实训1　认识微机系统

实训描述

通过本实训，读者应该了解微机系统组成，熟悉硬件特点及重要指标，掌握硬件接口特点和防接错结构。能够根据用户需求，给出采购建议，并列出组装配置清单。

实训分析

微机系统由硬件系统和软件系统组成，本实训概括讲解微机硬件系统的组成，重点介绍多媒体微型计算机的硬件组成及硬件识别知识。利用实物器件、图片、课程网站等资源条件，完成本实训的教学，通过走访计算机配件经销商，揭开计算机硬件的神秘面纱，并加深对多媒体微型计算机系统的认识。掌握硬件性能指标、接口特征和防接错结构，这些是硬件维护维修人员必不可少的基本能力。

实训资讯

1.初识微机系统

微型计算机（Microcomputer，简称微机）诞生于20世纪70年代，其特点是：体积小、功耗低、结构简单、集成度高、使用方便、价格便宜，对环境无特殊要求，适合办公和一般家庭使用。其核心部件是CPU（Central Processing Unit，中央处理器）又称微处理器（Microprocessor）。图1-1所示为常见计算机的外观。

根据微处理器的发展沿革，微机的发展历程可分为以下几个阶段：

1971—1973年为第一阶段，典型的微处理器型号为Intel公司的4004和8008，字长4～8位，每个芯片可集成2000个晶体管，时钟频率为1MHz。

1973—1978年为第二阶段，典型的微处理器型号为Intel公司的8080和Motorola公司的M6800微处理器，字长8位，每个芯片可集成5000个晶体管，时钟频率为2MHz。

20世纪80年代初期为第三阶段，是超大规模集成电路时代，如Intel公司的8086、Zilog公司的Z8000和Motorola公司的M68000微处理器，字长16位，每个芯片集成3万个晶体管，时钟频率为5MHz。

20世纪80年代中期及以后为第四阶段，以Intel公司1985年推出的一种全32位的微处理器80386为标志。

20世纪90年代中期及以后，微处理器芯片发展非常迅速。可以看到，CPU向速度更快、64位结构、多核心方向前进，CPU的制作工艺更加精细，由90nm向65nm、32nm、22nm过渡，一直发展到目前最新的10nm。核心技术和制造工艺的提高，意味着体积更小，集成度更高，综合处理能力更强，同时也意味着耗电和发热问题将得到有效控制。

微机系统包括硬件系统和软件系统两大部分，如图1-2所示。

1）微机硬件系统

硬件系统是看得见、摸得到的物理设备的集合，主要由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。下面分别介绍各部分的功能。

①控制器：控制器是整个微机的指挥中心，主要负责对指令进行分析、判断，发出控制信号，控制微机有关设备的协调工作，确保系统正常运行。

②运算器：运算器是对信息进行加工处理的部件，主要负责在控制器的控制下与内存交换信息，完成对数据的算术运算和逻辑运算。控制器和运算器一起组成了微机的核心，即CPU。

③存储器：存储器是微机的记忆装置，用来存储程序和数据，并根据指令向其他部件提供这些数据。微机的存储器可分为主存储器（简称主存；又称内存储器，简称内存）和辅助存储器（简称辅存；又称外存储器，简称外存）两种。向存储器存入信息称为“写入”，从存储器里取出信息称为“读出”。

通常把控制器、运算器和主存储器一起称为主机，而其余的输入、输出设备和辅助存储器称为外围设备。

④输入设备：输入设备能把程序、数字、图形、图像、声音等数据转换成微机可以接收的数字信号并输入微机中。常见的输入设备有键盘、鼠标、光笔、扫描仪、数码照相机等。

⑤输出设备：输出设备是用来输出结果的部件。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、扬声器等。

2）微机软件系统

没有安装任何软件的微机称为裸机，裸机是不能被用户使用的。一般用户使用的微机都安装了丰富的软件。硬件系统是微机的基础，软件系统是微机的灵魂。

软件系统的主要任务是：为用户提供计算机的操作平台，辅以应用软件，发挥计算机的功能和用途，实现用户上机的目的。软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。

（1）系统软件

系统软件是为其他软件服务的软件，其主要功能是简化微机操作，充分发挥硬件功能，支持应用软件的运行并提供各种服务。

系统软件有两个主要特点：一是通用性，即无论哪个应用领域的微机用户都可以使用它们；二是基础性，即应用软件要在系统软件的支持下编写和运行。

系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等。

①操作系统：操作系统（Operating System，OS）是系统软件的核心，是微机硬件的第一级扩充。操作系统是一种对微机的全部软件资源和硬件资源进行控制和管理、合理组织微机工作流程以便充分发挥微机的工作效率、方便用户使用而配置的系统软件，是微机和用户之间的接口和桥梁，用户必须通过操作系统才能使用微机。常用的操作系统有Windows 7/10、Linux、UNIX、OS/2等。通常，操作系统应具有五方面的功能：处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理。

