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普通高等教育“十五”国家级规划教材（高职高专教育）

计算机维护与维修（第二版）

曹

哲

主编

高等教育出版社

内容提要本书是普通高等教育“十五”国家级规划教材（高职高专教育），是在《计算机维护与维修》第一版的基础上修订而成的。本书从实用的角度系统地介绍了微型计算机系统各部件的基本原理及其维护与维修技术，全书主要内容包括：绪论，常用工具软件的使用，系统板、CPU 与内存，软驱、硬盘及可移动存储器，软驱的结构和工作原理，微机电源，显示器和显示卡，打印机及接口，多媒体设备，其他设备（键盘、鼠标器及扫描仪）和计算机网络等。本书适用于高等职业学校、高等专科学校、示范性软件职业技术学院、成人高校及本科院校举办的二级职业技术学院、继续教育学院和民办高校使用，不仅可以作为高等院校工科计算机专业的教材，也可供相关的工程技术人员自学参考。

图书在版编目(CIP)数据计算机维护与维修 / 曹哲主编，—2 版．—北京：高等教育出版社，2004.3 ISBN 7–04–014751–3 Ⅰ．计… Ⅱ．曹… Ⅲ．电子计算机–维修–高等学校–教材 Ⅳ．TP307 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2004）第 012445 号策划编辑版式设计

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冯英胡志萍

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古锋胡晓琪

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高等教育出版社

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王凌波

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2001 年 7 月第 1 版 2001 年 7 月第 2 版

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2000 年 1 月第 1 次印刷 24.90 元

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出版说明为加强高职高专教育的教材建设工作，2000 年教育部高等教育司颁发了《关于加强高职高专教育教材建设的若干意见》（教高司[2000]19 号），提出了“力争经过 5 年的努力，编写、出版 500 本左右高职高专教育规划教材”的目标，并将高职高专教育规划教材的建设工作分为两步实施：先用 2 至 3 年时间，在继承原有教材建设成果的基础上，充分汲取近年来高职高专院校在探索培养高等技术应用性专门人才和教材建设方面取得的成功经验，解决好高职高专教育教材的有无问题；然后，再用 2 至 3 年的时间，在实施《新世纪高职高专教育人才培养模式和教学内容体系改革与建设项目计划》立项研究的基础上，推出一批特色鲜明的高质量的高职高专教育教材。根据这一精神，有关院校和出版社从 2000 年秋季开始，积极组织编写和出版了一批“教育部高职高专规划教材” 。这些高职高专规划教材是依据 1999 年教育部组织制定的《高职高专教育基础课程教学基本要求》（草案）和《高职高专教育专业人才培养目标及规格》（草案）编写的，随着这些教材的陆续出版，基本上解决了高职高专教材的有无问题，完成了教育部高职高专规划教材建设工作的第一步。 2002 年教育部确定了普通高等教育“十五”国家级教材规划选题，将高职高专教育规划教材纳入其中。 “十五”国家级规划教材的建设将以“实施精品战略，抓好重点规划”为指导方针，重点抓好公共基础课、专业基础课和专业主干课教材的建设，特别要注意选择一部分原来基础较好的优秀教材进行修订使其逐步形成精品教材；同时还要扩大教材品种，实现教材系列配套，并处理好教材的统一性与多样化、基本教材与辅助教材、文字教材与软件教材的关系，在此基础上形成特色鲜明、一纲多本、优化配套的高职高专教育教材体系。普通高等教育“十五”国家级规划教材（高职高专教育）适用于高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科院校举办的二级职业技术学院、继续教育学院和民办高校使用。教育部高等教育司 2002 年 11 月 30 日

第一版前言 21 世纪的社会是信息化的社会。信息技术，尤其是计算机技术的迅速发展，使得计算机的应用已大众化。如何使用和维护好计算机，当计算机发生故障时，如何进行维修，不但是一个计算机专业人员必须具备的基本能力，也是科技工作者必须具备的基本条件之一，还是一般用户应当掌握的基本技能。鉴于实际应用和教学的需要，我们在多年教学、科研及维护与维修实践的基础上编写了本书。本书从实用的角度系统地介绍了微型计算机系统各部件的基本原理及其维护与维修技术。全书共 10 章。内容主要包括：第 1 章微型计算机系统的构成，维护与维修的基本概念、基本方法与常用工具；第 2 章常用工具软件的使用；第 3 章系统板、CPU 与内存；第 4 章软驱、硬盘及其适配卡；第 5 章微型计算机电源；第 6 章显示卡和显示器；第 7 章打印机及接口；第 8 章多媒体设备，包括声卡、CD–ROM 光盘驱动器、DVD–ROM 光驱；第 9 章键盘、鼠标及扫描仪；第 10 章计算机网络与维护等。本书具有以下几个特点： 1．本书结构合理，选材新颖，覆盖面广，突出了实用技术。 2．在处理维护与维修的偏重点上，本书偏重于计算机系统软、硬件的维护和如何判断故障点。在维修方面，介绍了常见典型故障的维修方法。 3．本书中各部分内容均以典型产品为例进行深入介绍，以期达到实战的目的。 4．本书概念清楚，内容翔实，实例丰富，图文并茂，通俗易懂。本书可作为高职、高专、成人高校及本科院校举办的二级职业技术学院计算机专业及相关专业教材，也可供有关技术人员参考。本书由曹哲、刘铁成、奚立群编著，由王成端任主审。编写的具体分工如下：第 1、2、3 章由曹哲编写；第 4、5、6、7 章由刘铁成编写；第 8、9、10 章由奚立群编写。在本书的编写过程中，北华大学计算中心、北华大学信息工程学院计算机实验室和图书馆的全体同志给予了多方面的支持和帮助。赵津燕、雷学生、宋欣、张其久、徐昭云等同志在本书的编写过程中给予了很大的帮助。许多学生将自己手中最新版本的软件和刚购买的计算机硬件资料提供编者使用。在此编者对上述部门、同志及学生的大力支持与帮助表示衷心的感谢。由于编者水平有限，书中一定存在错误和不妥之处，恳请读者批评指正，

编者 2001 年 4 月

第二版前言随着计算机技术的迅速发展，本书第一版中有许多内容已经过时，此次修订将过时的内容删除，代之以当前最新的技术知识，并照顾到了未来几年的发展趋势，以便使本书具有更好的实用性。本书从实用的角度，系统地介绍了微型计算机系统各部件的基本原理及其维护与维修技术。和第一版相比，本书第二版在内容上进行了许多更改或改进，特点如下： 1．全书的 Windows 平台由第一版的 Windows 98/NT 升级为 Windows 2000，以适应目前的实际情况。 2．在内容方面，第 1 章主要是更换了一些新的零部件；第 2 章主要更换了目前最新的两款杀毒软件“金山毒霸 2003”和“江民杀毒软件 KV2004” ；第 3 章几乎都换成了新内容；第 4 章主要增加了较实用的 IDE 设备安装技术和目前较流行的闪盘和可移动硬盘等内容；第 5 章改为主要介绍 ATX 电源；第 6 章加强了 AGP 显卡的介绍以及显卡和显示器的选择；第 7 章加强了彩色喷墨打印机的介绍；第 8、9、10 章的内容及例题都换成了 Windows 2000 平台。 3．本书结构合理，选材新颖，覆盖面广，突出了实用技术。 4．本书偏重于计算机系统软、硬件的维护和如何判断故障点，同时介绍了常见典型故障的维修方法。 5．本书中各部分内容均以当前流行的或即将流行的典型产品为例进行深入介绍，以期达到学用结合的目的。 6．本书概念清楚，内容翔实，实例丰富，图文并茂，通俗易懂。本书可作为高职高专工科计算机专业的教材，也可作为大中专院校相关专业和计算机培训班的教材，还可作为使用计算机的人员的自学参考书。本书由曹哲主编，具体分工为：第 1、2、3 章由曹哲编写；第 4、5、6、7 章由刘铁成编写；第 8、9、10 章由奚立群编写。本书由田永清主审。在本书的编写过程中，北华大学计算机科学技术学院计算机实验室的全体同志给予了多方面的支持和帮助。赵津燕、张其久、孙海等同志在本书的编写过程中提供了很大的帮助。在此编者对上述部门及同志的大力支持与帮助表示衷心的感谢。由于编者水平有限，书中一定存在错误和不妥之处，恳请读者批评指正，编者将不胜感激。

编者 2004 年 3 月

目

录

第 1 章绪论 .............................1

的使用 .......................... 38 2.3.1 计算机病毒概述 ........... 38 2.3.2 DOS 中的清除、防病毒程序 .. 39

1.1 微型计算机系统的硬件与软件........1 1.1.1 硬件.......................1 1.1.2 软件.......................6 1.2

微型计算机系统维护与维修的基本概念 ..........................6 1.2.1

微型计算机系统维护与维修的基本概念 .............6

1.2.2 微型计算机系统的工作环境 ...8 1.3 微型计算机系统故障的分析方法......9 1.3.1 软件故障的分析方法 .........9 1.3.2 硬件故障的分析方法 ........10 1.4

微型计算机系统维护与维修中常用的工具 .......................12 1.4.1 硬件工具 ..................12 1.4.2 软件工具 ..................14

习题 .................................15 第 2 章常用工具软件的使用 ............16 2.1

DOS、Windows 中维护工具软件的使用 .......................16 2.1.1

磁盘的检查、诊断与修复命令 SCANDISK ..............16

2.1.2 系统检测命令 MSD ..........17 2.1.3 调试程序 DEBUG ............17 2.1.4 Windows 中的系统维护工具 ..20

2.3.3 江民杀毒软件 KV2004 ....... 41 2.3.4 金山毒霸 2003 ............. 57 2.4 系统检测与维护举例 .............. 63 2.4.1 使用 Norton 检测系统性能 .. 63 2.4.2 使用 Norton 诊断硬件故障 .. 65 2.4.3 手工检测和清除病毒举例 ... 67 习题 ................................ 71 第 3 章系统板、CPU 与内存 ............ 73 3.1 系统板的组成及架构 .............. 73 3.1.1 主板的种类 ............... 73 3.1.2

流行主板 Socket 478、Socket A、 Socket 370、Socket 754 .... 74 3.1.3 芯片组与总线 ............. 82 3.2 CPU 与内存 ...................... 90 3.2.1 CPU ...................... 90 3.2.2 内存 ..................... 95 3.3 BIOS 与 CMOS ..................... 99 3.3.1 BIOS 的功能 ............... 99 3.3.2

运行 BIOS 中的 SETUP 程序设置 CMOS 参数 ........ 100 3.4 主板跳线与设置 ................. 119 3.4.1

清除 CMOS 中的 BIOS 设置参数 ................. 119 3.4.2 键盘开机功能跳线与设置 .. 119

2.2 Norton 工具软件包 ................24 2.2.1

2.3

Norton SystemWorks 2000 的安装 ......................25

2.2.2

Norton SystemWorks 2000 各组件介绍 ..................30

2.2.3

主要组件和子组件的功能和使用简介 ................31

常用检测、清除病毒工具软件

3.4.3 3.5

无线 PCI 和 USB 功能 (WPCI_USB)设置 ........... 120

系统板、CPU 与内存的常见故障与处理 ..................... 120 3.5.1 系统板故障的原因 ........ 121 3.5.2 系统板故障的检测与定位 .. 121

目

II 3.5.3

系统板、CPU 与内存的故障分析与维修实例........124

习题 ................................128 第 4 章软驱、硬盘及可移动存储器 ....129

录 5.1 微机开关电源简介 ............... 151 5.1.1 AT 电源.................. 151 5.1.2 ATX 电源................. 151 5.2 开关电源的基本结构和工作原理 ... 152

4.1 软盘驱动器的分类 ...............129 4.2 软驱的结构和工作原理 ...........130

5.2.1

4.2.1 软驱的信号检测系统 .......130 4.2.2 磁头定位系统 .............131

5.2.2

4.2.3 读写系统 .................131 4.3 软驱常见故障及维修方法 .........132 4.3.1 软驱子系统故障判断途径 ...132 4.3.2 软驱常见故障及维修 .......132 4.4 软驱的接口 .....................134 4.5 硬盘的结构及主要参数 ...........135

AT 电源的基本结构及工作原理 ................. 152

ATX 电源的基本结构及工作原理 ................. 156 5.3 微机电源故障的检查方法 ......... 158 5.3.1 观察找出坏件 ............ 158 5.3.2 测量输入电阻 ............ 158 5.3.3 测量输出电压 ............ 158 5.3.4 检查辅助电路 ............ 159

4.5.1 硬盘结构 .................135 4.5.2 硬盘的种类 ...............137

5.3.5 用冷却法定位 ............ 159 5.4 常见故障处理与维修举例 ......... 159 5.4.1 开机即烧毁保险 .......... 159

4.5.3 硬盘的技术及主要参数 .....137 4.6 硬盘驱动器的接口 ...............140 4.6.1 IDE 接口 .................140

5.4.2 电源无输出故障 .......... 160 5.5 不间断电源（UPS） .............. 162 5.5.1 UPS 的基本原理 ........... 163

4.6.2 Ultra DMA/33/66 接口 .....142

5.5.2 UPS 类型................. 164 5.5.3 UPS 的使用和维护 ......... 164 5.5.4 UPS 常见故障 ............. 165

4.6.3

SCSI/Ultra 160M/320M SCSI 接口 .....................142

4.6.4 光纤接口 .................143 4.6.5 IEEE 接口 ................143 4.6.6

Serial ATA（串行 ATA）接口 .....................144

4.7 硬盘的安装 .....................144 4.7.1 IDE 设备的跳线设置 .......144 4.7.2 IDE 设备的 CMOS 设置 ......145 4.7.3 IDE 设备与主板的连接 .....145 4.8 可移动存储设备 .................145 4.8.1 闪盘.....................145 4.8.2 可移动硬盘 ...............146 4.9 硬盘常见故障处理 ...............148 4.9.1 故障分类与判定 ...........148 4.9.2 硬盘故障实例 .............149 习题 ................................149

第 5 章微机电源 ......................151

5.5.5 UPS 维护举例 ............. 166 习题 ............................... 167 第 6 章显示器和显示卡 ............... 168 6.1 显示卡技术及发展 ............... 168 6.1.1 显示卡的发展历史 ........ 168 6.1.2 AGP 显示卡............... 169 6.1.3 适配器与显示器的连接 .... 173 6.1.4

显示卡的常见故障及维修实例 ................. 174 6.2 显示器......................... 175 6.2.1 液晶显示器 .............. 175 6.2.2 CRT 显示器............... 178 6.2.3 显示器的选择 ............ 181 6.3 显示器的原理与维修 ............. 181 6.3.1

显示器的基本构造及工作原理 ................. 181

目

录

III

6.3.2 故障的测试和检查方法 .....191 6.4 显示器常见故障的分析和处理......192 6.4.1 电源部分 .................192

激光打印机故障检修及实例 220 7.7 打印机接口.................... 220 7.7.1 RS-232 接口.............. 220

6.4.2 扫描部分 .................193 6.4.3 视放部分 .................195

7.7.2 Centronics 接口.......... 221 7.7.3 IEEE 488 接口............ 221 7.7.4 USB 接口 ................ 221

习题 ................................196 第 7 章打印机及接口 ..................197 7.1

针式打印机的结构及各部分的功能............................197 7.1.1 针式打印机综述 ...........197

7.2

7.1.2

针式打印机的主要性能指标 .....................198

7.1.3

针式打印机基本结构和工作原理 .................199

7.1.4

针式打印机的机械结构 .....200

7.2.1

针式打印机的故障检查方法 .205 针式打印机主要故障分析 ...205 针式打印机的正确使用及日常维护 .................208

喷墨打印机的主要组成与工作原理 .208 7.3.1 喷墨打印机的分类 .........208 7.3.3 7.3.4 7.3.5

墨水的分类...............209 喷墨打印机的工作原理 .....209 喷墨打印机的机械结构 .....210 喷墨打印机应用的技术 .....211

喷墨打印机的维护与维修 .........212 7.4.1 喷墨打印机的维护 .........212 7.4.2

喷墨打印机的维修 .........213

激光打印机的主要组成与基本工作原理 ........................214 7.5.2

激光打印机的规格和特性 ...214 激光打印机的主要组成 .....215

7.5.3

激光打印机的基本工作原理 .218

7.5.1

7.6

8.1 声卡........................... 223 8.1.1 声卡技术的发展历史 ...... 223 8.1.2 声卡的工作原理及组成 .... 223

8.2 CD-ROM 光盘驱动器 .............. 229 8.2.1 常见 CD 光盘种类 ......... 230

打印机的电路结构及原理 ...201 针式打印机故障分析及检测 .......205

7.3.2

7.5

打印适配器常见故障分析与排除 ................... 221 习题 ............................... 222 第 8 章多媒体设备 ................... 223

7.1.5

7.2.3

7.4

7.7.5

8.1.3 声卡的性能指标和名词解释 224 8.1.4 声卡的安装 .............. 227 8.1.5 声卡常见故障及处理 ...... 227

7.2.2

7.3

7.6.2

激光打印机的维护与维修 .........219 7.6.1

激光打印机的正确使用与日常维护 .................219

8.2.2 CD-ROM 光盘 .............. 230 8.2.3

CD-ROM 驱动器的工作原理与结构 ............... 231 8.2.4 CD-ROM 主要性能指标 ...... 232 8.2.5 CD-ROM 的安装 ............ 233 8.2.6

CD-ROM 驱动器常见故障及处理 ................... 234 8.3 DVD 光盘驱动器 ................. 235 8.3.1 DVD 的特点及分类 ......... 236 8.3.2 DVD-ROM 几代标准的划分 ... 237 8.3.3

DVD 所支持的压缩标准及特点 ............... 238 8.4 CD-RW 光盘刻录机的使用和维护.... 238 8.4.1 光盘刻录的一些常识 ...... 239 8.4.2 光盘成功刻录的注意事项 .. 240 8.4.3 光盘刻录的故障分析与排除 241 习题 ............................... 242 第 9 章其他设备 ...................... 244 9.1 键盘........................... 244 9.1.1 键盘工作原理及分类 ...... 244

目

9.1.2 键盘的维护及故障处理 .....245 9.2 鼠标器 .........................247 9.2.1 鼠标的分类 ...............247

录 10.2 调制解调器 .................... 268

9.2.2 鼠标的结构和工作原理 .....250 9.2.3 鼠标的优化处理 ...........250

Modem 的内部组成及工作原理 ................ 268 10.2.2 Modem 的性能指标 ........ 269 10.2.3 Modem 的分类 ............ 269

9.2.4 鼠标的常见故障及处理 .....250 9.3 扫描仪 .........................252 9.3.1 扫描仪的组成与工作原理 ...252

10.2.4 Modem 的安装 ............ 270 10.3 Internet 网络简介 ............. 271 10.3.1 Internet 的结构 ......... 271

9.3.2 扫描仪的性能指标 .........253 9.3.3 扫描仪的种类 .............255

10.3.2 远程登录 ............... 275 10.3.3 文件传送 ............... 276 10.3.4 电子邮件 ............... 277

