计算机维护技术实践

1. 计算机维护技术实践

2. 第1章 微型计算机系统概述

3. 1.1 发展概况 • 电脑技术是20世纪中叶以来发展最迅速的技术之一。 电子计算机的发展概况(60年） 微机的发展（30年）

4. 1.1.1微机发展的历史 • 第一台微机发明人爱德华·罗伯茨（E. Roberts） 。 · Altair 8800（牛郎星）计算机包括：一个Intel 8080处理器、 256字节的存储器（后来增加为4KB）、一个电源、一个机箱 和有大量开关和显示灯的面板。 Altair 8800（牛郎星）1975年1月

5. Altair 8800微机的设计思想： （1）微型化的设计方法 （2）OEM的生产方式 （3）开放式的设计思想 （4）微机软件地开发 第一台PC机的诞生 1981年8月12日，IBM公司推出16位个人计算机IBM PC 5150 这台微机采用英特尔公司的8088作为CPU，工作频率为 4.77MHz，内存为16KB，一个160KB@5.25英寸的软盘驱动器,一个11.5英寸的单色显示器，没有硬盘，操作系统为微软公司的DOS 1.0，微机价格为3045美元。 大陆第一台微机诞生： 1985.6 自行研制的PC兼容机长城0520 1986.5 IBM发布第一台便携式微机，独立依靠电池驱动。

6. 年代 微机名称 应用技术 解决问题 1981 PC88/86 简单语言编程 计算机普及化问题 1984 （286） 2D图形技术 解决微机只能处理字符的问题 1986 386 多媒体技术 解决音频视频播放问题 1990 486 Windows技术 图形化操作界面，用户操作更简单 1995 PENTIUM 即插即用 简化各种设备的安装 1998 PII 3D图形技术 显示等 2003 P4 ？ 在微机发展的各个时期，为了满足市场的需求，都推出一些相应的微机的主流应用技术。

7. 1.2 电脑硬件系统 微型计算机的硬件系统主要由主机和外部设备两大部分组成。 本节从总体上对微型计算机系统的硬件作一些介绍，目的是使大家对微型计算机系统的硬件构成建立起一个完整的印象。 介绍分为3个方面：一是从逻辑角度看微型计算机系统硬件的逻辑构成；二是从物理角度分析电脑系统硬件的组成；第三方面介绍电脑系统结构，微机结构是微机系统的逻辑设计方案.

8. 1.2.1 电脑硬件系统的逻辑构成 按照冯·诺依曼设计思想，计算机的硬件系统由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成。

9. 一、存储器 　存储器是计算机系统中的数据存储设备，用来存放指令、数据、运算结果以及各种需要保存的信息。它是计算机系统中必不可少的重要组成部分。在现代计算机系统中，通常有各种用途不同的存储器，如用于在运行中暂时存储CPU正在执行的指令和数据的主存储器（或称内存）、为提高系统整体存取速度而设置的高速缓冲存储器（Cache）、用于大容量信息保存的磁盘存储器和光盘存储器等，它们共同构成了计算机的存储系统。

10. 二、运算器. 　　运算器又称为逻辑部件（ALU）。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。算术运算是指各种数值运算，逻辑运算是指进行逻辑判断的非数值运算。 　运算器的核心部件是加法器和若干个高速寄存器，加法器用于运算，寄存器用于储存参加运算的各类数据以及运算后的结果。 三、控制器 　控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制和指挥计算机的各个部件完成一定任务的部件。在控制器的控制下，计算机就能够自动、连续地按照人们编制好的程序，实现一系列指定的操作，以便完成一定的任务。

11. 四、输入设备 　 输入设备是计算机用来接收用户输入的程序和数据设备。PC常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪和数码相机等。输入设备能把程序、数据、图形、图象、声音、控制现场的模拟量等信息，通过输入接口转换车成计算机可以接收的电信号。 五、输出设备 　输出设备是将计算机处理后的最后结果或中间结果，以某种人们能够识别或其他设备所需要的形式表现出来的设备。PC常用的输出设备有显示仪、打印机和绘图仪等。

12. 1.2.2 电脑系统的物理（硬件）构成 构成一台微型计算机的物理实体，包括主机和外设两部分，主机包括主板、中央处理器、内存、各种板卡（显卡、声卡、网卡）、机箱、电源、硬盘、光驱等，外设有键盘、鼠标、显示器等必配的外设和音箱、打印机、摄像头、扫描仪、移动硬盘、U盘、话筒等选配外部设备。