②语言处理程序：程序语言是人们描述计算过程的规范书写语言。程序语言可以分为低级语言和高级语言两大类。低级语言又称面向机器的程序语言，是特定的微机系统所固有的语言，高级语言是一种接近于人们日常的自然语言和数学语言的程序设计语言，是一种直接面向过程或对象的微机语言。用高级语言编写的程序基本上可以在各种类型微机上运行，具有通用性。但是，微机不能直接识别和运行高级语言，必须经过“翻译”。所谓“翻译”是由一种特殊程序把源程序转换为机器码，这种特殊程序就是语言处理程序。高级语言的翻译方式有两种：一种是“编译方式”，另一种是“解释方式”。编译方式是通过编译程序生成二进制目标文件（扩展名为.obj），再经过连接程序生成可执行的程序（扩展名为.exe）。解释方式是边解释程序边执行，不产生可执行程序。

③数据库管理系统：数据库管理系统是建立、使用和维护数据库时进行集中控制的系统软件，即DBMS（Database Management System）。它主要由以下几部分组成：语言处理部分、系统运行控制部分、系统建立和维护部分。一个实用的DBMS要根据系统功能、资源、使用环境和服务方式等确定。目前，常见的数据库管理系统有SQL Server、Sybase、Oracle等。

（2）应用软件

应用软件是解决各种实际问题的程序。通用的应用软件由软件生产厂家研制开发成应用软件包，投放市场，供用户选用；而比较专用的各种应用程序则由用户组织力量研制开发使用。

微机中常用的应用软件有：办公类，如WPS Office系列、Microsoft Office系列等；管理类，如MIS、ERP、进销存管理系统等；工程类，如CAD、CAM等；图形图像处理软件，如Photoshop、3ds Max等；工具软件，如杀毒软件、下载软件、压缩软件等；以及各种游戏类软件等。

3）计算机发展趋势

按照1989年由IEEE下属的一个委员会提出的运算速度分类法，可将计算机分为巨型机、大（中）型机、小型机、工作站和微机。纵观计算机的发展历程，现代计算机呈现了如下几个发展趋势。

①巨型化：适应尖端科学的需要，计算机向高速度、大存储容量、功能强大的方向发展。目前，世界上已出现了每秒数千亿次、上万亿次的巨型计算机。

②微型化：随着微电子技术的飞速发展，台式计算机和笔记本式计算机的功能越来越强，并已走入寻常百姓家。掌上计算机的出现、“智能化”产品的普及也都是微型化的具体表现。

③网络化：计算机网络是指按照一定的协议，将若干台计算机通过通信线路连接起来，以便实现计算机间的通信、数据传输、资源共享。计算机网络化，极大地方便了全球间的信息联络，使地球变“小”了。

④多媒体化：在计算机系统的控制下，将数字、文字、声音、图形、图像、动画等软硬件设备集成在一起进行处理，使得原本毫无生气的计算机能够记录、再现、仿真丰富多彩的社会生活。

⑤智能化：让计算机能够进行图像识别、语音识别，能够进行逻辑推理、模拟人脑思维过程，会自行学习等。

4）微机的性能指标

①字长：字长是指微机能直接处理的二进制信息的位数。字长是由CPU内部的寄存器、加法器和数据总线的位数决定的。字长标志着微机处理信息的精度。字长越长，精度越高，运算速度越快，可存取主存储器的容量就越大，支持的指令功能就越强。微机的字长已从8位、16位、32位发展到64位。字长一般是字节的整数倍。微机中常用单位名称、符号及换算关系如下：1字节（B）=8位（bit），1024B=1KB，1024KB=1MB，1024MB=1GB，1024GB=1TB。

②运算速度：运算速度是指微机每秒能执行的指令条数，单位为MIPS（百万条指令每秒）。由于指令的种类很多，不同指令的执行时间是不同的，所以通常用加权平均法求出等效速度，作为衡量运算速度的标准。

③时钟频率（主频）：时钟频率是指CPU在单位时间（每秒）内发出的脉冲数，简称主频，单位为MHz或GHz。同类型CPU主频越高，运算速度越快。所以，主频是衡量微机性能的最重要指标之一。

④存取速度：存储器完成一次读/写操作所需的时间称为存储器的存取时间或访问时间。存储器连续进行读/写操作所允许的最短时间间隔，称为存取周期。存取周期越短，则存取速度越快，它是反映存储器性能的一个重要参数。通常，存取速度的快慢决定了运算速度的快慢。微机系统中通过采取多级存储体系来解决存取速度瓶颈问题。

⑤存储器容量：微机主存储器中能够存储数据的总字节数，称为主存容量，数值越大，可以存储的数据越多，运算速度越快；辅存容量是指辅助存储器所能容纳的总字节数，硬盘是最重要的辅助存储设备。存储器容量是衡量微机性能的一个重要指标。

⑥外设配置：主机所配置的外围设备（简称外设）的多少与好坏，也是衡量计算机综合性能的重要指标。一般应达到以下要求：硬盘容量大，存取周期短，读/写可靠；键盘的按键手感好，耐用，反应灵敏；鼠标的分辨率和轨迹速度高；光盘的数据传输速度快，读盘能力强；显示器的分辨率和扫描频率高；具有多媒体外设；等等。