9.3.4 使用扫描仪的注意事项 .....256 9.3.5 扫描仪的安装 .............257 9.3.6 扫描仪的常见故障及维修 ...258 习题 ................................259

第 10 章

计算机网络 ...................261

10.1 计算机网络概述 ................261 10.1.1 计算机网络基本概念 ......261 10.1.2 计算机网络的体系结构 ....262 10.1.3 网络的传输介质和连接 ....264 10.1.4 网络操作系统 ............266

10.2.1

10.3.5 连入 Internet 的方法 .... 279 10.4 TCP/IP 协议安装和测试 ......... 282 10.4.1

TCP/IP 协议在 Windows 2000 上的安装 ................ 282

10.4.2 利用 Ping 命令测试网络 .. 283 10.5 网络故障诊断及日常维护 ........ 284 习题 ............................... 294

参考文献 ............................... 295

第1章

绪

论

21 世纪是信息的时代，也是计算机的时代。目前，无论是计算机的硬件、软件，还是计算机网络，各方面都在不断地推陈出新。特别是微型计算机的发展更加迅猛，更新换代频繁，其应用已日趋普及，并已大量涌入家庭。微型计算机在人类的生产和生活中起着不可替代的重要作用。因此，如何配置好自己的计算机使其发挥更高的性能，如何做好日常维护工作，当发生故障时如何进行维护与维修，就显得十分重要。本章将从总体上介绍微型计算机系统的组成、维护与维修的基本概念、故障的分析方法以及维护与维修中常用的工具。

1.1

微型计算机系统的硬件与软件

微型计算机系统是由硬件（即机器系统）和软件（即程序系统）组成的。下面对这两部分分别加以介绍。

1.1.1

硬件

硬件主要由主机和外围设备组成。主机中安装有机器的主要零部件，外围设备主要是输入和输出设备，如：显示器、键盘、鼠标器、打印机、扫描仪、绘图仪等等。其中主机、显示器、键盘、鼠标器是最基本的配置，其他的可根据需要来配置。如图 1-1-1 所示为一台多媒体微型计算机的实物图，下面对其各个组成部分分别加以介绍。

图 1-1-1

多媒体微型计算机

1．主机对微型计算机而言，主机应当包括主板和插在主板上的 CPU、内存。但在实际中人们常把主机箱及其内部的所有零部件统称为主机，本书即采用这一广义主机的概念。主机是微型计算机的主要部分，计算机的核心部件都安装在主机箱内。其中除了有主板和插在主板上的 CPU、内

第1章

绪

论

存条外，还有插在主板扩展槽上的显示卡、声卡、网卡等各种接口卡件，电源，软、硬盘驱动器，光盘驱动器等。 1）主机箱主机箱简称机箱，分立式和卧式两种。卧式机箱可放在显示器的下面，占用面积较小，而立式机箱内部空间较大、散热方便、有利于扩充设备，因而目前普遍采用立式机箱。如图 1-1-2 所示的是两款立式机箱。

图 1-1-2

主机箱

优质机箱应具备的特点是：箱体多采用厚度在 1mm 以上的优质钢板，以确保足够的刚度，可防止因机箱变形而引发板卡损坏或接触不良等故障；机箱电源应为 ATX 电源，功率应在 250W 以上，以便为将来的升级留有余地；驱动器拖架要多，一般应有 3 个 5 英寸和 3 个 3 英寸拖架，以便安装双软驱、双硬盘和光驱等设备；散热设计合理，机箱上一般都开设散热孔，必要时可增设第二散热风扇，这就要求机箱内有相应的设计；安全防范设计应合理，这主要是指防止机箱内的电磁波辐射到外面，机箱前面板大都采用防火 ABS 塑料，有的机箱在软驱和光驱等处设计了滑动门以防灰尘进入；安装拆卸应方便。目前机箱多设有前置音箱接口和前置 USB 接口等。 2）主板主板又称主机板、母板、系统板等，如图 1-1-3 所示。其上集中了计算机的主要电路系统，并具有多个扩展槽。CPU、内存、各种接口板卡等都安装在主板上或插在扩展槽中或与主板相连接。随着 CPU 及其支持芯片组的不断更新，主板也属于更新最快的部件之一，因此，了解主板的性能及使用情况是十分重要的。图 1-1-3 主板 3）CPU CPU（Central Processing Unit），即中央处理单元，通常称为微处理器。它是一块超大规模集成电路芯片，计算机的全部操作都由其控制，是计算机的大脑或心脏。因而 CPU 的品质直接决定了计算机系统的档次。CPU 可同时处理的二进制数据的位数称为字长，它是 CPU 的一个重要的技术指标。早期的 IBM PC/XT、IBM PC/AT 与 286 机是 16 位机，而 386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Pentium Ⅲ、Pentium 4 CPU 则是 32 位微处理器。如图 1-1-4 所示为 Intel 公司的 Pentium Ⅲ、Pentium 4 和 AMD 公司生产的 AMD Athlon XP 3000+CPU。

1.1

微型计算机系统的硬件与软件

图 1-1-4

CPU

4）内存条存储器是存放计算机工作的指令程序、原始数据、中间结果和最后结果等信息的记忆部件。计算机的存储器分为内存和外存，内存又称为主存。内存也是决定计算机运行性能的关键部件之一。为提高系统的整体性能，内存的容量越来越大，存取速度越来越快，种类也越来越多。目前常使用的内存条的容量为 64MB、128MB、256MB、512MB 等等。如图 1-1-5 所示为两款 512MB 的 DDR SDRAM 内存条。

图 1-1-5

内存条

5）外存储器外存储器由各种大容量存储设备构成，用于存放暂时不用的程序和数据，需要时再调入内存。如软盘、硬盘、光盘存储器等等，它们一般都放在主机箱内。 ① 软驱软驱是软盘驱动器的简称，是抽取式存储设备中的一种。数据存放在与软驱相对应的软盘上，将软盘插入软驱后，即可由软驱磁头对软盘进行读写。软盘为小容量程序和数据的保存和移动提供了方便。目前流行的软驱为 3.5 英寸 1.44MB 的软驱，如图 1-1-6 所示。 ② 硬盘硬盘是硬盘驱动器的简称，也称硬盘机，如图 1-1-7 所示。硬盘是目前计算机中最重要的外存储器。软件的安装、程序的运行、信息的保存都离不开硬盘。硬盘是由密封在金属壳中的若干片硬盘片组成的盘片组和多个读写磁头组成。与软驱相比，硬盘的存储容量要大得多，存取速度也要快得多。目前生产的硬盘容量一般都在 40GB 以上。

图 1-1-6

③ 光驱

软盘驱动器

图 1-1-7

80GB 硬盘

第1章

绪

论

光驱是光盘驱动器的简称，即 CD–ROM（Compact Disk-Read Only Memory）驱动器。将载有信息的光盘插入光驱中，即可读取光盘中的信息。利用光驱，可以方便地安装各种软件，阅读声图并茂的电子图书，观看 VCD 影碟等。光驱已成为多媒体微型计算机的标准配置。目前光驱的存取速度已超过 50 倍速，如图 1-1-8 所示为 52 倍速的光驱。 6）显示卡显示卡的全称是图形显示卡或图形适配器，俗称显卡。它通过总线连接 CPU 和显示器，是两者之间的接口电路即视频控制电路。目前显示卡已具有了图形图像加速、硬解压、视频输入和输出等功能。AGP 技术是新一代显示卡接口技术，它可大幅度提高 3D 图形的处理能力。随着 3D 技术的不断完善，AGP 显示卡已取代了 PCI 显卡，如图 1-1-9 所示为 AGP 显卡。

图 1-1-8

52 倍速光驱

图 1-1-9

AGP 显示卡（8×）

7）声卡声卡即声音卡，又称音效卡，是多媒体计算机的基本配件之一。声卡是实现声波和数字信号相互转换的硬件电路。它将来自话筒、磁带、光盘或存储在软硬磁盘中的声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、录音机等声响设备，还可通过 MIDI（音乐设备数字接口）使乐器演奏出优美的乐曲。声卡分为 ISA 和 PCI 总线两种。ISA 声卡已淘汰，目前流行的是 PCI 声卡，具有价格低廉、品质优越等优点，如图 1-1-10 所示为 PCI 声卡。 8）电源电源是安装在主机箱中向主机中各部件提供能源的装置。PC 机原先采用 AT 型电源，现在均采用 ATX 型电源。两者都是采用无工频变压器的脉宽调制变压器开关稳压电源。ATX 电源是在 AT 电源的基础上发展起来的，工作原理与 AT 电源基本相同，其区别在于 ATX 电源与主板有一根连线，可实现软电源控制和自动关机功能。当计算机处于休眠或挂起状态时，能够以非常小的电流为主板上的监视器件供电，一旦有信号进入计算机时（如按一个键、单击鼠标或 Modem 拨入），计算机立即进入工作状态。传统电源只提供 5 V、12 V 电压，而 ATX 电源还能提供 3.3 V 电压，可减少电源能量的消耗。由于实现了软件操作控制电源，可分别控制风扇、显示器和硬盘的供电。在 Windows 95/98/2000 下可实现永不关机，当不使用时，即处于随时待命的休眠状态。机箱中的电源如图 1-1-11 所示。

图 1-1-10

7.1 声道 PCI 声卡

图 1-1-11

ATX 电源

1.1

微型计算机系统的硬件与软件

2．显示器显示器是计算机和用户交互的关键图文界面，是计算机重要的输出设备。随着多媒体计算机的普及，显示器的地位越来越重要。其质量的好坏将直接影响工作效率和娱乐效果。14 英寸的显示器已趋于淘汰，目前流行的显示器正在由 15 英寸向 17 英寸过渡。如图 1-1-12 所示为 17 英寸纯平彩色 CRT 显示器。如图 1-1-13 所示为液晶显示器。分辨率（Resolution）是显示器的重要指标之一。分辨率定义了显示画面解析度，通常用一个乘积来表示，它表明了水平方向上的像素点数（水平分辨率）与垂直方向上的像素点数（垂直分辨率），如 640×480，800×600，1024×768 等。每种显示器均有多种供选择的分辨率模式，能达到较高分辨率的显示器的性能较好。 3．键盘键盘（Keyboard）是计算机重要的字符输入设备，它由一组按阵列方式排列的按键开关组成。每按一个键就接通一次相应的开关电路，于是把该键的代码通过接口电路送入计算机。如图 1-1-14 所示为键盘的外观。目前计算机常采用 104 键（即 Win 95 键盘）、107 键（即 Win 98 键盘）和多媒体键盘等。有线键盘通过一根屏蔽电缆与主机相连，电缆头上配有一个 DIN 接头，可插入主机板上的一个 PS/2 接口的圆形插座。有的键盘也使用 USB 接口。

图 1-1-12

CRT 显示器

图 1-1-13

液晶显示器

图 1-1-14

键盘

4．鼠标器鼠标器（Mouse）即鼠标，如图 1-1-15 所示。用鼠标移动光标进行定位要比用键盘的光标键方便得多。尤其是在 Windows 环境下的应用程序，大多数功能都可通过鼠标操作来完成。因此鼠标已成为计算机不可缺少的输入设备。 5．音箱音箱是用于输出声音的输出设备，它与声卡相连。音箱是多媒体计算机所必备的外设之一，目前多采用有源木质音箱。有源音箱是指音箱需要单独外接电源以增大输出功率，或在音箱与声卡间加入一个“低音炮”，以改善性能和效果。价格较低的一款音箱如图 1-1-16 所示。

图 1-1-15

鼠标器

图 1-1-16

音箱

第1章

1.1.2

绪

论

软件

在上一节中，简单地介绍了微型计算机系统的硬件。只有硬件而没有配置任何软件的计算机称为裸机。一台裸机是不能做任何事情的，只有为计算机配置好各种软件，它才能为我们做各项工作。从维护计算机的角度，可以将计算机的软件分为系统软件、应用软件和工具软件三大类。系统软件处于硬件和应用软件之间，它是用户及其应用软件与硬件的接口。系统软件包括操作系统、各种语言处理程序、标准子程序库等。目前常用的操作系统有 DOS、UCDOS、Windows、 Linux、网络操作系统等。应用软件是指人们利用计算机及其各种系统软件来编制的解决用户各种实际问题的程序。通用的应用软件一般由厂家编制，非通用的应用软件一般由用户自己编制。目前，通用的应用软件种类繁多，如办公软件包 Office 2000、字处理软件 WPS 2000、计算机辅助设计软件 AutoCAD 等等。工具软件主要是指对计算机进行维护与维修的软件，包括操作系统中提供的工具软件、诊断测试软件、实用工具软件、病毒检查和清除软件等等。

1.2

微型计算机系统维护与维修的基本概念

目前，微型计算机系统的应用已渗透到人类社会生活的各个领域，起着不可替代的重要作用。因此，如何做好微型机系统的日常维护工作，当发生故障时如何诊断、排除故障，做好维护与维修工作，对于确保微型机系统正常运行、提高工作效率和增加效益都是十分重要的。在本节中，将介绍维护与维修的基本概念和微型计算机对环境的要求。

1.2.1

微型计算机系统维护与维修的基本概念

要做好微型机系统的维护与维修工作，就必须掌握有关计算机维护与维修的基本知识。这里首先介绍有关维护与维修的几个基本概念。 1．计算机系统故障计算机系统故障是指引起计算机系统功能失常的硬件物理损坏或软件运行错误。通常，前者称为硬件故障，后者称为软件故障。 1）硬件故障如前所述，微型机硬件一般由主板、CPU、内存、电源、各种接口卡件、磁盘驱动器、光盘驱动器、显示器、键盘、鼠标器、打印机、调制解调器和多媒体部件等组成。这些部件都可能由于某种原因发生故障或损坏，从而造成硬件故障。从引起故障的原因来看，硬件故障大体上可分为机械故障、器件电气故障、介质故障和人为故障等。机械故障主要是指设备或部件的机械部分所产生的故障。如打印机打印头断针、磁盘驱动器定位偏移、风扇卡住不转等等。器件电气故障是由于物理器件失效或其电气参数超限而引起的故障。如三极管或集成电路击穿后造成的短路、断路，元器件参数漂移超过允许范围使系统工作不正常，电网波动引起逻

1.2

微型计算机系统维护与维修的基本概念

辑关系混乱等等。介质故障是指软盘、硬盘或光盘的盘片受到损伤或干扰导致其上的数据被破坏而引起的故障。人为故障主要是指计算机病毒对硬件的破坏或用户对计算机使用或操作不当引起的故障。如计算机的使用环境（包括温度、湿度、清洁度、工作电压、外磁场干扰等）不符合要求、不按规程开机或关机、带电插拔电缆等等。 2）软件故障软件故障是指由于系统软件或应用软件本身隐含有错误、系统配置参数设置不当、软件版本不兼容、病毒破坏了系统软件和应用软件、误操作等因素导致系统工作不正常而产生的故障。随着微电子技术的飞速发展，计算机硬件质量迅速提高，其平均无故障时间大大增加，使得硬件故障在计算机系统故障中所占的比例大幅度下降。因此，软件故障是微型计算机用户经常需要处理的故障。 2．故障诊断故障诊断就是判断计算机系统有无故障，当有故障时准确地确定故障点并进一步分析出产生故障的原因。无论是硬件故障，还是软件故障，定位故障点是最困难的。这就需要我们学习掌握一定的理论知识，通过实践逐步积累经验，总结出故障现象与故障原因的内在规律性，从而准确地定位故障点。 3．计算机的维护计算机的维护是指使计算机系统硬件和软件处于良好工作状态的活动。维护内容包括检查、测试、调整、更换、清除、处理等等。对微型计算机用户来说，维护工作应当是一项经常性的工作。要定期维护计算机，以便使计算机系统各部件工作在良好的物理环境中，使软件处于最佳运行状态。通过定期检查和测试，还能及时发现故障隐患，以便及时进行处理，防止故障的发生，从而使系统稳定可靠地运行。 4．故障的维修故障的维修是指当硬件发生故障之后，通过故障诊断确定故障点，修理或更换已失效的零部件，从而排除故障的过程。当微型计算机系统出现硬件故障时，维修人员应根据故障现象分析可能产生故障的原因和大致部位，进而通过检查相关零部件的电气、机械等性能，以便确定故障点，最后对引起故障的元器件、部件进行修理或更换，排除故障，从而使系统功能恢复正常。需要指出，微型计算机系统的维护与维修是一项复杂的工作，它涉及的知识面较宽。要做好该项工作，既要有一定的理论知识，又需有较强的实践动手能力；既要有一定的硬件基础，又需有相当的软件知识；既要了解系统各部件的基本构造，又需熟悉检测、分析和处理故障的方法与技巧。但是，这项工作也不是高不可攀的。对于初学者来说，只要努力钻研，在掌握了一定的基础知识以后，勇于实践，不断积累经验，就会逐步掌握计算机维护与维修技术和方法。所谓“勇于实践” ，即指敢于动手，不怕碰钉子。不能因操作不当损坏了元器件就产生了惧怕心理，不敢动手了。应该在动手实践中不断总结经验教训，边干边学，经过几次实践后，既积累了一定的经验、掌握了一定的方法和技巧，又加深了对基础理论的理解，从而不断提高自己的水平。当然，勇于实践不等于蛮干，这里强调的是在理论指导下的实践。在维护与维修机器时，

第1章

绪

论

首先应仔细观察故障现象，根据具体现象用原理进行分析，找出故障现象与原理的内在联系，找到故障点，进而排除故障。那种不做故障分析，盲目拆卸换件的做法是不可取的，这可能造成新的故障。还有，应养成耐心细致、条理有序的工作作风，牢固树立安全意识，以避免因操作不当而发生损坏机器、触电等事故。

