计算机基本理论及操作

《计算机基本理论及操作》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机基本理论及操作（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、计算机基本理论及操作一.计算机的组成及工作原理二.计算机的硬件系统及作用三.计算机的软件系统及windows的使用四.计算机故障诊断及基本维护五. CMOS的使用六.windows系统的安装七.综合一.计算机的组成及工作原理1.计算机的系统组成2.计算机的工作原理二.计算机的硬件系统及作用1.CPUCPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写，它可以被简称做微处 理器（Microprocessor)，不过经常被人们直接称为处理器(processor)。CPU 是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算计算 机内部的所有数据，而主板芯片组则更

2、像是心脏，它控制着数据的交换。CPU 的种类决定了操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组 和内部总线等构成，是PC的核心。cpu插座类型有socket7、slot1、socket370、socket478、LGA775 1）主频也叫时钟频率，单位是MHz（或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。 2）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。 “前端总线”这个名称是由AMD在推出K7 CPU时提出的概念，但是一直以来都 被大家误认为这个名词不过是外频的另一个名称。通常所说的外频指的是CPU 与主板连接

3、的速度，这个概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，而 前端总线的速度指的是数据传输的速度，由于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，即数据带宽（总线频率数据位宽）8。 3）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。4）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

4、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。前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和外界数据传输的速度。而外频的概念是 建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影 响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里（主要是 在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成 这样的误会。随

5、着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率需要高于外频，因此采用了QDR（Quad Date Rate）技术，或 者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X，它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍 甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。“前端总线”这个名称是由AMD在推出K7 CPU时提出的概念.前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是 将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。选购主板和CPU时，要注意两者搭 配问题，一般来说，如果CPU不超频，那么前端总线是由CPU决定

6、的，如果主板不支持CPU所需要的前端总线，系统就无法 工作。也就是说，需要主板和CPU都支持某个前端总线，系统才能工作，只不过一个CPU默认的前端总线是唯一的，因此看 一个系统的前端总线主要看CPU就可以。系统总线(BusSpeed)与前端总线(FSB、外频)的区别在于，前端总线(FSB、外频)的速度指的是CPU和北桥芯片间总线 的速度。而系统总线(BusSpeed)的概念是建立在数位脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，100MHz系统总线 (BusSpeed)特指数位脉冲信号在每秒钟震荡一百万次，它更多的影响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线(FSB、外频 )与系统总线(BusSpe

7、ed)这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里，前端总线(FSB、外频)与系统总线 (BusSpeed)是相同速率，因此往往直接称系统总线(BusSpeed)为外频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人 们发现前端总线频率(外频、FSB)需要高于系统总线(BusSpeed)，因此采用了QDR（Quad Date Rate）技术，或者其他类似 的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X，它们使得的前端总线(FSB、外频)频率成为系统总线 (BusSpeed)的2倍、4倍甚至更高，从此之后系统总线(BusSpeed)和前端总线(FSB、外频)的区别才开始被人

8、们重视起来。CPU厂商已经找到了增加CPU的FSB有效速度的方法。只是在每个时钟周期中发送了更多的指令。所以CPU厂商已经有 每个时钟周期发送两条指令的办法（AMD CPU），或甚至是每个时钟周期四条指令（Intel CPU），而不是每个时钟周期发 送一条指令。那么在考虑CPU和看FSB速度的时候，必须认识到它不是真正地在那个速度下运行。Intel CPU是“四芯的”，也 就是它们每个时钟周期发送4条指令。这意味着如果看到800MHz的FSB，潜在的FSB速度其实只有200MHz，但它每个时钟 周期发送4条指令，所以达到了800MHz的有效速度。相同的逻辑也适用于AMD CPU，不过它们只是“

9、二芯的”，意味着它们每 个时钟周期只发送2条指令。所以在AMD CPU上400MHz的FSB是由潜在的200MHz FSB每个时钟周期发送2条指令组成的。 在CPU上提高或降低倍频比FSB容易得多了。这是因为倍频和FSB不同，它只影响CPU速度。改变FSB时，实际上是在改变 每个单独的电脑部件与CPU通信的速度。这是在超频系统的所有其它部件了。这在其它不打算超频的部件被超得太高而无法 工作时，可能带来各种各样的问题。不过一旦了解了超频是怎样发生的，就会懂得如何去防止这些问题了。 5）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

10、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32256KB。 L2 Cache(二

11、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。

12、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。 6）制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电 路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。 7）CPU的厂商 Intel公司 AMD公司 8）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

13、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。 字节换算 1GB=1024M，1MB=1024KB，1KB=1024B，1B=1024bit 9）CPU的工作电压： 10）CPU及风扇的安装： 安装CPU风扇时应

14、在CPU上涂抹导热硅脂 2.主板主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)； 它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。 主板一般为矩形电 路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片 、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电 源供电接插件等元件。 1）芯片部分BIOS芯片：是一块方块状的存储器，里面存有与该主板搭配的基本输入输出系统程序。能够让 主板识别各种硬件，还可以设置引导系统的设备，调整CPU外频等。BIOS芯片是可以写入的，这方便 用户更新BIOS的版本

15、，以获取更好的性能及对电脑最新硬件的支持，当然不利的一面便是会让主板遭 受诸如CIH病毒的袭击。南北桥芯片：横跨AGP插槽左右两边的两块芯片就是南北桥芯片。南桥多位于PCI插槽的上面； 而CPU插槽旁边，被散热片盖住的就是北桥芯片。芯片组以北桥芯片为核心，一般情况，主板的命名 都是以北桥的核心名称命名的（如P45的主板就是用的P45的北桥芯片）。北桥芯片主要负责处理CPU 、内存、显卡三者间的“交通”，由于发热量较大，因而需要散热片散热。南桥芯片则负责硬盘等存储设 备和PCI之间的数据流通。南桥和北桥合称芯片组。芯片组在很大程度上决定了主板的功能和性能。需 要注意的是，AMD平台中部分芯片组因

16、AMD CPU内置内存控制器，可采取单芯片的方式，如nVIDIA nForce 4便采用无北桥的设计。从AMD的K58开始，主板内置了内存控制器，因此北桥便不必集成内 存控制器，这样不但减少了芯片组的制作难度，同样也减少了制作成本。现在在一些高端主板上将南 北桥芯片封装到一起，只有一个芯片，这样大大提高了芯片组的功能。 bios和cmos的区别和作用 CMOS是主板上的一块可读写的RAM芯片,用来保存硬件配置和参数设定.CMOS可由主板的电池供电 ，即使系统掉电，信息也不会丢失。 BIOS是固化到主板ROM芯片上的程序，保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、 开机自检程序和系统启动自举程序. 2）扩展槽部分所谓的“插拔部分”是指这部分的配件可以用“插”来安装，用“拔”来反安装 。内存插槽：内存插槽一般位于CPU插座下方。图中的是DDR SDRAM插 槽，这种插槽的线数为184线。AGP插槽：颜色多为深棕色，位于北桥芯片和PCI插槽之间。AGP插槽 有1、2、4和8之分。AGP4的插槽中间没有间隔，AGP2则有。在 PC