⑦可靠性、可用性和可维护性：可靠性是指在给定的时间内，微机系统正常运转的概率；可用性是指微机的使用效率；可维护性是指微机的维修效率。可靠性、可用性和可维护性越高，则微机系统的性能越好。

2.认识硬件系统

本实训重点练习硬件识别。在进行硬件识别时，除要注意观察硬件外观特征外，务必要牢记硬件接口特征及防接错结构特征。微机中的接口类型大致可分为三类：外设接口、总线及数据线接口、电源接口及机箱面板控制线接口。组装微机的一项重要工作，就是将各个接口、连线准确连接到位。

1）CPU

CPU是微机的核心部件，微机中各部分的信息流动全部在CPU的控制下进行。CPU的性能在一定程度上决定了整个微机的性能。

（1）CPU生产厂商

世界上能开发生产微处理器的厂商并不很多，各厂商生产的CPU型号不同、性能不一，如图1-3所示。CPU按同时能处理的二进制位可分为8位、16位、32位和64位等几种。目前在通用PC市场上较流行的CPU芯片主要由以下生产商生产。

①Intel公司：Intel公司生产的微处理器芯片称为Intel系列芯片，目前主要有酷睿（Core）系列、Pentium和Celeron系列，以及至强系列等，分别应用于中高端用户、普通低端用户和服务器。Intel公司生产的CPU不仅性能出色，而且在稳定性、功耗等方面都相当突出。

②AMD公司：AMD是目前唯一可与Intel匹敌的CPU厂商。自从Athlon XP上市以来，AMD与Intel的技术差距逐渐缩小。2003年AMD64架构推出以后，AMD的技术已经与Intel相当，而且在某些方面已经领先于Intel。目前，AMD主要有用于服务器和工作站的Opteron（皓龙）处理器系列和用于台式机的Sempron（闪龙）、Athlon（速龙）、Phenom（羿龙）、Ryzen（锐龙），以及APU系列。AMD CPU的特点是低频高效，性价比高，缺点是发热量大。

③神州龙芯：早在2002年，中国科学院计算技术研究所就正式宣布我国首款可商业化、拥有自主知识产权、通用高性能的CPU——龙芯1号研制成功。到目前，先后完成龙芯1号、2号、3号三个系列的CPU处理器的研制，并且在产业化方面已经成功地应用于网络、工控、安全、移动等各种领域。龙芯CPU为提高我国信息产业的自主创新能力、改变我国信息领域核心技术受制于人的被动局面做出了杰出贡献。

此外，市场上也常见VIA、IBM等公司的产品。

（2）CPU散热器

图1-4所示为常见CPU风扇外观及导热硅脂。

计算机中许多电子元器件都是高能耗的产品，发热量相当大，尤以CPU为甚（其次是显卡芯片），普通的CPU表面温度可以达到50～80℃，而CPU内部可高达上百摄氏度。如果不及时将这些热量散发出去，就易产生死机、蓝屏错误、IE错误、打开程序错误、丢失数据、自动重启等问题。所以，用户必须认真对待CPU的散热问题。

目前，对于CPU的降温方法常见的有风冷、水冷、半导制冷和氟（氮）制冷等多种方法。这些方法中，虽然有些方法的降温手段十分有效，但不是施行困难，就是成本太高，所以对于普通用户来说，风冷是最实效、最方便、最常用的方法。CPU的风冷，其实就是利用散热片和散热风扇，将CPU的热量传导出来并吹到附近的空气中去，达到散热的目的。风冷效果的好坏取决于CPU散热风扇的功率、转速、风扇口径、形状，以及散热片材质等因素。

2）主存储器

主存储器又称内部存储器，简称内存，如图1-5所示。微机运行程序时，要在主存储器中保存和读取指令及数据，因此，主存储器的存取速度和容量对微机的整体速度影响很大。

提示：微机中使用的内存有SDRAM（同步动态内存）、DDRAM（双倍数据传输内存）、DDR2（DDR 2代内存）、DDR3（DDR 3代内存）、DDR4（DDR 4代内存）等几种类型，使用特点各不相同，既不能互相替代，也不能互相混用。

微机的主存储器从广义上来讲可分为只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两类。

①只读存储器（Read Only Memory，ROM）的特点是，微机运行时，其中存储的信息只能读取，不能写入，不会因其他程序出现错误而遭破坏，也不会因停电而丢失信息。因此，ROM常用来存放系统软件中的核心部分、诊断程序、常数等，如BIOS程序。它的容量一般较小。

②随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）又称读/写存储器。根据其工作方式的不同，分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种，不论哪一种，读/写速度都比ROM要快，但其中的信息在关掉电源时会消失。微机中主存储器容量的大小，—般是指动态RAM的容量。它的容量越大，微机处理复杂问题的能力越强、速度越快。

③高速缓冲存储器（Cache）：缓存属于静态RAM的范畴，但速度比系统主存要快得多。L1 Cache集成于CPU内核之中，速度与CPU内部频率相同。内核中集成一级缓存价格昂贵，技术复杂，为弥补一级缓存容量上的不足和降低生产成本，在CPU内核外部加入二级缓存甚至三级缓存，可以达到速度与价格的和谐平衡。