1.2.2

微型计算机系统的工作环境

要保证微型机系统稳定可靠地工作，就必须使其处于一个良好的工作环境。该工作环境包括硬件工作环境和软件工作环境。 1．硬件工作环境微型计算机的硬件即外部工作环境，包括温度、湿度、清洁度、交流电压、外部干扰电磁场等等。 1）温度微型机对环境温度的要求不高，在通常的室温下均可工作。室内温度一般应保持在 10～ 30℃。在夏季，微机室应装设排风扇；在冬季，寒冷地区应有取暖设备；如有条件，最好安装空调设备。如果在室外使用，要避免雨淋和阳光直射。 2）湿度微机室的相对湿度一般应保持在 45%～65%之间。如果相对湿度过高，超过 80%，则机器表面容易结露，可能引起元器件漏电、短路、触点生锈、导线霉断等。若相对湿度过低，低于 30%，则易于产生静电，这可能损坏元器件、破坏磁盘上的信息等。 3）清洁度清洁度指微机室内空气的清洁程度。如果空气中的尘埃过多，将会损坏软盘驱动器的磁头、划伤软盘。尘埃附着在印刷电路板、元器件的表面，可能引起元器件的短路、接触不良，也容易吸收空气中的酸性离子腐蚀焊点。因此，微机室要经常打扫卫生，及时清除积尘；微机不用时要用盖机布将机器盖好；有条件的地方室内可进行防尘处理、购置吸尘器、穿拖鞋、密闭门窗、安装空调器等等。 4）交流电压在我国，微型机的交流供电电源均使用 220 V、50 Hz 的交流电源。一般要求交流电源电压的波动范围不超过额定值的±10%，如果不能满足要求，就应考虑安装一台交流稳压电源，以保证提供稳定的 220 V 交流电压。另外，对有条件的地方或重要的应用场合，应使用 UPS 不间断电源，以防止突然断电造成存储信息丢失或划盘等故障。比如，计算机网络中担当服务器的微机就应配置 UPS 不间断电源。 5）外部干扰电磁场目前，微型机一般都具有一定的抗外部电磁场干扰的能力。但是，过强的外部干扰电磁场会给微型机带来很大的危害。例如，外部电磁场的干扰，可能导致内存中或盘片上存储的信息丢失、程序执行混乱、外部设备误动作等等。有些电气设备，如继电器、接触器、电话、录音机、电动机、电子打印机等，都会产生很强的电磁干扰。因此，要使微型机系统稳定可靠地工作，就应使微型机尽量远离上述电气设备。例如，不能将软盘放在音箱或显示器上，因其产生的强磁场会破坏软盘磁介质上存储的信息。

1.3

微型计算机系统故障的分析方法

2．软件工作环境要使微型机系统稳定可靠地运行程序，除了要满足软件程序对硬件的要求外，还要配置合适的软件环境。一个程序，需要在哪种及哪个版本的操作系统下运行，如何配置各个系统参数，如何配置内存，是否需要配置高端内存、上位内存或扩展内存，需要哪些驱动程序、支持程序或支持库的支持等等，都是该程序所需要的软件环境。例如，用户要使用 Turbo C 编程语言编制带有汉字的应用程序，就可在西文操作系统 DOS 和汉字操作系统 UCDOS 下进行开发，并需将高端、上位、扩展内存都配置好；用户要使用可视化编程语言 VC++编制带有汉字的应用程序，可在简体中文版的 Windows 操作系统下进行开发。前者开发出来的应用软件需要在 DOS 和 UCDOS 下运行，而后者应在 Windows 环境下运行。需要指出，软件工作环境不符合要求是引起软件故障的重要原因之一。

1.3

微型计算机系统故障的分析方法

随着微型计算机系统的发展，系统本身越来越复杂，其所涉及的知识面越来越宽。对这样的复杂系统进行维护与维修，不但需要熟悉微型机系统本身，还需要掌握其常见故障的分析方法，以便快速准确地定位和排除故障。分析并找出故障点应按着“先软后硬、先外后内”的原则进行。先软后硬，是指在分析处理故障时，先尝试作为软件故障来查找和修复，在软件查不出问题的前提下，再从硬件上分析故障的原因。采用先软后硬的原则，是由于计算机系统的软件部分所引起的故障比硬件部分引起的故障要多得多，而且软件故障的排除相对硬件故障要容易。先外后内，是指当发生故障时，首先应注意观察故障现象、系统给出的错误提示，仔细检查设备的外部部件是否有机械损伤、接触不良、松动脱落等现象，然后再拆卸内部部件并进行进一步的检查。采用先外后内的原则，是由于许多硬件故障并非是内部的器件失效，而往往是一些简单的故障，如电源未接通、保险管烧断、内存条或板卡未插好、断线等等。

1.3.1

软件故障的分析方法

软件故障是计算机用户经常遇到的故障，分析并排除软件故障是维护计算机的主要内容。分析软件故障，应仔细观察故障现象和系统提供的有关信息，据此判断引起软件故障的原因，找出故障源，最后再仔细查找确定故障点。实际上，大部分软件故障均是由于病毒感染、程序运行所需的软硬件环境配置不合理、操作失误等原因引起的。按照故障性质来划分，软件故障大致分为病毒感染、系统故障、程序故障等。下面分别加以简述。 1．病毒感染计算机病毒就是人为编写的具有传播性、隐藏性、破坏性的程序。它通过对带毒软盘、光盘或网络的访问而进入计算机，并隐藏在硬盘的引导扇区或文件中。当计算机运行时，一旦条件满足，病毒程序即被激活并开始执行。病毒对微型机系统的危害非常大，它不但占据微处理器的时间和内存、磁盘空间，还有可能修改磁盘的引导扇区或文件等信息，影响显示器、打印机等外设的工作，有的甚至破坏 BIOS 中的信息而导致主板报废或需重新写入信息。因此，对病毒的防治必须给予高度重视。首先应加强防范，不使用来路不明的软件，其次应经常检测、及

第1章

绪

论

时发现、及时清除病毒。目前已有许多种检测和清除病毒的工具软件，如 CPAV、SCAN/CLEAN、 KILL、超级巡警 KV3000、瑞星杀毒软件、金山毒霸等等。需要指出，杀毒工具软件一般对新出现的病毒或变种病毒都是无能为力的，这就要求计算机用户，特别是计算机系统的维护与维修人员具有一定的识毒能力。通常，病毒的表现为：程序突然工作异常，如文件打不开，运行速度变慢，显示异常，Word 2000 出现“宏”警示框，死机；文件长度自动改变；基本内存变小，以前运行正常的程序运行时内存不足；Windows 出现异常出错信息；更换软盘后列表的内容不变，磁盘访问时间变长，用与硬盘相同版本的系统软盘从软驱引导后找不到硬盘；系统无法启动等等。初步断定病毒感染后，可使用杀毒软件清除病毒。如果不能清除，可分析归纳出该病毒的感染目标、感染位置、病毒程序的长度等特征，再用常规的工具软件去清除病毒。 2．系统故障对于系统故障，应根据故障现象有针对性地检查操作系统的版本是否兼容、计算机内存是否够用、操作系统的文件和重要数据是否完整、系统配置文件和自动批处理文件是否正确、CMOS 中的各项参数的设置是否合理等等。比如，故障现象是提示打开太多的文件，这时应首先检查系统配置文件 CONFIG.SYS 中是否对打开文件数进行了设置以及设置的数目是否够用；如果是在系统启动的过程中提示某某驱动程序未找到，则应首先检查系统盘中是否有该驱动程序以及是否在根目录下。 3．程序故障对于程序故障，应检查程序的运行环境是否符合要求，程序的装入方法是否正确，程序是否完整，程序本身是否有错，操作步骤是否正确，有没有相互影响的软件等等。例如，先运行一个程序时启动过 UCDOS，运行完后忘了退出 UCDOS，再运行第二个程序时就出现了内存不够的故障。处理的一种方法是，先退出 UCDOS 以释放基本内存，然后再运行第二个程序。

1.3.2

硬件故障的分析方法

对于硬件故障，首要的也是最困难的问题是要判断出引起故障的具体部件或元器件，即查找故障点。只有故障点找到之后，才能做进一步的处理。硬件故障的检测和诊断方法一般可分为诊断程序检测法、人工检测法和专门仪器检测法。下面分别加以叙述。 1．诊断程序检测法诊断程序检测法是使用系统自带的检测程序或专门的诊断工具软件对故障进行诊断的一种方法。一般微型计算机系统大多数都在机内的 ROM BIOS 中写入了上电自检 POST(power-on self-test)程序。该程序在上电启动时执行，可对内存、主板、CPU、驱动器、接口卡件、键盘、显示器等进行常规检测，通报机内的软硬件配置情况。当发现故障时，一般以不同的声音提示故障的类型或在屏幕上显示出故障的有关信息，据此可初步判断故障的大概位置。除了 POST 程序外，还可使用随机提供的高级诊断盘或专门的测试工具软件进行测试。目前，测试工具软件很多，如 Norton、PCDOCTOR 等等。它们能测试出系统绝大多数设备的性能和故障情况，是故障定位的好帮手。但是，如果当机器故障严重到已无法使诊断程序运行时，这种方法就不能使用了。 2．人工检测法人工检测法是指人工通过一些方法和手段进行检查，最后综合分析判断故障点的检测方法。

1.3

微型计算机系统故障的分析方法

通常采取的方法和手段有直接观察法、敲打法、插拔法、替换法、比较法、测量法等。 1）直接观察法直接观察法是通过看、摸、闻、听等方式找出故障点的简单方法。看，是指从外表上观察机器的各个零部件是否有异常现象。比如，应仔细查看电源线是否插好，保险管的熔丝是否熔断，插接件是否插接好，元器件及接线是否虚焊、脱落、烧焦，电路板上的组件表面有无变色、龟裂等等。摸，是指用手触摸元器件的表面觉察其是否过热来判断故障点的方法。元器件在通电一段时间后，其外壳温度一般不超过 50℃，即微热是正常的。如果元器件发烫，则说明该元器件的内部可能有短路现象或过载。采用这种方法要特别注意安全，一定要在切断电源之后再进行触摸，还应防止静电击穿芯片的现象。闻，是指通电后，如闻到有较浓的焦糊味，则说明一定有元器件或接线被烧坏。此时，应立即切断电源进行查找，在未找到故障点之前，一般不要再接通电源。听，是指用耳朵听喇叭及各部位有无异常声音来判断故障点的方法。比如，软盘驱动器读写声音异常，则可能存在故障。 2）敲打法如果机器运行时好时坏，可能是由于虚焊、金属表面氧化、板卡未插牢导致接触不良而引起的。此时用敲打插件板的方法就比较容易发现故障点。 3）插拔法插拔法是指将芯片或插件拔出或插入来查找故障点的方法。该方法的具体做法是：一个个地拔出插件板或可插拔的集成电路芯片，每拔出一个，就开机观察机器的状态，一旦拔出某个部件后，故障消失了，则说明该部件有故障。插拔法是一种很有效的方法，尤其适于“死机” 及“黑屏”等故障的检测。 4）替换法替换法是指用好的器件去替换有故障疑点的器件来确定故障点的方法。替换可以是芯片级的，如 CPU 芯片的替换；也可以是板卡级的，如显示卡的替换；还可以是部件级的，如显示器、软驱、硬盘的替换等等。必须注意，这种替换只能是同种类、同型号器件之间进行替换。替换法是一种常用而非常有效的方法。但需要指出，如果故障比较严重，一般不宜采用这种方法，以免将好的器件损坏。 5）比较法比较法是指再拿来一台相同的无故障机器进行比较测量的方法。即让被测机器与无故障机器同时运行，并对被测机器可能有故障的部件和无故障机器相同部件的相同测试点用万用表、逻辑笔、示波器等进行测试，然后对测得的两组结果进行比较。若有不同，则可进一步分析确定故障点。比较法也是一种检测故障的简单而有效的方法。 6）测量法测量法是指利用一般测量仪器对元器件进行测量的方法。测量法可分为在线测量和离线（或无源）测量两种。所谓在线测量，是指元器件正处于加电工作状态，用测量工具对其电阻、电平、波形等特征参量进行测量，并与参考值或标准值进行比较，从而找出故障点的方法。离线测量是指机器处于关闭状态或将元器件单独取出，然后用万用表等工具对其进行测量的方法。以上介绍了人工检测硬件故障的几种常用方法。但是，故障现象往往是多种多样的，有的甚至是比较复杂的。对于像断线一类简单的故障，可能只用一种方法（如观察法）就能查出故

第1章

绪

论

障。而对于较复杂的故障，则应综合运用多种方法来查找故障点，有时需各种方法交叉使用，以便逐步缩小范围，直至最后找到故障点。 3．专门仪器检测法专门仪器检测法是指使用专门的测试仪器对机器的各部件进行技术指标测试，从而准确地检测出故障点的方法。通常，只有生产厂家或专业维修公司才具备这种测试条件。最后需要强调指出，在进行检测时，千万不能带电插拔芯片、板卡及各部件的连接电缆。因为带电插拔会产生较高的感应电动势，足以击穿芯片、损坏接口电路，产生新的硬件故障。

1.4 1.4.1

微型计算机系统维护与维修中常用的工具

硬件工具

微型计算机系统维护与维修中常用的硬件工具有万用表、示波器、逻辑笔、吸锡器、一些简单的工具及一些备品、备件等。下面分别加以简单的介绍。 1．万用表万用表是维修中经常用到的检测工具。它可以测量交直流电压、交直流电流、电阻等电气参数。可用其检测微机电源的输入、输出电压的高低，板卡内部电阻的大小，各分离件如电阻、电容、晶体管的参数，导线或接点的通断等等。常用的万用表分为数字式和指针式两类。数字式万用表使用液晶显示测试结果，并根据其液晶显示的数据位数来表示测试精度。例如，维修中常用的一种数字式万用表可显示三位整数、一位小数，这种万用表被称为“三位半万用表” 。数字式万用表测试结果显示直观、使用方便，但测试精度略低，常用于逻辑电路的检查维修。指针式万用表使用指针在刻度盘上的摆动位置来指示测试结果，其测试精度较高，但不如数字式万用表直观、方便，多用于电源、显示器等以模拟器件为主或参数要求比较严格的部件的检查维修。 2．示波器示波器是硬件维修中经常使用的重要测试仪器。它可以把人眼不能直接看到的电信号的时变规律，以可见的二维波形图在荧光屏上形象地显示出来。其中，水平方向为 x 轴，表示时间；垂直方向为 y 轴，波形的高度表示其电压的高低。使用示波器可对各种电参量进行测量。例如，交直流电压；信号的周期、频率、相位；数字脉冲信号的参数、质量；模拟信号的非线性失真等。示波器的种类型号很多，维修时可选用频宽在 30～200 MHz 的高频双踪示波器。所谓“双踪” ，是指其 y 轴有两个通道，可同时检测两个信号。这为使用“比较法”检测故障提供了方便。 3．逻辑笔逻辑笔是一种笔状的用发光二极管显示被测电路逻辑状态的逻辑测试工具。逻辑笔有多种型号。最简单的逻辑笔有白色和红色两个显示灯。检测时，如白色灯发光表示被检测的信号为低电平，如红色灯发光，则表示被测信号为高电平。若两个灯交替发光，则表示被测信号为“脉冲” 。若两个灯都不亮，则表明被测点处于“悬浮”或“开路”状态。逻辑笔的使用方法很简单，只要加上+5V 直流电源，将逻辑笔的探针接触到具有 TTL 电平的被测信号点，观察显示灯的状态，

1.4

微型计算机系统维护与维修中常用的工具

就可分析、判断故障。 4．吸锡器吸锡器是从印刷电路板上取下元器件的必备工具。常用的吸锡器有无源手动吸锡器、有源手动吸锡器、气泵式吸锡器 3 种。 1）无源手动吸锡器无源手动吸锡器类似于医用的注射器，使用时先按下手柄将吸气仓中空气排出，同时压紧弹簧，直至卡接按钮将手柄卡住为止，然后用电烙铁将焊点的焊锡加热熔化，再将吸锡头对准焊点，按动按钮使手柄回弹，即可将熔化的焊锡吸出。这种吸锡器的吸锡头开口较大，适于摘取分立元器件，如显示器或电源印刷电路板上的分立元件。 2）有源手动吸锡器有源手动吸锡器的吸锡头由可加热的铜质材料制成，其自身即可加热焊点（如图 1-4-1 所示）。这种吸锡器的吸锡头开孔一般较小，适于集成电路（IC）芯片的摘取。图 1-4-1 有源手动吸锡器 3）气泵式吸锡器气泵式吸锡器的吸锡头可加热被吸芯片或元件的引脚，并用一个真空泵将熔化的焊锡吸出。这种吸锡器可更换各种吸锡头，适于各种芯片或元器件的摘取。 5．简单维护与维修工具包简单维护与维修工具包应包括如下的一些工具： 1）各种规格的“十字形”花螺丝刀和“一字形”普通螺丝刀各一把，最好带磁性，还应包括超短型螺丝刀，以方便机器设备的拆卸。 2）尖嘴钳、扁口钳、网线钳各一把。 3）微型活扳手一把。 4）电工刀和剪刀各一把，可用于切断或剪断已有的连线或用于切削。 5）镊子一把，用于拾取微小物体或作为焊接的辅助工具。 6）电烙铁、焊锡、松香、小铁锉、砂纸，用于焊接。 7）芯片起拔器，用于拔下电路板上带有插座的芯片。 8）软盘清洗盘和清洗剂，用于定期清洗软驱的读写磁头，以防止因磁头积垢过多而出现读写错误或划伤软盘。光驱清洁盘、光盘清洁纸和清洁喷剂。 9）一把毛刷和一些酒精、棉花，用于清除板体或器件表面上的灰尘。 6．其他备品和备件有条件的话，可准备几种不同版本的 BIOS 芯片或备份程序，以便在不同的应用环境下更换不同的 BIOS，或在机器的 BIOS 被 CIH 等病毒破坏时能够方便地重新写入。另外，如有条件可以准备一些通用的电源、显示器、打印机、RS232-C 异步串行通信电缆等，还有 ATX 电源、显示卡、网卡、各种型号内存条。这些备件将对机器的维护与维修有很大的帮助。

第1章

1.4.2

绪

论

软件工具

软件工具是指对微型计算机系统进行维护与诊断检测的工具软件。一般应准备如下一些工具软件和各种常用的软件： 1．诊断测试软件在购置微型计算机系统时，一般都随机器带有诊断测试盘，用其可对系统进行检测，但其功能有限。为了对微型机系统进行有效的检测与维护，一些计算机公司开发了功能较强的诊断测试软件。这些软件可对机内的绝大部分硬件进行测试并可报告其运行状况及故障情况，是维护与维修的得力助手。目前较流行的诊断测试软件相当多：ZD 实验室出品的 3D 测试软件 3D WinBench2000 1.0 Win9x/NT，美国主板制造商 BCM 公司生产的功能相当齐全的硬件测试工具 BCM Diagnostics 1.02.00 For Win9x/NT，Intel 公司推出的检测 Pentium Ⅲ ID 号的工具 Intel Processor Frequency ID Utility 2.51 简体中文版 For Win9x/NT/2K，系统分析评测软件 SiSoft Sandra Standard2003 SP1 V9.44 For Win9x/Me/NT/2000，ZD 集团提供的标准测试软件 WinBench99 1.1 For Win9x/NT，计算机性能测试软件 WinTune 98 1.0.42 For Win9x/NT 等等。 2．实用工具软件实用工具软件是指对系统进行维护、检测并排除软故障的工具软件。在 DOS、Windows 操作系统中就配有类似的软件。如 Windows 2000 中的磁盘清理程序、磁盘碎片整理程序、系统信息等等。除此之外，一些计算机公司还开发了功能很强的实用工具软件。如 Symantec 公司开发的 Norton Utilities、Norton Ghost 等工具软件，ST 公司开发的 DM 磁盘管理软件，Central Point Software 公司开发的 PCTOOLS 实用工具软件等。对于一般用户，特别是计算机维护与维修人员都应多准备几种实用工具软件，以便能对微型计算机系统进行及时而有效的维护。 3．病毒检查、清除工具软件计算机的软件故障，大部分是由病毒引起的。因此，计算机用户及维护与维修人员既要掌握一定的有关病毒的基本知识，还要多准备几种最新版本防治病毒的工具软件，并要及时升级。目前常用的防止、检查、清除病毒的工具软件有：公安部杀毒软件 KILL2000，超级巡警 KV3000，新一代杀毒软件金山毒霸，瑞星杀毒软件，防毒工具趋势科技 PC-cillin（中文版），Symantec 公司开发的诺顿杀毒软件 SYMANTEC Norton AntiVirus 2003（英文版），防毒软件 ANTIVIRUS V1.04 FOR FIREWALLS 等等。 4．各种常用软件计算机用户及维护与维修人员应预备一些如硬盘引导扇区的备份，不同版本 DOS、Windows 系统启动软盘和与之配套的 CONFIG.SYS 系统配置文件、AUTOEXEC.BAT 自动批处理文件、 FDISK.EXE 硬盘分区文件、FORMAT.EXE 磁盘格式化文件以及相关的设备驱动程序，硬盘克隆软件 Ghost 以及硬盘低级格式化软件等，这对于系统的维护是十分有用的。例如，在微机使用中，常发生由于误操作或病毒的感染而破坏硬盘中 COMMAND.COM 等系统文件的情况，从而导致硬盘无法引导。解决由于误操作破坏系统文件的方法是只要将预备的相同版本的系统文件拷入硬盘即可。若是由于病毒感染造成的，则必须首先用干净的 DOS 启动软盘重新启动系统，然后用杀毒软件将病毒清除干净，再把系统软件拷入硬盘，就可恢复系统。还需指出，不同版本的 DOS、

