Chapter 01 電腦基礎(chǔ)快速入門 
　　學(xué)習(xí)目標(biāo) 
　　如今，電腦已經(jīng)逐步成為人們生活和工作中必不可少的一種工具。大多數(shù)人在使用電腦的過程中，僅限于電腦軟件的操作。而要深入了解并掌握電腦維護(hù)與故障排除的基本技能，必須對電腦的硬件也有一定的了解。本章將對電腦的基礎(chǔ)知識進(jìn)行全面的介紹，讓讀者可以快速入門。 
　　本章要點(diǎn) 
　　根據(jù)體積大小劃分類型 
　　根據(jù)外觀和便攜性劃分類型 
　　電腦的硬件系統(tǒng) 
　　電腦的軟件系統(tǒng) 
　　CPU的類型 
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　　主頻、倍頻與外頻 
　　前端總線頻率 
　　緩存 
　　內(nèi)部核心類型 
　　主板的架構(gòu) 
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　　知識要點(diǎn) 學(xué)習(xí)時間 學(xué)習(xí)難度 
　　常見的電腦分類 30分鐘 ★★ 
　　電腦系統(tǒng)的基本構(gòu)成 30分鐘 ★★ 
　　電腦硬件系統(tǒng)的組成元素 60分鐘 ★★★ 
　　1.1　 常見的電腦分類 
　　阿智：小白，你知道常見的電腦有哪些分類嗎？ 
　　小白：是分為臺式電腦、筆記本電腦和平板電腦吧。 
　　阿智：不止，其實(shí)電腦有多種分類。你所說的是按照外觀與便攜式來分類的，而且說得也不全面。下面就來介紹常見的電腦分類。 
　　電腦的書面稱呼也叫計算機(jī)，根據(jù)其體積大小、計算速度、外觀結(jié)構(gòu)等標(biāo)準(zhǔn)，可將其劃分為不同的類型。
　　1.1.1　根據(jù)體積大小劃分類型 
　　根據(jù)體積大小，電腦可分為巨型計算機(jī)、大/中型計算機(jī)、小型計算機(jī)和微型計算機(jī)四大類。 
　　巨型計算機(jī) 
　　巨型計算機(jī)也稱為超級計算機(jī)，是計算機(jī)中功能最強(qiáng)大、運(yùn)算速度最快、存儲容量最大的一種計算機(jī)，多用于國家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究，如圖1-1所示。 
　　圖1-1　我國某巨型計算機(jī) 
　　大/中型計算機(jī) 
　　大/中型計算機(jī)綜合負(fù)荷能力強(qiáng)、通用性好，常用于銀行機(jī)構(gòu)、國家政府部門等需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)計算的場合，如圖1-2所示。 
　　圖1-2　某大型計算機(jī)機(jī)房 
　　小型計算機(jī) 
　　小型計算機(jī)是相對于大型計算機(jī)而言，其軟件和硬件系統(tǒng)規(guī)模相對較小，但其價格低、可靠性高、便于維護(hù)和使用，一般多用于小型企業(yè)的服務(wù)器，如圖1-3所示。 
　　圖1-3　某服務(wù)器主機(jī) 
　　微型計算機(jī) 
　　微型計算機(jī)也稱為個人計算機(jī)或PC，是最常見的一種電腦(也是本書講解的對象)，其價格低、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，是普通辦公和家庭娛樂的機(jī)型，如圖1-4所示。 
　　圖1-4　微型計算機(jī) 
　　1.1.2　根據(jù)外觀和便攜性劃分類型 
　　對于日常工作和生活中常見的微型計算機(jī)，根據(jù)其外觀結(jié)構(gòu)和便攜性，又可分為平板電腦、筆記本電腦、臺式一體機(jī)、臺式電腦等類型。 
　　平板電腦 
　　平板電腦是最近幾年才興起的一種新型個人電腦，其功能雖然比不上一般電腦強(qiáng)大，但其超便攜性、強(qiáng)大的娛樂功能、超低的價格等優(yōu)勢，成為很多人的娛樂工具，如圖1-5所示。 
　　圖1-5　某品牌平板電腦外觀 
　　筆記本電腦 
　　筆記本電腦也稱為便攜式個人電腦，它將主機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤等基本設(shè)備整合在一起，并可以使用專用電源供電，實(shí)現(xiàn)移動辦公的目的，如圖1-6所示。 
　　圖1-6　某筆記本電腦外觀 