3）辅助存储器

辅助存储器又称外部存储器，简称外存。辅助存储器的存取速度比主存储器慢得多，但容量大，保存的信息关掉电源后不消失，适合永久保存信息。辅助存储器有固态硬盘（SSD新式硬盘）、机械硬盘（HDD传统硬盘）、光盘、闪存盘、移动硬盘等。

（1）固态硬盘存储器

固态硬盘是一种采用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，其接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘完全相同，但读取速度更快，解决了新时代传统机械硬盘的性能瓶颈问题，已经成为新装机或者主流笔记本式计算机的标配。固态硬盘在接口等标准上，根据大小尺寸不同，接口种类也不同，如图1-6所示。

（2）机械硬盘存储器

机械硬盘存储器简称硬盘，由硬盘片和硬盘驱动器组成，如图1-7所示。

在辅助存储器中，机械硬盘具有容量大、存取速度快等优点，是目前微机系统中不可缺少的重要设备。目前，市场上SATA接口硬盘为主流产品。图1-8所示为硬盘背部接口。

（3）闪存盘存储器

闪存盘存储器（Flash Memory）是近年常见的一种半导体存储器，因与微机USB接口相连，故又称U盘。它具有体积小、便于携带、容量大、速度快、可反复读/写、不易损坏、即插即用等优点。由于闪存盘的广泛应用，人们逐渐淘汰掉了软盘。图1-9所示为闪存盘的外观及接口。

（4）光驱与光盘

光盘存储器是利用激光写入和读出信息的存储器。光盘存储器由光盘盘片、光盘驱动器组成。图1-10所示为光盘片及光驱外观、光驱前面板及背板接口。

根据光盘存储技术，光盘驱动器分为CD-ROM（只读存储光盘）驱动器、CD-R（可记录光盘）驱动器、CD-RW（可重写光盘）驱动器、DVD-ROM（数字视频只读光盘）驱动器和DVD-RAM（数字视频可反复重写光盘）驱动器等。

常见的光盘规范有CD-DA（Compact Disc-Digital Audio，数字唱盘）、CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory，只读存储光盘）、CD-R（Compact Disc-Recordable，可记录光盘）、CD-RW（Compact Disc-Rewritable，可重写光盘）、VCD（Video Compact Disc，数字视盘）和DVD-ROM（Digital Versatile Disc-Read Only Memory，只读存储多用途数字光盘）等。

4）输入设备

输入设备是向微机内输入信息的设备，主要功能是将微机程序、文本、图形、图像、声音以及现场采集的各种数据转换成微机能处理的数据形式并输送到微机。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数码照相机、传声器等。

（1）键盘

键盘是微机必备的标准输入设备，现在常用的是104键的键盘，键区分布如图1-11所示。此外还有人体工学键盘、多媒体键盘等形式的键盘。

（2）鼠标

在图形界面下，鼠标是一种重要的输入设备，主要用于菜单选择、程序操作、绘图、浏览网页等。目前，鼠标已成为微机的必备外设。鼠标根据其技术结构原理可分为机械式和光电式以及无线式（无线连接）等种类。根据按键数量可分为两键、三键等，如图1-12所示。

（3）扫描仪

扫描仪（见图1-13）是一种常见的计算机输入设备，人们用它可将各种形式的图像、文稿等信息输入到计算机中。扫描仪分为专业滚筒式、平板式和手持式等种类，广泛应用在出版印刷、办公管理、超市收费及图书借阅等方面。

（4）数码摄像机和数码照相机

与传统的摄像机和照相机不同，数码摄像机（DV）和数码照相机（DC）能够记录数字化的图像，并可直接输入微机中进行处理。一般来说，数码摄像机记录的是活动图像，而数码照相机记录的是静态图像，如图1-14所示。

提示：常见外设如键盘、鼠标、扫描仪、数码照相机、打印机等设备的接口发生了较大变化，越来越多的设备淘汰了过去沿用的PS/2接口、串/并行接口等接口形式，而改用传输性能好、允许带电插拔的USB接口。各种接口的外形如图1-15所示。

5）输出设备

输出设备是把微机处理好的结果转换为文本、图形、图像及声音等形式并输出的设备。输出设备的种类很多，目前微机系统中常用的输出设备有显示器、投影仪、打印机、绘图仪和扬声器等。

（1）显示系统

显示系统由显示器和显示适配器（简称显卡）两部分组成。

①显示器是微机系统中不可缺少的输出设备。微机在工作时的各种状态、操作的结果、编辑的文件和程序、图形等，都要随时显示在屏幕上，通过它将信息反馈给用户。目前市场上的显示器产品主要有三类：一是CRT（阴极射线管）显示器；二是LCD（液晶显示器）；三是LED显示器。后两者有许多优点，如占用空间小、低功耗、低辐射、无闪烁等，随着价格逐渐降低，已被广泛应用。显示器的外观如图1-16所示。

