任务二　组装兼容机

任务描述

小李开办了一家打字复印社，现计划组装一台打字用的中低档计算机，要求键盘和鼠标经久耐用，显示器为液晶显示器，硬盘容量至少为500GB，价位在4000元左右。请你了解一下各种配置价格，为小李组装一台计算机。

任务实施

活动一：组装前的准备

首先，要买好配套的处理器和主板，英特尔和AMD的产品不能混用。

组装计算机时要有自己的预算，不要盲目攀比，应按实际需要购买配件。

选购机箱时，一要注意内部结构合理化，便于安装；二要注意美观，颜色与其他配件相配。一般应选择立式机箱，不要使用已淘汰的卧式机箱。机箱内的电源关系到整个计算机的稳定运行，其输出功率不应小于300W，有的处理器还要求使用400W以上的电源，应根据需要选择。另外需要主板、CPU、内存、显卡、硬盘、光驱等配件。

1. 工具准备

常言道“工欲善其事，必先利其器”，顺手的工具可以大大减少装机带来的麻烦，那么哪些工具是装机之前需要准备的呢？除机器配件以外，还需要准备螺钉刀、尖嘴钳、镊子等工具。

2. 材料准备

准备好装机所用的配件：CPU、散热风扇、主板、内存、显卡、硬盘、光驱、机箱电源、键盘鼠标、显示器、各种数据线/电源线等。

小提示

活动二：组装过程

1. 安装处理器（CPU）

当前市场中英特尔处理器主要有低端的赛扬与奔腾两种，高端的酷睿处理器是英特尔的主流处理器，它采用了最新的架构，低端的赛扬与奔腾和部分酷睿采用LGA 775接口。高端的处理器接口变化很快，现在英特尔处理器的主流接口有：LGA 1156、LGA 1366、LGA 1155、LGA 2011。当前的处理器不再采用针脚结构，而采用触点式，其制造工艺也从90nm提升到了65nm、45nm、32nm。

LGA 1156接口的英特尔处理器全部采用了触点式设计，其外观如图1-2-1所示。

可以看到，LGA 1156接口的英特尔处理器全部采用了触点式设计，与针管式设计相比，最大的优势是不用再去担心针脚折断的问题，但它对处理器的插座要求则更高。LGA 1156又叫Socket H，是Intel在LGA 775之后的CPU插槽。它也是Intel Core i3/i5/i7处理器的插槽，读取速度比LGA 775高。

（1）在安装CPU之前要先打开插座，方法是用适当的力向下微压固定CPU的压杆，同时用力往外推压杆，使其脱离固定卡扣。如图1-2-2所示，这是主板上处理器的插座，与针管设计的插座区别相当的大。

（2）压杆脱离卡扣后，就可以顺利地将压杆拉起，如图1-2-3所示。

（3）将固定处理器的盖子与压杆反方向提起，如图1-2-4所示。

（4）使CPU插座展现出来，如图1-2-5所示。

（5）安装处理器，如图1-2-6所示。

小提示

（6）将CPU安放到位以后，盖好扣盖，并反方向微用力扣下处理器的压杆。至此CPU便被稳稳地安装到主板上，安装过程结束，如图1-2-7所示。

2. 安装散热器

（1）将散热器的四角对准主板相应的位置，然后用力压下四角。扣具即可，如图1-2-8所示。

（2）固定好散热器后，将散热风扇接到主板的供电接口上。找到主板上安装风扇的接口（主板上的标识字符为CPU_FAN），将风扇插头插入即可，如图1-2-9所示。

注意：目前有四针与三针等不同的风扇接口，在安装时注意一下即可。

小提示

3. 安装内存条

（1）安装内存时，先用手将内存插槽两端的扣具打开，然后将内存平行放入内存插槽中（内存插槽也使用了防呆式设计，反方向无法插入，大家在安装时可以对应一下内存与插槽上的缺口），用两拇指按住内存两端轻微向下压，听到“啪”的一声响后，即说明内存安装到位，如图1-2-10所示。