　　臺式一體機(jī) 
　　臺式一體機(jī)是臺式電腦的一種，其一體性體現(xiàn)在將主機(jī)、屏幕和音箱集成在一起，但鼠標(biāo)和鍵盤還是獨(dú)立的，如圖1-7所示。 
　　圖1-7　某臺式一體機(jī)外觀 
　　臺式電腦 
　　臺式電腦在微型電腦中是體積最大的，移動性有限，通常固定安裝在某一位置。但其價格低廉、性能強(qiáng)大、維護(hù)方便，并且可擴(kuò)展性很強(qiáng)，是普通家庭娛樂和辦公的首選，如圖1-8所示。 
　　圖1-8　某臺式電腦外觀 
　　1.2　 電腦系統(tǒng)的基本構(gòu)成 
　　小白：為什么看似幾個比較簡單的零件組合在一起，電腦便可以實(shí)現(xiàn)非常強(qiáng)大的功能呢？電腦系統(tǒng)到底是由什么構(gòu)成？ 
　　阿智：因?yàn)檫@些零件并不是簡單的零件，總的來說，電腦系統(tǒng)主要由兩大部分組成，分別是硬件和軟件，軟件需要在硬件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)功能。下面就介紹這兩部分構(gòu)成。 
　　電腦系統(tǒng)的組成可分為兩大部分，分別是能用手觸摸到且真實(shí)存在的硬件系統(tǒng)和由不同代碼組合而成的用以完成某種功能的軟件系統(tǒng)。 
　　1.2.1　電腦的硬件系統(tǒng) 
　　電腦的硬件系統(tǒng)是指在整個電腦系統(tǒng)中用手能摸得到的真實(shí)存在的部分，如圖1-9所示為某電腦的基本硬件組成部分。 
　　圖1-9　某電腦的基本硬件組成部分 
　　CPU 
　　CPU是電腦的“大腦”，電腦運(yùn)行過程中的所有命令都是由它發(fā)出的，家用電腦的CPU主要有Intel和AMD兩個品牌，如圖1-10所示。 
　　圖1-10　電腦的CPU 
　　內(nèi)存 
　　內(nèi)存是電腦運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，負(fù)責(zé)從硬盤讀取數(shù)據(jù)傳送給CPU，并接收CPU處理后的數(shù)據(jù)傳回給硬盤或其他設(shè)備，如圖1-11所示。 
　　圖1-11　電腦的內(nèi)存條 
　　硬盤 
　　硬盤是電腦系統(tǒng)數(shù)據(jù)最終的保存地，所有程序和文件都保存在硬盤中，在需要時讀取到內(nèi)存中運(yùn)行，如圖1-12所示。 
　　圖1-12　電腦的硬盤 
　　顯卡 
　　顯卡是電腦系統(tǒng)圖形圖像處理的主要設(shè)備，根據(jù)是否有獨(dú)立的顯存和GPU分為獨(dú)立顯卡和集成顯卡兩種，如圖1-13所示。 
　　圖1-13　電腦的獨(dú)立顯卡 
　　主板 
　　主板是電腦系統(tǒng)的連接中樞，它將電腦的各個部件連接起來形成一個整體，所有數(shù)據(jù)和命令的傳輸都要從主板上經(jīng)過，如圖1-14 
　　所示。 
　　圖1-14　電腦的主板 
　　電源 
　　電源是電腦系統(tǒng)的動力中心，主機(jī)箱內(nèi)所有設(shè)備都靠主機(jī)電源供電，其功率大小和穩(wěn)定性會影響整個系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，如 
　　圖1-15所示。 
　　圖1-15　電腦主機(jī)的電源 
　　光驅(qū) 
　　光驅(qū)是電腦系統(tǒng)中的可選外部存在器，可以讀取光盤中的內(nèi)容，如果帶刻錄功能，則可以將數(shù)據(jù)保存到光盤上，如圖1-16 
　　所示。 
　　圖1-16　電腦的光驅(qū) 
　　機(jī)箱 
　　機(jī)箱是電腦系統(tǒng)的“外衣”，上面介紹的所有部件都是安裝在機(jī)箱內(nèi)部的，其主要作用是保護(hù)和固定各部件，如圖1-17所示。 
　　圖1-17　電腦的機(jī)箱 
　　顯示器 
　　顯示器是電腦系統(tǒng)中用于向用戶提供信息處理結(jié)果的主要設(shè)備，用戶的所有操作都需要在顯示器上觀看，如圖1-18所示。 
　　圖1-18　電腦的顯示器 
　　鼠標(biāo)與鍵盤 
　　這是電腦的主要輸入設(shè)備，鼠標(biāo)用于控制光標(biāo)的移動，以選取內(nèi)容或執(zhí)行操作；鍵盤主要用于輸入各種命令，如圖1-19所示。 
　　圖1-19　電腦的鼠標(biāo)和鍵盤 
　　麥克風(fēng)和音箱 