②显卡是显示器与主机通信的控制电路的接口电路板。其主要作用就是在程序运行时，根据CPU提供的指令和有关数据，将程序运行过程和结果进行相应的处理并转换成显示器能够接收的文字和图形信号后，通过屏幕显示出来。换句话说，显示器必须依靠显卡提供的显示信号才能显示出各种字符和图像。显卡按其存在形式可分为独立显卡和集成显卡，通常认为，独立显卡能够更好地满足用户个性化的需求，选购灵活，而集成显卡价格便宜，性能一般，如果只是办公或普通学习，选择集成显卡就够用了。显卡外观如图1-17所示。

③显卡接口和显示器接口：CRT显示器采用VGA接口，LCD显示器采用DVI接口，高清设备采用标准接口HDMI，还有一些显卡上带有S-Video接口用于连接视频设备。各种接口的外观图如图1-18所示。

提示：定制分辨率和刷新频率，要依据显卡和显示器的档次而定，过高可能加速显示器的老化。通常17英寸（1英寸=2.54cm）的显示器，分辨率设置为1024像素×768像素使用效果最佳；刷新频率设置为85Hz，即可消除屏幕的闪烁感，长时间工作眼睛也不容易疲劳；而颜色数应设置为24位或32位真彩色模式。

（2）打印机

打印机是微机系统中重要的输出设备之一，可以将微机中的运行结果打印在纸上输出，方便人们的阅读，同时也便于携带。打印机种类很多，通常按打印原理将打印机分为击打式和非击打式两大类。击打式打印机中最普遍的是针式打印机（又称点阵打印机），非击打式打印机目前最流行的是激光打印机、喷墨打印机，如图1-19所示。

①针式打印机：最大的特点是可以使用多层连续纸一次打印多个副本，方便打印票据，广泛用于银行、电信、医疗等公共服务部门。

②激光打印机：是办公的主要机型，具有打印精度高、速度快、无噪声等特点。激光打印机分为单色（黑色）和彩色两种，目前以单色机型为主，彩色机型的购置费用和使用费用都较高，不适合普通办公使用。

③喷墨打印机：喷墨打印机的最大特点是可以打印彩色，档次差异大，低档机型是家庭和小型办公的主要机型，中高档机型是专业设计部门的必选类型。

（3）音频设备

音频设备可实现声音信息的输入与输出，是多媒体微机的必备设备。通常由声音的输入设备（传声器）和声音的输出设备（扬声器）及声音适配卡（声卡）组成。目前主板上大多集成了声卡，如图1-20所示。

6）主板

主板是微机中的重要部件之一，是微机主机的骨架。主板上主要有CPU插座、总线扩展槽及其他扩展槽、主板芯片组及各种集成电路、I/O接口、电源接口等。随着微电子技术的进步，直接集成到主板上的接口越来越多。图1-21所示为主板外观图。下面具体讲解主板上的常见部件。

提示：微机基本部件之间的连接规范定义了两大类连接方式，分别称为Bus（总线）和Interface（接口），而按照这两类连接方式所设计生产的电气元件分别称为Socket/Slot（插座/插槽）和Port（端口）。总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路，能分时地发送与接收各部件的信息。采用总线结构，既可以大大减少信息传送线路的数目，又可以非常容易地扩充内存和添加外设，大大提高了系统的灵活性和可维护性。主板上常见的总线有系统总线、I/O总线、USB总线等。接口一般指主板和某类外设之间的适配电路，采用标准接口技术，也是为了模块化结构设计，以得到多个厂商的广泛支持，便于生产与之兼容的外部设备和软件，解决主板和外设之间在电压等级、信号形式和速度上的匹配问题。

（1）印制电路板（PCB）

主板可形象地被称为“数字时代的动力平台”，如图1-21所示，图中承载着总线、接口、芯片等器件的大板块，就是PCB。PCB是由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。一般的PCB分为四层，即最上和最下是信号层，中间两层是接地层和电源层。设计主板时应尽量避免由于其他接线的干扰，造成信号失真，应该在相邻的两条接线之间留出足够大的间距。有些接线必须限制其最大长度，以确保信号的最小衰减等。

（2）CPU插座

主板上的白色方形插座就是CPU插座，如图1-22所示。它的重要作用是把CPU固定在主板上。随着CPU的发展变化，CPU插座也一直处在发展变化之中。早期的CPU都是直接焊接在主板上的，发展到486以后，开始采用插座，但初期需要使用一个专用工具才能拆卸，接着出现了ZIF（零插拔力）插座及插槽。目前主要采用插座设计，但有多种规格形式，选购时应注意主板与CPU的配套。

（3）内存插槽

主板上一组相互距离较紧密的插槽即为内存插槽，两边带有卡销，便于安装固定内存，如图1-23所示。目前主要有三种内存插槽形式：SDRAM内存插槽，用来安装SDRAM内存，有168只引脚（又称金手指），两个防呆隔断；DDR内存插槽，用于安装DDRAM内存，有184只引脚，一个防呆隔断；DDR2/DDR3内存插槽，用于安装DDR2/DDR3内存，有240只引脚，一个防呆隔断。

