第一讲　PC微型计算机构成
	在传统意义上，按照制造规模将计算机分为巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机五类。目前应用最为广泛的当属微型计算机，这类计算机多被称为PC（Personal Computer）即个人计算机。相对与大型计算机，PC机始终保持着实用性强、结构简单、操作容易、环境要求低和价格低廉等优点。二十多年来，PC微型计算机的系统功能和性能不断提高，特别是网络技术和多媒体技术与PC的结合，形成了网络和多媒体PC（NPC/MPC）系统，使其应用领域越来越广泛，用户越来越多，可以毫不夸张地说，PC微型计算机的应用已涉及到所有领域和关系到所有人。 　　PC微型计算机还可以进一步分为台式（桌面型）、便携式和笔记本式等多种，其中以台式PC最为普及，数量最多。因此无论是计算机应用还是维护维修，它都最具典型意义。由于PC机质量提高，硬件故障率大为下降，部件价格下降，人工成本提高，因此，硬件元件级维修已基本淘汰。硬件部件级维修主要是准确定位故障和更换损坏的部件，软件故障的处理主要取决于使用者的经验，因此，普及PC微机维护维修的知识技能，就成为十分必要和完全可能的事。 　　1.1 PC微型计算机的硬件系统 　　计算机由硬件系统和软件系统两大部分构成。软件系统建立在硬件基础上。台式PC计算机的硬件系统，包括主机、键盘、显示器、鼠标、音箱、打印机、摄像头、闪存盘和其它外部设备。其中最基本的硬件配置是主机、键盘、显示器和鼠标。 　　 　　键盘是PC机最基本和最原始的输入设备。用户通过键盘输入各种命令和数据来操作计算机，完成既定的任务。 　　显示器是PC机最基本和最原始的输出设备。计算机的工作情况和运行结果都通过显示器屏幕展示给用户。 　　鼠标器是伴随着软件的图形操作界面诞生的，而当Windows操作系统主宰了PC机时，鼠标也成了最基本的计算机输入设备。用户使用鼠标直接点击屏幕图标来操作计算机，免除了要牢记众多命令和用键盘输入命令的艰难，操作起来简便而直观。 　　PC机的主机指的是主机箱部分，机箱内包括主板、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、功能扩展卡和电源等。 　　 　　主板（Main Board）就是计算机的系统板（System Board），由中央处理器（CPU）、外围芯片组（Chipset）、内存（RAM）和系统总线（I/O Bus）等组成，是计算机系统最重要最核心的部件。所以在主机箱中，只有主板部分才是真正意义的计算机主机。从硬件维修的角度上，把可以单独更换的CPU、内存条和主板视为三个部件，这并不意味着在主机功能上将它们拆分开来。 　　 　　软盘和它的驱动器（Floppy Disk Driver，缩写FDD）是微机最早的外部存储器，并且沿用至今。软盘以磁记录的方式保存计算机软件资料，通过软盘驱动器来对盘片进行数据读写。随着光盘特别是闪存盘等新型存储设备的出现，软盘驱动器即将退出PC机的基本配置。 　　硬盘驱动器（Hard Disk Driver，缩写HDD）是微机最主要的外部存储器。它将多个硬质盘片存储体固定安装在驱动器内部，因此也可以简称为硬盘。硬盘也是以磁记录的方式保存软件资料，它的速度和容量都远远超过了软驱。 　　光盘和光盘驱动器（CD-ROM Driver）作为多媒体电脑的标志性部件，它也是PC机最基本的外部存储器。光盘以刻录的方式保存软件资料，比软硬盘磁记录方式更为可靠而持久，它的速度和存储容量介于软盘和硬盘之间。目前PC机配置的光驱有只读型（CD-ROM）和读写型（CD-R/W）两大类，后者也称为刻录机。 　　系统功能扩展卡（System Expanded Card）也称为适配器（Adaptor），它们是具有特定I/O接口的扩展电路板，比如显示卡、声效卡、网卡和调制解调器卡等。将各种功能的扩展卡插到主板总线槽上，并安装相应的软件，就可以为PC机增加图形处理、立体声音响和连接网络等功能。 　　PC电源（Power Supply）是一个标准的独立部件，更换、拆装和连接都十分方便。