　　這是電腦主要的音頻輸入輸出設(shè)備，麥克風(fēng)用于將聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號供電腦處理，而音箱則是將電腦處理的聲音播放出來，如圖1-20所示。 
　　圖1-20　電腦用的音箱和麥克風(fēng) 
　　1.2.2　電腦的軟件系統(tǒng) 
　　電腦的軟件是由一系列代碼構(gòu)成的摸不到的虛擬物品，但是電腦要實(shí)現(xiàn)某種功能，卻必須要與軟件配合�？梢哉f電腦的硬件只是電腦的軀殼，軟件才是電腦的靈魂。電腦中的軟件主要分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩 
　　大類。 
　　系統(tǒng)軟件 
　　系統(tǒng)軟件可控制和協(xié)調(diào)電腦及外部設(shè)備，是無須用戶干預(yù)的各種程序的集合，主要負(fù)責(zé)管理電腦系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬件，使它們可以協(xié)調(diào)工作，如圖1-21所示。 
　　圖1-21　常見的幾種系統(tǒng)軟件 
　　應(yīng)用軟件 
　　應(yīng)用軟件是相對于系統(tǒng)軟件而言的，是一種可以滿足用戶不同領(lǐng)域、不同問題的應(yīng)用需求的一種軟件，它可以拓寬電腦的應(yīng)用領(lǐng)域，放大硬件的功能，如圖1-22所示。 
　　圖1-22　常見的幾種應(yīng)用軟件 
　　1.3　 CPU：電腦的核心 
　　小白：都說CPU是電腦最重要的硬件元素，它到底有什么特別之處呢？ 
　　阿智：CPU是一個電腦最核心的組成部分，相當(dāng)于一個人的大腦一樣，控制著所有的操作，因此它的重要性不言而喻。 
　　CPU也稱中央處理器，在整個電腦硬件系統(tǒng)中只是一個很小的芯片，但它卻是整個電腦的“指揮中心”，所有的控制指令都是從這里發(fā)出去的。 
　　1.3.1　CPU的類型 
　　當(dāng)前市面上主要有兩種品牌的CPU，分別是Intel和AMD，但是它們又有多種類型，下面就來認(rèn)識一下。 
　　1. Intel CPU按系列分類 
　　Intel CPU是由全球最大的半導(dǎo)體芯片制造商Intel公司生產(chǎn)的一系列CPU，也是個人電腦中最早的CPU品牌，其穩(wěn)定的性能被大多數(shù)辦公用戶所青睞。 
　　Intel CPU面向不同的用戶推出了很多系列，目前市場上主要有賽揚(yáng)、奔騰、酷睿和至強(qiáng)4個系列。 
　　Intel賽揚(yáng)CPU 
　　Intel賽揚(yáng)CPU是Intel公司針對低端客戶推出的CPU系列，主要是為了填補(bǔ)低端市場的空白，其性能相對較低，適合對電腦性能要求不高的普通家庭用戶使用。如圖1-23所示為Intel賽揚(yáng)CPU。 
　　圖1-23　Intel賽揚(yáng)CPU 
　　Intel奔騰CPU 
　　Intel奔騰CPU是Intel CPU告別微處理器時代的標(biāo)志，剛推出時針對的是中高端市場，但隨著技術(shù)的發(fā)展，奔騰系列CPU已經(jīng)開始面向低端市場。如圖1-24所示為Intel奔騰CPU。 
　　圖1-24　Intel奔騰CPU 
　　Intel酷睿CPU 
　　酷睿CPU是面向中高端用戶推出的CPU系列，其性能穩(wěn)定、運(yùn)算速度快，在CPU中采用了高性能顯示芯片，但其價格較高。如圖1-25所示為Intel酷睿CPU。 
　　圖1-25　Intel酷睿CPU 
　　Intel至強(qiáng)CPU 
　　Intel至強(qiáng)系列CPU性能強(qiáng)勁，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，多用于“中間范圍”的企業(yè)服務(wù)器和工作站，支持多處理器技術(shù)(同一臺電腦中安裝多個CPU)。如圖1-26所示為Intel至強(qiáng)CPU。 
　　圖1-26　Intel至強(qiáng)CPU 
　　2. AMD CPU按系列分類 
　　AMD CPU是由AMD公司(Advanced Micro Devices 的簡稱，也稱超微半導(dǎo)體)生產(chǎn)的，其價格低廉，性能強(qiáng)勁，受到很多普通家庭用戶和娛樂用戶的青睞。 