（4）AGP插槽

AGP插槽通常在CPU插座旁边，颜色为褐色，只有一个，用来安装AGP接口显卡，有些集成显卡的主板则没有此插槽。AGP插槽有AGP 1X、AGP Pro、AGP 2X、AGP 4X、AGP 8X等规格，其工作电压不完全相同，为防止错接，插槽中的防呆隔断设计各不相同，安装时应配套使用。AGP插槽外观如图1-24所示。当今主流机型中，AGP显卡接口插槽已被PCI-E插槽所取代。

（5）PCI插槽

AGP插槽另一侧的白色插槽就是PCI插槽，如图1-25所示，有2～6个，是一种扩展卡接口，用来安装各种扩展卡，如声卡、网卡、SCSI卡、USB卡等，只要符合PCI接口规范，均可安装到PCI插槽。

（6）PCI Express（简称PCI-E）插槽

PCI Express接口根据总线接口按照对位宽的要求不同而有所差异，分为PCI Express 1X、2X、4X、8X、16X等。由此PCI Express的接口长短也不同。1X最小，往上则越大。PCI Express接口可以向下兼容，即PCI Express 4X的设备可以插在PCI Express 8X或16X上进行工作。它良好的向下兼容性被不少业界人士看好，同时PCI Express接口还具有支持热插拔及热交换的特性。图1-26所示为1X、16X PCI-E插槽，图1-27所示为PCI-E总线扩展卡。

提示：PCI Express总线是一种完全不同于过去PCI总线的全新总线规范，与PCI总线共享并行架构相比，PCI Express总线是一种点对点串行连接的设备连接方式，点对点意味着每个PCI Express设备都拥有自己独立的数据连接，各个设备之间并发的数据传输互不影响，而过去PCI那种共享总线方式，PCI总线上只能有一个设备进行通信，一旦PCI总线上挂接的设备增多，每个设备的实际传输速率就会下降，性能得不到保证。而PCI Express以点对点的方式处理通信，每个设备在要求传输数据的时候各自建立自己的传输通道，对于其他设备这个通道是封闭的，这样的操作保证了通道的专有性，避免其他设备的干扰。PCI Express已替代传统的PCI和AGP成为新一代PC总线统一规范。

（7）IDE端口

在主板上靠近边缘的地方，可以找到带有防护围框的长条形接口，它们就是IDE端口，用于连接硬盘和光驱，如图1-28所示。每个IDE端口有40根针脚，为防止错接，防护围框上有一个缺口，对应IDE信号线上的凸起部分。IDE端口有主从之分，通常主端口颜色鲜艳醒目，标记为IDE-1，从端口多为黑色或白色，标记为IDE-2。

（8）串行ATA（Serial ATA，SATA）接口

图1-29所示为SATA接口和数据线。

SATA接口是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，相对于并行ATA来说，具有非常多的优势。首先，SATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，SATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而SATA 2.0接口的数据传输率为300MB/s，SATA 3.0接口的数据传输率可达600MB/s。

（9）软盘驱动器端口

主板上在IDE端口旁边，还有一个软盘驱动器端口，外形及防错接结构均与IDE端口相同，只是稍短些，有34根针脚。由于闪存盘等其他形式移动存储器的普及，软驱已趋于淘汰，多数主板上已不再设置该端口。

（10）电源端口

通过电源端口使主机电源与主板相连，为主板提供动力。电源端口通常位于CPU插座或内存插槽附近，目前主要是ATX接口形式，为白色长方形，有20只或24只引脚。对于与IntelPentium 4 CPU配套的主板，在上面还可以看到一个4针方形电源端口，设置该端口的目的是为高功耗的CPU提供充足的电力支持，如图1-30所示。此外，主板上还有CPU风扇电源接口和机箱风扇电源接口等。

（11）各种前面板端口排针

用于连接机箱前面板的按钮、指示灯、USB端口和前置音频端口等，通常用颜色或线框标出分组，用数字符号标出极性。图1-31所示为主板上的前面板端口排针和接头。

（12）各种背板端口

在安装好的主机机箱背面，有各种形状的端口，用来连接各种外设，以实现更加丰富的计算机系统功能。常见的端口有：PS/2端口——用于连接鼠标、键盘；串行通信端口——用于连接鼠标、Modem；并行通信端口——用于连接打印机、扫描仪；音频信号端口——用于连接音频设备；USB端口——用于连接各种USB接口设备。目前USB接口已经应用于各个种类的外设上。此外，有些主板上还集成有显卡端口、网卡端口、IEEE 1394端口等。常见背板端口如图1-32所示。

（13）其他器件

此外，在主板上还设有CMOS清零跳线，内置声卡音频输入端口，机箱开启警示排针等。

提示：微机主板上除布置有上述各个端口外，还有与装机操作关系不大但对主板性能影响甚大的BIOS芯片和南、北桥芯片等。BIOS（基本输入/输出系统）芯片是一个很重要的芯片，完成系统与外设之间的输入/输出工作，后面将进行详细介绍。南、北桥芯片组与主板的关系就像CPU与整机的关系一样，它提供主板上的核心逻辑，是主板的大脑。目前市面上主要有Intel、VIA、SiS、Ali四家公司的产品。

