任务一　计算机硬件组装

任务描述

根据统计,市面上销售的组装机与品牌机的比率约为2∶8。品牌机的价格普遍都很高,但相应的配置不高,相对来说,组装机的性价比就明显比品牌机高。那么,怎样组装一台理想的计算机呢?

任务分析

计算机一般包括以下部件:主板、CPU、内存、显卡、硬盘、光驱、显示器、键盘、鼠标、电源和机箱。要想顺利组装一台计算机,必须先了解各部件及其安装方法和注意事项。

知识链接

计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件(hardware)是构成计算机的物理装置,是看得见、摸得着的一些实实在在的有形实体;软件(software)是指计算机运行需要的程序、数据和有关的技术文档资料。微型计算机系统的组成如图1-1所示。

图1-1　微型计算机系统的组成

1.主板

主板又叫主机板(main board)、系统板(system board)和母板(mother board),它安装在机箱内,是计算机最基本的,也是最重要的部件之一。可以说,主板的类型和档次决定着整个计算机系统的类型和档次,主板的性能影响着整个计算机系统的性能。计算机的各个组成部分都是通过一定的方式连接到主板上的,主板结构如图1-2所示。

图1-2　主板

构成主板的主要部件有CPU插座、BIOS芯片、内存插槽、扩展槽、芯片组和各种接口等。

①CPU插座:CPU与主板的接口。

②BIOS芯片:BIOS(Basic Input/Output System,基本输入输出系统)是一块装入了启动和自检程序的EPROM或EEPROM集成块。实际上它是被固化在计算机ROM(只读存储器)芯片上的一组程序,为计算机提供最低级、最直接的硬件控制与支持。

③内存插槽:随着内存扩展板的标准化,主板给内存预留了专用插槽,只要购买所需数量及与主板插槽匹配的内存条,就可以实现内存的扩充。

④扩展槽:扩展槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽,也叫扩展插槽、扩充插槽。扩展槽是一种增加电脑功能、增强电脑特性的方法。目前扩展槽的种类主要有ISA、PCI、AGP、CNR、AMR、ACR和PCI Express。

⑤芯片组:芯片组(chipset)是主板的核心组成部分,如果说中央处理器(CPU)是整个计算机系统的心脏,那么芯片组则是整个身体的躯干。它在一定程度上决定了主板的性能和级别。

⑥各种接口:接口是微处理器与外部设备的连接部件,是CPU与外部设备进行信息交换的中转站。主板上的标准接口有:键盘与显示器接口、并行接口(一般用来连接打印机、扫描仪等)、串行接口(一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备)、USB(可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、手机、数码相机、移动硬盘等几乎所有的外部设备)和PS/2接口(鼠标和键盘的专用接口)等。

2.中央处理器

中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是整个计算机的核心,计算机的运算处理功能主要由它来完成。同时,它还控制计算机的其他零部件,从而使计算机的各部件协调工作。CPU的外形如图1-3所示。

图1-3　CPU的正面和反面

中央处理器主要由运算器和控制器组成。

运算器是用来进行算术运算和逻辑运算的部件,是计算机对信息进行加工的场所。运算器由累加器、寄存器和算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)组成,其核心是算术逻辑单元,所以运算器又称算术逻辑单元。

控制器是计算机系统的指挥中心,由一些时序逻辑元件组成,指挥计算机的各个零部件进行工作。可以说,控制器是统一指挥和控制计算机各部件进行工作的“神经中枢”。

CPU有很多重要的参数,用以表示CPU的性能。

(1)主频

主频即CPU内部时钟频率,用来表示CPU的运算速度。主频和实际的运算速度有关,是体现CPU性能的一个重要因素。

(2)外频

CPU的速度提高得非常快,以致于主板的速度无法与之同步。为了解决这一问题,CPU制造商采用了分频技术,让CPU内部指令(如CPU内部数据交换)以较快的速度运行,而CPU外部指令(如CPU与内存交换数据)则以较慢的速度运行,以适应主板的速度。所以外频就是外部时钟频率,它是CPU与主板之间同步运行的速度。外频决定着整块主板的运行速度。

(3)缓存

CPU缓存是位于CPU与内存之间的临时存储器,出于成本考虑,它的容量都很小,但交换速度快,可用来存储CPU常用的数据和代码。缓存可分为L1 Cache(一级缓存)、L2 Cache(二级缓存)和L3 Cache(三级缓存)。