　　AMD CPU也面向不同的用戶群推出了不同類型的CPU系列，其主要有Sempron(閃龍)、Athlon(速龍)和Phenom(羿龍)3個系列。 
　　AMD Sempron(閃龍)系列 
　　AMD CPU的Sempron(閃龍)系列主要面向低端市場，其價格低廉，競爭對手主要是Intel的賽揚(yáng)系列CPU。如圖1-27所示為AMD閃龍CPU。 
　　圖1-27　AMD閃龍CPU 
　　AMD Athlon(速龍)系列 
　　AMD Athlon(速龍)系列CPU主要面向中低端用戶，具有更出色的多任務(wù)處理能力，大幅度提升了辦公效率。如圖1-28所示為AMD速龍CPU。 
　　圖1-28　AMD速龍CPU 
　　AMD Phenom(羿龍)系列 
　　AMD　Phenom(羿龍)系列CPU主要面向中高端用戶，具有出色的主頻、更好的功耗控制和更強(qiáng)勁的性能。如圖1-29所示為AMD羿龍CPU。 
　　圖1-29　AMD羿龍CPU 
　　1.3.2　主頻、倍頻與外頻 
　　在購買CPU時，主頻是用戶最關(guān)心的一個性能參數(shù)，而主頻的高低與倍頻系數(shù)和外頻又是密切相關(guān)的，其具體意義如圖1-30所示。 
　　圖1-30　CPU的主頻、倍頻與外頻參數(shù) 
　　1.3.3　前端總線頻率 
　　前端總線(Front Side Bus)簡稱FSB，CPU就是通過前端總線連接到北橋芯片上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與內(nèi)存、顯卡等設(shè)備交換數(shù)據(jù)的，它在電腦系統(tǒng)中的位置如圖1-31所示。 
　　個人電腦上的前端總線頻率 
　　隨著科技的不斷發(fā)展，CPU的前端總線頻率在不斷提高。目前市場中的前端總線頻率有400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz、1333MHz、1600MHz、2080MHz等幾種。 
　　圖1-31　前端總線在電腦系統(tǒng)中的位置 
　　字長和位 
　　在電腦技術(shù)采用的是二進(jìn)制代碼，只有“0”和“1”兩種。無論“0”還是“1”，在CPU中都代表1位。 
　　CPU在單位時間內(nèi)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，叫字長。根據(jù)一次處理的字長數(shù)量，CPU分為32位和64位兩種。目前市場上的主流CPU都是64位CPU，兼容32位操作系統(tǒng)。 
　　1.3.4　緩存 
　　緩存是CPU處理數(shù)據(jù)時，待處理數(shù)據(jù)的臨時存放位置，是為了緩解CPU的運(yùn)算速度與內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸速度的差距而設(shè)立的一個中間存儲位置，也是決定CPU性能的一個重要指標(biāo)。 
　　緩存集成在CPU內(nèi)部，根據(jù)其速度等級分為多個級別，一級緩存幾乎與CPU同頻率工作，二級緩存次之。在某些類型的CPU中，還集成了容量相對較大的三級緩存。各級緩存介紹如圖1-32所示。 
　　圖1-32　不同級別的緩存 
　　1.3.5　內(nèi)部核心類型 
　　核心又稱為內(nèi)核，是CPU最重要的組成部分。CPU中心那塊隆起的芯片就是核心，是由單晶硅以一定的生產(chǎn)工藝制造出來的，CPU所有的計算、接收/存儲命令、處理數(shù)據(jù)都由核心執(zhí)行。 
　　1. Intel CPU核心類型 
　　Intel公司一直是電腦行業(yè)的龍頭老大，其生產(chǎn)的CPU類型很多，一般個人電腦中常見的CPU核心有如下幾種。 
　　Wolfdale核心 
　　Wolfdale核心采用45nm制造工藝，是65nm Core核心的升級版，支持最高前端總線為1333MHz。 
　　Conroe核心 
　　Conroe核心采用65nm制造工藝，核心電壓約為1.3V，接口為傳統(tǒng)的Socket 775，前端總線有1066MHz和1333MHz兩種，該核心CPU具有流水線級數(shù)少、執(zhí)行效率高、性能強(qiáng)大、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。 
　　Ivy Bridge核心 