7）机箱、电源

机箱和电源通常整体出售，但也可以单独选购。选购时不仅要看外表，更要注重内在品质，一定要购买通过中国电工产品（CCEE）安全认证的知名品牌，查看其选料及做工，边缘无毛刺，拿在手中应该有厚重感。常见机箱、电源外观如图1-33所示。

（1）机箱

按其结构不同，机箱可分为AT、ATX、NLX、MicroATX、ItX等多种，其中ATX机箱是目前市场上最常见的机箱。按其外形摆放不同，机箱可分为卧式、立式两种，通常立式机箱的可扩充性较强，前面板的装饰也更富于变化，立式机箱又分为半高和全高。选购机箱时，除考虑款式、材质等因素外，机箱的散热性能也是应该重点考虑的因素。

（2）电源

电源的基本功能是将市电转换为微机所需的各档直流工作电压，为微机的所有部件提供动力。电源的好坏直接影响到微机能否稳定地工作，一定要购买通过中国电工产品（CCEE）安全认证、拿在手中有厚重感的产品；在电源接口形式和功率指标上，则要注意与所购产品相匹配。

8）网络设备

用户接入网络的形式主要有宽带接入和窄带接入。宽带接入设备主要有网卡和宽带调制解调器（Cable Modem），窄带接入则只需要一台调制解调器（Modem），通过专用线或电话线接入即可。

单位内部的多台微机也可以组成一个局域网，这时主要用到网卡和集线器（Hub）等设备。图1-34所示为常见网络接入设备。

3.解读硬件参数

图1-35所示为主流网站计算机配置的资料信息。

通过对联想扬天T6900C、戴尔XPS 8910-R17N8参数的分析，可以看出，无论微机档次如何，所使用的参数项目大致相同。下面以典型参数为例进行说明。

1）CPU主要性能指标

①CPU类型：主要是指CPU产品系列及CPU核心类型。CPU产品系列主要分为Intel系列和AMD系列，核心类型则可细分为更多种，如Intel酷睿多核CPU还细分为：E系、T系、P系、Q系、i系等。通常认为，相同系列，主频越高越好，相同主频，系列越新越好。

②频率：主频即CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。一般说来，一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快。由于各种CPU的内部结构不尽相同，并非所有时钟频率相同的CPU的性能都一样；外频是CPU的基准频率，是CPU与主板之间同步运行的速度。在部分微机系统中，外频是以内存与主板之间的同步速度运行，在这种方式下，可以理解为CPU的外频等于内存运行的频率。倍频是一个系数，倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。CPU的主频=外频×倍频。

③前端总线（FSB）频率：前端总线是将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。北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没有足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。前端总线的速度越快，CPU的数据传输就越迅速。

提示：外频与前端总线频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频指数字脉冲信号在每秒振荡1千万次；而100MHz前端总线指的是每秒CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷（8bit/B）=800MB/s。

④高速缓存：缓存是内存的一种形式，当内存的速度满足不了CPU速度的要求时，速度比内存更快的缓存可以为CPU和内存之间提供一个高速的数据缓冲区域。CPU读取数据的顺序是，先在缓存中寻找，找到以后就直接读取，如果没有找到，再到内存中进行读取。CPU的缓存分为一级缓存、二级缓存和三级缓存。一级缓存集成在CPU内部，与CPU同频率工作，二、三级缓存位于CPU核心外部或主板上。

⑤接口：CPU接口是指CPU与主板之间的连接方式。目前最为典型的接口为LGA2011-3/1151/1150，Socket FM2+AM3/AM4，它们分别是Intel公司和AMD公司主流CPU的接口。CPU接口的统一，可以明显减少用户的升级成本，当用户升级CPU时，无须淘汰原来的主板。

⑥最新技术：主要有64位技术、双核心/多核心技术、防病毒技术、TDP功耗（热设计功耗）等。

提示：与传统的单核CPU相比，多核CPU带来了更强的并行处理能力、更高的计算密度和更低的时钟频率，并大大减少了散热和功耗。目前各大主要芯片厂商的产品线中，双核、四核甚至六核CPU已经占据了主要地位。

图1-36所示为Intel CPU外包装盒，上面标识出了CPU的主要信息参数。

2）内存主要性能指标

①内存类型：目前主要有DDR2内存、DDR3内存和DDR4内存，DDR2和DDR3的针脚数目都是240线，但是防呆缺口位置不同。DDR3内存耗电更少，频率更高、容量更大。DDR4的针脚数是284线，与DDR3最大的区别有三点：16bit预取机制（DDR3为8bit），同样内核频率下理论速度是DDR3的两倍；更可靠的传输规范，数据可靠性进一步提升；工作电压降为1.2V，更节能。

②内存的“线”数和容量：所谓内存条是多少“线（pin）”，是指内存条与主板内存插槽插接时有多少个接触点（又叫“金手指”）。目前，常见内存有240线和284线，容量则为1GB、2GB、4GB、8GB、16GB等。