14. 1.2.3 微机系统结构 ·微机结构（Architecture）指微机系统的逻辑设计方案。 ·微机组成（Organization）指微机硬件的物理设计方案。 微机的系统结构：ISA总线（第一代）1981-1983 南北桥结构（多总线的设计方案）286-PII 控制中心分层结构（采用三个HUB芯片：MCH，ICH，FWH） PIII-P4 微机系统的“1-3-5-7”结构： · 1个CPU ：Pentium 4 · 3大芯片：北桥芯片、南桥芯片、BIOS芯片 · 5大接口：IDE、SATA、SIO、LAN、AC97 · 7大总线：FSB、MB、AGP、IHA、PCI、LPC、USB

16. 1.3 微机的软件系统 计算机的软件可分为两大类：系统软件和应用软件。 1.3.1 系统软件 系统软件是由一组控制计算机系统并管理其资源的程序组成，其主要功能包括：启动计算机、存储、加载和执行应用程序，将高级语言程序翻译成机器语言等。

17. 一、操作系统 操作系统是系统软件的核心，是管理、控制和监督计算机软件、硬件资源协调运行的程序系统，由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成。 操作系统（Operating System，OS）是配置在计算机硬件上的第一层软件，是其他软件运行的基础。其主要功能是管理计算机系统中的各种硬件和软件资源，并为用户提供与计算机硬件系统之间的接口。 操作系统主要具有以下4个方面的功能：

18. 1. 存储器管理 存储器管理的任务是提高存储器的利用率，并在逻辑上扩充内存，为程序运行提供良好的环境，包括：①合理地分配内存空间，以提高存储器的利用率；②提供地址映像功能，将程序中的逻辑地址与内存中的物理地址相对应；③在多道程序运行的环境下，确保每道用户程序都能在自己的内存空间中运行，而不允许访问操作系统的程序、数据和非共享的其他用户程序；④内存扩充。借助虚拟存储技术，将容量有限的物理内存在逻辑上扩充，使用户感觉到的内存比实际物理内存要大很多，从而满足更多程序的并行运行。

19. 2. 进程管理 处理器管理的主要任务是对处理器进行分配和运行管理。 3. 设备管理 主要任务是根据用户要求合理分配输入/输出设备，提高CPU和I/O设备的利用率。 设备管理具有缓冲管理（管理各类缓冲区）、设备分配、设备处理（实现CPU与设备控制器之目的通信）及虚拟设备等功能。 4. 文件管理

20. 操作系统中文件管理的主要任务是文件存储空间的管理（为每个文件分配合适的外存空间，并在必要时对空间进行回收）、文件目录管理（为文件建立目录项，以便按名存取及文件的共享）、文件读/写管理和文件的存取管理。操作系统中文件管理的主要任务是文件存储空间的管理（为每个文件分配合适的外存空间，并在必要时对空间进行回收）、文件目录管理（为文件建立目录项，以便按名存取及文件的共享）、文件读/写管理和文件的存取管理。 除以上几项功能外；操作系统还具有向用户提供“用户接口”的功能，包括命令接口（通过键盘发出命令控制作业运行）、程序接口（为用户程序在执行中访问系统资源而设置的一组功能子程序或库函数，可直接调用）以及现在最常见的图形接口，如Windows操作系统。

21. 二、语言处理系统 一般计算机用户习惯于使用高级语言来编写程序，可是除了机器语言外，不论是用汇编语言或高级语言来编写程序，要使计算机能够执行，都必须经过“翻译”。担任这个“翻译”工作的程序就是语言处理程序，语言处理程序主要有汇编程序、编译程序和解释程序。

22. 计算机语言一般分为三类，它们是机器语言、汇编语言和高级语言。对计算机语言进行有关处理（编译、解释及汇编）的程序称为语言处理程序。计算机语言一般分为三类，它们是机器语言、汇编语言和高级语言。对计算机语言进行有关处理（编译、解释及汇编）的程序称为语言处理程序。 （1）机器语言：用直接与计算机联系的二进制代码指令表达的计算机编程语言称为机器语言。 （2）汇编语言：用能反映指令功能的助记符的计算机语言称为汇编语言（Assembler language），它是符号化的机器语言。 （3）高级语言：机器语言和汇编语言都是面向机器的语言，缺乏通用性，称为低级语言，虽然执行效率较高，但编写效率很低。

23. 总之，机器语言是计算机语言系统的第一个层次，它能被计算机直接接受、执行，而且速度最快，但编写程序麻烦，不好记忆，不利于计算机应用的推广普及。总之，机器语言是计算机语言系统的第一个层次，它能被计算机直接接受、执行，而且速度最快，但编写程序麻烦，不好记忆，不利于计算机应用的推广普及。 汇编语言是计算机语言系统的第二个层次，执行速度与机器语言相仿，比机器语言容易理解和记忆，也比机器语言程序容易修改和调试，但汇编语言仍不能独立于计算机，没有通用性。

