《计算机组装与维护》第4章教案

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1、第四章CPU的使用与维修教学目标u了解CPU的封装技术u掌握CPU的结构u了解主流的CPU型号u掌握CPU主要的性能指标u掌握CPU的选购方法及注意事项u掌握CPU常见故障及维修方法一、什么是CPUCPU（CentralProcessingUnit）又叫中央处理器，是计算机系统的核心部件，在整个电脑系统中起到运算和控制的作用。它是由数量众多（几千万个）的晶体管组成的超大规模集成电路，控制着整个计算机系统的运行。二、CPU的工作原理1、CPU的生产过程在了解CPU工作原理之前，我们先简单谈谈CPU是如何生产出来的。CPU是在特别纯净的硅材料上制造的。一个CPU

2、芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上，用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此，从这个意义上说，CPU正是由晶体管组合而成的。简单而言，晶体管就是微型电子开关，它们是构建CPU的基石，你可以把一个晶体管当作一个电灯开关，它们有个操作位，分别代表两种状态：ON(开)和OFF(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开，而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应，这样，计算机就具备了处理信息的能力。众多晶体管产生的多个“0”和“1”的特殊次序和模式能代表不同的情况，将其定义为字母、数字、颜色和图形，如ASCII码。2、CPU的内部结

3、构（1）算术逻辑单元ALU(ArithmeticLogicUnit)　　ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础，辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。（2）控制单元(ControlUnit)　　控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR(InstructionRegister)、指令译码器ID(InstructionDecoder)和操作控制器0C(OperationController)三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。（3）寄存器组RS(RegisterSet或

4、Registers)　　RS实质上是CPU中暂时存放数据的地方，里面保存着那些等待处理的数据，或已经处理过的数据，CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用寄存器，可以减少CPU访问内存的次数，从而提高了CPU的工作速度。（4）总线(Bus)　　总线实际上是一组导线，是各种公共信号线的集合，用于作为电脑中所有各组成部分传输信息共同使用的“公路”。包括：数据总线DB(DataBus)、地址总线AB(AddressBus)、控制总线CB(ControlBus)。3、CPU工作流程（P10）CPU就是执行读出数据、处理数据和往内存写数据3项基本工作。这个

5、过程不断快速地重复，快速地执行一条又一条指令，产生显示器上所看到的结果。一、CPU的外观与构造1、内核2、基板3、填充物4、封装封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁封装方式：DIP（DualIn-linePackage，双列直插封装）QFP/PFP（QuadFlatPackage/PlasticFlatPackage，扁平小块式封装/塑料扁平组件式封装）PGA(PinGridArray，针脚栅格阵列封装)FC-PGA(FlipClipPinGridA

6、rray，倒装芯片针脚栅格阵列)SECC（SingleEdgeContactConnector，单边接触连接封装）BGA（BallGridArray，球状阵列封装）LGA（LandGridArray，岸面栅格阵列封装）。5、接口CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU接口类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，所以不能互相接插。引脚式：4004、8008、8086、8088卡式：slot1/2、slotA触点式：LGA775P4针脚式：Intel：socket7(super7)/370/423/478AMD：SocketA(462)/754/9

7、39/940二、CPU的性能指标1、字长：CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。2、主频：主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频＝外频×倍频系数。CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。例子：1GHzItanium芯片能够表现得差不多跟2.66GHzXeon/Opteron一样快，CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。3、外频：外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。4、前端总线：前端总线(F

8、SB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数