目录

  • 1 两设一翻
    • 1.1 课程设计
    • 1.2 课堂设计
    • 1.3 翻转计划
  • 2 概述(理论,3课时)
    • 2.1 基础知识
    • 2.2 维护方法
    • 2.3 课后作业
  • 3 拆装与除灰(实验,3课时)
    • 3.1 拆装与除灰的方法
    • 3.2 实验报告
  • 4 BIOS(理论+实验,3课时)
    • 4.1 基础知识
    • 4.2 BIOS设置
    • 4.3 课后作业
  • 5 主板(理论,3课时)
    • 5.1 基础知识
    • 5.2 插槽与接口
    • 5.3 参数指标及选购
    • 5.4 课后作业
  • 6 主板故障及维修(翻转,3课时)
    • 6.1 参考书籍
    • 6.2 常见故障及维修
    • 6.3 课后作业
  • 7 CPU(理论,3课时)
    • 7.1 基础知识
    • 7.2 参数指标
    • 7.3 选购
    • 7.4 课后作业
  • 8 CPU故障及维修(翻转,3课时)
    • 8.1 参考书籍
    • 8.2 常见故障及维修
    • 8.3 课后作业
  • 9 内存和硬盘(理论,3课时)
    • 9.1 内存
    • 9.2 硬盘
    • 9.3 课后作业
  • 10 硬盘数据恢复(实验,3课时)
    • 10.1 硬盘数据恢复
    • 10.2 实验报告
  • 11 内存和硬盘故障及维修(翻转,3课时)
    • 11.1 参考书籍
    • 11.2 常见故障及维修
    • 11.3 课后作业
  • 12 扩展卡(理论,3课时)
    • 12.1 声卡
    • 12.2 网卡
    • 12.3 显卡
    • 12.4 显示器
    • 12.5 课后作业
  • 13 其他硬件(理论,3课时)
    • 13.1 机箱
    • 13.2 电源
    • 13.3 键鼠
    • 13.4 光驱
    • 13.5 打印机
    • 13.6 智能手机
    • 13.7 数码相机
    • 13.8 课后作业
  • 14 其他硬件故障及维修(翻转,3课时)
    • 14.1 参考书籍
    • 14.2 常见故障及维修
    • 14.3 课后作业
  • 15 计算机软件(理论,3课时)
    • 15.1 操作系统
    • 15.2 应用软件
    • 15.3 注册表
    • 15.4 计算机病毒
    • 15.5 课后作业
  • 16 软件故障及维修(翻转,3课时)
    • 16.1 参考书籍
    • 16.2 常见故障及维修
    • 16.3 课后作业
  • 17 模拟攒机及系统安装(实验,3课时)
    • 17.1 模拟攒机
    • 17.2 系统安装
    • 17.3 课程设计报告
插槽与接口

1 CPU插槽

CPU插槽用于安装CPU,其类型是选购主板最重要的参数指标之一。

目前主流的主板有LGA和Socket两种类型的CPU插槽,它们分别用于安装Intel CPU和AMD CPU。

(1)LGA插槽:用于安装Intel CPU。目前主流的LGA插槽有LGA 1150、LGA 1151、LGA 1155、LGA 2011-V3、LGA 2066。

说明:LGA后面的数量代表CPU和插槽的引脚数。例如,LGA 1150代表CPU和插槽有1150个引脚、LGA 1151代表CPU和插槽有1151个引脚。

(2)Socket插槽:用于安装AMD CPU。目前主流的Socket插槽有Socket FM2+、Socket AM3+、Socket AM4、Socket TR4。

说明:Socket后面的字符代表CPU和插槽的引脚型号,而每种引脚型号的引脚数是不同的。FM2+为904针、AM3+为938针、AM4为1331针、TR4为4094针。