（2）在相同颜色的内存插槽中插入两条规格相同的内存，可打开双通道功能，提高系统性能，如图1-2-11所示。到此为止，CPU、内存的安装就完成了。

小提示

4. 将主板安装到机箱中

（1）目前，大部分主板的板型为ATX结构或MATX结构，因此，机箱的设计一般都与主板匹配。在安装主板之前，先将机箱提供的主板垫脚螺母安装到机箱主板托架的对应位置（有些机箱购买时就已经安装），如图1-2-12所示。

（2）双手平行托住主板，将主板放入机箱中，如图1-2-13所示。

（3）确定机箱安装是否到位，可通过机箱背部的主板挡板来确定，如图1-2-14所示。

（4）拧紧每颗螺钉，固定好主板，安装过程结束，如图1-2-15所示。

小提示

5. 安装硬盘

在安装好CPU和内存后，还需要将硬盘固定在机箱的3.5英寸硬盘托架上。对于普通的机箱，只需要将硬盘放入机箱的硬盘托架上，拧紧螺钉使其固定即可。很多用户使用了可拆卸的3.5英寸机箱托架，这样安装起硬盘来就更加简单了。

（1）机箱中有固定3.5英寸托架的扳手，拉动此扳手即可固定或取下3.5英寸硬盘托架，如图1-2-16所示。

（2）取出后的3.5英寸硬盘托架，如图1-2-17所示。

（3）将硬盘装入托架中，并拧紧螺钉，如图1-2-18所示。

（4）将托架重新装入机箱，并将固定扳手拉回原位，固定好硬盘托架，如图1-2-19所示。

6. 安装光驱、电源

安装光驱的方法与安装硬盘的方法大致相同，对于普通的机箱，只需将机箱4.25英寸托架前的面板拆除，并将光驱装入对应的位置，拧紧螺钉即可。但还有一种抽拉式设计的光驱托架，下面简单介绍其安装方法。

（1）在安装前，先将类似于抽屉设计的托架安装到光驱上，如图1-2-20所示。

（2）像推拉抽屉一样，将光驱推入机箱托架中，如图1-2-21所示。

（3）光驱安装到位后，需要取下时，用两手按住光驱两边的簧片即可以拉出，操作简单方便，如图1-2-22所示。

（4）机箱电源安装的方法比较简单，将电源放入机箱内，到位后，拧紧螺钉即可，如图1-2-23所示。

7. 安装显卡

近年来PCI-E显卡已是市场的主力军，AGP已基本见不到了，因此在选择显卡时PCI-E是首选产品。

用手轻握显卡两端，垂直对准主板上的显卡插槽，如图1-2-24所示，向下轻压到位后，再用螺钉固定，即完成了显卡的安装过程，如图1-2-25所示。

8. 连接各种线缆

安装完显卡之后，剩下的工作就是安装所有的线缆接口了，下面进行简单介绍。

（1）安装硬盘电源与数据线接口，这是一块SATA硬盘，右边红色的为数据线，黑黄红交叉的是电源线，安装时将其按入即可。接口全部采用防呆式设计，即反方向无法插入，如图1-2-26所示。

（2）光驱数据线与硬盘的数据线安装类似，均采用防呆式设计。将SATA数据线的一端插入光驱SATA接口，另一端插入主板的SATA接口即可，如图1-2-27所示。

（3）安装主板上的SATA数据线，如图1-2-28所示。

（4）连接主板供电电源接口。这里需要说明一下，虽然大部分主板采用了24PIN的供电电源设计，但仍有些主板为20PIN，大家在购买主板时要重点看一下，以便选购适合的电源，如图1-2-29所示。