它把220伏50赫兹的输入市电转换为多种稳定的直流低电压提供给PC系统的各个部件。 　　 　　 　　1.2　PC机的软件系统 　　计算机如果只是组合了一套硬件，那么它只是一台“裸机”，打开它的电源也无法进行有效的工作。只有给它安装上一系列的软件，成为完整的PC系统，它才能有效地工作。按照软件的功能划分，将计算机软件系统分为了系统软件和应用软件两类。系统软件是指那些提供计算机系统运行平台的基础环境软件，还有那些用来开发新程序的基本工具软件，例如基本输入输出系统（BIOS）和操作系统（Operating System），又如用来进行程序设计的各种高级语言Basic、Fortran、COBOL、Dbase和C等。应用软件是指那些专门用于解决某个实用问题的软件，这类软件通常比较容易理解和便于操作，如用于写文章的Word、画图软件、游戏软件和教学软件等。但实际中的许多软件产品可能既有系统软件的功能又包含了应用软件的功能。 　　 　　1.3　PC机历史简介 　　尽管PC系统已经发展到了奔腾四和Windows XP，但目前在维修实践中还要面对奔腾三代和二代机，还要面对Windows Me和Windows 98，也还要面对各种老的实用程序。对于计算机维护维修人员来说，了解PC兼容机的历史是非常必要和重要的。只有充分了解历代PC硬、软件产品的兼容性和互换性，掌握各种老的部件和老软件的特点，才能知道如何选择更换部件、安装使用软件和进行更新升级。处理一台老的机器要比修理和升级当前流行的机器要困难，但这也正是维修的基本功和经验的积累。 　　1.3.1　PC处理器 　　PC主板上有一个叫做中央处理器CPU的最重要的集成电路（IC），它好比是计算机的大脑，它的性能决定着整个PC系统的基本性能。PC兼容机大多采用Intel公司的台式PC处理器系列。 　　 　　CPU包括着硬件和软件两方面，新一代产品总是在硬件和软件两方面加以改进，在改进内部电路性能的同时，也改进指令系统性能，使得CPU处理能力更为强劲。但新的处理器无论在硬件还是软件上又必需与原有产品相容，才能继承过去开发的大量硬件和软件资源，这就是Intel公司CPU系列产品的“向上兼容”。 　　1979年6月推出Intel 8088，是准16位CPU，用于第一代IBM PC、PC/XT和兼容机。 　　Intel 80286于1982年2月推出，是16位CPU，用于IBM PC/AT和286兼容机。 　　Intel 80386于1985年10月推出，是32位CPU，有许多品种，使用期长达十几年。 　　Intel 80486，1989年4月推出，有DX、SX、DX2和DX4等系列，都是32位CPU。 　　Pentium，俗称“奔腾”，自1993年2月推出，是32位CPU。 　　Pentium MMX，俗称“多能奔腾”，1997年1月推出，采用了MMX多媒体指令技术。 　　Intel Pentium Pro，俗称“超能奔腾”，1995年11月推出，P6级处理器。 　　Pentium Ⅱ，自1997年5月推出233MHz，到1998年8月推出450MHz。支持AGP，采用66MHz或100MHz前部系统总线。 　　Celeron，俗称“赛扬”，是对应于Pentium Ⅱ、Ⅲ、4的低价位处理器。1998年4月推出首款赛扬是无二级高速缓存的奔腾Ⅱ的简版。300AMHz以上赛扬的芯片内集成了二级Cache。对应于奔腾三、四的赛扬产品，分别采用66MHz、100MHz、400MHz或533MHz系统总线，主频达到2.8GHz以上。 　　Pentium Ⅲ，从1999年2月推出450MHz，到2000年3月推出1GHz。支持SSE指令系统，采用100MHz或133MHz系统总线。 　　Pentium 4，自2000年11月推出1.4GHz和1.5GHz两个品种，到2005年推出1GHz总线的3.73GHz处理器，先后四十多个品种。处理器核心采用NetBurst微架构技术，支持SSE2等新技术，先后采用400MHz、533MHz、800MHz或1066MHz系统总线。 　　2005年以来，Intel又陆续推出了双核芯的64位处理器Pentium D和Pentium Extreme Edition（奔腾至尊）等，内含两个1MB的L2 Cache。 　　