文字母、数字、标点符号等输入到计算机中，从而向计算机发出命令、输入数据等。 按外形分为标准键盘和人体工程学键盘。

人体工程学键盘是在标准键盘上将指法规定的左手键区和右手键区这两大板块左右分开，并形成一定角度，使操作者不必有意识的夹紧双臂，保持一种比较自然的形态，这种设计的键盘被微软公司命名为自然键盘(Natural Keyboard), 人体工学键盘

常规的键盘有机械式按键和电容式按键两种，在工控机键盘中还有一种轻触薄膜按键的键盘，机械式键盘现在已基本被淘汰。 键盘的接口有AT接口、PS/2接口、USB接口和无线键盘，且很多键盘带有功能键。

鼠标：“鼠标”的标准称呼应该是“鼠标器”，英文名“Mouse”。鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。 鼠标按接口类型可分为串行鼠标、PS/2鼠标、总线鼠标三种。 鼠标的工作原理：鼠标按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标。 无线鼠标和3D鼠标

串口鼠标 PS/2鼠标 串行鼠标是通过串行口与计算机相连，有9针接口和25针接口两种。 PS/2鼠标通过一个六针微型DIN接口与计算机相连，它与键盘的接口非常相似，使用时注意区分，PS/2鼠标接口一般为绿色。 串口鼠标 PS/2鼠标

总线鼠标 机械鼠标 总线鼠标的接口在总线接口卡上，如USB鼠标。 机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成。当我们拖动鼠标时会带动滚球转动，滚球又带动辊柱转动，装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化，再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动。 光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动。光电鼠标用光电传感器代替了滚球。这类传感器需要特制的、带有条纹或点状图案的垫板（即鼠标垫）配合使用。 无线鼠标和3D鼠标：无线鼠标和3D振动鼠标都是比较新颖的鼠标。 无线鼠标器是为了适应大屏幕显示器而生产的。所谓“无线”，即没有电线连接，而是采用电池供电，无线摇控。 3D振动鼠标是一种新型的鼠标器，此类鼠标具有以下几个特点：(1) 具有全方位立体控制能力。具有前、后、左、右、上、下六个移动方向，而且可以组合出前右，左下等等的移动方向。(2) 外形和普通鼠标不同。一般由一个扇形的底座和一个能够活动的控制器构成。(3) 具有振动功能，即触觉回馈功能。 。 总线鼠标 机械鼠标

手写板 手写板由笔与基板两部分组成 手写板分为电阻式和感应式两种

扫描仪 滚筒式扫描仪 平板式扫描仪

胶片扫描仪 底片扫描仪

显示器： 分类： CRT 电子显像管 LCD 液晶

CRT 电子显像管

LCD 液晶

1.2.3 输入输出设备和主机的连接 “4”号位置是键盘和鼠标接口 “5”号位置是并行接口 “6”号位置为串行COM口 1.2.3 输入输出设备和主机的连接 “4”号位置是键盘和鼠标接口 “5”号位置是并行接口 “6”号位置为串行COM口 “7”号和“9”号位置都是USB接口。 它也是一种串行接口，目前最新的标准是2.0版，理论传输速率可达480MB/s。目前许多上设都采用这种设备接口，如Modem、打印机、扫描仪、数码相机等。 它的优点就是数据传输速率高、支持即插即用、支持热拨插、无需专用电源、支持多设备无PC独立连接等。 “8”号位置是IEEE 1394接口， “10”号位置是指双绞以太网线接口，也称之为“RJ-45接口”。这要主板集成了网卡才会提供的，它是用于网络连接的双绞网线与主板中集成的网卡进行连接。 “11”号位置是指声卡输入/输出接口，这也要在主板集成了声卡后才提供的，不过现在的主板一般都集成声卡，所以通常在主板上都可以看到这3个接口。 常用的只有2个，那就是输入和输入出接口。 红色的那个为输出接口，接音箱、耳机等音频输入设备， 浅蓝色的为音频输入接口，用于连接麦克风、话筒之类音频外设。

现场可更换部件

现场可更换部件 现场可更换部件：大多数的台式机被设计的高度模块化，可以方便的更换零部件。 可更换的原因： PC通常使用从不同卖主和制造商购买的零部件组装起来的。 可更换的目的：可以根据需要，提高或调整性能。 现场可更换部件：大多数台式机被设计的高度模块化，可以方便的交换、升级、增强零部件。 实际上，PC通常使用从不同卖主和制造商购买的零部件组装起来的。 所以，PC机可以根据需要对部件进行升级换代，提高或调整性能。

常用桌面系统的可更换部件有： 主板 电源、电源线 CPU、冷却系统 内存 硬盘 光盘驱动器 显卡(扩展卡) 网卡(扩展卡) 声卡(扩展卡)

小结 本章旨在建立硬件软件概念，认识各种电脑硬件：主板、各种存储设备、电源、冷却系统、CPU、内存、显示和输入设备、各种适配器，掌握各部件之间的连接，建立起可更换部件的概念。