（5）CPU供电接口部分采用8PIN的加强供电接口设计，这里使用了8PIN设计，以提供CPU稳定的电压供应，如图1-2-30所示。

（6）主板上的SATA硬盘、USB及机箱开关、重启、硬盘工作指示灯接口，其安装方法可以参见主板说明书，如图1-2-31所示。

小提示

（7）对机箱内的各种线缆进行简单的整理，以提供良好的散热空间，这一点大家应务必注意。

好了，自己动手安装的计算机终于完成了，赶快打开主机，安装系统吧。

能力拓展

兼容机与品牌机的区别

（1）价格方面。品牌机的价格要比相同配置的兼容机高，除品牌价值外，还有售后服务等。

（2）外观与功能。多数品牌机的外观时尚、颜色艳丽。而兼容机可选择的套装就非常少，整体看来也不是十分协调。在功能上，品牌机较为突出，如一键恢复、加密保护、键盘超频等功能，使用起来十分方便。而兼容机要实现起来就很困难了。

（3）稳定性。品牌机的配件采用大批量采购的方式，有独立的组装车间和测试车间，以及品牌理念。自己组装的兼容机因没有良好的组装环境和测试环境，很容易出现兼容性方面的问题。

（4）灵活性。品牌机的配置一般情况下不能随便更改，挑选余地小，而个人装机则完全可以根据自己的需要和经济条件进行配置。

（5）售后服务。品牌机能够提供较好的售后服务，如三年主件保修，有的品牌还提供全国联保。而兼容机只能在销售商处进行有限保修，其主件保修时间一般为一年。

能力拓展

1. 计算机的特点

1）自动运行程序

计算机能在程序控制下自动连续地高速运算。由于采用存储程序控制的方式，因此一旦输入编制好的程序，启动计算机后就能自动执行直至完成任务。这是计算机最突出的特点。

2）运算速度快

计算机能以极快的速度进行计算。现在普通的微型计算机每秒可执行几十万条指令，而巨型计算机可达到每秒几十亿次甚至几百亿次。随着计算机技术的发展，计算机的运算速度还在提高。

3）运算精度高

电子计算机具有以往计算机无法比拟的计算精度，目前已达到小数点后上亿位的精度。

4）具有记忆和逻辑判断能力

人是有思维能力的，其本质上是一种逻辑判断的能力。计算机借助于逻辑运算可以进行逻辑判断，并根据判断结果自动地确定下一步该做什么。计算机的存储系统由内存和外存组成，具有存储和“记忆”大量信息的能力，现代计算机的内存容量已达到上百兆比特甚至几千兆比特，而外存也有惊人的容量。如今的计算机不仅具有运算能力，还具有逻辑判断能力，可以进行资料分类、情报检索等具有逻辑加工性质的工作。

5）可靠性高

随着微电子技术和计算机技术的发展，现代电子计算机连续无故障运行时间可达到几十万小时以上，具有极高的可靠性，如安装在宇宙飞船上的计算机可以连续可靠地运行几年。计算机应用在管理中也具有很高的可靠性，而人却很容易因疲劳而出错。另外，计算机对于不同的问题，只是执行的程序不同，因而具有很强的稳定性和通用性。用同一台计算机能解决各种问题，应用于不同的领域。

计算机除具有上述特点外，还具有体积小、重量轻、耗电少、维护方便、可靠性高、易操作、功能强、使用灵活、价格便宜等特点。计算机还能代替人做许多复杂繁重的工作。

2. 计算机的应用领域

进入20世纪90年代以来，计算机技术作为科技的先导技术之一得到了飞跃发展，超级并行计算机技术、高速网络技术、多媒体技术、人工智能技术等，改变了人们使用计算机的方式，从而使计算机几乎渗透到人类生产和生活的各个领域，对工业和农业都有极其重要的影响。计算机的应用范围归纳起来主要有以下6个方面。

1）科学计算

科学计算（数值计算）是指用计算机完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题。计算机作为一种计算工具，科学计算是其最早的应用领域，也是计算机最重要的应用之一。在科学技术和工程设计中存在着大量的各类数字计算，如求解几百乃至上千阶的线性方程组、大型矩阵运算等。这些问题广泛出现在导弹实验、卫星发射、灾情预测等领域，其特点是数据量大、计算工作复杂。在数学、物理、化学、天文等众多学科的科学研究中，经常遇到许多数学问题，这些问题用传统的计算工具是难以完成的，有时人工计算需要几个月、几年，而且不能保证计算准确，使用计算机则只需要几天、几小时，甚至几分钟就可以精确地解决。所以，计算机是发展现代尖端科学技术必不可少的重要工具。

