《一学就会魔法书：电脑组装与维修》笔记①：电脑组装基础知识

前言：

教程中内容很多包含过时信息，【红字】中为简单的信息更新和补充。

一、电脑组装基础知识：

电脑的组成：

认识与选购电脑部件：

主板：

1. 厂商、型号不同，主板的结构有很大差异，但插槽和接口的数量和类型差不多。
   1. 按照主板的尺寸和各种电器元件的布局与排列方式的不同，主板可分为AT/BabyAT（1984/1985-IBM）、ATX（1995-Intel）和Micro ATX（1997-Intel）等型号。【当前常见类型：ATX、Micro ATX、Mini-ITX（2001-VIA Technologies）、Extended ATX（2009-Intel）、Mini-STX（2015-Intel）】
2. 主板介绍：
   1. 是电脑中连接其他部件的设备，为电脑中其他部件提供插槽和接口。
   2. 主板是一块矩形的印刷电路板，一般由4~6层的PCB板组成。【现代高端主板可能包含更多层，以提高信号质量和稳定性，同时支持更复杂的电路设计和更高的数据传输速度。】
   3. 主板芯片：是主板工作的基础（CPU芯片是控制整个电脑的核心【现代CPU除了处理数据外，还集成了更多的功能，如图形处理（集成显卡）、内存控制器、PCIe控制器等，这些功能在过去可能由北桥芯片或其他独立芯片承担。】）
      • 北桥芯片：【北桥芯片和南桥芯片的分工在早期的电脑架构中非常明确，但随着技术的发展，北桥芯片的功能在很大程度上被集成到了CPU内部，而传统的南桥芯片则继续承担I/O控制、外设管理等任务。因此，现代主板上可能不再有明显的“北桥芯片”，或者其功能被高度集成化。】
        1. 联系CPU与外部设备，负责控制主板可以支持CPU的类型、内存类型和容量等。
        2. 集成度较高，工作量较大，速度较快，多数厂商在其上加装散热块或风扇，以避免因温度过高而损坏芯片
      • 南桥芯片：【现代主板可能更倾向于使用独立的声卡芯片或依赖于CPU内置的音频处理能力，特别是对于那些追求高质量音频输出的用户。】
        1. 负责控制设备的中断、各种总线和系统的传输性能等，让所有数据都能有效传递。
        2. 有些主板在其中集成了声音处理芯片，这类主板无需安装声卡。
   4. CPU插座：连接CPU的专用插座，类型多为ZIF（零插拔力式插座）。【现代CPU插座更常见的是LGA（Land Grid Array，平面网格阵列）和PGA（Pin Grid Array，插针网格阵列）类型。】
   5. 内存插槽：用于安装内存，不同类型的插槽在引脚数量、额定电压和性能方面有区别。（插槽数量2~4不等）【现代主板上常见的内存插槽类型，如DDR3、DDR4或DDR5插槽。】
   6. AGP插槽（一般为棕色短插槽）：为了解决图像显示需要大带宽的需求而专门设立的，专门用来连接显卡。【已经被PCIe（PCI Express）插槽所取代】
   7. PCI插槽（数目最多的插槽，通常为白色）：可以连接PCI显卡、声卡、SCSI卡、网卡和内置式Modem等。【已经被PCIe（PCI Express）插槽所取代】
   8. ISA插槽：一般在PCI插槽下方，用于安装ISA声卡、解压卡、网卡等。【ISA插槽已经被淘汰，现代主板上不再包含这种插槽】
   9. BIOS（基本输入输出系统）芯片和电池：【现代主板上可能采用UEFI（统一可扩展固件接口）技术，它提供了更丰富的功能和更易于使用的界面。此外，现代主板可能使用不同类型的电池或甚至不再需要电池来保存BIOS设置。】
      • 芯片中保存着POST自检和系统自举、基本输入/输出程序等最基本、最重要的参数。还包括CPU参数、内存参数、芯片组参数等信息，能实时监控系统的运行情况。
      • BIOS芯片中设置好的参数需要电池供电才能进行保存，取出电池可恢复原始设定。
   10. PS/2接口：用于连接键盘和鼠标设备。【现代主板上可能包含更多种类的接口，如HDMI、DisplayPort、Thunderbolt、USB 3.x/4.0、SATA等。】
   11. USB接口：即插即用，具有较高的数据传输率。【同上】
   12. IDE接口（一般由两个或更多）：每个接口可连接两个IDE设备（如：硬盘和光驱）【同上】
   13. 并口与串口：用于连接一些外部设备（并口通常连接打印机，串口通常连接外置式Modem等）。【虽然并口和串口在某些特定应用中仍然可见，但它们已经不再是主流接口。现代主板可能不再直接提供这些接口，而是通过USB或其他更现代的接口来连接相关设备。】
3. 主板选购：
   1. 考虑计算机和主板将来升级扩展的能力（例如：扩充内存和增加扩展卡、升级CPU等方面的能力）
   2. 主板质量和售后服务：注意制造工艺
      • 主板做工：是否精细
      • 电路板的层数：是否为多层板（通过透光效果辨别）
      • 焊点：各焊点接合处及波峰焊点是否工整简洁
      • 走线：是否简洁清晰
      • 元件质量：例如，电池是否生锈或漏液
      • 设计结构：是否符合未来升级安装的需要，结构布局是否合理，是否利于加装其他配件
      • 安全标准测试：是否通过测试
      • 电容容量、CPU的供电电路等
      • 芯片组的生产日期：同品牌越新越好
      • 产品包装和相关配件，各种连接线，驱动盘、保修卡是否齐全
   3. 主流品牌
   4. 性价比
   5. 防备假冒伪劣产品：
      • 主板序列号：通过查询序列号来辨别真伪
      • 辨别质量鉴真伪
      • 网络上搜索其他硬件辨别方法

