计算机硬件技术基础实验姓名：高广战专业：09计算机学号:_____09838033____安徽农业大学经济技术学院实验一：计算机运行过程演示计算机硬件：计算机硬件系统的基本组成（五大部件）：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

运算器和控制器统称中央处理器（CPU）。

存储器分成内存储器和外存储器两大类。

CPU、内存储器和连接输入输出设备的接口统称为主机。

微机的主机集成在主机板上。

外存储器、输入设备和输出设备统称为外部设备。

计算机运行过程：第一步：当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还不稳定，主板控制芯片组会向CPU发出并保持一个RESET(重置)信号，让CPU初始化。

加电自检，加电自检的主要任务是检测系统中的一些关键设备是否存在和能否正常工作，如内存和显卡等。

第二步：显卡初始化。

查找完所有其它设备的BIOS之后，系统BIOS将显示它自己的启动画面第三步：接着系统BIOS将检测CPU的类型和工作频率，接下来系统BIOS开始测试主机所有的内存容量第四步：内存测试通过之后，系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备，这些设备包括：硬盘、CD-ROM、软驱、串行接口和并行接口等连接的设备第五步：标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中安装的即插即用设备第六步：到这一步为止，所有硬件都已经检测配置完毕了，系统BIOS会重新清屏并在屏幕上方显示出一个系统配置列表，其中概略地列出了系统中安装的各种标准硬件设备，以及它们使用的资源和一些相关工作参数。

第七步：按下来系统BIOS将更新ESCD(Extended System Configuration Data，扩展系统配置数据)。

第八步：ESCD数据更新完毕后，系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。

实验二：CPU性能测试CPU简介中央处理器（CPU）计算机的中央处理器又称为CPU，它是计算机的核心部分。

主要由运算器和控制器组成。

运算器：实现算术运算和逻辑运算的部件。

控制器：计算机的指挥系统。

控制器通过地址访问存储器，从存储器中取出指令，经译码器分析后，根据指令分析结果产生相应的操作控制信号作用于其他部件，使得各部件在控制器控制下有条不紊地协调工作。

指令：指挥计算机进行各种操作的命令。

指令系统：一台计算机所有指令的集合。

执行一条指令的四个基本操作：CPU性能参数如图所示：图：1主要参数解释：主频是指CPU的时钟频率。

主频越高，计算机的运算速度就越快一级缓存：都内置在CPU内部并与CPU同速运行，可以有效的提高CPU的运行效率。

二级缓存：二级缓存作为一级缓存的“后备仓库”，用于为一级缓存存储更多的数据，减少CPU直接访问内存的次数理论上而言CPU缓存越大，CPU的实际效率也就越高，性能就越实验三：内存性能测试实验内存：用来存放当前正在使用的，或随时要用的程序或数据内存参数主要参数解释：DDR=Double Data Rate双倍速率同步动态随机存储器。

严格的说DDR应该叫DDR SDRAM，人们习惯称为DDR，其中，SDRAM是Synchronous Dynamic Random AccessMemory的缩写，即同步动态随机存取存储器。

而DDR SDRAM是Double Data Rate SDRAM的缩写，是双倍速率同步动态随机存储器的意思。

DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的，仍然沿用SDRAM生产体系，因此对于内存厂商而言，只需对制造普通SDRAM的设备稍加改进，即可实现DDR内存的生产，可有效的降低成本。

DDR2/DDR II（Double Data Rate2）SDRAM是由JEDEC（电子设备工程联合委员会）进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据读预取）。

换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

DDR3是一种电脑内存规格。

它属于SDRAM家族的内存产品，提供了相较于DDR2SDRAM更高的运行效能与更低的电压，是DDR2SDRAM （四倍资料率同步动态随机存取内存）的后继者（增加至八倍），也是现时流行的内存产品。