2）数据处理

数据处理（信息处理）是指信息的收集、分类、整理、加工、存储等一系列活动的总称。所谓信息是指可被人类感受的声音、图像、文字、符号、语言等。数据处理还可以在计算机上加工非科技工程方面的计算、管理和操纵任何形式的数据资料，其特点是要处理的原始数据量大，而运算比较简单，有大量的逻辑与判断运算。

目前在计算机应用中，数据处理所占的比重最大。它的应用领域十分广泛，如人口统计、办公自动化、企业管理、邮政业务、机票订购、情报检索、图书管理、医疗诊断等。

3）计算机辅助技术

（1）计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是指使用计算机的计算、逻辑判断等功能，帮助人们进行产品和工程设计。它能使设计过程自动化，设计合理化、科学化、标准化，并可大大缩短设计周期，以增强产品在市场上的竞争力。CAD技术已广泛应用于建筑工程设计、服装设计、机械制造设计、船舶设计等行业。使用CAD技术可以提高设计质量，缩短设计周期，提高设计自动化水平。

（2）计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）是指利用计算机通过各种数值控制生产设备，完成产品的加工、装配、检测、包装等生产过程的技术。将CAD进一步集成形成了计算机集成制造系统CIMS，从而实现设计生产自动化。利用CAM可提高产品质量，降低成本和劳动强度。

（3）计算机辅助教学（Computer Aided Instruction，CAI）是指将教学内容、教学方法和学生的学习情况等存储在计算机中，帮助学生轻松地学习所需要的知识。它在现代教育技术中起着相当重要的作用。

除上述计算机辅助技术外，还有其他的辅助功能，如计算机辅助出版、计算机辅助管理、辅助绘制和辅助排版等。

4）过程控制

过程控制（实时控制）是指用计算机及时采集数据，并按最佳值迅速对控制对象进行自动控制或采用自动调节。利用计算机进行过程控制，可大大提高控制的自动化水平，以及控制的及时性和准确性。

过程控制的特点是及时收集并检测数据，按最佳值调节控制对象。在电力、机械制造、化工、冶金、交通等部门中采用过程控制，可以提高劳动生产效率、产品质量、自动化水平和控制精确度，以减少生产成本和减轻劳动强度。在军事上，可使用计算机实时控制导弹，并根据目标的移动情况修正飞行姿态，以准确击中目标。

5）人工智能

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是指用计算机模拟人类的智能活动，如判断、理解、学习、图像识别、问题求解等。它涉及计算机科学、信息论、仿生学、神经学和心理学等诸多学科。在人工智能中，最具代表性、应用最成功的两个领域是计算机专家系统和机器人。

计算机专家系统是一个具有大量专门知识的计算机程序系统。它通过总结某个领域的专家知识构建了知识库。根据这些知识，系统可以对输入的原始数据进行推理，做出判断和决策，以回答用户的咨询，这是人工智能的一个成功的例子。

机器人是人工智能技术的另一个重要应用。目前，世界上有许多机器人工作在各种恶劣环境（如高温、高辐射、剧毒等）中。机器人的应用前景非常广阔，很多国家都在对机器人进行研制。

6）计算机网络

把计算机的超级处理能力与通信技术结合起来就形成了计算机网络。人们熟悉的全球信息查询、邮件传送、电子商务等都是依靠计算机网络来实现的。计算机网络已进入千家万户，给人们的生活带来了极大的方便。

3. 电子计算机的分类

一般情况下，电子计算机有多种分类方法，但在通常情况下采用3种分类标准。

1）按处理的对象分类

电子计算机按处理的对象分可分为电子模拟计算机、电子数字计算机和混合计算机。

电子模拟计算机所处理的电信号在时间上是连续的（模拟量），采用的是模拟技术。

电子数字计算机所处理的电信号在时间上是离散的（数字量），采用的是数字技术。计算机将信息数字化之后具有易保存、易表示、易计算、方便硬件实现等优点，所以数字计算机已成为信息处理的主流。通常所说的计算机都是指电子数字计算机。