扩展知识:LGA技术和QFP技术

LGA和QFP是两种CPU封装技术。其中LGA多用于目前主流的CPU,而QFP多用于早期的CPU。

(1)触点阵列封装技术(Land Gird Array,LGA),又称栅格阵列封装技术,它采用电极触点封装的方式,使CPU能够与插槽直接连接。

(2)方形扁平式封装技术(Plastic Quad Flat Package),它在CPU底面采用针脚封装的方式,需要将CPU按一定方向插入插槽。

由于QFP的针脚会产生额外的信号噪声,影响有效信号。而CPU的工作频率越高,需要的针脚数量就越多,信号噪声也就越严重,极大的限制了CPU高频率的实现。

而LGA的电极触点能够均衡分担信号,有效地降低信号噪声,并且能够以较小的封装容纳更多的引脚[电极触点],从而有利于提高CPU的工作频率。

2 内存插槽

内存插槽用于安装内存,其类型是选购主板和内存的主要参数指标之一

目前主流的主板有DDR3和DDR4两种类型的内存插槽,分别用于安装对应类型的内存。除了这两种类型的内存插槽外,在早期主板中还会看到DDR1和DDR2两种类型的内存插槽。

注意:这四种不同类型的内存和内存插槽,因为隔断位置不同,所以它们之间无法兼容。

3 驱动器接口

驱动器接口用于连接硬盘、光驱等驱动器。常见的驱动器接口有IDE、SATA、M.2、SCSI、SAS五种类型。

(1)IDE:40针具有防反插设计的并行ATA接口,由于其数据传输速率已经无法满足目前计算机系统的需要,因此目前主流的主板已不再提供该接口,只能在早期主板上还能看到。

(2)SATA:扁平7针具有防反插设计的串行ATA接口,该接口支持热插拔技术,并具有很强的纠错能力和可靠的数据传输能力,是目前主流的驱动器接口。

SATA接口有1.0、2.0和3.0三个版本,并具有良好的向下兼容性,而目前主流的主板提供的通常都是SATA 3.0接口。

扩展知识:各版本SATA接口的传输速率

版本号

带宽(Gbit/s)

传输速率(Mbyte/s)

1.0

1.5

150

2.0

3

300

3.0

6

600

(3)M.2:Intel推出的新的接口规范,具备体积小巧、数据传输快等优点,又分为Socket2和Socket3,两种类型,其中Socket2支持SATA和PCI-E X2接口,Socket支持PCI-E X4接口。由于其体积小,它主要用于超薄本中安装固态硬盘。

扩展知识:U.2接口

U.2接口又称SFF-8639,是由固态硬盘形态工作组织推出的接口规范,能够支持SATA-E规范和兼容SAS、SATA规范,其数据传输更快,且能更好地域SATA 3.0接口固态硬盘兼容,但是由于技术尚不成熟,目前还未广泛应用。

(4)SCSI:又分为50针、68针和80针三种类型,具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及支持热插拔等优点,并支持异步和同步两种传输模式。但是由于价格较高,主要应用于服务器中。

(5)SAS:串行连接SCSI,是新一代SCSI技术,其带宽和速度都优于SCSI接口,并能够向下兼容SATA接口。但是由于价格昂贵,主要用于服务器中。

说明:SAS接口的外观与SATA接口一模一样,只是在颜色上有所区分。

4 电源接口

电源接口用于为主板、CPU和CPU散热风扇提供电源,因此又分为主板电源接口、CPU电源接口和CPU风扇电源接口。

(1)主板电源接口:20针或24针具有防反插设计的电源接口,与电源盒相连,用于为主板提供电源。

(2)CPU电源接口:4针、6针或8针具有防反插设计的电源接口,与电源盒相连,用于为CPU提供电源。

(3)CPU风扇电源接口:3针或4针的电源接口,与CPU风扇相连,用于为CPU风扇提供电源,同时能够检测CPU风扇转速,并根据CPU的温度对风扇转速进行调节。

扩展知识:CPU风扇接口各个针脚的作用

第1针用于接地、第2针用于提供12V电源、第3针用于检测转速、第4针用于调节转速。4针CPU风扇电源接口与3针CPU风扇电源接口相比,多了可以调节转速的第4针,因此能够根据CPU的温度对风扇的转速进行调节。