随着内存技术规格的升级存储速度越来越快实验4：总线与芯片组实验软件环境：CPU-Z，是一款检测cpu使用程度最高的一款软件，它可以提供一些关于处理器的讯息，包含了制造商及处理器名称，核心构造及封装技术，内部，外部频率，最大超频速度的检测，也可以查出处理器相关的使用的指令集EVEREST（原名AIDA32）一个测试软硬件系统信息的工具，它可以详细的显示出PC 每一个方面的信息。

支持上千种(3400+)主板，支持上百种(360+)显卡，支持对并口/串口/USB这些PNP设备的检测，支持对各式各样的处理器的侦测。

硬件测试数据主机板型号宏基EG31M芯片组南桥Inter82801GB（1CH7/R）主机板制造商ACER（宏基）BIOS厂商和版本宏基P01-AOLPCI总线位宽PC2-6400（400MHZ）2048Mbytes插槽数目4个主机板提供的接口图形接口PCI-Express芯片组北桥的信息：芯片南桥的信息：PCI-Express控制器：BOIS详细信息：名词解释：北桥：是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分，也称为主桥（HostBridge）。

一般来说，芯片组的名称就是以北桥芯片的名称来命名的，例如英特尔GM45芯片组的北桥芯片是G45、最新的则是支持酷睿i7处理器的X58系列的北桥芯片。

主流的有P45、P43、X48、790GX、790FX、780G、880G、890GX、890FX等等。

NVIDIA还有780i、790/等。

北桥芯片负责与CPU的联系并控制内存(仅限于Intel除i7系列以外的cpu，AMD系列cpu在K8系列以后就在cpu中集成了内存控制器，因此AMD平台的北桥芯片不控制内存)、AGP数据在北桥内部传输，提供对CPU的类型和主频、系统的前端总线频率、内存的类型（SDRAM，DDR SDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、AGP插槽、ECC纠错等支持，整合型芯片组的北桥芯片还集成了显示核心。

南桥：南桥芯片（South Bridge）是主板芯片组的重要组成部分，一般位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI插槽的附近，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。

相对于北桥芯片来说，其数据处理量并不算大，所以南桥芯片一般都没有覆盖散热片。

南桥芯片不与处理器直接相连，而是通过一定的方式（不同厂商各种芯片组有所不同，例如英特尔的英特尔Hub Architecture以及SIS的Multi-Threaded“妙渠”）与北桥芯片相连。

PCI Express：是新一代的总线接口。

早在2001年的春季，英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接，并称之为第三代I/O总线技术。

随后在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的规范，并在2002年完成，对其正式命名为PCI Express。

它采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。

实验五：外存储器实验硬盘的配置信息：逻辑磁盘驱动器数据：物理磁盘驱动器：硬盘的使用情况：名词解释：柱面：硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。

磁盘的柱面数与一个盘单面上的磁道数是相等的。

无论是双盘面还是单盘面，由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。

所谓硬盘的CHS，即Cylinder（柱面）、Head（磁头）、Sector（扇区），只要知道了硬盘的CHS的数目，即可确定硬盘的容量，硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B。

磁头：磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。

传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头，但是，硬盘的读、写却是两种截然不同的操作，为此，这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性，从而造成了硬盘设计上的局限。

而MR磁头（Magnetoresistive heads），即磁阻磁头，采用的是分离式的磁头结构：写入磁头仍采用传统的磁感应磁头（MR磁头不能进行写操作），读取磁头则采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。

这样，在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化，以得到最好的读/写性能。

另外，MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也相应提高。

而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，故磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，达到200MB/英寸2，而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2，这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。

目前，MR磁头已得到广泛应用，而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头（Giant Magnetoresistive heads）也逐渐普及。

磁道：当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。

相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响，同时也为磁头的读写带来困难。

一张1.44MB的3.5英寸软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有成千上万个磁道。

扇区：磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。

1.44MB3.5英寸的软盘，每个磁道分为18个扇区。

接口类型：ATA：全称Advanced Technology Attachment，是用传统的40-pin并口数据线连接主板与硬盘的，外部接口速度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰性太差，且排线占空间，不利计算机散热，将逐渐被SATA所取代。

SATA：使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。