习

题

Windows 可能互不兼容，不同的软件对操作系统版本的要求也可能不同。因此，应多预备几个版本的 DOS、Windows 系统软件盘，以便适应不同的应用环境或用来恢复不同的系统。

习

题

1．微型计算机系统的硬件由哪些部件组成？其软件分哪几大类？ 2．一台普通微型计算机至少需再配置哪些卡、部件才能称为多媒体计算机？ 3．什么是计算机系统故障？按引起故障的原因，硬件故障和软件故障各分为哪几类？ 4．试解释故障诊断、计算机维护、故障的维修等概念。 5．在“人工检测法”中，通常采取的方法和手段有哪些？在实际工作中，应如何运用这些方法？ 6．你熟悉哪些常用的维护与维修的硬、软件工具？ 7．主机箱中通常都有哪些部件？

第2章

常用工具软件的使用

在微型计算机系统的各种工具软件中包含了丰富的实用功能。学习并掌握这些工具软件的使用，对微型计算机系统故障的检测、系统的维护，特别是软件的维护，都是十分有效的。在本章中，将介绍 DOS、Windows 中的工具软件，几种检测、清除病毒工具软件，几种系统检测、诊断、维护工具软件的使用方法以及使用这些工具软件对系统进行维护的实例。

2.1 2.1.1

DOS、Windows 中维护工具软件的使用

磁盘的检查、诊断与修复命令 SCANDISK

DOS 6.22 中的 SCANDISK 是一个功能较强的磁盘诊断与修复的外部命令。该命令可对硬盘、软盘和 RAM 盘等进行检测，并能检测和修复几十种不同类型的错误。其常用的命令格式为： SCANDISK [drive:|/ALL][/CHECKONLY|/AUTOFIX][/NOSAVE][/SURFACE][MONO] 其中： drive: 指定进行检测和修复的磁盘驱动器名，若缺省则为当前盘。 /ALL 检查并修复所有逻辑驱动器。 /CHECKONLY 仅做检查，不修复任何问题。 /AUTOFIX 自动修复磁盘故障而没有提示，并将丢失扇区中的数据存入根目录下的 FILE0000.CHK 和 FILE0001.CHK 中。 /NOSAVE 与/AUTOFIX 联用，删除丢失的簇而不作为文件保存。 /SURFACE 在其他检查之后，完成一个磁盘物理表面扫描。 /MONO 用于单色显示器。例如，要对 D 盘（2GB）进行检测和修复，假设 SCANDISK.EXE 文件在 C:\DOS 子目录下，在 DOS 提示符下可键入如下命令： C:\DOS\SCANDISK D:↙ （“↙”指按“Enter”键，即按回车键）此时 SCANDISK 将显示一个画面，在该画面中显示检测的进程，检测的内容包括介质描述符、文件分配表、目录结构、文件系统。当以上各项检测完成后，屏幕上显示出已完成对 D 盘文件结构的检测等信息，并询问是否对这个磁盘进行表面扫描？若选择“Yes”按钮，SCANDISK 开始对 D 盘进行大约 15 分钟（具体时间视磁盘的大小和机器的速度而不同）的物理表面扫描。此时屏幕上显示出 D 盘的存储映像及扫描的进程。在此期间，将标记任何可能损坏的区域。在大多数情况下，SCANDISK 可以修复这些区域中的数据。当表面扫描完成后，屏幕上将显示结论信息，且提供“View Log”和“Exit”两个按钮。选择“View Log”按钮可查看详细的结果，选择“Exit” 按钮则退出 SCANDISK。

2.1

2.1.2

DOS、Windows 中维护工具软件的使用

系统检测命令 MSD

MSD 是 MS-DOS 6.22 中用来检测系统硬件技术信息的外部命令。对应的程序文件 MSD.EXE 一般放在 C:\DOS 子目录下。其常用的命令格式为： MSD [/P[drive:][path]filename] [/S[drive:][path][filename]] 其中： /P[drive:][path]filename 将一个完整的 MSD 报告写入指定的文件中。 /S[drive:][path][filename] 将一个简要的 MSD 报告写入指定文件中，若未指定文件名，则将该报告显示到屏幕上。如果不指定任何参数，将通过 MSD 主界面显示检测到的技术信息。例如，在命令提示符下直接键入如下的命令： C:\DOS\MSD↙ 此时屏幕上首先出现 MSD 的版本号和版权等信息，并开始检测系统技术信息。检测完成后，出现 MSD 主界面，其上列出了 14 个查看测试结果的选择项，这 14 个选择项有：计算机（Computer…）、存储器（Memory…）、视频显示器（Video…）、网络（Network…）、操作系统版本（OS Version…）、鼠标（Mouse…）、其他适配器（Other Adapters…）、磁盘驱动器（Disk Drives…）、打印机接口（LPT Ports…）、通信接口（COM Ports…）、窗口操作系统（Windows…）、中断请求状态（IRQ Status…）、驻留程序（TSR Programs…）、设备驱动程序（Device Drivers…）等。按某个选择项突出显示的热键字母即可查看有关的详细技术信息。从 MSD 主界面的文件（File）菜单中还可选择查看有关的系统配置文件的内容。该命令既可在纯 DOS 下执行，又可在 Windows 的 MS-DOS 方式下运行，两者的 MSD 主界面相似，但各选项的技术细节可能不同。

2.1.3

调试程序 DEBUG

DEBUG 是一个功能较强的调试程序。它随 DOS 操作系统一起发行。在 MS-DOS 6.22 中,调试程序 DEBUG.EXE 是 DOS 以外部命令的形式提供的可执行文件。使用它不仅可以检查内存中的任意字节，阅读 BIOS 中的程序，修改内存中除 ROM 外的任意字节；而且可以逐条指令地执行某程序，跟踪程序的执行过程，了解每一条指令的执行结果；还可以利用它对磁盘的指定扇区进行读写，为分析和修改磁盘的内容提供了方便。因此，DEBUG 调试程序是调试分析程序、维护系统、预防或清除计算机病毒的有力工具，能够帮助我们解决不少很棘手的问题。 1．启动 DEBUG 的格式为： DEBUG [[drive:][path]filename [testfile-parameters]] 其中： [drive:][path]filename 规定要调试的文件。 testfile-parameters 规定要调试文件所需要的命令行参数。在启动 DEBUG 的命令行中若给出文件名，则 DEBUG 将指定文件调入内存，否则不装入任何文件。启动 DEBUG 后，屏幕出现“-”提示符，表示已处于 DEBUG 的命令状态，此时可以键入有关的 DEBUG 命令了。

第2章

常用工具软件的使用

2．DEBUG 可执行的命令的格式及功能 1）汇编（assemble）命令格式：A [address] 功能：从地址（address）开始汇编。其中指定输入汇编语句的地址，以十六进制数表示，如缺省，将从上一次汇编结束的地址开始。 2）比较（compare）命令格式：C range address 功能：比较两个内存区域中的内容是否相同。 3）显示（dump）命令格式：D [range] 功能：显示由地址范围（range）指定的内存区域中的信息。 4）输入（enter）命令格式：E address [list] 功能：从指定地址开始输入并修改内存值。 5）填充（fill）命令格式：F range list 功能：将指定的值填入由地址范围指定的内存区域中。填充的值可为十六进制数据或 ASCII 字符。 6）运行（go）命令格式：G [=address] [addresses] 功能：执行当前内存中的程序。其中=address 为起始地址，如不指定该地址，则从 CS:IP 指定的地址开始运行；addresses 可为 1 到 10 个断点地址。 7）十六进制加减运算（hex）命令格式：H value1 value2 功能：对两个十六进制数进行加减运算，结果和在前，差在后。 8）读输入口（input）命令格式：I port 功能：由指定端口读入并显示一字节值。port 为口地址。 9）装入（load）命令格式：L [address] [drive] [first section] [number] 功能：将一个文件或磁盘扇区的内容装入内存。其中 address 指定存放读入数据的内存位置；drive 为代表盘符的数字，如 0=A、1=B、2=C 等等；first section（十六进制数）指定要读入的第一个扇区号；number（十六进制数）指定要读入的连续扇区个数。 10）移动（move）命令格式：M range address 功能：将内存中指定区域的内容移到另一指定区域。 11）命名（name）命令：格式：N [[drive:][path]filename] [arglist]

2.1

DOS、Windows 中维护工具软件的使用

功能：为 L 和 W 命令指定文件名或为要调试的文件指定参数。 12）写输出口（output）命令格式：O port byte 功能：将一字节值输出到指定的端口。 13）进行（proceed）命令格式：P [=address] [number] 功能：执行子程序调用、循环、中断、重复字符串等指令；跟踪任何其他类指令的执行。其中=address 指定要执行的第一条指令的地址，如缺省，则使用 CS:IP 的当前值作为执行地址； number 指定执行指令的条数，不指定时，默认为 1 条。 14）退出（quit）命令格式：Q 功能：退出 DEBUG，控制返回到 MS-DOS。 15）寄存器（register）命令格式：R [register] 功能：显示或修改一个或多个寄存器的内容。 16）查找（search）命令：格式：S range list 功能：在指定地址范围内查找指定的字节值或字符串。其中 range 指定查找的起始地址和结束地址；list 指定要查找的字节值或字符串，字节值间应以空格或逗号分隔，字符串则应加双引号。 17）跟踪（trace）命令格式：T [=address] [value] 功能：单步执行一条指令，然后显示各寄存器的内容。其中=address 指定开始跟踪指令的起始地址；value 指定待跟踪的指令数。 18）反汇编（unassemble）命令格式：U [range] 功能：将指定地址范围内的机器指令反汇编为对应的汇编语句。 19）写（write）命令格式：W [address] [drive] [first sector] [number] 功能：将内存中指定地址开始的信息写到指定磁盘的指定扇区中。以上介绍了在 DEBUG 中可使用的主要命令。 3．在使用这些命令时，应注意以下几点： 1）除 Q 命令外，所有的调试命令都可使用参数。参数间可用逗号或空格隔开，但只是在十六进制数之间才要求必须隔开。因此，下列命令是等价的： DCS:100 110 D CS:100 110 D, CS:100,110 2）指定有效地址

第2章

常用工具软件的使用

调试命令中的 address 参数指定内存中的地址。地址分两部分，一部分是段地址，可为段寄存器或 4 位十六进制段地址；另一部分为偏移量，且两者之间应以冒号分隔。其中，段地址和段寄存器可以省略。此时，对命令 A、G、L、T、U、W，默认段为 CS，对其余命令，默认段为 DS。所有数值都为十六进制。如下列为有效地址： CS: 0100 和 04BA: 0100 3）指定有效地址范围调试命令中的 range 参数用于指定内存中的地址范围。可使用两种格式：开始地址和结束地址；开始地址和范围长度（由 L 指定）。例如，从 CS：100 开始，到 10F 结束，共 16 字节范围，可使用如下两种格式说明： CS: 100 10F CS: 100 L 10 4．应用举例【例 2.1】建立 A 盘引导扇区的备份。 C>\DOS\DEBUG↙ -L 100 0 0 1↙ ；读入 A 盘引导扇区（逻辑 0 扇区），共 512 字节。 -D 100↙ ；显示读入的内容，可多次使用该命令。 -R CX ↙ ；将 CX 寄存器内容修改为 200H（即 512）。 CX 0000 : 200↙ -N C:\BOOT.A↙ ；将文件名指定为 BOOT.A。 -W↙ ；将 CS:100 开始的 512 字节写入 C 盘根目录下 BOOT.A 文件中。 -Q↙ ；退出。【例 2.2】使用 BOOT.A 文件恢复 A 盘引导扇区。 C>\DOS\DEBUG↙ -N C:\BOOT.A↙ ；指定文件 C:\BOOT.A。 -L 100↙ ；读入内存。 -W 100 0 0 1↙ ；写入 A 盘引导扇区。 -Q↙ ；退出。

2.1.4

Windows 中的系统维护工具

在 Windows 中有一套系统工具。这套系统工具主要包括备份、磁盘清理程序、磁盘碎片整理程序、开始、任务计划、系统信息等。使用这套工具可以方便地进行系统维护工作。比如，在 Windows 2000 中要使用这套工具，可依次选择“开始菜单” 、 “程序” 、 “附件” 、 “系统工具” ，然后再选择这套工具之一。下面介绍 Windows 2000 中的磁盘清理程序（CLEANMGR）和磁盘碎片整理程序（DEFRAG）等常用工具的使用。 1．磁盘清理程序 Windows 2000 中的磁盘清理程序可用于有选择地删除已下载的程序文件、Internet 临时文件、旧的 chkdsk 文件、回收站中的文件、临时文件等已无用的文件，从而腾出这些文件所占据

2.1

DOS、Windows 中维护工具软件的使用

的磁盘空间。要启动磁盘清理程序，可依次选择“开始菜单”、 “程序” 、 “附件” 、 “系统工具” ，然后再选择“磁盘清理” 。磁盘清理程序启动后，将出现如图 2-1-1 所示的选择驱动器对话框。该对话框有一个选择驱动器的下拉列表框，用于选择要清理的驱动器。选择好驱动器（这里选择了 C 驱动器）后，单击该对话框下方的“确定”按钮，将调出如图 2-2-2 所示的“（C：）的磁盘清理”窗口。该窗口中间的列表框用于选择要删除的文件，每类文件左边复选框有 “√”的将被删除，单击改变选择。选择好后，单击“确定”按钮，将出现如图 2-1-3 所示的确认删除对话框。图 2-1-1 “选择驱动器”对话框若真要删除，则单击其上的“是（Y）”按钮，便调出了如图 2-1-4 所示的“磁盘清理”窗口显示磁盘清理过程，直到清理完成。

图 2-1-2

图 2-1-3

确认删除对话框

2．磁盘碎片整理程序

表面扫描选项对话框

图 2-1-4

正在进行磁盘清理

第2章

常用工具软件的使用

Windows 2000 磁盘碎片整理程序可以重新整理磁盘，从磁盘的开始位置存放文件，并将原来以碎片形式存放的每个文件都存放在连续的扇区中，于是在存储文件的扇区后面形成连续的空闲空间，用于存储以后生成或复制的文件，从而可大幅度提高磁盘的读写性能，并能检测磁盘错误。磁盘碎片整理程序是“系统工具”中的一员。启动后，首先出现如图 2-1-5 所示的“磁盘碎片整理程序”窗口。在该窗口中有一个选择驱动器列表框，用于选择要整理的驱动器，图中单击选择了 C 盘。在该窗口的下方有几个按钮。单击其中的“分析”按钮可调出磁盘分析程序，分析 C 盘中连续文件、系统文件、碎片、可利用空间的分布情况，并将给出分析结果的显示和报告。而单击其中的“碎片整理”按钮，也将首先对磁盘进行分析，分析的结果显示如图 2-1-6 所示，图中“分析显示： ”下边的长条区域表示整个 C 盘存储区，并在该区域中用几种不同颜色的彩条或区域表示存储分布情况。其中红色表示零碎的文件，蓝色表示连续的文件，绿色表示系统文件，白色表示可用空间。该图说明文件碎片很多，可用空间不多且很分散。分析结束后，接着出现一个如图 2-1-7 所示的提示对话框，提示 C 盘只有 13%的可用空间，要有效运行磁盘碎片整理程序，至少需要 15%的可用空间，建议在运行磁盘碎片整理程序之前，应将一些文件删除或移到别的盘中（如果可用空间不少于 15%，将不出现该提示对话框）。这里采用的做法是直接单击该提示对话框的“是（Y）”按钮，于是开始了较长时间的碎片整理过程。整理的结果如图 2-1-8 所示。此时将弹出如图 2-1-9 所示的“碎片整理完毕”对话框，单击其上的“查看报告（R） ” 按钮可调出“碎片整理报告”窗口（如图 2-1-10 所示），在该报告中给出了卷碎片、文件碎片、页面文件碎片、目录碎片等卷信息和未曾做过碎片整理的文件的信息。看完后，单击其上的“关闭”按钮，结束对 C 盘的碎片整理。由图 2-1-8 可见，磁盘前面部分的大片蓝色的区域为连续存放的文件；而白色的可用空间都移到了后面，系统空间是不能移动的，还有个别碎片，可能是由于可用空间低于 15%或不允许移动等其他原因造成的。

2.1

DOS、Windows 中维护工具软件的使用

图 2-1-5 “磁盘碎片整理程序”窗口

图 2-1-6

图 2-1-7

分析结果

提示确认框

第2章

常用工具软件的使用

图 2-1-8

碎片整理结果

图 2-1-9 “碎片整理完毕”对话框

2.2

Norton 工具软件包

图 2-1-10 “碎片整理报告”窗口

2.2

Norton 工具软件包

Norton 工具软件包是由 Symantec 公司发布的。本书介绍其于 2000 年发布的 Norton SystemWorks 2000（诺顿系统工作 2000 年版）集成工具软件包。该软件包主要由 6 个组件组成： 1．Norton Utilities 2000 诺顿实用工具组件。 2．Norton AntiVirus 2000 诺顿反病毒组件。 3．Norton CrashGuard 4.0 诺顿当机卫士（即崩溃或冻结保护）组件。 4．Norton Web Services 诺顿 Web 服务组件。 5．Norton 2000 V2.0 诺顿解决 2000 年问题 2.0 版组件。 6．Norton Ghost 2000 诺顿硬盘克隆幽灵组件。使用该集成工具软件包可以防止、发现和整理 Windows 问题，检测、整理磁盘问题，监视系统运行状态，安全地删除程序和文件；保护计算机系统以防病毒感染；预防、处理系统崩溃和屏幕冻结；保持硬件驱动程序和软件现代化；发现并解决 2000 年问题；实现硬盘间高速对拷，从而使计算机系统处于最佳的工作状态。