5 USB接口

USB接口是目前计算机系统中最常见、最常用的外设接口,具有速度快、连接简单快捷、无需外接电源、接口标准统一和兼容性良好等特点,能够提供两路数据支持和支持多设备连接。

I、USB规范

USB规范是USB的技术标准,只有遵循这个技术标准才能实现USB的数据传输,它由以下几个部分组成:

(1)控制器:用于执行由控制器驱动程序发出的命令,集成在南桥芯片中。

(2)控制器驱动程序:用于在USB设备与控制器之间建立通信链路。

(3)USB芯片驱动程序:用于提供对USB设备的支持。

(4)USB设备:用于连接USB集线器或USB设备。

(5)设备驱动程序:用于驱动USB设备,通常由USB设备制造商或操作系统提供。

II、USB数据传输方式

目前常用的USB设备有键盘、鼠标、音响、麦克风、打印机和扫描仪等,而对于不同的USB设备,采用的数据传输方式是不同的。

(1)控制方式传送:具有突发性、非周期性的特点,主要用于命令/状态操作、由主机软件发起的请求/响应通信过程。

(2)同步方式传送:具有周期性、连续性的特点,主要用于主机和设备与时间有关的信息传输,如麦克风、音响。

(3)中断方式传送:具有数据量小、非周期性、频率低、延时等特点,主要用于向主机通知设备的服务请求,是由设备发出的通信,如键盘、鼠标。

(4)批量方式传送:具有非周期性、突发性强的特点,主要用于那些可以利用任何可用的带宽进行传输或可以延时到可以利用的带宽时再进行传送的数据,如打印机、扫描仪。

III、USB版本

USB接口有USB 1.0、USB 1.1、USB 2.0、USB 3.0和USB 3.1五个版本,其中目前常见的是USB 2.0和USB 3.0。

(1)USB 2.0:采用半双工二线制总线,只能提供单向数据传输,以及5V、500mA的电源。

(2)USB 3.0:采用对偶形四线制差分信号线,支持全双工,能够提供双向并发数据参数,以及5V、900mA的电源。

扩展知识:USB各版本的传输速率

版本号

传输速率

1.0

1.5 Mbyte/s

1.1

12 Mbyte/s

2.0

480 Mbyte/s

3.0

5 Gbyte/s

3.110 Gbyte/s

注意:目前市面上所说的USB 3.1 Gen1指的是USB 3.0,而USB 3.1 Gen2才是真正的USB 3.1。

IV、USB系列

USB接口主要有Type-A、Type-B、Type-C、Mini和Micro五个系列,它们的接口时不一样的,所适用的USB设备也是不同的。

(1)USB Type-A:应用最广泛的接口标准,适用于计算机、电视等设备。

(2)USB Type-B:一般应用于移动硬盘、打印机等设备。

(3)USB Type-C:一般应用于手机、平板电脑和MacBook等移动设备。

扩展知识:USB Type-C的特点

(1)最大数据传输速度达到10Gbit/秒[USB 3.1]。

(2)Type-C接口尺寸约为8.3mm×2.5mm纤薄设计。

(3)支持从正反两面均可插入的“正反插”功能,可承受1万次反复插拔。

(4)配备Type-C连接器的标准规格连接线可通过3A电流,同时还支持超出现有USB供电能力的“USB PD”,可以提供最大100W 的电力。


(4)Mini-USB:又分为Mini-USB A型和Mini-USB B型,一般应用于数码相机、移动硬盘等移动设备。

(5)Micro USB:最常见的接口标准,一般应用于安卓手机充电接口。

6 视频接口

视频接口用于连接显示器、投影仪等图形输出设备。常见的视频接口有VGA、HDMI和DVI三种。

(1)VGA:15针D型接口,用于输出和传递模拟图形信号,显示的是非高清图形或视频。这是由于计算机显卡产生的是数字信号,而显示器使用的同样也是数字信号,使用VGA接口时必须进行数模转换和模数转换,这样就会不可避免地导致图像细节损失。