在短短20几年的时间里，Intel的PC处理器在芯片核心结构、数据宽度、内存寻址、工作频率和指令系统等技术上都不断地改进和提高，使得CPU的处理速度极大地提高，功能极大地增强，目前台式PC处理器已经进入了64位和双核芯的崭新时代。 　　用于台式PC兼容机上的处理器还有AMD和VIA（Cyrix）公司的相应兼容386、486、586、6代、7代和8代等处理器产品，如AMD 386和Cyrix 386等，直到AMD Athlon 64和VIA C7等。 　　1.3.2　PC兼容机 　　所谓“PC兼容机”，指的是当年遵循IBM PC/AT型计算机的基本技术标准，由各个公司厂家设计生产的各种PC计算机，它们在硬件和软件上都具有相当的一致性和互换性，如CPU和芯片组、系统总线和扩展槽、键盘接口、系统BIOS、系统输入输出口地址等的充分兼容性。下面回顾一下IBM PC微型计算机的历史。 　　IBM作为全球最大的大型机公司，在1981年推出了它的第一台面向个人用户的微型计算机，起名为IBM PC（Personal Computer）即个人计算机。它选用了Intel 8088处理器和配套的Intel系列集成电路组成系统板。采用5.25英寸软盘驱动器和单面记录的160KB软盘。显示器类似于美国NTSC制彩色电视机。它是性能价格比最高的计算机，立刻受到全球用户的普遍欢迎。并且IBM将PC的技术标准全面开放，因此PC兼容机很快就取代了此前AppleⅡ的主流地位，并迅速风靡全球。 　　1983年IBM公司又推出了IBM PC/XT，增加了一个10MB硬盘，还把软驱改为支持双面记录的320KB软盘。 　　不久IBM又于1984年推出了IBM PC/AT，改用16位80286处理器，属于第二代PC机。它配置了5.25英寸双面双密度1.2MB软盘驱动器，硬盘容量增加到20MB和40MB，采用中分辨率的EGA显示器。 　　1987年推出32位计算机IBM PS/2，采用80386处理器。增加了一个3.5英寸高密度软驱，软盘容量为1.44MB。它的显示系统改进为VGA高分辨显示器。 　　至此IBM PC的基本技术已经趋于成熟。由于IBM计算机的市场主导地位和PC兼容机巨大利益的驱使，使得IBM的PC标准逐渐成为微型计算机的统一标准沿用至今，即使各国一些实力很强的大计算机公司也抵挡不住PC兼容的趋势，只能先后放弃了各自的PC标准。也正是各国微型计算机产品达到了彻底的软硬件“PC兼容”，PC技术资源共享，才使得PC计算机系统一枝独秀，PC硬件飞速发展，PC软件空前繁荣。 　　1.3.3 PC操作系统 　　PC系统的兼容性还基于系统软件的兼容性，即所有PC兼容机均使用同类系统软件。PC兼容机的操作系统是由微软公司（MicroSoft Co.）制作的磁盘操作系统，诸如MS-DOS系列和MS-Windows系列等，其它系统软件和应用软件均建立在这一系统平台上。下面回顾一下MS-PC操作系统的历史。 　　MS-DOS是微软公司制作的磁盘操作系统“Disk Operating System”，它建立在PC机的ROM BIOS程序基础上，负责管理微机的全部硬件资源和软件资源，理解和执行用户输入的各个操作命令，因此被称为“微机与用户的接口”。 　　第一个DOS产品是微软专门为IBM-PC机设计的PC-DOS 1.0，也就是MS-DOS 1.0，诞生于1981年8月。它支持单面软盘、键盘和CGA显示器等设备。 　　PC-DOS 2.0针对IBM PC/XT，诞生于1983年3月。它支持5.25”/360KB软盘驱动器，支持硬盘。 　　用于IBM PC/AT机的是PC-DOS 3.0，诞生于1984年8月。它支持1.2MB双面双密度5.25”软盘和更大容量的硬盘。1985年3月推出的DOS 3.1增加了PC网络功能，1986年3月推出的DOS 3.2增加了支持720KB容量3.5”软盘的功能。 　　1991年7月推出的DOS 5.0用于配合486机，它支持扩充内存和扩展内存技术，增加支持2.88MB的3.5”软盘。 　　