2.2.1

Norton SystemWorks 2000 的安装

Norton SystemWorks 2000 集成软件包是一套较庞大的软件，因此安装所需的软硬件环境较高。内存需在 32MB 以上，CPU 应在 Pentium 以上，操作系统最好在 Windows 98 以上。安装前，

第2章

常用工具软件的使用

还需在 CONFIG.SYS 系统配置文件中设置 FILES=60、BUFFERS=30 或更高。该集成软件包是采用 CD-ROM 光盘形式发布的，下面介绍其安装步骤。 1．首先安装 Norton SystemWorks 2000 本身 1）从“开始”菜单中选择“运行”选项，弹出如图 2-2-1 所示的“运行”对话框。在该对话框的打开列表框中输入“G:\Setup.exe” ，其中 G:是光盘的盘符，可视具体情况输入，这里假设光盘驱动器的盘符是“G:”。

图 2-2-1 “运行”对话框

2）单击“运行”对话框中的“确定”按钮，安装程序 Setup.exe 为安装向导准备系统文件，如图 2-2-2 所示。

图 2-2-2 “Setup”显示框

3）接着弹出一个“Before Running Setup”对话框，单击“确定”按钮；接着又弹出“Welcome” 对话框，单击其“Next”按钮；接着弹出“Software License Agreement”对话框，应单击其 “Yes”按钮接受许可协议；接着又弹出“User Information”对话框，在该对话框中用户需输入自己的姓名（Name）和公司名（Company），输入完成后，单击其“Next”按钮。 4）接着弹出如图 2-2-3 所示的“Choose Destination Location”对话框。在该对话框中已给出了缺省目标文件夹为“C: \ Program Files \ Norton SystemWorks”。如果不想改变目标目录，只要单击“Next”按钮即可。若想安装在其他位置（如安装到逻辑 D 盘），可单击“Browse” 按钮，弹出如图 2-2-4 所示的“浏览文件夹”对话框，单击选择 D 盘，再单击“确定”按钮。接着出现“Choose Install Directries”对话框，采用缺省目录，且单击“Next”按钮，返回到“Choose Destination Location”对话框，此时目标文件夹已变成“D: \ Norton SystemWorks” 了，如图 2-2-5 所示。单击“Next”按钮，将询问是否在 D 盘建立该目标文件夹，回答“Yes” 即可。

2.2

图 2-2-3

Norton 工具软件包

选择目标文件夹对话框

图 2-2-4 “浏览文件夹”对话框

第2章

图 2-2-5

常用工具软件的使用

选择目标文件夹对话框

5）接着弹出如图 2-2-6 所示的“Select Installation Type”对话框。有 3 种安装类型。

图 2-2-6

选择安装类型对话框

① Typical：典型安装类型。将安装 Norton SystemWorks 程序的标准集合，适用于大多数用户。它还能权衡必需的保护和系统资源。 ② Complete：完全安装类型。可将 Norton SystemWorks 的全部性能都装上，并对计算机提供最大的保护。这也是一种定制安装方式，可由用户自行选择所需的组件。 ③ Express：紧缩安装类型。仅安装标准集合中最常用的组件。假设选择了完全安装，并单击该对话框的“Next”按钮。 6）接着弹出图 2-2-7 所示的“Select Components”对话框（可能由于系统配置问题，这里仅提供了 3 个组件，其他 3 个组件稍后再安装）。其中“Components”组件列表框中列出的各

2.2

Norton 工具软件包

组件左边小方框中有“√”号表示安装该组件，单击小方框“√”消失，表示不安装该组件。选中“Norton Utilities 2000”组件后，单击“Customize”按钮，弹出“Select Sub-components” 对话框，选好子组件后单击“continue”按钮返回到“Select Components”对话框。建议将这 3 个组件都选中。选好组件后，单击“Next”按钮。

图 2-2-7

选择组件对话框

7）接着弹出如图 2-2-8 所示的“Protection Type”对话框。可在 3 种保护类型中选择一种，即 3 个单选钮只能选中 1 个。3 种保护类型分别为：

图 2-2-8

保护类型对话框

① Full-Time Automatic Protection：全部时间自动保护（推荐）。选中该类型（其左边小圆圈中有一个小黑点“ ”），Norton SystemWorks 的相关组件将在全部时间里自动保护计算

第2章

常用工具软件的使用

机。 ② Manual Protection：手工保护。这个配置提供必需的自动病毒保护，并允许手工选择所有其他的维护任务。 ③ Custom：定制保护。即允许人工选择所有的保护选项。建议选择全部时间自动保护类型。选择好保护类型后，单击“Next”按钮。 8）接着弹出“Email Virus Scanning Options”电子邮件病毒扫描选择对话框，在该对话框中，可选择能够保护电子邮件、被保护的电子邮件客户以及当发现被感染的附件时如何响应。选好后，单击其“Next”按钮。 9）此时弹出“Start Copying Files”开始拷贝文件对话框，在该框中列出了已做的选择。如果不满意，可单击“Back”上一步按钮重新选择，否则可单击“Next”下一步按钮，于是弹出如图 2-2-9 所示的拷贝文件对话框，开始拷贝文件。这可能需要一段时间。

图 2-2-9

拷贝文件对话框

10）文件拷贝结束后，将弹出“Please Register Norton SystenWorks”对话框，如果不想注册，可单击其“Cancel”按钮。接着弹出“Norton SystemWorks”对话框，询问是否查看诺顿的 README.TXT 跟我学帮助文本，单击“No”按钮即可。接着弹出如图 2-2-10 所示的“Setup Complete”对话框。在该对话框中有两个单选钮，其中一个是“Yes, I want to restart my computer now” ，其左边圆圈中有一个小黑点，是推荐选择。此时应选中该项，然后单击“Finish” 按钮，计算机将重新启动。计算机重新启动时，将对“诺顿系统工作”软件包进行系统设置，从而完成了 3 个组件的安装。

Norton 工具软件包

2.2

图 2-2-10

安装完成对话框

11）其他 3 个组件的安装其他 3 个组件有：Norton Web Services（诺顿 Web 服务）、Norton 2000（诺顿解决 2000 年问题 2.0 版）、Norton Ghost 2000（诺顿克隆幽灵 2000）。要安装这 3 个组件，可分别选择“开始”菜单、“运行”命令，然后在弹出的“运行”对话框中分别键入“G:\Nws\Setup.exe”、 “G:\N2000\Setup.exe”、 “G:\GHOST2000\Setup.exe” ，即可装入这 3 个组件。如果将其分别安装在 D 盘各自的子目录下，诺顿系统工作集成工具软件包会自动把这 3 个组件加入其中。

2.2.2

Norton SystemWorks 2000 各组件介绍

Norton SystemWorks 2000 包括 6 个组件，每个组件可能包括若干个子组件。表 2-1 列出了这些组件和子组件，并给出了简单解释。表 2-1 组

件

名

Norton Utilities

Norton SystemWorks 组件

子组件或子功能名 Norton System Check Norton WinDoctor

诺顿系统检查。一个系统健康检查按钮。诺顿 Windows 医生。诊断 Windows 操作系统的问题（如注册表等）。诺顿磁盘医生。可检查和修复磁盘大多数问题。

UnErase Wizard

反删除向导。可在 Windows 中进行反删除操作。

Speed Disk

加速磁盘。可优化磁盘。 Optimization

诺顿优化向导。可优化整个系统，使系统运行在最佳状态。

Norton System Doctor

诺顿系统医生。可监视、诊断、修复系统问题。

Norton WipeInfo

诺顿擦除信息。可从计算机中消除数据。

Image

映像。可备份当前系统的映像，在 C 盘根目录下产生 Image.dat 文件，系统被破坏时可用其恢复。

Norton Registry Tracker

诺顿注册表跟踪器。可跟踪并恢复对 Windows 注册表所做的改变。

Norton Diagnostics

诺顿诊断。诊断系统硬件问题。

System Information

系统信息。查阅有关 PC 的有用信息。

Norton Registry Editor

诺顿注册表编辑器。可驾驭和编辑 Windows 注册表。

Norton File Compare

诺顿文件比较。这是一个文件比较程序。

System Status

Scan for Viruses Reports

Norton CrashGuard

明

Norton Disk Doctor

Norton Wizard

Norton AntiVirus

说

系统状态。主要给出版本更新、整个系统查毒、建立应急磁盘、隔离区、系统有无病毒、可检测病毒总数、自动检测设置等状态，并可设置执行。查病毒。可查或杀各种存储介质中的病毒。报告。查看和管理隔离区中项目、报告查杀病毒活动记录和所有已知病毒列表（42 127 个）。

Scheduling

日程表。可制定查毒任务计划。

FreezeCheck

冻结检查。分析打开的程序是否冻结。

Statistics

统计。查阅过去的崩溃（当机）和程序冻结。

第2章

32 Norton Ghost

常用工具软件的使用

Norton Ghost

诺顿克隆幽灵。可实现硬盘对拷。

Norton Ghost Explorer

诺顿克隆幽灵浏览器。可查看对拷后目标盘内容。续表

组

件

名

子组件或子功能名

Norton 2000

Norton Services 其他

Web

说

诺顿 2000。检查数据、应用程序以及硬件的有关两千年（Y2K）问题。

Make BIOS Test Disk

制作 BIOS 测试磁盘。建立一个磁盘以便测试系统 BIOS 是否与两千年（Y2K）相符。

Visit Services

Norton

Web

访问诺顿 Web 服务。即访问诺顿站点，以便保持硬件驱动程序和软件总是最新的。

Rescue Disk

应急磁盘。建立应急磁盘，以便当系统由于病毒等原因被破坏而无法启动时，用于恢复系统。

LiveUpdate

升级程序。可自动连接到 LiveUpdate 服务器或连接到 Symantec 的服务器，以便查看可用来更新的产品和文档，并可将这些升级产品安装到计算机中。

各组件演示（Demo）程序帮助文档

2.2.3

明

Norton 2000

演示各组件的操作、使用方法。详细说明各组件和各子组件的功能、特点以及操作和使用方法。

主要组件和子组件的功能和使用简介

“诺顿系统工作（Norton SystemWorks） ”集成软件包安装完成后，桌面上有它的快捷方式图标，在“开始”菜单和级连子菜单中都有它的菜单命令。在级连子菜单中还有其各组件和各子组件的菜单命令项。因此，使用时，即可调出整个软件包运行，也可单独运行某一个组件或子组件。 1．运行“诺顿系统工作”集成软件包双击桌面上的“Norton SystemWorks”图标，即可运行“诺顿系统工作”软件包，其主窗口如图 2-2-11 所示。左边有 6 个按钮，各对应一个功能组件；右面是对集成软件包的简短说明。单击左边的“Norton Utilities”按钮，主窗口将变成如图 2-2-12 所示的样子。其中窗口左边下拉出了 4 个方面的功能按钮，当前“Find and Fix Problems” （发现和整理问题）按钮获得焦点，因此窗口右面列出了与该方面功能有关的 4 个子组件的带图标的按钮，单击任意一个按钮，即可运行对应的子组件。主窗口标题栏下面是快捷工具栏，有 6 个带图标的快捷按钮，单击有效。其中“Home”按钮可使主窗口从图 2-2-12 返回到图 2-2-11 ，“ LiveUpdate ” 按钮用来运行升级程序， “LiveAdvisor”（技术顾问）按钮可用来从网上取得由“LiveAdvisor”提供的独特的电子支持服务， “Rescue” （应急）按钮用来建立应急磁盘， “Options” （选项）按钮可弹出一个子菜单，用来设置在计算机系统启动和运行期间各组件的工作方式，还有一个帮助按钮。 2．Norton Disk Doctor（诺顿磁盘医生）运行诺顿磁盘医生可安全方便地诊断和修理各种磁盘问题。检测项目有磁盘分配表、引导记录、文件结构、目录结构、压缩磁盘、磁盘物理表面测试等。如图 2-2-13 所示为该子组件的主窗口。主窗口中间列表框用来选择要诊断的驱动器，图中选择了 A 驱动器。主窗口的左下部

2.2

Norton 工具软件包

有一个“Automatically fix errors”自动整理错误复选框，选中该复选框，当发现磁盘问题时则自动进行整理。主窗口的右边有 5 个命令按钮。单击其中的“Options”选项按钮弹出选项对话

图 2-2-11

图 2-2-12

诺顿系统工作主窗口

单击“Norton Utilities”后窗口

第2章

图 2-2-13

常用工具软件的使用

诺顿磁盘医生主窗口

框，可选择进行什么测试及如何进行测试、发现问题后如何处理、测试完成后是否显示报告等等。如果单击其中的“Diagnose”诊断按钮便开始进行测试诊断。【例 2.3】有一张软盘已损坏，无法读取其中的程序文件和数据文件。将这张已损坏的软盘插入 A 驱动器，运行诺顿磁盘医生，选中 A 驱动器、选择“自动整理错误”复选框，然后单击“Diagnose”按钮，开始检测驱动器 A，检测过程如图 2-2-14 所示。图中已检测的项目中“Partition Table”分区表和“Compressed Disk”压缩磁盘两项有问题，并进行整理。图中显示正在进行磁盘表面测试。检测处理完成后，显示如图 2-2-15 所示的测试结果报告，单击报告窗口中的“Details”按钮可查看详细信息。在该报告中指出，分区表已损坏并被跳过。经检测和自动整理后，磁盘文件都可读取，从而挽回了损失。

图 2-2-14

检测驱动器 A 的过程

2.2

Norton 工具软件包

图 2-2-15

检测结果报告

3．Norton System Check（诺顿系统检查）该子组件可发现磁盘和 Windows 问题，改进系统性能，并能给计算机一个预防性维护检查。诺顿系统检查可看做 Norton System Doctor（诺顿系统医生）的替代物，诺顿系统医生提供连续不断地系统健康监视，而诺顿系统检查提供立即的或预定的一次性系统健康检查。运行诺顿系统检查，在出现主窗口的同时，又弹出如图 2-2-16 所示的“Norton System Check Wizard”诺顿系统检查向导窗口。在该窗口中，可以选择“Check your system”单选钮，并可选中“发现磁盘问题”、 “发现 Windows 问题” 、 “改进性能” 、 “预防性维护”4 个复选框中的一个或多个，以确定检查任务；如果单击“Undo Previous repairs”不做先前的修理单选钮，则此次的任务是将恢复上次所做的修理；单击“Schedule”预定计划按钮可设置检查任务和检查的日期、时间。假设本次的检查任务是全部（4 个复选框都选中），单击“下一步”按钮就开始检查，检查过程如图 2-2-17 所示。检查项目包括注册表完整性分析、磁盘完整性、注册表扫描、程序完

第2章

常用工具软件的使用

图 2-2-16

图 2-2-17

诺顿系统检查向导窗口

正在进行系统检查

整性快捷键扫描，自由空间扫描、磁盘碎片、增加注册表编辑解决办法说明、搜寻丢失的文件、检测已经删除的目录等。检测完成后，最后单击“完成”按钮，将返回到诺顿系统检查主窗口并显示检查结果，如图 2-2-18 所示。此次系统健康检查共检查出 5 类问题：无效的 ActiveX/COM 项目类共 10 个问题，严重程度（Severity）为中等（Medium）；无效的帮助文件类共 4 个问题，严重程度为中等；无效的快捷键类共 4 个问题；其他问题类共 4 个问题，严重程度为严重（High）；丢失 Microsoft 共享文件类共 3 个问题，中等严重程度。单击选中图中的某类问题，再单击 “Details”按钮，将显示该类问题中所有问题的详细情况列表。

2.2

图 2-2-18

Norton 工具软件包

诺顿系统检查的检查结果

单击主窗口工具栏的“Repair All”快捷按钮，将自动地采用可能的最好的解决办法对所有问题进行修理。也可以先单击选中某类或某个问题，再单击“Repair”快捷按钮，此时仅修理选中的问题。这里假设单击了“Repair All”快捷按钮，于是便开始自动地对所有问题逐个进行修理，整理完成后，显示如图 2-2-19 所示的整理结果，此时问题列表中的“Status”状态栏已由整理前带叉号图标的“Problem”变成带对号图标的“Fixed”，表示已经整理过了。此时，工具栏的“Undo”快捷按钮变成有效的，选中列表中某类或某个整理过的问题，再单击“Undo” 按钮，可取消对该问题的整理。另外，单击工具栏的“History”快捷按钮，将在主窗口中列出所有先前所做的修理，单击某一个所做的修理，再单击“Undo”快捷按钮，可不做对该问题的修理，即恢复到修理之前的情况。修理历史记录的保存时间或数量可以用“View”菜单的“Options”选项命令来设置。

第2章

图 2-2-19

常用工具软件的使用

全部自动修理的结果

4．Norton CrashGuard（诺顿当机卫士） Norton CrashGuard 一直在后台运行，以便保护用户免受当机和程序冻结的影响。其中“当机”（Crash）是指由软件故障造成的程序或系统崩溃或死机； “冻结” （Freeze）是指一个程序完全地停止了工作，该程序对于来自用户或 Windows 的输入似乎没有响应，但它的窗口仍然显示在屏幕上。下面我们来介绍诺顿当机卫士的功能和使用方法。 1）Crash Monitor（当机监视器）如果在安装时选择了“全部时间自动保护”安装类型，那么当机监视器就会从开机时起连续地保护免受当机和冻结的影响。也可设置当机监视器在计算机启动时是否工作，方法是：单击 Norton SystemWorks 主窗口工具栏的“Options”按钮，弹出一个子菜单，单击“Norton SystemWorks”命令项，弹出“Norton SystemWorks Options”对话框，在该对话框的“Startup” 选项卡中，单击“Norton CrashGuard”复选框，即可改变设置。当在屏幕底部系统托盘中看到当机监视器的图标（如图 2-2-20 所示上部小托盘左边的图标），就知道它正在后台保护计算机。

图 2-2-20

2）Crash Assistant 当机助手

托盘中的当机监视器图标

2.2

Norton 工具软件包

当机监视器发现一个当机发生时，立即调出如图 2-2-21 所示的当机助手对话框来解决当机问题。在该对话框的“Crash information”栏中指出了引起当机的程序等信息；在“Program and System”栏中指出此次当机的严重性，图中“Program”程序图标中打有“×”号，“System” 系统图标上打有“√”号，说明此次当机是程序崩溃而不是系统崩溃；“Crash Advisor”栏建议解决此次当机的操作步骤，图中建议单击“VitalSave”按钮；“SafeOriginal”栏指出安全原文的状态为“Enabled”，即能够建立一个数据文件的拷贝，保护它不被错误的数据覆盖； “Recovery options”栏有 3 个命令按钮，给用户处理当机提供了选择，其中“VitalSave”按钮用来保存数据文件， “Revive”按钮用来复活当机程序，如果复活成功，应立即保存文件，以防再次当机， “Terminate”按钮让 Windows 结束当机程序，上次存储以来的所有改变都将丢失，用户可在 3 个按钮中单击 1 个。

