第一次课(3-10)计算机硬件基础
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计算机硬件基础
第一章 计算机硬件知识
学习目标：理解计算机系统的组成； 识记常用的计算机硬件设备；了解计算 机硬件设备性能参数。
重难点：主板结构、显卡结构、光驱 基本结构等。
1. 计算机系统的组成
一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。
（1） 硬件系统
计算机硬件系统指由计算机中由电子、机械和光电元件组成的各种 物理装置，直观地说就是是人们看得见、摸得着的物理设备，它是由一 组设备组装而成的，将这些设备作为一个统一体而协调运行，故称之为 硬件系统。
1．运算器（ALU）：能进行加减乘除运算和逻辑运算。 2. 控制器（CU）：控制计算机自动运行。 3．存储器：存放数据和指令，以二进制0和1形式存放。 4．输入、输出设备： 是人与电脑交互的部件。
1)运算器（ALU: Arithmetical and Logical Unit）
运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻 辑运算，所以也称算术逻辑单元。
（2） 软件系统
系统软件：负责管理计算机系统中各种硬件资源，使得它们可以 协同工作，同时向各种应用程序提供支持的软件，如操作系统、驱动 程序、编译器等。
应用软件：是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供 的软件，如办公软件、游戏软件、聊天软件、下载软件等。
1.2 计算机体系结构
计算机都是采用冯.诺依曼体系结构，由运算器、控制器、存储器、 输入设备和输出设备五部分组成。
（2） 软件系统
计算机软件系统指在计算机硬件设备基础上运行和保存的程序和 数据。计算机软件看不见，摸不着，但却不能缺少，否则计算机就会 失去“生命”，变成一堆废铜烂铁。
软件系统(Software Systems)是指由系统软件、支撑软件和应用 软件组成的计算机软件系统，它是计算机系统中由软件组成的部分。
百度文库 1.1主板
主板又称系统板或母板（mother board），是计算机主 机的核心，被固定在机箱内。计算机整体性能是否能稳定 有效地得到发挥，主板将起到非常重要的作用。
计算机中几乎所有的基本设备都与主板相连接。主板是计 算机中最大的一块电路板，上面有一系列的插槽及接口。
主板相当于电脑的神经中枢。
ATX主板主要元器件有CPU插座、芯片组、BIOS芯片、内存插槽、总线扩 展槽、硬盘接口、以及主板边缘的外设接口等。
1.1主板
图1 ATX（Advanced Technology Extended）主板
1.1主板
（1）芯片组 在传统的芯片组构成中，一直沿用南桥芯片与北桥芯片搭配的方式，它们主 要负责CPU与电脑其他部件的通信工作，类似“桥”的作用，在主板上可以发现 它们的具体位置。一般地，我们在主板上，可以在CPU插槽附近找到一个散热器， 下面的就是北桥芯片。南桥芯片一般离CPU较远，常裸露在PCⅠ插槽旁边，块 头比较大；北桥芯片是系统控制芯片，主要负责CPU、内存、显卡三者之间的数 据交换，在与南桥芯片组成的芯片组中起主导作用，掌控一些高速设备，如CPU、 Host bus等。主板支持什么CPU，支持AGP多少速的显卡，支持何种频率的内 存，都是北桥芯片决定的。北桥芯片往往有较高的工作频率，所以发热量颇高南 桥芯片主要决定主板的功能，主板上的各种接口、PS/2鼠标控制、USB控制、 PCI总线IDE以及主板上的其他芯片（如集成声卡、集成RAID卡、集成网卡 等），都归南桥芯片控制。随着PC架构的不断发展，如今北桥的功能逐渐被 CPU所包含，自身结构不断简化甚至在芯片组中也已不复存在 。
1.1主板
ATX（Advanced Technology Extended）主板规格由英特尔公司在 1995年制定。这是多年来第一次计算机机壳与主板设计的重大改变。ATX取代 AT主板规格，成为较新计算机系统默认的主板规格。ATX解决以往AT规格中， 令计算机组装人士烦恼的问题。其他派生的主板规格（包括microATX、 FlexATX与mini-ITX）保留ATX基本的背板设置，但主板的面积减少，扩展槽 的数目也有所删减。
2)控制器（CU：Control Unit）
控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部 件协调地工作。