(4)字长

CPU在一次操作中能够处理的最大二进制数的位数称为字长。例如,计算机字长为64位,即表示计算机一次可以并行处理64位二进制数。

(5)多核心

多核心是指单芯片多处理器。理论上,如果得到软件的支持,n核处理器的速度可达到单核处理器的n倍。

3.存储器

存储器是具有记忆和暂存功能的部件,是计算机存储信息的仓库。执行程序时,由控制器将程序从存储器中逐条取出,执行指令。按照存储器与中央处理器的关系,可以把存储器分为内存储器(简称内存)和外存储器(简称外存)两大类。

存储器的容量是指存储器中能存储信息的总字节数。8位二进制位(bit,b)称为一个字节(Byte,B),字节是个很小的单位,更大的存储单位是KB、MB、GB、TB和PB等单位。

(1)内存储器

内存储器简称内存,主要用来存放当前计算机运行时所需要的程序和数据,外形如图1-4所示。目前多采用半导体存储器,其特点是体积小,存取速度快;但容量较小,价格较贵。内存的大小是衡量计算机性能的主要指标之一。

内存根据作用的不同又可分为只读存储器和随机存储器两种。只读存储器(ROM)中所存储的信息是由制造厂家一次性写入并永久保存下来的。当掉电或死机时,其中的信息仍能保留。随机存储器(RAM)的信息可以被读出,也可以向其中写入新的信息。开机时,系统程序、应用程序以及用户数据都被临时装入RAM中;关机或断电时,其中的信息将随之消失。

常说的某台计算机的内存通常指的就是RAM的容量。通常,计算机的内存越大,运行速度就越快。

(2)外存储器

外存储器也称辅助存储器,简称外存或辅存。外存主要指那些容量比主存大,读取速度较慢,通常用来存放需要永久保存或相对来说暂时不用的各种程序和数据的存储器。常见的外存储器有硬盘、光盘和U盘等。

硬盘存储器:硬盘存储器(HDD)是一种涂有磁性物质的金属圆盘,通常是把若干片硬盘片、驱动器和控制器等部分封装在一起,如图1-5所示。硬盘的读写磁头和硬盘片距离很近,在使用的过程中应注意防止剧烈震动。此外,硬盘还包括固态硬盘(SSD)和混合硬盘(H HD)两种,固态硬盘是基于闪存类的,其读写速度更快,并且无噪音;混合硬盘是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。

图1-4　内存条外形图

图1-5　硬盘外形

光盘存储器:光盘(Compact Disc,CD)是激光技术在计算机领域中的一种应用,它具有容量大、寿命长、成本低的优点。光盘利用了金属盘片表面凹凸不平的特征,通过光的反射强度来记录和识别二进制的0、1信息。

4.输入设备

输入设备是计算机接受外来信息的设备,人们用它来输入程序、数据和命令。在传送过程中,它先把各种信息转化为计算机所能识别的电信号,然后传入计算机。常用的输入设备有键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、游戏杆、语音输入装置等。

5.输出设备

输出设备与输入设备相反,是从计算机中将有关数据、处理结果等信息输出的设备。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。

(1)显卡和显示器

显卡又称显示器适配卡,是连接主机与显示器的接口卡。其作用是将主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息,传送到显示器上显示。

如图1-6所示,显示器(display)又称监视器,是实现人机对话的主要工具。它既可以显示键盘输入的命令或数据,又可以显示计算机数据处理的结果。

图1-6　显示器

(2)声卡

声卡(sound card):声卡是多媒体技术中最基本的组成部分,是实现模拟信号/数字信号(A/D)相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换,输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备,或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。

6.总线

总线是系统部件之间传送信息的通道,是计算机中各种信号联线的总称,大致分为三种:数据总线、地址总线和控制总线。(https://www.daowen.com)

①数据总线用于传送数据和代码,一般为双向三态形式的总线,可以进行双向数据传送。数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标,通常与微处理的字长相一致。例如,64位的CPU芯片,其数据总线为64位。

②地址总线用于传送CPU发出的地址信息,以便选择需要访问的存储单元或输入/输出接口电路。

③控制总线用来传送控制信号和时序信号,包括CPU到存储器或外设接口的控制信号和外设到CPU的各种信号等。

任务设计

学习了计算机的基础知识,下面开始组装个人计算机。需要注意的是:第一,无论安装什么配件,切记不能接通系统电源;第二,装机前要释放人体上的静电,以免在组装计算机的时候击穿配件,可以在装机前洗手、摸一下金属物或戴上防静电手套;最后,不要将配件插错或者插反,任何配件都能轻松插入插槽中,如果不能,请注意配件的缺口是否对应上插槽的缺口。

1.观察主板布局

组装硬件之前要查看主板布局并设置相关的主板跳线。主板布局如图1-7所示。