图 2-2-21

当机助手

如果是浏览器引起的当机，当机助手对话框与图 2-2-21 基本类似，所不同的是用 “QuickReload”按钮代替了“VitalSave”按钮。单击“QuickReload”按钮重新启动浏览器到刚刚看的 Web 页上。 3）程序冻结的处理因为冻结极其类似于普通系统活动，当机卫士不能像当机那样自动地阻止他们。当怀疑一个程序可能被冻结时，可运行当机卫士中的“FreezeCheck”子组件，对怀疑冻结的程序进行检查，并可在检查结果的对话框中进行“AntiFreeze”（解冻）操作。还有一种较深层次的当机，称为“Blue Screen” ，即“蓝屏” 。诺顿当机卫士是最好的保护神，可从所有类型的当机和冻结中恢复，甚至不祥的“蓝屏”，从而可有效地保护数据。

第2章

2.3 2.3.1

常用工具软件的使用

常用检测、清除病毒工具软件的使用

计算机病毒概述

1．计算机病毒的定义及特征计算机病毒是指人为编制并可借助各种媒介植入计算机中的破坏计算机功能或数据、影响使用、并能自我复制传播的一组程序代码。计算机病毒具有以下特征： 1）传染性传染性是计算机病毒的最重要特征。计算机病毒可从一个文件传染到另一个文件，从一台计算机传染到另一台计算机，可在计算机网络中寄生并广泛传播。 2）潜伏性计算机病毒在传染给一台计算机后，只有满足一定条件才能执行（发作），在条件未满足前，一直潜伏着。 3）隐蔽性计算机病毒程序编制得都比较“巧妙” ，并常以分散、多处隐蔽的方式隐藏在可执行文件或数据中，如未发起攻击，不易被人发觉。 4）激发性计算机病毒感染了一台计算机系统后，就时刻监视系统的运行，一旦满足一定的条件，便立刻被激活并发起攻击，这称为激发性。激发的条件可能是日期、时间，可能是某个特定标识符或某个特定文件的出现，也可能是用户的某个特定的保密等级，还可能是一个文件的使用次数等等。如 Jerusalem（黑色星期五病毒）是在 13 日正好是星期五时发作。 2．计算机病毒的分类对计算机病毒可有多种分类方法。按攻击的机型划分，有攻击 IBM PC 机及其兼容机的病毒，有攻击 Apple 公司的 Macintosh 系列机的病毒，有攻击小型机 UNIX 操作系统的病毒等等。按危害的对象划分，有损害计算机的病毒和损害网络通信的病毒。按破坏性划分，有良性病毒和恶性病毒。对于 IBM PC 机及其兼容机病毒，可分为引导型病毒、文件型病毒和混合型（指既浸染引导区又感染文件的）病毒 3 种，其中文件型病毒种类最多，如 Jerusalem、1575、DIR2 等；引导型病毒种类次之，如小球、大麻、One-Half 病毒等；混合型病毒种类最少，如新世纪病毒、Flip 病毒等。 3．计算机病毒的表现症状计算机感染了病毒以后，在一定条件下就会发作，如果出现以下一些异常现象，就可能染上了病毒。 1）系统引导异常 ① 磁盘上有特殊标记或引导扇区、卷标等信息被修改； ② 磁盘引导时死机； ③ 磁盘引导速度突然变慢。

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

2）执行文件异常 ① 文件装入和运行速度变慢； ② 文件丢失； ③ 磁盘文件的长度、属性、日期和时间等改变； ④ 贴有写保护，执行时并无写操作，却显示： Write protect error writing driver Abort, Retry, Fail? ⑤ 运行原来正常的程序，发生死机现象； ⑥ 运行较大程序时，显示：“Program too fit in memory”、 “Divide overflow” 、 “Program is too long to load”等信息； ⑦ 执行文件时功能和界面突然改变。 3）外部设备异常 ① 音箱或扬声器发出异常声音或音乐； ② 键盘输入的字符与屏幕显示的字符不一致； ③ 显示器出现一些不正常的画面和信息； ④ 打印机、软驱、扫描仪、调制解调器等外设无法正常工作； ⑤ 系统非法使用某些外设。 4）使用 DOS 命令异常 ① 用 DIR 命令时，列表速度变慢，磁盘指示灯亮的时间较长； ② 用 DIR 命令列目录时，显示的是上一张盘的目录； ③ 用 COPY 命令时，执行的却是 FORMAT 命令的操作等等。总之，由于计算机病毒多种多样，表现形式各异，所以多了解一些计算机病毒的症状，就可以尽早发现病毒，以便及早清除。

2.3.2

DOS 中的清除、防病毒程序

1．检测、清除病毒程序 MSAV.EXE MSAV 是 DOS 6.0 以上版本提供的一个外部命令。该程序可识别、清除 1000 多种病毒。若要运行 MSAV 程序，只要将 MSAV 程序所在目录变为当前目录，然后直接键入命令 MSAV 即可。该程序启动后，首先显示一个主画面。在主画面的左侧有 5 个起菜单作用的命令按钮供选择，它们是： 1）Detect：仅检测内存和所选驱动器中的病毒，若发现病毒则报警并提示。 2）Detect & Clean：检测并清除所发现的病毒。 3）Select new drive：选择新驱动器。 4）Options：显示选项设置对话框，可对 MSAV 程序进行设置。 5）Exit：退出 MSAV 程序，返回到 DOS 提示符下。要选择某一个命令按钮，可以用 Tab 键或光标键将焦点移到该按钮上后按回车键，也可直接键入该按钮上的高亮度字母。如果在 AUTOEXEC.BAT 自动批处理文件中加入命令 MSAV/P（/P 表示以命令行方式执行），则

第2章

常用工具软件的使用

在每次开机启动系统时，都会自动执行 MSAV 对内存和磁盘驱动器进行病毒检测。若有网络驱动器，则加入的命令应改为 MSAV/P/L,以限制仅在本地（LOCAL）驱动器上自动扫描。 2．监视病毒程序 VSAFE.COM VSafe 也是 DOS 的一个外部命令。但是该程序和一般外部命令程序不同，启动后将常驻内存，可对计算机进行监视并对可能由病毒引起的变动提出警告，因此具有监视病毒和保护系统的作用。要启动 VSafe，可在 DOS 提示符下直接键入 VSafe，该命令使用缺省设置把 VSafe 程序装入内存。对于 DOS 6.22，VSafe 装入后要占用 7KB 的常规内存和 64KB 的 EMS 或 XMS 内存。如果所用计算机内存不紧张，可在 AUTOEXEC.BAT 文件中加入 VSafe 命令，于是每次开机后，VSafe 都能起到防毒作用。当 VSafe 驻留内存后，在 DOS 状态下，按下 ALT+V 键，将弹出如图 2-3-1 所示的“VSafe Warning Options” （VSafe 警告选项）对话框。图中给出了 8 个警告类型的缺省选择，打“×”的处于 ON 状态，即能够监视保护。按 1～8 数字键中任一个，即可改变对应选项的 ON/OFF 状态。在完成选择后，按 ESC 键退出，同时 VSafe 将存储这些选项。 1）VSafe 各警告类型选项的意义如下： ① HD Low level format（硬盘低级格式化）当某程序试图格式化硬盘时提出警告，其缺省值为 “ON”。图 2-3-1 VSafe 警告选项对话框 ② Resident（驻留）当某程序试图用标准 DOS 功能驻留内存时提出警告，其缺省值为“OFF”。 ③ General write protect（全面写保护）当某程序要对磁盘进行写操作时提出警告，其缺省值是“OFF”。 ④ Check executable files（检查可执行文件）当 DOS 打开某一可执行文件时，对该文件进行病毒检测，其缺省值为“ON”。 ⑤ Boot sector viruses（引导扇区病毒）检查引导扇区是否被病毒感染，其缺省值为“ON”。 ⑥ Protect HD boot sector（保护硬盘引导扇区）当某程序试图写硬盘引导区或分区表时提出警告，其缺省值为“ON”。 ⑦ Protect FD boot sector（保护软盘引导扇区）当某程序试图写软盘引导扇区时提出警告，其缺省值为“OFF”。 ⑧ Protect executable files（保护可执行文件）当某程序试图修改可执行文件时提出警告，其缺省值为“OFF”。 2）VSafe 的警告提示信息和处理方法 VSafe 驻留内存后，当发现系统出现异常时，可能显示以下警告提示信息： ① Program is trying to modify system memory（某程序正试图修改系统内存）

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

当 VSafe 发现某程序正试图用非标准 DOS TSR 功能修改内存时，将提出该警告提示信息。该信息提示有可能一个病毒正在侵入。此时应分析是否是网络驱动程序等要驻留内存，如果不是，就应引起注意。 ② Program is trying to stay resident in memory（某程序正试图驻留内存）如果 VSafe 的 Resident 警告选项设置为“ON”状态，之后某程序试图驻留内存时，将显示该信息。如此时确有程序应驻留内存，则选择“Continue”按钮，否则选择“Stop”按钮拒绝驻留，并用 MSAV 检查是否有病毒。 ③ Program is trying to write disk（某程序正试图写盘）如果 VSafe 的 General write protect 警告选项已设置为“ON”状态，之后有一程序试图写盘，就会显示该提示信息。如果是应有的写盘操作，则选择“Continue”按钮，否则选择“Stop” 按钮，并应查毒。 ④ Resident programs were loaded after VSafe（在 VSafe 之后装载了其他驻留程序）如果在 VSafe 之后驻留了其他常驻内存程序，就会出现这条警告信息。此时若选择“Stop” 按钮，则不允许其他程序驻留在内存中，如选择“Continue”按钮，则允许其他程序驻留内存。 3）卸载 VSafe 如果想卸载已驻留内存的 VSafe 程序，在 DOS 提示符下键入“ALT+V” ，再键入“ALT+U”即可，此时 VSafe 的保护作用也将随之消失。【例 2.4】计算机启动后，将 VSafe 驻留内存，并将其“General write protect”选项设置为“ON” 。之后启动了 Turbo C 2.0 集成开发环境，编写了一个新的 C 语言源程序文件。当要将该源文件以 ABC.C 为名字存到硬盘上时，立刻弹出如图 2-3-2 所示的警告图 2-3-2 警告提示对话框提示对话框。对话框中有 3 个按钮，选择“Stop”按钮不能存盘、选择“Continue”按钮存盘、选择“Boot”按钮将重新引导计算机。由于这里存盘是正常操作，所以，只要键入“C”即可实现存盘。

2.3.3

江民杀毒软件 KV2004

江民杀毒软件 KV2004 版系列软件是由北京江民新科技术有限公司推出的较好的具有查毒、杀毒、防毒，反黑客，灾难修复 3 合 1 整体安全解决方案的工具软件。下面简要介绍该系列软件的组成、安装和使用方法。 1．KV2004 系列软件的组成 KV2004 版由 1 张光盘、1 张含安装使用序列号的用户服务卡和 3 张软盘的 DOS 杀毒伴侣（① 号盘、②号盘和③号盘）组成。 1）光盘光盘上含有 KV2004 系列所有的文件。 2）①号盘 ① 号盘是 DOS 启动盘，并装有 KVDOS.EXE 主文件、鼠标驱动程序等内容。 3）②号盘

第2章

常用工具软件的使用

② 号盘中只有 1 个病毒库文件 KV3000A.LIB。 4）③号盘 ③ 号盘中有 2 个病毒库文件 KV3000B.LIB、KV3000C.LIB 和 1 个升级库文件 KV3000U.LIB，用户还可以从网上下载。 2．安装使用环境 KV2004 系列杀毒软件要求处理器最好在 PentiumⅡ以上；操作系统适用于简体中文、繁体中文、英文、日文环境下的 Windows 98/SE/Me/NT 4.0/2000/XP/Server 2003；硬盘可用空间不少于 100MB（用于安装完全版）；内存最少 64MB，最好 128MB 以上；视频显示要求 SuperVGA（800 ×600）或更高分辨率的视频适配器和监视器；计算机中必须安装 Internet Explorer 4.01 或更高版本的 IE 浏览器。 3．KV2004 系列软件的安装将 KV2004 杀毒软件的光盘放入光驱中，将出现如图 2-3-3 所示的 KV2004 安装主界面。在该界面中，有 5 个较大的像小卡片一样的按钮，从左到右依次用来安装“江民杀毒软件 KV2004”、安装“江民黑客防火墙” 、使用“江民 IE 修复王数据救护王” 、制作 3 张软盘的“江民杀毒软件 DOS 杀毒伴侣” 、 “安装 IE 5.5 浏览器” 。这里主要介绍第一个按钮“江民杀毒软件 KV2004”的安装过程，其他几个类似，只要按照提示去做即可。

图 2-3-3

KV2004 安装主界面

单击图 2-3-3 中的“江民杀毒软件 KV2004”按钮，将出现如图 2-3-4 所示的准备安装对话框。稍等片刻，等待解压缩完毕后将调出如图 2-3-5 所示的安装界面。

图 2-3-4

准备安装对话框

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

图 2-3-5

安装界面

单击该界面中的“下一步”按钮，出现如图 2-3-6 所示的“最终用户许可协议”界面，要安装 KV2004，就必须单击该界面上的“是”按钮，表示接受许可协议。接着出现如图 2-3-7 所示的序列号输入界面。KV2004 改变了使用软盘加密方式，而采用了序列号流量控制技术来预防盗版。如果购买的是正版的 KV2004，就必然有一张服务卡，该服务卡上有被覆盖的授权序列号。可用小刀等轻轻刮去覆盖层，就可得到一组 25 位的数字和字母组合的序列号。可按顺序，每 5 个一组，依次输入到序列号输入框中，序列号的分隔符“-”是不需要输入的。序列号输入

图 2-3-6

最终用户许可协议界面

第2章

常用工具软件的使用

图 2-3-7

序列号输入界面

正确后，单击“下一步”按钮，可调出如图 2-3-8 所示的全新安装界面（如果不是第一次安装，将调出修复安装界面，此时安装路径不能改变）。单击全新安装界面中的“浏览”按钮，可选择安装路径。如果 C 盘有 100MB 以上的剩余空间，建议最好安装在“C:\KV2004”目录下。选择好安装路径后，单击“下一步”按钮，调出查看设置界面（如图 2-3-9 所示），单击“下一步”按钮，出现安装状态（拷贝文件）界面（如图 2-3-10 所示）。文件复制完成后，将出现如图 2-3-11 所示的防毒设置对话框，通过该对话框可对监控中心的 6 项监控功能进行设置，图中复选框中有“√”的表示启动该实时监控功能，单击复选框改变选择。

图 2-3-8

全新安装界面

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

图 2-3-9

检查设置界面

图 2-3-10

安装状态界面

设置好后，单击“下一步”按钮，调出如图 2-3-12 所示的安装完成对话框，其上有一个“安装完成后，启动江民杀毒软件 KV2004 进行全机扫描”复选框，缺省选择为启动。此时单击“完成”按钮将完成安装，并启动简洁操作界面对计算机进行首次病毒扫描。 4．KV2004 杀毒软件使用说明 1）简洁操作台杀毒界面安装成功后首次运行的界面就是“简洁操作台”界面。该界面集成了用户最常用的功能与按钮。 “简洁操作台”界面如图 2-3-13 中左图所示。界面中主要有“查毒” 、 “杀毒” 、 “升级” 、 “帮助”4 个功能按钮和 1 个模式切换按钮。

第2章

常用工具软件的使用

图 2-3-11

防毒设置对话框

图 2-3-12

安装完成对话框

图 2-3-13

简洁操作模式

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

（1） “查毒”按钮：单击该按钮，将按照默认或用户自定义的设置对计算机进行病毒检查。在查毒过程中，该按钮变成“停止查毒”按钮，此时单击该按钮即可停止查毒操作。（2） “杀毒”按钮：单击该按钮，将按照默认或用户自定义的设置对计算机进行病毒清除。在杀毒过程中，该按钮变成“停止杀毒”按钮，如图 2-3-13 右图所示，此时单击该按钮即可停止杀毒操作。图中下方的信息框给出了已扫描的文件数、杀毒数和当前的进度。（3）“升级”按钮：单击该按钮可通过互联网对本杀毒软件进行智能升级。（4）“帮助”按钮：可调出本杀毒软件的使用帮助。（5）功能模式切换按钮：这是一个乒乓按钮，单击该按钮，可在简洁模式和正常模式间进行切换。 2）正常操作台界面通过双击桌面“江民杀毒软件”快捷方式图标，或依次选择“开始”、 “程序” 、“江民杀毒软件 KV2004”、 “江民杀毒软件 KV2004”等方法即可启动 KV2004，此时若切换到正常操作台模式，其界面如图 2-3-14 所示。下面就简单介绍一下这个全新的界面。

图 2-3-14

正常操作台界面

（1）标题栏标题栏最左边的图标为控制框，最右边为“操作台模式切换”、“最小化”、“最大化”、 “关闭”等 4 个小按钮。（2）菜单栏菜单栏给出 KV2004 杀毒软件的主菜单，下面简单介绍主菜单各菜单项的功能。 ① 扫描（S）单击“扫描（S） ”菜单，会下拉出一个子菜单，其上有“扫描内存（M） ” （对内存病毒进行查杀）； “查毒状态（N）” 、 “杀毒状态（C）” 、 “询问状态（A）” （这 3 项只能选择 1 项，用来决定