混合计算机是将数字技术和模拟技术相结合的计算机。

2）按性能规模分类

按性能规模可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和工作站。

（1）巨型机。研究巨型机是现代科学技术，尤其是国防尖端技术发展的需要。巨型机的特点是运算速度快、存储容量大。目前世界上只有少数几个国家能生产巨型机。我国自主研发的银河I型亿次机和银河II型十亿次机都是巨型机，其主要用于核武器、空间技术、大范围天气预报、石油勘探等领域。

（2）大型机。大型机的特点表现在通用性强、具有很强的综合处理能力、性能覆盖面广等，主要应用于公司、银行、政府部门、社会管理机构和制造厂家等，通常人们称大型机为企业计算机。大型机在未来将被赋予更多的使命，如大型事务处理、企业内部的信息管理与安全保护、科学计算等。

（3）中型机。中型机是介于大型机和小型机之间的一种机型。

（4）小型机。小型机规模小，结构简单，设计周期短，便于及时采用先进工艺。这类机器可靠性高，对运行环境要求低，易于操作且便于维护。小型机符合部门性的要求，为中小型企事业单位所常用。它具有规模较小、成本低、维护方便等优点。

（5）微型机，又称个人计算机（Personal Computer，PC），它是日常生活中使用最多、最普遍的计算机，具有价格低廉、性能强、体积小、功耗低等特点。现在微型机已进入千家万户，成为人们工作、生活的重要工具。

（6）工作站。工作站是一种高档微机系统。它具有较高的运算速度，以及大、小型机的多任务、多用户功能，且兼具微型机的操作便利和良好的人机界面。它可以连接到多种输入/输出设备，具有易于联网、处理功能强等特点。它的应用领域已从最初的计算机辅助设计扩展到商业、金融、办公等领域，并充当网络服务器的角色。

3）按功能和用途分类

按功能和用途可分为通用计算机和专用计算机。

通用计算机具有功能强、兼容性强、应用面广、操作方便等优点，人们通常使用的计算机都是通用计算机。

专用计算机一般功能单一，且操作复杂，用于完成特定的工作任务。

4. 组装计算机的基本步骤

（1）机箱的安装，主要是对机箱进行拆封，并且将电源安装在机箱里。

（2）主板的安装，将主板安装在机箱主板上。

（3）CPU的安装，在主板处理器插座上插入安装所需的CPU，并安装上散热风扇。

（4）内存条的安装，将内存条插入主板内存插槽中。

（5）显卡的安装，根据显卡总线选择合适的插槽。

（6）声卡的安装，现在市场主流声卡多为PCI插槽的声卡。

（7）驱动器的安装，主要针对硬盘、光驱和软驱进行安装。

（8）机箱与主板间的连线，即各种指示灯、电源开关线。PC喇叭的连接，以及硬盘、光驱和软驱电源线和数据线的连接。

（9）盖上机箱盖（理论上在安装完主机后，就可以盖上机箱盖了，但为了此后出问题的检查，最好先不加盖，等系统安装完毕后再盖）。

（10）输入设备的安装，连接键盘和鼠标，使它们与主机一体化。

（11）输出设备的安装，即显示器的安装，将显示器的数据线插入显卡。

（12）再重新检查各个接线，准备进行测试。

（13）给机器通电，若显示器能够正常显示，表明初装已经成功，进入BIOS可以进行系统初始设置。

至此，一般硬件的安装已基本完成，但要让计算机运行起来，还需要进行下面的安装步骤。

（14）分区硬盘和格式化硬盘。

（15）安装操作系统，如Windows 7系统。

（16）安装驱动程序，如显卡、声卡的驱动程序等。

（17）启动计算机，进行72小时的运行检测，如果硬件有问题，在检测过程中就会被发现。

2. 芯片技术

1）芯片概述

芯片是半导体元件产品的统称。它是集成电路的载体，由晶圆分割而成。芯片可以划分为功能芯片和存储芯片，计算机的CPU就是一种功能芯片，计算机闪存即Flash这类芯片就是存储芯片。