　　Ivy Bridge核心于2012年4月推出，與上一代Sandy Bridge相比，此核心結(jié)合了22nm與3D晶體管技術(shù)，在提高晶體管密度的同時，次核芯顯卡等部分性能提高了很多，主要用于高端的Core i7和中端的Core i5處理器上。 
　　Sandy Bridge核心 
　　Sandy Bridge是Intel公司于2010年推出的CPU核心類型，采用32nm制程，二級緩存仍為512KB，三級緩存擴(kuò)大到16MB，并且加入了game instrution AVX技術(shù)，使得CPU在進(jìn)行矩陣計算的時候比SSE技術(shù)快90%，目前仍為個人電腦市場中的主流核心類型。 
　　Haswell核心 
　　目前Intel最新的核心，在高端Core i7、中端Core i5/Core i3和低端奔騰、賽揚(yáng)和Atom凌動CPU中都可以見到，臺式機(jī)的i7處理器不集成顯卡(移動版的集成GT3系列顯卡)，中端i5集成GT2系列顯卡，i3及奔騰、賽揚(yáng)和凌動CPU集成GT1系列顯卡。此核心CPU采用LGA1150插座，使用22nm制程。 
　　Allendale核心 
　　與Conroe核心同時發(fā)布的桌面平臺雙核心處理器核心類型。采用65nm制造工藝和傳統(tǒng)的Socket 775接口類型，相對于Conroe核心而言，其二級緩存由16路64Byte縮減到8路64Byte。 
　　Westmere核心 
　　Westmere核心面向服務(wù)器、工作站和高端桌面電腦，其CPU采用32nm制造工藝，除了擁有6個核心外，還擁有12MB的三級緩存，也支持多線程技術(shù)。 
　　2. AMD CPU核心類型 
　　AMD公司的CPU雖然起步比Intel處理器晚，但其獨(dú)特的數(shù)據(jù)處理方式和在3D圖形方面的強(qiáng)大功能，使其在CPU市場上占有很大份額，普通個人電腦中常見的CPU核心有如下幾種。 
　　SanDiego核心 
　　SanDiego核心由Wincheste核心演變而來，大部分性能與Wincheste核心處理器相同，但其采用的是Dual Stress Liner技術(shù)，大大加快了CPU的響應(yīng)速度。 
　　Wincheste核心 
　　Wincheste核心采用90nm制造工藝，核心電壓1.5V左右，二級緩存為512KB，外頻為200MHz，支持1G HypeTransprot總線，集成雙通道內(nèi)存控制器。 
　　Palermo核心 
　　Palermo核心主要應(yīng)用于AMD閃龍?zhí)幚砥鳎�采�?0nm制作工藝，使用Socket 754接口，工作電壓約為1.4V，二級緩存約256KB，外頻為200MHz，支持64位運(yùn)算，還具備了EVP、Cool N'Quiet和HyperTransport等AMD獨(dú)有的技術(shù)，使該內(nèi)核的處理器具有更低的發(fā)熱量和更高的性能。 
　　Brisbane核心 
　　Brisbane核心是AMD于2006年推出的首款65nm核心，采用940針腳，設(shè)計功率為65W，默認(rèn)前端總線1000MHz，外頻200MHz。 
　　Regor核心 
　　Regor核心是AMD于2009年推出的一種CPU核心，單個核心獨(dú)享128KB一級緩存和1MB二級緩存，但沒有三級緩存。核心功率為65W，支持AM3接口。 
　　Deneb核心 
　　Deneb核心發(fā)布于2009年1月，用于AMD Phenom II X4 系列CPU，插槽類型為Socket AM2+/AM3，主頻最高能達(dá)到3.4GHz。 
　　Llano核心 
　　Llano是AMD較新的CPU核心，采用32nm工藝，設(shè)計功耗為2.5～25W，工作電壓0.8～1.3V，集成高性能核心顯卡。 
　　Piledriver核心 
　　Piledriver核心是改進(jìn)的32nm工藝SOI HKMG制程，內(nèi)建雙通道DDR3內(nèi)存控制器，支持DDR3-800～2133的內(nèi)存，接口仍采用Socket AM3+插座。 
　　Bulldozer核心 
　　Bulldozer(推土機(jī))核心由2011年推出，其單模塊中包含兩個核心，有獨(dú)立的一級和二級緩存，共用三級緩存，采用Socket AM3+接口。 
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