電腦知識(shí)高級(jí)講座PPTv2

電腦硬件知識(shí)講座湖南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)主講人：王富民2011年11月V2.0在本次講座中，我們將向您講解以下內(nèi)容：計(jì)算機(jī)的主板CPU內(nèi)存顯卡以上四種硬件的性能好壞，直接影響到計(jì)算機(jī)的總體性能。我們下面來依次了解每一種硬件的相關(guān)知識(shí)。主板是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)硬件間數(shù)據(jù)溝通的橋梁。主板上主要有CPU插座、內(nèi)存插槽、PCI接口、PCI-Express接口、IDE接口、SATA接口等，用于安裝CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤、光驅(qū)等各種硬件。一些主板上還集成有顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等模塊，節(jié)約了用戶的購機(jī)成本，方便了用戶的使用，但也存在著一些不便之處。計(jì)算機(jī)的主板CPU插槽DDR3內(nèi)存插槽X4PCI插槽X2PCI-E16X插槽X3PCI-E1X插槽X2SATA接口X3IDE接口首先我們來了解一下主板上的南北橋芯片南橋芯片是主板芯片組的重要組成部分，一般位于主板上離CPU插槽較遠(yuǎn)的下方，PCI插槽的附近，這種布局是考慮到它所連接的I/O總線較多，離處理器遠(yuǎn)一點(diǎn)有利于布線。相對(duì)于北橋芯片來說，其數(shù)據(jù)處理量并不算大，所以南橋芯片一般都沒有覆蓋散熱片。南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、高級(jí)電源管理等。不過不同的南橋芯片在功能上會(huì)存在很大的差異，廠商會(huì)根據(jù)成本控制以及市場(chǎng)定位來選擇搭配。圖為英特爾南橋芯片常見的南橋芯片品牌有英特爾、AMD等。北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，提供對(duì)CPU的類型和主頻、系統(tǒng)的前端總線頻率、內(nèi)存的類型(SDRAM，DDRSDRAM以及RDRAM等等)和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯(cuò)等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。北橋芯片就是主板上離CPU最近的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。因?yàn)楸睒蛐酒臄?shù)據(jù)處理量非常大，發(fā)熱量也越來越大，所以現(xiàn)在的北橋芯片都覆蓋著散熱片用來加強(qiáng)北橋芯片的散熱，有些主板的北橋芯片還會(huì)配合風(fēng)扇進(jìn)行散熱。上圖是北橋芯片外部的散熱片下圖是除去散熱片后的裸芯片主板的主要品牌：一線品牌有：華碩（ASUS）、微星（MSI）、技嘉（GIGA）準(zhǔn)一線品牌：升技、磐正二線品牌：富士康、精英、英特爾、青云、映泰、碩泰克、承啟等主板的供電主板通過機(jī)箱內(nèi)電源ATX12V接口為其供電。主板上的集成芯片集成顯卡芯片：不是主板的必備集成芯片之一。核心集成在主板的北橋芯片里。集成顯卡性能相對(duì)較差，當(dāng)前大量被用于低端用戶平臺(tái)。集成聲卡芯片：幾乎所有主板都具備該芯片。如左上圖所示。集成網(wǎng)卡芯片：幾乎所有主板都具備該芯片。如左下圖所示。判定主板上是否有集成元件的最簡(jiǎn)單方法觀察主板側(cè)面的接口類型即可，如圖。圖中的主板帶有前述所有的三種集成芯片。其中左邊藍(lán)色15針接口（D-Sub，也稱VGA接口）和其下方的白色24針接口（DVI，非必需）說明有集成顯卡。右邊的形似“凸”字的接口（RJ45接口）是網(wǎng)線接口，說明集成有網(wǎng)卡。最右方三個(gè)彩色圓形接口是聲卡的接口，說明有集成聲卡。BIOS芯片BIOS：全稱BasicInputOutputSystem，意為基本輸入輸出系統(tǒng)。是一塊ROM（只讀存儲(chǔ)器）芯片。它是計(jì)算機(jī)最底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制系統(tǒng)。BIOS芯片的供電并不通過主板，它是通過一片紐扣電池加以供電的。BIOS的一些設(shè)置如何進(jìn)入Bios設(shè)置？一般來說，只需在計(jì)算機(jī)開機(jī)時(shí)快速按幾次鍵盤上的Delete鍵即可。少數(shù)的機(jī)型可能鍵位不同。Bios可以設(shè)置什么內(nèi)容？利用Bios，您可以設(shè)置系統(tǒng)的時(shí)鐘，存儲(chǔ)器的啟動(dòng)順序，開機(jī)的密碼，各種硬件的工作模式，甚至是CPU的工作頻率！