③内存的频率：内存主频和CPU主频一样，习惯上被用来表示内存的速度。内存的频率可以用工作频率和等效频率两种方式表示，工作频率是内存颗粒实际的工作频率，但是由于DDR内存可以在脉冲的上升和下降沿都传输数据，因此传输数据的等效频率是工作频率的两倍；而DDR2内存每个时钟能够以四倍于工作频率的速度读/写数据，因此传输数据的等效频率是工作频率的四倍。例如DDR 200/266/333/400的工作频率分别是100/133/166/200MHz，而等效频率分别是200/266/333/400MHz；DDR2400/533/667/800的工作频率分别是100/133/166/200MHz，而等效频率分别是400/533/667/800MHz。

④其他常用内存指标：SPD芯片、奇偶校验、内存颗粒数量等。

⑤常见主流内存品牌：金士顿（Kingston）、海盗船（CORSAIR）、黑金刚（KINGBOX）、宇瞻（Apacer）等。

3）硬盘主要性能指标

①容量：硬盘最重要的参数之一，通常可以认为，容量越大越好。目前主流硬盘的容量都在500GB以上。

②主轴转速：硬盘的主轴转速是决定硬盘内部数据传输率的决定因素之一，它在很大程度上决定了硬盘的性能，转速越高价格越高，目前市场上主流硬盘的转速多为7200r/min。

③高速缓存：指硬盘内部的高速存储器，目前硬盘的高速缓存容量一般为8MB以上。该值越大越好。

④接口类型：硬盘接口类型有IDE、SCSI、SATA、USB接口等。目前台式计算机所用硬盘大多为SATA接口，移动硬盘多为USB接口，服务器硬盘则为SCSI或SATA接口。

⑤常见主流硬盘品牌：目前市场见到的硬盘主要有希捷、西部数据、三星、日立等几个品牌。

此外，硬盘的数据保护系统、噪声与温度等参数，也是用户比较关注的指标。图1-37所示为一款希捷500GB SATA接口硬盘标签，上面标识了常用参数。

4）显示系统主要性能指标

显示系统包含两大部分：显卡和显示器。

（1）显卡性能指标

①显示芯片：是显卡的核心部件，相当于主板上的CPU，它的性能好坏直接决定了显卡性能的好坏，它的主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。目前设计、制造显示芯片的厂家有nVIDIA、AMD（ATI）、SiS、VLA等。

②显存：是显卡的一项重要指标，决定了显卡数据处理的速度，显存容量越大，可以存储的图像数据就越多，支持的分辨率与颜色数也就越高，画面运行也就更加流畅。按其存在形式显存可分为独立显存和从主存上划取显存两种形式。显存的类型与主存相同，也可分为DDR2、DDR3、DDR4、DDR5、DDR5X等类型。

③显存位宽：指显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数。目前市场上的显存位宽有64位、128位、192位、256位、384位、512位等多种。通常显存位宽越高，性能越好，价格也越高。

④显卡接口：目前独立显卡均为PCI-E 16X。图1-38所示为显卡包装盒信息。

（2）显示器性能指标

显示器分为CRT（阴极射线管）显示器、LCD（液晶显示器）和LED显示器（发光二极管显示器），目前以LCD/LED显示器为主流。以LCD显示器为例，其主要性能指标有：

①显示屏幕尺寸：这是用户最为关注的显示器参数，通常用显示器屏幕对角线的长度来标识，单位为英寸。受显示器边框影响，显示器的实际显示尺寸小于显示器的屏幕参数尺寸。

②分辨率：LCD是通过液晶像素实现显示的，由于液晶像素的数目和位置都是固定不变的，所以液晶只有在标准分辨率下才能实现最佳显示效果，而在非标准的分辨率下则是由LCD内部的IC通过插值算法计算而得，因此会影响画面质量。17英寸LCD显示器的最佳分辨率为1280像素×1024像素（即一行有1280个液晶像素，一屏有1024行）。

③响应时间：是LCD显示器的一个重要指标，它是指各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗的速度，其单位是ms（毫秒），响应时间越短越好，如果响应时间过长，在显示动态影像（特别是在看DVD、玩游戏）时，就会产生较严重的“拖尾”现象。

常见液晶显示器的参数还有：亮度/对比度、可视角度、坏点等。

5）其他常用指标

①外设的配置及扩展能力：主要指计算机系统配接各种外设的可能性、灵活性和适应性。

②软件配置：软件是计算机系统必不可少的重要组成部分，其配置是否齐全，直接关系到计算机性能的好坏和效率的高低。

练习与提高

1.微机系统由哪些部分组成？各有什么作用？

2.走访计算机配件经销商，熟悉常见硬件品牌、型号、参数，掌握硬件接口特点和防接错结构。

3.结合所学知识，调查走访市场，分别列出家用计算机和普通商用计算机的配置清单，并给出参考价格。

4.说出CPU、内存、显卡的接口特点和防接错结构特点。

5.列出学习型、入门型计算机配置清单，并作简单说明。