第2章

常用工具软件的使用

发现病毒时的处理方法）； “初始化杀毒引擎（I） ” （一般不用进行该操作）； “扫描完成后自动关机（S） ” （在查杀病毒后不使用机器时可选择该项设置）和“退出（X）” （用于退出 KV2004）等。 ② 查看（V）其下拉子菜单有“扫描报告（R）”（可查看过去的查杀病毒报告）； “历史记录（H）”（用于查看所有未删除的查杀病毒的历史记录）； “切换到简洁操作台（S）” ； “界面语言” （可在“简体中文” 、 “日本语” 、 “English” 、 “繁体中文”4 种语言中选择一种）和“界面风格” （可在“青涩的年华” 、 “樱花的季节” 、 “e-时代狂想”3 种界面中选择一种，如图 2-3-14 所示的界面是“e时代狂想”）等。 ③ 实时监视（M）其下拉子菜单有 6 个选项，分别用来设置是否对“文件”、“注册表”、“邮件”、“网页”、 “Office 文档” 、 “脚本”进行实时监视。左边出现带“√”的复选框的选项表示启动该项实时监视，单击改变选择。需要指出，必须先开启 KV2004 的邮件监视并运行邮件监视程序，然后才能启动 Foxmail 的客户端接收程序，否则可能导致邮件监视功能的不正常。请注意右下角任务栏托盘中两个程序的打开顺序，邮件监视程序图标在 Foxmail 程序图标的左边是正确的。 ④ 工具（T） a.“升级（U）…”子菜单项：单击选择该子菜单项可从网上对杀毒引擎和病毒库进行智能升级。 b.“制作 DOS 杀毒盘”子菜单项：单击选择该子菜单项可完成由 3 张软盘组成的 DOS 杀毒伴侣的制作。 c.“制作硬盘修复王”子菜单项：单击该项可完成硬盘修复工具的制作，并将制作的工具存入 1 张软盘中。该工具的使用必须在纯 DOS 下进行。 d.“IE 修复工具（I）”子菜单项：单击该项可自动修复一些非授权对 IE 的设置的修改。 e.“病毒隔离区”子菜单项：可恢复、删除被病毒隔离区隔离的带毒文件。 f.“备份与恢复（R）”子菜单项：可对系统的主引导区和引导区分别进行备份和恢复。 g.“选项（S）…”子菜单项：选择该项，将调出如图 2-3-15 所示的参数设置窗口。在该窗口的标题栏下有一个选择“我的病毒解决方案”下拉列表框，可在“快速防毒方案”、“标准防毒方案”、“最高级别防毒方案”、 “通用防毒方案”和“自定义方案”中选择一种防毒方案。其中前 4 种是内置的，即选择这 4 种方案之一，KV2004 就会根据选择的方案自动将“扫描目标”、 “扫描日志”、 “扫描选项”、 “实时监控” 、 “监控参数” 、“定时任务”、 “升级”等 7 项设置好。如果用户选择了“自定义方案” ，则可通过参数设置窗口中的 8 个参数设置标签对防毒方案进行手工设置。设置好后，单击该窗口下方的“确定”按钮即可。 ⑤ 帮助（H）通过“帮助（H） ”的下拉子菜单可调出 KV2004 的帮助文本、可以获取授权、启用或关闭“杀毒助手”、获得“技术支持”、访问江民网站、访问江民反病毒荟萃等。（3）3 个功能部件正常操作台界面纵向分为“扫描目标”、 “扫描结果”以及“控制中心”3 个标签式的功能部件。

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

图 2-3-15

参数设置窗口

①“扫描目标”部件单击如图 2-3-14 所示界面的左边的“扫描目标”标签，将出现选择目标标签。该标签的上方有“简洁目标”、 “文件夹目标”和“磁盘目标”3 个选择扫描目标按钮，单击某一个按钮配合窗体中给出的目标可方便地选择查杀病毒的目标。另外，该标签的上方还有一个选择杀毒状态的下拉列表框和一个升级按钮。 ②“扫描结果”部件单击界面左边中间的“扫描结果”标签，会在扫描结果标签中显示本次的查杀病毒结果。 ③“控制中心”部件单击界面左边最下方的“控制中心”标签，将出现控制中心标签。在该标签中，可分别对 “实时监控”和“防毒方案”进行设置。（4）引擎显示区域在正常操作台界面的下半部，有一个引擎显示区域，用来显示扫描引擎的版本和病毒库的日期。正在查杀病毒时，将显示扫描结果标签，此时该区域将显示扫描的进度和查杀病毒的情况。在界面的最下边有一个“自动关机”复选框，如果该复选框的方框中有“√”号，则在本次病毒扫描完成后将自动关闭计算机，单击该复选框改变选择。 3）使用简洁操作台查毒【例 2.5】启动 KV2004 并切换到简洁操作台方式，单击该界面的“查毒”按钮，将按照原来设置的扫描目标（这里是“我的电脑” ）开始查毒。如图 2-3-16 所示为查毒过程中某一时刻的状态。由图可见，已经扫描了 29 292 个文件，并发现 2 个病毒。扫描完成后，将弹出一个如图 2-3-17 所示的“发现病毒”的询问对话框，询问是否清除在选中的扫描目标中发现的病毒，

第2章

常用工具软件的使用

此时单击“是（Y）”按钮即可清除这 2 个病毒，单击“否（N）”按钮则不清除。

图 2-3-16

正在查毒

图 2-3-17

询问对话框

4）使用正常操作台查杀病毒【例 2.6】启动 KV2004 并切换到正常操作台方式（如图 2-3-14 所示），单击“扫描目标” 标签，再单击该标签上部的“简洁目标”按钮，并通过查杀状态下拉列表选定为“查毒状态” ，最后单击标签中“我的电脑”图标便开始对我的电脑进行查毒。如图 2-3-18 所示为查毒过程中某一时刻的状态。由图可见，此时显示的是扫描结果标签，已经扫描了 496 个文件，并未发现病毒。界面中间的漂亮图形是“杀毒助手” ，表示正在扫描病毒。界面右下角有 2 个命令按钮，左边的是“停止”按钮，右边的是“暂停”按钮。这里单击了“停止”按钮中断了查毒过程。之后依次单击选择图 2-3-18 界面的“查看（V） ”、 “扫描报告（R）” ，将调出一个如图 2-3-19 所示的“查杀报告”浏览窗口，利用其右端的滚动条找到本次查毒的报告。

图 2-3-18

正在扫描病毒

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

图 2-3-19

查看查杀报告

如果想查看查杀病毒的历史记录，可依次单击选择图 2-3-18 界面的“查看（V）” 、 “历史记录（H）” ，即可调出“历史记录”窗口（如图 2-3-20 所示）。该窗口中有 5 个标签，当前显示的是“查杀历史”标签，其上显示了过去查杀病毒发现病毒的文件路径和文件名、病毒名、发现时间和处理结果。可见，在 2003 年 12 月 7 日的一次查毒中发现了 2 个病毒，其中一个文件已删除，另一个仍带毒，可用 KV2004 的杀毒功能清除。

图 2-3-20

查看查杀病毒的“历史记录”

第2章

常用工具软件的使用

5）邮件病毒的查杀与实时监视 KV2004 能查杀邮件客户端中的目前流行的绝大多数（7 万多种）病毒、黑客程序、网络蠕虫、特洛伊木马程序等，并能进行实时监视。（1）处理邮件中病毒的过程 ① 首先保证查杀病毒引擎和数据库是最新版，否则进行智能升级； ② 将查杀病毒状态设置为杀毒状态，将扫描设置选项选中“电子邮件”，对全盘检查一次各种邮件客户端中的病毒； ③ 如果出现部分不能清除的情况，应根据 KV2004 提示的信件地址找到该信件并直接删除，之后要彻底清空废件箱或垃圾箱（如果可能，还应压缩全部信箱）。 ④ 只有在所有邮箱中的病毒都清除后，才可以运行 KV2004 的邮件监视并设置开机自动监视邮件。（2）设置邮件病毒的实时监视 ① 设置开机自动运行邮件监视在 KV2004 的正常操作模式下，依次选择“工具（T）” 、“选项（S） ” ，将弹出“参数设置窗口” ，在该窗口中单击“实时监控”标签，在该标签中选中“邮件监视” （如图 2-3-21 所示），然后单击该窗口下部的“确定”按钮，之后关机并重新启动计算机，邮件监视便会自动启动。

图 2-3-21

设置开机自动运行邮件监视

② 临时启动邮件监视功能从 KV2004 的正常操作界面的“控制中心”标签的“实时监视”下单击“邮件监视”复选框，使其左边小方框中出现“√”符号（如图 2-3-22 所示），或从主菜单的“实时监视”下拉菜单直接选择“邮件监视（M） ” ，即可临时开启或关闭“邮件监视”功能。只要 6 个实时监视程序有 1 个以上被启动，则在任务栏右边的托盘中就会有 1 个红色且大写的“K”字图标，表示实时监

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

视正在工作（如图 2-3-23 所示），如果这 6 项实时监视功能都被关闭，该图标将随着最后一项监视功能的关闭而消失。双击该图标也可调出 KV2004 的简洁或正常操作台界面。

图 2-3-22

邮件监视临时开关

（3）邮件病毒的静态查杀启动 KV2004 并切换到正常操作台，如图 2-3-14 所示。选择“扫描目标”标签的“简洁目标”，将查杀病毒状态图 2-3-23 实时监视图标设置为“杀毒状态”，之后单击“简洁目标”下的“我的邮件”图标，便开始对本机器电子邮件客户端程序进行扫描杀毒。该搜索项目支持流行的 Windows Outlook 系列客户端程序和国内流行的 Foxmail 客户端程序。

图 2-3-24

开关“江民杀毒工具栏”

第2章

常用工具软件的使用

6）在“我的电脑”中查杀病毒 KV2004 杀毒软件可以“嵌入”到“我的电脑”中，从而可对在“我的电脑”中选中的文件或文件夹目标进行病毒的查杀。杀毒的具体实现方法是： ① 首先打开“我的电脑”窗口，并依次选择“查看（V）” 、 “工具栏（T） ”、 “江民杀毒工具栏” ，并使“江民杀毒工具栏”选项的左边出现一个“√”符号，此时在该窗口的地址栏的右边将出现江民杀毒工具栏，如图 2-3-24 所示。江民杀毒工具栏有“杀毒” 、 “查毒”和“帮助”3 个按钮。 ② 利用地址栏的下拉式列表和窗口显示来选择要进行杀毒的文件夹（或文件），如图 2-3-25 所示选中的杀毒目标是“本地磁盘（D:） ”中的“课件共享（3）”文件夹，然后单击江民杀毒工具栏中的“杀毒”按钮，KV2004 便开始对该文件夹及其各级子文件夹中的所有文件进行扫描杀毒，此时在窗口的下半部将出现“江民杀毒扫描结果”显示窗口，显示正在扫描的文件、扫描过的文件数、查毒数、杀毒数和使用时间等扫描结果信息，如图 2-3-26 所示。

图 2-3-25

选择文件夹杀毒

③ 杀毒结束后，单击“江民杀毒扫描结果”显示窗口左上角标有“×”的关闭按钮，即可关闭该显示窗口。还需指出，在“我的电脑”或“资源管理器”窗口中，将鼠标指针移到要进行查杀病毒的文件夹图标上，然后单击鼠标右键，将弹出一个如图 2-3-27 所示的快捷菜单，再单击选择该快捷菜单中的“用江民杀毒扫描当前文件夹”菜单项，将调出 KV2004 的简洁操作台或正常操作台对该文件夹目标进行病毒的扫描。至于是查毒还是杀毒，取决于原来对查杀状态的设置。扫描完成后，可将 KV2004 关闭。

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

图 2-3-26

扫描结果显示窗口

5．江民杀毒软件的智能升级新购买的江民杀毒软件可以获得一年的免费升级。新购买的杀毒软件安装到用户的计算机中之后（安装的缺省目录是：“C:\KV2004”），应立即通过互联网进行首次升级，之后一般每隔 2 周就应升级一次。升级主要包括两部分内容：一是对安装在硬盘中的 Windows 版的 KV2004 进行升级，二是用升级后的 Windows 版的 KV2004 重新制作由 3 张软盘组成的 DOS 杀毒伴侣，以便保证 DOS 版的杀毒软件也是最新的。 1）Windows 版 KV2004 的智能升级（1）智能升级的启动可通过如下的几种方法来启动智能升级程序 KVOL.kxp： ① 在 KV2004 的简洁操作台中单击“升级”按钮； ② 在 KV2004 的正常操作台中选择“工具（T） ”下的“升图 2-3-27 利用快捷菜单杀毒级（U）”； ③ 在正常操作台中选择“扫描目标”标签，单击该标签右上角的“智能升级”按钮； ④ 通过 Windows 的“开始”菜单依次选择“开始”、 “程序” 、 “江民杀毒软件 KV2004”、 “智能升级”； ⑤ 找到并打开“C:\KV2004”文件夹，直接双击 KVOL.kxp 升级文件的图标。（2）智能升级的进行过程智能升级程序启动后，首先弹出“检查升级文件”窗口，并初始化下载列表（如图 2-3-28

第2章

常用工具软件的使用

（a）所示）；之后弹出“下载升级文件”窗口，开始文件下载，如图 2-3-28（b）所示；下载成功后，接着弹出“安装升级文件”窗口，开始替换原有文件，如图 2-3-28（c）所示；当替换文件的工作完成时，弹出“升级完成”对话框，如图 2-3-28（d）所示，此时单击该对话框右下角的“完成”按钮，即完成了智能升级。

（a）

（b）

（c）

（d）

图 2-3-28

智能升级的过程

2）制作最新的 DOS 杀毒伴侣在进行了智能升级后，应及时制作最新的 DOS 杀毒伴侣。该 DOS 版的杀毒软件除了可以在安装 KV2004 的安装界面上制作外，还可以启动 KV2004 并切换到正常操作台界面，然后依次选择“工具（T）” 、 “制作 DOS 杀毒盘” ，将调出如图 2-3-29 上图所示的“江民杀毒软件软盘制作

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

工具”窗口。在该窗口中选择好写入目标（一般为 A 驱动器）、制作列表（3 个复选框都选中，即制作 3 张盘的 DOS 杀毒伴侣），并准备好 3 张已格式化过的空白软盘，将第 1 张盘插入 A 驱动器，之后单击“开始[ S ]”按钮，便开始制作。根据提示更换磁盘，直到 3 张盘都制作完毕，如图 2-3-29 下图所示。单击“退出[Q]”按钮即可退出。最后将 3 张盘按制作顺序编号写好标签，做好写保护备用。

图 2-3-29

2.3.4

DOS 杀毒伴侣的制作过程

金山毒霸 2003

1．金山毒霸 2003 版的软件组成金山毒霸 2003 版软件是由 KINGSOFT 金山软件股份公司开发的杀毒软件。其主要组成如表

第2章

常用工具软件的使用

2-2 所示。表 2-2 文

件

名

金山毒霸 2003 版的软件主要组成

文件大小（字节）

说

明

KAV32.EXE

336 896

金山毒霸 2003 主文件。

KAV32.CHM

1 155 104

已编译的 HTML 帮助文件。

KAVDX.EXE

157 696

金山毒霸 DOS 命令行版本解毒程序文件。

KAVDX.TXT

2 647

DOS 版使用说明文本文件。

KAVSVCUI.EXE

61 440

金山毒霸大管家程序文件。

KAVFIX.EXE

170 376

金山毒霸硬盘修复程序文件。

KAVPLUS.EXE

13 824

QQ、ICQ 安全助手程序文件。

KRECYCLE.EXE

64 512

病毒隔离程序文件。

README.TXT

3 906

跟我学文本文件。

RESCUE.EXE

43 008

建立应急磁盘程序文件。

SHOWLOGS.EXE

89 088

日志查看程序文件。

SYSPATCH.EXE

86 528

金山网镖系统漏洞检测程序文件。

MAILMON.EXE

58 368

邮件监控防火墙程序文件。

UPDATE.EXE

189 952

智能更新程序文件。

2．金山毒霸 2003 版杀毒软件的主要功能金山毒霸 2003 版杀毒软件是一款互联网时代的电脑医生。其主要功能有：系统漏洞检测功能，系统漏洞检测程序可以检测当前系统可能存在的安全漏洞隐患，指出问题所在，并提供微软官方补丁程序下载地址，同时，还可通过金山毒霸的智能升级程序从网络升级漏洞库；网页防火墙功能，包括金山毒霸 for IE、恶意脚本过滤、OCX 防毒、下载文件查毒和网页内容过滤 5 个部分，相当于一个以 IE 为操作系统的完整的反病毒软件；网络个人防火墙功能；邮件防火墙功能；MSN、QQ、ICQ、Offce 安全助手功能，QQ、ICQ、MSN 是目前互联网下载及使用的主流软件，使用这些软件可能导致密码被盗，病毒侵袭、黑客攻击、将嵌入式防护程序嵌入 QQ、ICQ、 MSN 应用程序中，结合查毒引擎的功能，可有效遏制来历不明的文件的攻击，确保网上交流的安全，同时，在使用 Office 编辑文档之前，将金山毒霸 Office 安全助手嵌入到 Microsoft Office 之中，自动地对文档进行病毒扫描，可保证文档的安全；完善的病毒隔离功能；智能化的在线升级功能；“闪电查毒”功能，只查流行病毒和易感染文件，在主流配置的计算机上， “闪电查毒”扫描完一块 40G 的硬盘只需要 3 分钟；标准查毒功能，查毒种类多，查毒范围广，快速防治新病毒，可查杀传统的 DOS、Windows、Word 和 Excel 宏病毒外，还能查杀 Word 2000、XP 宏病毒，以及 HTML、VBScript、JavaScript 等多种新型病毒，可查杀数百种黑客程序、特洛伊木马和蠕虫病毒及其变种，可查杀超过 28 000 种病毒家族及各类变种，采用独特的虚拟机及启发式查毒技术可检测到各类未知新病毒，可检测包括 ZIP、CAB、RAR、ARJ 等多种流行压缩和自解压文件内的病毒。可检测包含在 E-mail 附件的病毒，支持 MIME、UUENCODE、BASE64 等标准的附件编码格式；网络路径查杀病毒功能，能够方便地查杀网络邻居、服务器、共享目录中的病毒，直接支持网络路径，无需映射驱动器；病毒隔离功能；硬盘修复功能等等。 3．金山毒霸 2003 DOS 命令行版本 KAVDX.EXE 的使用说明

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

金山毒霸命令行版本 KAVDX 可在 Windows 95/98/Me/NT/2000 的 DOS 窗口下运行，也可以在纯 DOS 环境下运行。可查杀超过 31 972 种病毒家族及各类变种。 1）命令行格式 [路径]KAVDX [{/|-}<switch>[+|-] ...] [指定驱动器][指定路径][指定文件]... 其中 switch 前必须以“/”或“-”开头，switch 后的“+”表示打开设置开关、“-”表示关闭设置开关。若无[指定驱动器][指定路径][指定文件]，则检查所有本地硬盘。 switch（开关）： ?|H|Help 显示帮助信息； D 显示默认设置； M 扫描内存； B 扫描引导区； All 扫描所有文件； Z 检查压缩文件； S 扫描子目录； HA 启动启发式查毒 A{P|C|D|S|Q} 发现病毒自动询问后处理或清除或删除或跳过或隔离被感染的文件； BAK 清除病毒前备份被感染的文件； CF{D|S|Q} 当清除失败时自动删除或跳过或隔离被感染的文件。如果没有选择任何参数，程序会按默认值来进行查毒，默认的设置如下所示： /M 扫描内存； /B 扫描引导区； /All只扫描程序文件及文档文件； /Z不扫描压缩文件中的文件； /S 扫描子目录； /HA不启动启发式查毒； /AP 发现病毒询问后处理； /BAK清除文件中的病毒时不备份原始的文件； /CFS 清除失败则跳过被感染的文件。 2）金山毒霸命令行版本使用示例 KAVDX /D 显示 KAVDX 的默认设置。 KAVDX 查所有本地硬盘，包括所有子目录中的程序文件和文档文件，发现病毒时给出提示。 KAVDX /ALL D:\ 查 D 盘的所有文件，包括所有子目录，不查压缩文件中的文件。 KAVDX -ALL /Z C:\ 查 C 盘（包括所有子目录）的所有文件和压缩文件中的所有文件，发现病毒时给出提示。 KAVDX /AC A:\ 检查 A 盘中的程序文件和文档文件，如有病毒，自动清除文件中的病毒。 KAVDX /ALL /Z /AC C:\ 检查 C 盘所有文件和压缩文件中的所有文件，并自动清除文件中的病毒。 KAVDX /S- C:\ C:\WINDOWS 只检查 C 盘的根目录和 WINDOWS 目录，不检查子目录。