(2)HDMI:高清多媒体接口,这是一种数字化视频/音频接口技术,可以同时传输音频和视频信号,最高数据传输速度为18Gbps,非常适合高清影音传输。

目前主流的HDMI接口有标准HDMI接口、迷你HDMI接口和微信HDMI接口三种,三种接口只是在体积上有区别,它们的功能是相同的。

扩展知识:各个版本的HDMI的比较

版本最大带宽最大分辨率最大音频声道最大音频采样率
1.04.95 Gbps1600X1200 p608声道768 kHz
1.14.95 Gbps1600X1200 p608声道768 kHz
1.24.95 Gbps1600X1200 p608声道768 kHz
1.310.2 Gbps2048X1536 p758声道768 kHz
1.410.2 Gbps4096X2160 p248声道768 kHz
2.018 Gbps4096X2160 p6032声道1536 kHz

(3)DVI:25针或29针的数字视频接口,用于传输数字视频信号和高分辨率视频信号,因为在传输过程中不用发生转换,即没有信号损失,所以显示的是高清图形或视频。

说明:VGA接口是早期主板常用的视频接口,目前主流的主板大多已经不再提供该接口,甚至不再提供视频接口,而目前主流的显卡基本都是采用HDMI和DVI接口。

7.1 什么是总线?

总线(Bus)是连接计算机各部件的一组物理信号线及相关的控制电路,它是计算机各部件之间数据传输的物理通路。

每个总线上都要传输三种信号:地址信号、数据信号和控制信号。因此每个总线都是由地址总线、数据总线和控制总线组成的。

(1)地址总线:传输地址信号,即内存或I/O接口的地址信息。

(2)数据总线:传输数据信号,即计算机要处理的数据。

(3)控制总线:传输控制信号,即CPU或其他控制芯片发出的各种控制指令。

7.2 总线的主要参数

总线的数据传输速率是制约计算机系统整体性能的最大因素。而总线的主要参数有:

(1)总线时钟频率:即总线的工作频率,单位为MHz。

(2)总线宽度:即总线的位数,单位为bit。

(3)总线带宽:即总线数据传输速率,是指总线上每秒可传输的最大字节数,单位为MBps。

上述三个参数之间的计算公式:总线带宽 = 总线时钟频率 × 总线宽度 ÷ 8。

7.3 PCI和PCI-E总线

PCI总线和PCI-E总线是主板中最常见的总线,主要用于安装显卡、网卡和声卡等扩展卡。

I、PCI总线:PCI总线(Peripheral Component Interconnect)是Intel于1991年推出的一种局部总线,支持即插即用和热插拔功能。它能够自动地识别扩展卡,提示安装驱动程序,并自动地为其分配IRQ中断号、I/O地址和DMA通道等资源。

(1)当PCI总线宽度为32bit、时钟频率为33.3MHz时,数据传输速率为133MBps。

(2)当PCI总线宽度为64bit、时钟频率为66MHz时,数据传输速率为528MBps。

II、PCI-E总线:PCI-E总线(Peripheral Component Interconnect Express)是Intel于2001年推出的一种用于取代PCI总线的第三代I/O技术,并有1.0、2.0和3.0三个版本。目前主流的主板通常采用的是PCI-E 2.0和PCI-E 3.0。

PCI-E数据传输速率

通道数
PCI Express 1.0PCI Express 2.0PCI Express 3.0
单向双向单向双向单向双向
X1250 MBps500 MBps500 MBps1 GBps1 GBps2 GBps
X2500 MBps1 GBps1 GBps2 GBps2 GBps4 GBps
X41 GBps2 GBps2 GBps4 GBps4 GBps8 GBps
X82 GBps4 GBps4 GBps8 GBps8 GBps16 GBps
X164 GBps8 GBps8 GBps16 GBps16 GBps32 GBps
X328 GBps16 GBps16 GBps32 GBps
32 GBps
64 GBps

课件