人类第一台计算机诞生时，用了将近18000只电子管、6000个开关、60000只电阻，10000只电容，还有50万条导线组成了一个超级复杂的电路，重达30吨，运算能力5000次/秒，还不及现在手持计算器的十分之一。但是芯片技术却能把这30吨的东西集成到只有指甲那么大的地方了。

芯片犹如一个人的大脑，随着人工智能，物联网等高科技的入市，芯片的地位将更为显著。芯片行业的技术门槛很高，是集技术、人才、资金于一体的行业，开发周期长，更新速度快，风险又极高。芯片整个产业链很长，从设计、制造、封装、测试这些流程下来，大大小小的工艺有几十项。

2）芯片制造流程与中国芯片技术现状

从产业链的角度来看，芯片的核心产业链主要有设计、制造和封测三个环节。

① 芯片设计：指芯片的研发过程，它是通过系统设计和电路设计，将设定的芯片规格形成设计版图的过程；芯片设计公司对芯片进行寄存器级的逻辑设计和晶体管级的物理设计后，将不同规格和效能的芯片提供给下游厂商。

② 晶圆制造：指在制备的晶圆材料上构建完整的物理电路，其过程包括掩模制作、切片、研磨、扩散、光刻、刻蚀、离子注入等核心工艺。

③ 封测：指将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封，使芯片电路与外部器件实现电气连接，并为芯片提供机械物理保护，然后利用集成电路设计企业提供的测试工具，对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。

（1）硅

把硅进行氯化之后再蒸馏，可以得到纯度很高的硅，将硅切成片就是工业生产需要的硅片。硅的评判指标是纯度，太阳能级高纯硅要求为99.9999%，芯片用的电子级高纯硅要求为99.999999999%。

（2）晶圆

硅提纯时需要进行旋转，成品如图1-2-33所示。

切片后的硅片是圆的，因此就叫“晶圆”，如图1-2-34所示。

硅片切好之后，就要在晶圆上把成千上万的电路集成起来，晶圆加工的过程有点烦琐。首先在晶圆上涂一层感光材料，这种材料遇光就熔化，光刻机用非常精准的光线，在感光材料上刻出图案，让底下的晶圆裸露出来。然后，用等离子体进行冲刷，裸露的晶圆就会被刻出很多沟槽。实现这种工艺的设备就叫刻蚀机。在沟槽里掺入磷，就得到了一堆N型半导体。完成之后，清洗干净，重新涂上感光材料，用光刻机刻图，用刻蚀机刻沟槽，再撒上硼，就有了P型半导体。经过上述工艺过程后的晶圆如图1-2-35所示。

这块晶圆上的小方块就是芯片。将芯片放大了看就会发现，它是由密密麻麻的门电路组成的。

（3）设计与制造

用数以亿计的器件组成庞大的电路，需要具备强大的技术作为支撑，所以芯片的设计异常重要。就好比当一个路口红绿灯设置不合理时，就可能导致大面积堵车。电子在芯片上运动时，如果有一个PN结出问题，电子同样会堵车。正因为如此，芯片设计不光需要金钱支持，也需要时间沉淀，属于“烧钱、烧时间”的核心技术。芯片设计公司有三类：设计和制造都做、只做设计、只做制造。

（4）核心设备

芯片良品率取决于晶圆厂整体技术水平，但加工精度完全取决于核心设备，就是前面提到的“光刻机”，如图1-2-36所示。

（5）封测

芯片做好后，需要从晶圆上切下来，连接导线，然后装上外壳，最后经过测试，这就叫封测。封测是芯片产业的末端。

3. 展望

无论是硅原料、芯片设计、晶圆加工、封测等技术领域，还是相关的半导体设备，我国都还是处于“任重而道远”的状态。2014年6月，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》明确提出，至2030年，我国集成电路产业链主要环节要达到国际先进水平，一批企业应进入国际第一梯队，产业实现跨越式发展。