24. 三、数据库系统 数据库系统简称为DBS（Data Base System），是实现有组织地、动态地存储和管理大量关联的数据，支持多用户访问的由软、硬件资源构成和相关技术人员参与实施和管理的系统。数据库系统有数据库、数据库管理系统、支持数据库运行的软、硬件环境和用户等四部分组成。其主要功能包括数据库的定义和操纵、共享数据的并发控制、数据的安全和保密等。

25. 四、分布式软件系统 分布式软件系统是支持分布式处理的软件系统，是在由通信网络互联的多处理机体系结构上执行任务的系统。它包括分布式操作系统、分布式程序设计语言及其编译(解释)系统、分布式文件系统和分布式数据库系统等。 分布式软件系统的功能是管理分布式计算机系统资源和控制分布式程序的运行，提供分布式程序设计语言和工具，提供分布式文件系统管理和分布式数据库管理关系等。分布式软件系统的主要研究内容包括分布式操作系统和网络操作系统、分布式程序设计、分布式文件系统和分布式数据库系统。

26. 五、 人机交互系统 人机交互系统的主要功能是在人和计算机之间提供一个友善的人机接口。其主要研究内容包括人机交互原理、人机接口分析及规约、认知复杂性理论、数据输入、显示和检索接口、计算机控制接口等。

27. 1.3.2 应用软件 应用软件一般是指操作者在各自的应用领域中，为解决各类具体问题而编制的程序。从其服务对象的角度，又可分为通用软件和专用软件两类。 一、通用软件 这类软件通常是为有解决某一类问题而设计的，如文字处理软件、信息管理软件、辅助设计软件、网页制作软件、聊天软件、下载软件等等。 二、专用软件 这是一种具有特殊要求的软件，在市场上一般无法买到，通常只能组织人力开发。比如某用户希望有一个程序能对自己的磁盘进行综合管理的磁盘管理软件。

28. 1.4 电脑的基本工作原理 要成为维护电脑的高手，就必须理解冯·诺依曼（Von Neumann）的“程序存储”设计思想并掌握电脑的基本工作原理。 冯·诺依曼设计思想可以简要地概括为以下三点： （1）计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。 （2）计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。 每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中操作码表示运算性质，地址码指出操作数在存储器中的地址。 （3）将编好的程序送人内存储器中，然后启动计算机工作，计算机无需操作人员干预，能自动逐条取出指令和执行指令。

30. 一、电脑的启动、运行过程 对于电脑维护、维修技术人员来说，必须熟悉电脑的启动和运行过程，特别是启动过程。电脑是按一定顺序启动的，当某个步骤不能通过时，便会表现出相应的故障，因此，学习排除计算机故障，必须熟悉计算机的启动过程，了解电脑启动过程的每一步骤中电脑在做什么，那么电脑的许多故障就可以迎刃而解。

31. 1、电脑加电启动顺序 2、Windows XP的启动过程

32. 1.5 微机的主要技术指标 微机的主要技术指标有： （1）性能指标 微机的性能主要取决于微机的速度与容量。 微机运行速度越快，在某一时间片内处理的数据就越多，微机的性能也就越好。 （2）功能指标 微机的功能指它提供服务的类型。 如3D图形、多媒体、网络、无线通信等功能。 （3）可靠性指标 （4）兼容性指标 微机技术指标的好坏由硬件和软件两方面因素决定。

33. 微机可靠性测试 稳定性和可靠性与设计水平、制作工艺、元器件质量等有关， 很难精确测定。 整机可靠性测试内容 环境测试、寿命测试、电气测试、现场测试和特种测试。 稳定性测试通常采用考机的方法进行。 元件的可靠性筛选的三个过程 元器件工艺筛选，元器件成品筛选、整机装调筛选。 模拟故障测试 极限负载测试 在主机上尽可能多地加入外部设备，检测主机的工作能力。

34. 小结：要对电脑进行硬件维护或软件维护，就必须对电脑系统的硬件和软件系统有一个完整的了解。本章从电脑维护的角度出发，全面概述了台式电脑系统的构成与应用与发展发现方向。从较高的层次上简要介绍了电脑系统的层次结构：电脑硬件系统的逻辑构成、电脑硬件体系结构；电脑软件系统的构成、程序与软件的关系、计算机语言、系统软件与应用软件、软件的分类及编码；电脑的基本工作原理、程序和指令、存储程序工作原理等；最后较详细的介绍了电脑的启动、运行过程。小结：要对电脑进行硬件维护或软件维护，就必须对电脑系统的硬件和软件系统有一个完整的了解。本章从电脑维护的角度出发，全面概述了台式电脑系统的构成与应用与发展发现方向。从较高的层次上简要介绍了电脑系统的层次结构：电脑硬件系统的逻辑构成、电脑硬件体系结构；电脑软件系统的构成、程序与软件的关系、计算机语言、系统软件与应用软件、软件的分类及编码；电脑的基本工作原理、程序和指令、存储程序工作原理等；最后较详细的介绍了电脑的启动、运行过程。