运 算 器 和 控 制 器 合 在 一 起 称 为 中 央 处 理 器 CPU （Central Processig Unit），它是计算机的核心部件。
1.2 计算机体系结构
冯·诺依曼（John von Neumann， 1903年12月28日-1957年2月8日），美籍 匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家，是 20世纪最重要的数学家之一。冯·诺依曼是布 达佩斯大学数学博士，是现代计算机、博弈论、 核武器和生化武器等领域内的科学全才之一， 被后人称为“现代计算机之父”、“博弈论之 父”。他先后执教于柏林大学和汉堡大学， 1930年前往美国，后入美国籍。 历任普林斯 顿大学教授、普林斯顿高等研究院教授，入选 美国原子能委员会会员、美国国家科学院院士。 早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论 等方面的研究闻名，开创了冯·诺依曼代数。
1.1主板
由于主板是电脑中各种设备的连接载体，而这些设备的 各不相同的，而且主板本身也有芯片组，各种I/O控制芯片， 扩展插槽，扩展接口，电源插座等元器件，因此制定一个标 准以协调各种设备的关系是必须的。所谓主板结构就是根据 主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形状，所使用 的电源规格等制定出的通用标准，俗称“结构规范”，所有 主板厂商都必须遵循。
1.1主板
主板的结构规范有分为AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、 EATX、WATX以及BTX等结构。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板结构； 而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多 见；EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板；ATX是目前市场上最常见的主 板结构，扩展插槽较多，PCI插槽数量在4-6个，大多数主板都采用此结构； Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展 插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱。
第一章 计算机硬件知识
学习目标：理解计算机系统的组成； 识记常用的计算机硬件设备；了解计算 机硬件设备性能参数。
重难点：主板结构、显卡结构、光驱 基本结构等。
1. 计算机系统的组成
一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。
（1） 硬件系统
计算机硬件系统指由计算机中由电子、机械和光电元件组成的各种 物理装置，直观地说就是是人们看得见、摸得着的物理设备，它是由一 组设备组装而成的，将这些设备作为一个统一体而协调运行，故称之为 硬件系统。
1．运算器（ALU）：能进行加减乘除运算和逻辑运算。 2. 控制器（CU）：控制计算机自动运行。 3．存储器：存放数据和指令，以二进制0和1形式存放。 4．输入、输出设备： 是人与电脑交互的部件。
1)运算器（ALU: Arithmetical and Logical Unit）
运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻 辑运算，所以也称算术逻辑单元。
（2） 软件系统
系统软件：负责管理计算机系统中各种硬件资源，使得它们可以 协同工作，同时向各种应用程序提供支持的软件，如操作系统、驱动 程序、编译器等。
应用软件：是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供 的软件，如办公软件、游戏软件、聊天软件、下载软件等。
1.2 计算机体系结构
计算机都是采用冯.诺依曼体系结构，由运算器、控制器、存储器、 输入设备和输出设备五部分组成。
（2） 软件系统
计算机软件系统指在计算机硬件设备基础上运行和保存的程序和 数据。计算机软件看不见，摸不着，但却不能缺少，否则计算机就会 失去“生命”，变成一堆废铜烂铁。
软件系统(Software Systems)是指由系统软件、支撑软件和应用 软件组成的计算机软件系统，它是计算机系统中由软件组成的部分。
百度文库 1.1主板
主板又称系统板或母板（mother board），是计算机主 机的核心，被固定在机箱内。计算机整体性能是否能稳定 有效地得到发挥，主板将起到非常重要的作用。