在本次講座最后，我將詳細(xì)的進(jìn)行一些演示，向大家介紹Bios中幾種最常用的功能。電腦常見故障及分析通電后主板指示燈不亮，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)：主板未通電，可能是電源故障。通電后計(jì)算機(jī)黑屏不能啟動(dòng)，主板發(fā)出一些報(bào)警聲：如為一聲短響，說明啟動(dòng)正常，此時(shí)檢查顯示器是否插好或損壞。否則是主板上某些硬件接觸不良或有故障，查表確定故障硬件，將其插緊或替換。通電后計(jì)算機(jī)黑屏不能啟動(dòng)，但主板不報(bào)警：也是硬件接觸不良或故障，但需要手動(dòng)查找故障硬件，解決方法同上。通電后屏幕有顯示，但停留在自檢畫面，提示一些英文錯(cuò)誤，常見的有：CMOSbatteryfailed/CMOSchecksumerror-Defaultsloaded：CMOS電池失效/CMOS檢查錯(cuò)誤，這種故障一般會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)時(shí)鐘失效，若是此情況，更換主板上的那塊電池即可。HARDDISKINSTALLFAILURE：硬盤安裝失敗?？赡苁怯脖P沒插好，或是硬盤跳線設(shè)置有誤。Keyboarderrorornokeyboardpresent：鍵盤錯(cuò)誤或無鍵盤。現(xiàn)在使用USB鍵盤的用戶可能會(huì)遇到這種問題，請(qǐng)?jiān)贐IOS設(shè)置中將“HaltOn”項(xiàng)改為“NoError”或“AllError,butKeyboard”即可。若您使用的是PS/2鍵盤，請(qǐng)檢查鍵盤是否插好或損壞。CPUCPU全稱是CentralProcessingUnit（中央處理單元），由運(yùn)算器、控制器、寄存器和內(nèi)部總線組成。主要負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的算術(shù)運(yùn)算和調(diào)控整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中具有很高的地位，被稱為“計(jì)算機(jī)的心臟”。CPU的主要參數(shù)主頻也叫時(shí)鐘頻率，指CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度。單位是MHz/GHz，用來表示CPU的運(yùn)算速度。CPU的主頻＝外頻×倍頻。然而CPU的主頻與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒有直接關(guān)系的，不過對(duì)于同類型的CPU，一般主頻越高，速度越快。外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位也是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行速度。前端總線(FSB)頻率直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度。有一條公式可以計(jì)算，即數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬＝(總線頻率×字長)/8。字長：電腦技術(shù)中對(duì)CPU在單位時(shí)間內(nèi)(同一時(shí)間)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)叫字長?，F(xiàn)在使用的CPU一般均支持32位與64位的字長。倍頻是指CPU主頻與外頻之間的相對(duì)比例關(guān)系。在相同的外頻下，倍頻越高CPU的頻率也越高。緩存大小也是CPU的重要指標(biāo)之一，而且緩存的結(jié)構(gòu)和大小對(duì)CPU速度的影響非常大，CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高，一般是和處理器同頻運(yùn)作，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤。實(shí)際工作時(shí)，CPU往往需要重復(fù)讀取同樣的數(shù)據(jù)塊，而緩存容量的增大，可以大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率，而不用再到內(nèi)存或者硬盤上尋找，以此提高系統(tǒng)性能。現(xiàn)在的CPU一般都具有L1緩存和L2緩存，部分擁有L3緩存，緩存級(jí)數(shù)越多，緩存大小越大，CPU總體的工作效率就越高。但是由于CPU芯片面積和成本的因素來考慮，緩存都很小。目前主流CPU的型號(hào)英特爾：酷睿（Core）i7（六核/四核），i5（四核/雙核），i3（雙核）；酷睿2（雙核）；凌動(dòng)（Atom）（單核/雙核）；奔騰雙核系列等。AMD：羿龍II（PhenomII）X6，X4，X3，X2；速龍II（AthlonII）X4，X3，X2等。