搜索
第1页共25页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。第2页共25页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。微数据数据输入设备内存储器输出设备运算器控制器CPU程序数据指令运行结果数据控制信号数据信号数据图1-1A存储程序式计算机逻辑结构图第3页共25页机硬件系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电源不支持软关机图1-1机箱与电源第4页共25页等功能，在选购时要特别注意。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)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2GHz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。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。图1-3CPU产品图1-4内存条显卡插槽（AGP）CPU插槽（Socket）声卡插槽（PCI）内存插槽（DIMM）图1-2主板与相应插槽第5页共25页内存是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。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。图l-5aAGP显卡图1-5bPCI-E显卡图l-6aCRT显示器图1-6bLCD显示器第6页共25页显示器在市场上分为两种，传统显像管(CRT)显示器和新兴的液晶(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。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。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