计算机中几乎所有的基本设备都与主板相连接。主板是计 算机中最大的一块电路板，上面有一系列的插槽及接口。
主板相当于电脑的神经中枢。
ATX主板主要元器件有CPU插座、芯片组、BIOS芯片、内存插槽、总线扩 展槽、硬盘接口、以及主板边缘的外设接口等。
1.1主板
图1 ATX（Advanced Technology Extended）主板
1.1主板
（1）芯片组 在传统的芯片组构成中，一直沿用南桥芯片与北桥芯片搭配的方式，它们主 要负责CPU与电脑其他部件的通信工作，类似“桥”的作用，在主板上可以发现 它们的具体位置。一般地，我们在主板上，可以在CPU插槽附近找到一个散热器， 下面的就是北桥芯片。南桥芯片一般离CPU较远，常裸露在PCⅠ插槽旁边，块 头比较大；北桥芯片是系统控制芯片，主要负责CPU、内存、显卡三者之间的数 据交换，在与南桥芯片组成的芯片组中起主导作用，掌控一些高速设备，如CPU、 Host bus等。主板支持什么CPU，支持AGP多少速的显卡，支持何种频率的内 存，都是北桥芯片决定的。北桥芯片往往有较高的工作频率，所以发热量颇高南 桥芯片主要决定主板的功能，主板上的各种接口、PS/2鼠标控制、USB控制、 PCI总线IDE以及主板上的其他芯片（如集成声卡、集成RAID卡、集成网卡 等），都归南桥芯片控制。随着PC架构的不断发展，如今北桥的功能逐渐被 CPU所包含，自身结构不断简化甚至在芯片组中也已不复存在 。
1.1主板
ATX（Advanced Technology Extended）主板规格由英特尔公司在 1995年制定。这是多年来第一次计算机机壳与主板设计的重大改变。ATX取代 AT主板规格，成为较新计算机系统默认的主板规格。ATX解决以往AT规格中， 令计算机组装人士烦恼的问题。其他派生的主板规格（包括microATX、 FlexATX与mini-ITX）保留ATX基本的背板设置，但主板的面积减少，扩展槽 的数目也有所删减。
2)控制器（CU：Control Unit）
控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部 件协调地工作。
运 算 器 和 控 制 器 合 在 一 起 称 为 中 央 处 理 器 CPU （Central Processig Unit），它是计算机的核心部件。
1.2 计算机体系结构
冯·诺依曼（John von Neumann， 1903年12月28日-1957年2月8日），美籍 匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家，是 20世纪最重要的数学家之一。冯·诺依曼是布 达佩斯大学数学博士，是现代计算机、博弈论、 核武器和生化武器等领域内的科学全才之一， 被后人称为“现代计算机之父”、“博弈论之 父”。他先后执教于柏林大学和汉堡大学， 1930年前往美国，后入美国籍。 历任普林斯 顿大学教授、普林斯顿高等研究院教授，入选 美国原子能委员会会员、美国国家科学院院士。 早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论 等方面的研究闻名，开创了冯·诺依曼代数。
1.1主板
由于主板是电脑中各种设备的连接载体，而这些设备的 各不相同的，而且主板本身也有芯片组，各种I/O控制芯片， 扩展插槽，扩展接口，电源插座等元器件，因此制定一个标 准以协调各种设备的关系是必须的。所谓主板结构就是根据 主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形状，所使用 的电源规格等制定出的通用标准，俗称“结构规范”，所有 主板厂商都必须遵循。
1.1主板
主板的结构规范有分为AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、 EATX、WATX以及BTX等结构。其中，AT和Baby-AT是多年前的老主板结构； 而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多 见；EATX和WATX则多用于服务器/工作站主板；ATX是目前市场上最常见的主 板结构，扩展插槽较多，PCI插槽数量在4-6个，大多数主板都采用此结构； Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“小板”，扩展 插槽较少，PCI插槽数量在3个或3个以下，多用于品牌机并配备小型机箱。