CPU的超頻通常所說的超頻簡(jiǎn)單來說就是人為提高CPU的外頻或倍頻，使之主頻得到大幅提升，進(jìn)而提高整機(jī)性能。當(dāng)然，超頻有風(fēng)險(xiǎn)，操作需謹(jǐn)慎??！主要可能導(dǎo)致以下后果：影響系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算機(jī)硬件發(fā)熱，可能導(dǎo)致其他部件燒損。強(qiáng)行升高CPU運(yùn)行電壓，縮短其使用壽命。鑒于以上原因，不再詳述有關(guān)超頻操作的內(nèi)容。內(nèi)存如果說CPU是運(yùn)算處理數(shù)據(jù)的“數(shù)據(jù)加工廠”，那么內(nèi)存就是這個(gè)工廠的倉庫。廣義地講，CPU內(nèi)部的緩存（cache）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）都屬于內(nèi)存，我們這里說的內(nèi)存只指PC機(jī)的“內(nèi)存條（RAM）”。CPU自帶的高速緩存（cache）容量有限，而CPU處理數(shù)據(jù)的速度又相當(dāng)快，于是內(nèi)存充當(dāng)了為CPU提供運(yùn)行時(shí)需要的數(shù)據(jù)和為CPU暫時(shí)保存處理完畢的數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中也起著非常重要的作用。內(nèi)存的發(fā)展史EDORAMSDRAMRDRAMDDRSDRAM（現(xiàn)在已發(fā)展到DDR3，即將進(jìn)入DDR4時(shí)代）內(nèi)存的參數(shù)容量：這個(gè)無需多提，對(duì)于一臺(tái)計(jì)算機(jī)而言，多多益善，目前單條內(nèi)存最大容量可達(dá)32GB。不過，值得注意的是，32位操作系統(tǒng)最大僅支持約3GB內(nèi)存。運(yùn)行頻率：內(nèi)存的運(yùn)行頻率和CPU主頻一樣，習(xí)慣上被用來表示內(nèi)存的速度，它代表著該內(nèi)存所能達(dá)到的最高工作頻率。內(nèi)存運(yùn)行頻率是以MHz為單位來計(jì)量的。內(nèi)存運(yùn)行頻率越高在一定程度上代表著內(nèi)存所能達(dá)到的速度越快。內(nèi)存運(yùn)行頻率決定著該內(nèi)存最高能在什么樣的頻率正常工作。顯卡顯卡的分類顯卡按其是否集成于主板可分為集成顯卡和獨(dú)立顯卡，其中集成顯卡性能一般較低。顯卡按插槽類型可分為ISA顯卡、AGP顯卡和PCI顯卡，目前ISA和AGP顯卡已遭淘汰，PCI顯卡也已采用PCI-E插槽，使性能得到更大的提升。顯卡按芯片類型主要分為Nvidia顯卡與ATI顯卡。顯卡的型號(hào)及品牌顯卡的型號(hào)：Nvidia的顯卡型號(hào)一般為三位數(shù)字，首位代表系列，數(shù)字越大，一般性能越好；ATI的顯卡型號(hào)一般為四位數(shù)字，也是首位代表系列，數(shù)字越大，一般性能越好。顯卡的品牌：麗臺(tái)（Leadtek）、藍(lán)寶石（Sapphire）/柏能、華碩（ASUS）、迪蘭恒進(jìn)（Dataland）/撼迅、微星（MSI）、技嘉（Gigabyte）、七彩虹（Colorful）、影馳（GALAXY）等。顯卡的基本參數(shù)顯示核心也就是顯卡所采用的芯片，一般而言，同系列的顯卡其核心是相同的。核心頻率在一定程度上反映出核心的運(yùn)行性能，就像CPU的運(yùn)行頻率一樣。我們前邊已經(jīng)說過顯卡在核心架構(gòu)上的差異，而如果在相同核心架構(gòu)的前提下，核心頻率越高的顯卡其運(yùn)行性能就越好。顯存的功能近似內(nèi)存，只是其儲(chǔ)存的是GPU即將處理的一些圖形數(shù)據(jù)，顯存越大，理論上在運(yùn)行有大量圖形數(shù)據(jù)的程序時(shí)就會(huì)越流暢，不過顯然最主要的還是GPU的核心頻率。此外還需注意顯存的類型，目前來說一般都采用GDDR3類型的顯存。顯存類型越新，其數(shù)據(jù)傳輸速率越快。AGP接口與PCI-E接口目前有可能還存在的只能是AGP8X的接口了。它是AGP規(guī)范的最高規(guī)格，然而其數(shù)據(jù)傳輸速度僅達(dá)到了2.1GB/s。而PCI-E規(guī)范中被顯卡廣泛采用的是PCI-E16X接口，它將能夠提供5GB/s的帶寬，即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約為4GB/s左右的實(shí)際帶寬。并且支持雙向數(shù)據(jù)傳輸，可使最終的傳輸速度達(dá)到8GB/s。SLI技術(shù)與Crossfire技術(shù)SLI技術(shù)是使用一種橋接器連接兩塊相同芯片的Nvidia顯卡，以實(shí)現(xiàn)性能提升的技術(shù)。SLI技術(shù)理論上能把圖形處理能力提高一倍，在實(shí)際應(yīng)用中，除了極少數(shù)測(cè)試之外，在實(shí)際游戲中圖形性能只能提高30%-70%不等，在某些情況下甚至根本沒有性能提高，而且目前能良好支持SLI的游戲還不太