1993年伴随着586机推出了DOS 6.0，它支持CD-ROM光盘驱动器，还增加了使磁盘容量加倍、存储器管理和防毒解毒等功能。紧接着推出的DOS 6.2，增加了扫描检测磁盘的功能，还提升了加倍硬盘容量的功能。 　　从Windows 95诞生开始，DOS系统就包含于Windows中，称为DOS 7.0。出于版权的考虑，许多名牌PC机预先安装的操作系统就是DOS 7。 　　MS-Windows是在16位286计算机到32位386计算机的转型时期，微软公司在DOS基础上开发出来的一种全新的图形化用户界面（GUI）操作系统。它增加了用鼠标点击命令图标的操作方式，弥补了单纯以键盘输入命令的操作方式，使得操作计算机就像打开一扇扇窗户观赏风景那样便捷。PC机的Windows家族包括了初期的Windows 1.0到Windows 3x系列，后来的真正32位操作系统Windows 9x系列和Windows Me，目前的Windows2000和Windows XP等。下面回顾一下MS-Windows的历史。 　　1985年首个Windows版本MS-Windows 1.0诞生，它采用崭新的图形用户界面，支持直观简便的鼠标器操作。它还囊括了若干实用程序，如文件管理器、卡片目录、记事本、日历、时钟和计算器等，用户可以打开多个程序，并随时切换选择。 　　Windows 2.0配合着PC286计算机的处理速度和扩充内存技术，于1987年推出。它支持应用程序间的数据通讯。它改良了图形显示，可以进行窗口更迭、窗口快速移动和屏幕图案控制。 　　1990年诞生的Windows 3.0充分配合386处理器的强大功能，提高了操作系统性能增加了操作系统功能，比如程序管理器、文件管理器、打印管理器、桌面图标集合和程序开发环境等。 　　1993年推出的Windows for Workgroups 3.11实现了对等工作组和域网络，使基于个人计算机的Windows系统提升到“客户机/服务器”网络结构，它适用于局域网（LAN）上的PC机。同年7月又发布了Windows NT，它是Windows操作系统的一个里程碑，因此取名为NT（New Technology）即新技术。又为了与当时的Windows 3.1主流系统相一致，就取名为Windows NT 3.1。 　　1995年诞生的Windows 95是一个全新的32位PC操作系统，它综合了MS-DOS、Windows 3.1和Windows for Workgroups的全部优点。它支持即插即用（PnP）功能，支持因特网TCP/IP协议，还集成了多媒体、网络、移动计算和拨号网络等功能，方便了用户对硬件软件的安装和使用。 　　1996年发布的Windows NT Workstation 4.0是对商用PC操作系统的升级，它包含了更好的网络性能、有效的开发工具、安全的Internet和Intranet访问等。 　　1998年推出的Windows 98对Windows 95做了升级，曾被认为是工作表现最好的操作系统。它增加支持USB、DVD和众多新硬件，改进了“资源管理器”的界面，使用户访问PC资源就像使用IE浏览器访问因特网一样简便。次年发布了98的升级版Windows 98 SE（Second Editor），简称“98Ⅱ”，它集成了多媒体支撑、IE5浏览器、网络会议和家庭网等软件。 　　Windows Me是特意为家庭多媒体PC设计的，2000年推出。它提供了媒体播放器和电影制作器等实用软件，提供了十分完美的音乐、图像和视频表现力。它集成了更多的驱动程序，使硬件和软件的安装更为便捷。它还增强了家庭网络性能和系统可靠性。 　　2000年推出的Windows 2000 Professional是配合商业PC的，是NT 4.0和Windows 98结合的升级产品。它进一步增加了硬件驱动程序，包括USB、IEEE 1394、网络、红外线和无线等设备。它还改进提高了系统可靠性、易用性、Internet和移动计算等性能。 　　Windows XP是融合着家用和商用功能的操作系统，于2001年推出。XP（experience）意味着微软提供给家庭用户“精彩体验”，包括照片、音乐和电影等信息。