CPU：

1. 中央处理器：集成了控制器和运算器。
2. CPU插座类型：
   1. Socket478插座（Intel推出）：有478个针脚接口。【已淘汰，最新的Intel桌面CPU主要使用LGA 1700（如第13代酷睿）、LGA 1800（如第14代酷睿）等插座类型。】
   2. LGA775插座（Intel推出）：采用了触点方式而非针脚方式。【已淘汰，最新的Intel服务器CPU可能使用LGA 4677等插座类型。】
   3. SocketA插座（AMD推出）：有462个针脚接口。【已淘汰，AMD最新的桌面CPU主要使用AM4插座类型（如Ryzen系列）。】
   4. Socket754插座（AMD推出）：有754个针脚接口。【已淘汰，AMD最新的服务器CPU可能使用SP3插座类型。】
3. 性能指标：
   1. 主频、外频、倍频和前端总线频率：
      • 主频（CPU的时钟频率）：表示CPU内部数字脉冲信号震荡的速度，代表CPU的实际运算速度，单位是Hz。主频越高，CPU在一个时钟周期内所能完成的指令数越多，运算速度越快。
      • 外频（CPU的基准频率）：是CPU与主板之间同步运行的速度。外频速度越高，CPU同时接收的来自外围设备的数据越多，从而使整个系统的速度提高。
      • 倍频（倍频系数）：CPU运行频率与系统外频之间差距的参数。相同外频下，倍频越高，CPU的频率越高。
      • 前端总线频率：直接影响CPU与内存数据的交换速度，通常是指CPU与内存、磁盘驱动器、Modem及网卡这类系统部件的外设总线频率。（通常与CPU外频相同）【现代CPU已经采用了更高效的内存访问方式，如DDR4和DDR5内存的直接通道访问。】
   2. 缓存（高速缓存存储器）：可以进行高速数据传输的存储器。由于CPU运行速度太快，内存、硬盘的存储速度跟不上，因此将常用指令和数据放进缓存，让CPU在缓存中读取，以提升电脑的性能。
   3. 制造工艺：指在生产CPU时内部各种元件的连接线宽度，单位为㎛。（制造工艺越先进，CPU体积越小，晶体管的集成度越高，功耗和发热量越少。）【现在CPU的制造工艺已经达到了纳米级别（如7nm、5nm等）。】
   4. 工作电压：指CPU正常工作所需的电压，多在1.3~1.7V之间。（工作电压越低，CPU发热量越小，使用寿命越长。）
   5. 内存总线速度和扩展总线速度：【现代系统更多地关注内存带宽、通道数以及PCIe等高速接口的速度。】
      • 内存总线速度（系统总线速度）：CPU二级高速缓存和内存之间的通信速度（一般等同于CPU的外频）。主要用于协调内存和CPU之间运行速度的差异。
      • 扩展总线（CPU用来连接扩展插槽之间的纽带）速度：指电脑系统的局部总线和ISA、PCI或AGP总线等的速度。
   6. 流水线（CPU内部的指令处理流水线）：在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5~6步后再有这些电路单元分别执行，实现在1个CPU时钟周期完成1条指令，提高CPU运算速度。
   7. 协处理器（数学协处理器）：负责浮点运算。含有内置协处理器的CPU可以加快特定类型的数值计算。【在现代CPU中，浮点运算已经内置在CPU核心中，不再需要单独的协处理器。】
   8. 动态处理技术：通过操作数据来提高处理器的工作效率，但并不是简单地执行一串指令。包括多路分流预测，数据流量分析，猜测执行等。【现代CPU已经采用了更先进、更复杂的动态优化技术，如分支预测、乱序执行、多级缓存等。】
   9. 超线程技术：可使电脑有2个CPU在同一平台上执行任务，提高系统效率。【现代CPU技术（如超线程、多核心、虚拟化技术、集成GPU、AI加速等）】
   10. 指令集：是一组程序代码集合，是为了完成某一方面的功能而特意开发的一组程序。常见的指令集有：MMX指令集，SSE指令集，SSE2指令集，SSE3指令集，3DNow!指令集，3DNow!+指令集等。
4. CPU选购：
   1. 从CPU的性能、用途、质保、性价比等方面综合考虑。
   2. 考虑散热性（散热风扇）
   3. 关键性能指标参考：频率和缓存【现代CPU的选购还需要考虑核心数、线程数、架构、功耗、集成显卡性能等多个方面。】
   4. 品牌：性能保证，售后服务
   5. 鉴别真伪：①查看包装或标识（铭牌）②频率测试软件（读取CPU内部寄存器数据识别并显示该CPU的频率及其他特性）

内存：

1. 内存也被称为主存或内存储器，用于暂时存储CPU中的运算数据和与硬盘等外部存储器交换的数据。
2. 电脑运行时，CPU会把需要运算的数据调到内存中进行运算，运算完成后再将结果传递到各个部件执行。
3. 一般组成部分：
   1. 内存芯片：用来临时存储数据。
   2. 内存卡槽：用于将内存固定在内存插槽上。
   3. 内存缺口：与内存插槽上的放凸起设计配对，防止内存错误插入。