第2章

常用工具软件的使用

KAVDX /Z D:\ABC\MY.ZIP 检查 D 盘 ABC 目录下的压缩文件 MY.ZIP 中的所有程序文件和文档文件。 KAVDX /BAK 清除病毒时备份原始文件。 KAVDX /AC /CFD D:\ 检查 D 盘所有程序文件和文档文件，发现病毒自动清除，清除失败则删除被感染的文件。 KAVDX D: 使用 KAVDX 的默认设置检查 D 盘的当前目录。 4．金山毒霸 2003 Windows 版使用简述要启动金山毒霸 2003，可通过 Windows“开始”菜单，移动鼠标到“程序”选项上，打开 “金山毒霸 2003”程序组，单击“金山毒霸 2003”启动；或者通过双击 Windows 桌面金山毒霸 2003 的快捷方式启动；或者在“资源管理器”中，选中金山毒霸目录下的执行文件“KAV32.EXE”，按回车键或双击鼠标左键；或者选择要检查的文件或目录，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“金山毒霸” ；或者单击任务栏右边托盘中的金山毒霸大管家图标。金山毒霸启动后的主界面如图 2-3-30 所示。

图 2-3-30

金山毒霸主窗体

1）查杀病毒在金山毒霸主窗体的中间单击选择查杀病毒的任务（如图 2-3-30 所示查毒任务已选择了 “我的电脑”），然后再单击“闪电杀毒”或“全面杀毒”之一，即开始查杀病毒，此时将出现查杀病毒窗口。如图 2-3-31 所示为正在进行中的全面查杀病毒窗口。如发现病毒，将在窗口中列出，并按照选定的处理方式进行处理。查杀结束，还会给出病毒报告，并将此次查杀病毒的时间、情况写入日志文件中以便备查或处理。

2.3

常用检测、清除病毒工具软件的使用

图 2-3-31

全面查杀病毒窗口

2）创建应急盘在图 2-3-30 所示的主窗口中，单击其左上方的“我的金山毒霸”按钮，在窗口左侧将弹出一列菜单，再单击其第一项“所有菜单” ，将弹出中间一列的所有菜单，再单击选择“创建应急盘”菜单项，将调出如图 2-3-33 所示的创建应急盘窗口。此时应准备 2 张或 1 张无用的 1.44MB 的软盘，然后在创建应急盘窗口中，选择驱动器（一般为 A 驱动器）、选择是否跳过创建“应急启动盘”复选框，如果准备的软盘未格式化，则应选中“快速格式化”复选框。选好后，单击 “开始”按钮，便开始了创建应急盘的工作：在这一过程中，窗口下部的两个进度条显示制作应急盘的进度，并不时地弹出对话框提示插入软盘或更换软盘。应急启动盘和应急杀毒盘制作完成后，一定要做好写保护、写好标签后备用。当然，通过 Windows“开始”菜单，移动鼠标到 “程序”选项上，打开“金山毒霸 2003”程序组，单击“创建应急盘”选项，也可直接调出创建应急盘窗口。其中应急启动盘含有 DOS 的 3 个系统文件、AUTOEXEC.BAT 和 CONFIG.SYS、SYS.COM、 KAVFIX.EXE 等文件，应急杀毒盘含有金山毒霸 DOS 命令行版本的 KAVDX.EXE 和 4 个查毒用的.DAT 数据文件。 3）选项的设置单击图 2-3-32 主窗口中左侧一列菜单的“选项设置...”菜单项，将弹出如图 2-3-34 所示的“金山毒霸 2003 选项设置”对话框。在该对话框的左侧有“查毒设置” 、 “病毒防火墙” 、 “其他设置”3 个方面共 10 个按钮，单击任一个按钮，对话框右侧即出现相应的设置框。各选项设置好后，单击该对话框下部的“确定”按钮，即可完成选项设置。

第2章

常用工具软件的使用

图 2-3-32

图 2-3-33

金山毒霸菜单

创建应急盘窗口

4）金山毒霸大管家金山毒霸大管家把金山毒霸所有的主要功能都集中起来，统一管理，为用户管理各个功能块提供了方便。有两种方式可打开金山毒霸大管家，一是双击桌面“金山毒霸大管家”快捷方式打开；二是进入金山毒霸主界面，单击“所有菜单”里“金山毒霸大管家”菜单项来打开。金山毒霸大管家启动后，在 Windows 桌面下方任务栏的右侧托盘中有一个盾牌形中间有十字的小图标。用右键单击该图标，则弹出如图 2-3-35 所示的大管家的菜单。该菜单包括启动金山毒霸 2003，几种嵌入式工具的打开与关闭（用鼠标单击某菜单项，可改变对应工具的打开与关闭状态，菜单项左边有“√”的为打开状态），几种防火墙的打开与关闭，选项设置，调帮助文件，关闭金山毒霸大管家等几个部分。

2.4

图 2-3-34

系统检测与维护举例

选项设置对话框

图 2-3-35

大管家设置菜单

【例 2.7】计算机中安装了金山毒霸和瑞星两个病毒防火墙，运行中两个防火墙同时报警，指出计算机已感染了 One-Half.3544.M 引导型病毒，其中，金山毒霸建议用干净的系统软盘重新引导计算机，并用 DOS 命令行版本 KAVDX 查杀该病毒。解毒方法一：用无毒的系统软盘冷启动机器，进入硬盘金山毒霸子目录，发出“KAVDX↙”命令，即可清除 One-Half.3544.M 病毒，重新引导机器，一切正常。解毒方法二：使用金山毒霸的应急启动盘冷启动引导计算机，再运行金山毒霸应急杀毒盘中的 KAVDX，同样可清除该引导型病毒。

2.4 2.4.1

系统检测与维护举例

使用 Norton 检测系统性能

使用 Norton SystemWorks 2000 中 Norton Utilities 组件的 System Information 系统信息子组件，可以检测系统各方面性能。下面通过一个实例来说明。【例 2.8】测试计算机系统性能。运行“System Information”子组件，首先出现如图 2-4-1 所示的测试主画面。其上有 9 个测试表（ Tab ），包括“ Input ”、“ Multimedia ”、“ Netware ”、“ Internet ”、“ System ”、 “Display” 、 “Printer”、 “Memory” 、 “Drive”等。当前显示的是 System 系统测试表，其上给出了系统硬件和操作系统的简明测试结果。在图 2-4-1 所示窗口最底行有一个“Benchmarks”测试性能命令按钮，单击该按钮即开始对系统的速度性能进行测试。测试的结果如图 2-4-2 所示。

第2章

常用工具软件的使用

图中给出了 3 台典型的计算机的蓝色速度立体直方图和被测计算机的粉色立体直方图（最右边），直方图中间的数值是指该计算机的速度是基本 CPU，即 16MHz 386SX 计算机速度的倍数。如图中被测计算机的速度是基本计算机的 104.6 倍。这里所测试的是包括 CPU、内存等的综合速度。

图 2-4-1

图 2-4-2

系统信息窗口

系统性能测试结果

单击图 2-4-1 中的“Drive”表头，即显示驱动器测试表，选择一个驱动器后，再单击 “Benchmarks”按钮，即可测试该驱动器的速度，测试结果如图 2-4-3 和图 2-4-4 所示。所谓逻

2.4

系统检测与维护举例

辑测试，测试的是有效速度（Effective speed），即带有高速缓存（Cache）的驱动器速度；而物理测试是测试驱动器的实际速度（Actual speed）。图中测试的是硬盘中的 F 盘，其有效速度（如图 2-4-3 所示）为：高速缓存读为 43.2MB/s、高速缓存写速度为 37.5MB/s；其实际速度（如图 2-4-4 所示）为：物理速度为 5.7MB/s 。

2.4.2

图 2-4-3

逻辑测试结果

图 2-4-4

物理测试结果

使用 Norton 诊断硬件故障

Norton Utilities 2000 的 Norton Diagnostics 诺顿诊断子组件是检测计算机的外部设备、

第2章

常用工具软件的使用

内存及其他内部部件的工具，可以查找出计算机现有的任何硬件故障。该工具能够测试诊断 CD-ROM 驱动器、键盘（Keyboard）、数字小键盘（Keypad）、系统存储器（System Memory）、调制解调器（Modem）、鼠标（Mouse）、PCMCIA 卡（PCMCIA card）、打印机（Printers）、串行口（Serial Port）、声卡（Sound Card）、话筒（Spearkers）、系统板（System Board）以及视频系统（Video System）等部件的故障。【例 2.9】使用 Norton Diagnostics 诊断计算机实例。运行“Norton Diagnostics”子组件，首先出现如图 2-4-5 所示的诺顿诊断主窗口。单击选中该窗口左侧选择要诊断的部件列表中的第一项“Do All Tests” ，再单击窗口右下部的“Test”按钮，便开始对所有的部件进行测试诊断，并将诊断的结果显示在如图 2-4-6 所示窗口右半部的结果列表中。通过该列表，可查看各部件的详细诊断结果。

图 2-4-5

图 2-4-6

诺顿诊断主窗口

全部检测诊断结果列表

2.4

系统检测与维护举例

如单击窗口左侧列表中的“System Board” ，窗口右侧将变成图 2-4-7 所示的样子，单击选中所要诊断的部件，图中选择了 CPU，再单击“Test”按钮，便开始对 CPU 进行测试诊断，结果列在中间的列表中。如图 2-4-8 所示的是正在测试系统存储器（即内存）的情景。

图 2-4-7

图 2-4-8

2.4.3

系统板的测试诊断

系统存储器的测试诊断

手工检测和清除病毒举例

当计算机感染上了病毒，而手中又没有杀毒软件可供使用，可考虑使用 DEBUG 中的命令来检测和清除病毒。下面举几个实用的例子来说明 DEBUG 的用法。

第2章

常用工具软件的使用

【例 2.10】检测内存中驻留的病毒 PC 机的基本 RAM 空间有 640KB 和 512KB 两种，目前多为 640KB。如果可由 DOS 使用的 RAM 容量小于总的基本 RAM 容量，在没有驻留其他系统程序的情况下，就有可能是被病毒占用了。在内存的 40H 段，偏移量为 13H 开始的 2 个字节专用于指示 DOS 可用 RAM 容量，用 DEBUG 的 D 命令可以检查这 2 个字节值，如图 2-4-9 所示。

图 2-4-9

检查内存中病毒

在表 2-3 中，列出了可用 RAM 容量的十进制数值，40H 段 13H、14H 偏移处的一个字指示的可用 RAM 十六进制数值和对应的内存高端段值及状况注释。可见，通过查看 40：13、14 处的数值和内存高端段地址处的内存内容，就可以检测内存是否有病毒。表 2-3 可用 RAM

40:13、14 值

对应内存高端段值

注

释

640KB

280

A000

正常情况

639KB

27F

9FC0

可能有香港病毒等

638KB

27E

9F80

可能有大麻病毒等

【例 2.11】硬盘主引导区病毒的检测要检测硬盘主引导区是否有病毒，可在 DEBUG 中使用 A 命令编程将主引导扇区内容读入内存，再使用 D 命令查看。如下： DEBUG↙ -A100↙ 12A3:0100 MOV AX,0201↙ ；AH=02 为读扇区操作，AL=01 为读一个扇区。 12A3:0103 MOV BX,200↙；读至内存的 12A3：200 处。 12A3:0106 MOV CX,0001↙ ；0 柱面第一物理扇区。 12A3:0109 MOV DX,0080↙ ；DH=磁头号（面号），DL=驱动器号。 12A3:010C INT 13↙ ；调用 INT 13H 的 02H 功能，将硬盘主引导扇区读入内存。 12A3:010E INT 20↙ ；调用 INT 20H 中断，程序结束。 12A3:0110↙ ；直接打回车，返回 DEBUG 的“-”命令状态。 -G=100↙ ；从 12A3:100 处开始执行上面输入的程序。

2.4

系统检测与维护举例

Program terminated normally -D 200 2FF↙ ；显示主引导扇区的前一半内容。  ；主引导扇区前一半内容（此处略）。 -D 300 3FF↙ ；显示主引导扇区后一半内容。  ；主引导扇区后一半内容（此处略）。即将主引导扇区内容读出并显示后，可根据不同病毒的情况检查主引导区是否被病毒感染。【例 2.12】硬盘主引导扇区病毒的清除。要清除硬盘主引导扇区中的病毒，可分为两步来做。第一步，在硬盘还没有感染病毒之前，先将硬盘主引导扇区内容备份到软盘： DEBUG↙ -A100↙ XXXX:0100 MOV AX,0201↙ ；AH=02 为读扇区操作，AL=01 为读一个扇区。 XXXX:0103 MOV BX,200↙；读至内存的 CS：200 处，CS=XXXX。 XXXX:0106 MOV CX,0001↙ ；0 柱面第一物理扇区。 XXXX:0109 MOV DX,0080↙ ；DH=磁头号（面号），DL=驱动器号，80=第一硬盘。 XXXX:010C INT 13↙ ；调用 INT 13 的 02H 功能，将硬盘主引导扇区读入内存。 XXXX:010E INT 20↙ ；调用 INT 20H 中断，程序结束。 XXXX:0110↙ ；直接打回车，返回 DEBUG 的“-”命令状态。 -G=100↙ ；从 XXXX:100 处开始执行上面输入的程序。 Program terminated normally -R CX↙ ；显示并修改 CX 寄存器。 CX XXXX ；XXXX 为显示出的 CX 的原值。 : 200↙ ；将 CX 寄存器内容修改为 200H（即 512）。 -N A:\BOOT0.C↙ ；将文件名指定为 BOOT0.C。 -W 200 ；将 CS:200 开始的 512 字节写入 A 盘根目录下 BOOT0.C 文件中。 -Q ；退出。备份好后，将软盘写好标签，做好写保护并保存。第二步，一旦计算机感染了引导型病毒，可用备份的 BOOT0.C 文件恢复主引导扇区，方法如下：首先，用干净的系统软盘冷启动计算机，然后用如下操作恢复主引导区： DEBUG↙ -N A:\BOOT0.C ；指定文件 A:\BOOT0.C。 -L 200 ；读入内存 CS:200 处 -A100↙ XXXX:100 MOV AX,0301↙ ；INT 13 的 03H 功能为写磁盘扇区，01H 为扇区数。 XXXX:103 MOV BX,0200↙ ；内存 CS:200 处为要写内容的开始处。 XXXX:106 MOV CX,0001↙ ；0 柱面第一物理扇区。 XXXX:109 MOV DX,0080↙ ；00=0 磁头，80=第一硬盘。

第2章

常用工具软件的使用

XXXX:10C INT 13↙ ； XXXX:10E INT 20↙ XXXX:110↙ -G=100↙ ；执行程序，写入 C 盘主引导扇区，将病毒覆盖。 -Q ；退出。【例 2.13】主引导区转储式病毒的清除主引导区病毒分为转储式和覆盖式两种。其中转储式病毒是将主引导扇区的内容移至特定扇区，如大麻病毒将正常的主引导扇区移至第七物理扇区，而 N64 病毒则移至第六物理扇区等等。覆盖式病毒是将正常的主引导扇区覆盖。对于转储式病毒，只要找到正常的引导扇区被移至何扇区后，再用干净的系统软盘冷启动计算机，然后用 DEBUG 采用如下步骤恢复正常的主引导扇区： C:\DOS>DEBUG↙ -A 100↙ XXXX:100 MOV AX,0201↙ ；XXXX 为 CS 寄存器值。 MOV BX,0200↙ MOV CX,000X↙ ；X 为正常主引导信息被移至的物理扇区号。 MOV DX,0080↙ INT 13↙ MOV AX,0301↙ ；中断调用 INT 13 的 03H 功能为写磁盘扇区。 MOV BX,0200↙ MOV CX,0001↙ MOV DX,0080↙ INT 13↙ INT 20↙ -G=100↙ Program terminated normally 至此，硬盘主引导区被恢复，病毒被清除。【例 2.14】硬盘 BOOT 区病毒的检测硬盘 BOOT 区的病毒可用 DEBUG 将其读出的方法进行检查： C:\DOS>DEBUG↙ -A100↙ XXXX：0100 MOV AX，0201↙ XXXX：0103 MOV BX，0200↙ XXXX：0106 MOV CX，0001↙ XXXX：0109 MOV DX，0180↙ ；01H 指 1 磁头（即 1 面）。 XXXX：010C INT 13↙ XXXX：010E INT 20↙ XXXX：0110↙

习

-G=100↙ -D200↙

题

；执行程序，可将 1 面 0 柱 1 扇区读入内存 CS:200 处。

 于是，通过检查该扇区的内容并与正常的 BOOT 区内容比较，即可发现病毒。 BOOT 区病毒的清除，也可采用将其干净的备份恢复到 BOOT 区的方法来实现。【例 2.15】 C 盘 BOOT 区病毒的清除。要清除 C 盘 BOOT 区中的病毒，可分为两步来做。第一步，在硬盘还没有感染病毒之前，先将 C 盘 BOOT 区内容备份到软盘： C:\DOS>DEBUG↙ -L 100 2 0 1↙；读入 C 盘引导扇区（逻辑 0 扇区）内容，共 512 字节。 -D 100↙ ；显示读入的内容，可多次使用该命令。  ；显示的内容（略）。 -R CX↙ ；显示并修改 CX 寄存器。 CX 0000 ；CX 原值。 : 200↙ ；将 CX 寄存器内容修改为 200H（即 512）。 -N A:\BOOT1.C↙ ；将文件名指定为 BOOT1.C。 -W ；将 CS:100 开始的 512 字节写入 A 盘根目录下 BOOT1.C 文件中。 -Q ；退出。备份好后，将软盘写好标签，做好写保护并保存。第二步，一旦计算机 C 盘 BOOT 区感染了引导型病毒，可用备份的 BOOT1.C 文件恢复 BOOT 区，方法如下：首先，用干净的系统软盘冷启动计算机，然后用如下操作恢复 C 盘的 BOOT 区： DEBUG↙ -N A:\BOOT1.C ；指定文件 A:\BOOT1.C。 -L 100 ；读入内存 CS:100 处。 -W 100 2 0 1 ；写入 C 盘逻辑 0 扇区，即 BOOT 区，将病毒覆盖。 -Q ；退出。

习

题

1．假设一台计算机的一个硬盘驱动器分为 C、D、E、F 4 个盘，现要求用 DEBUG 将 D 盘 DOS 引导扇区即 BOOT 区内容备份到 A 盘，试写出操作步骤。 2．何为计算机病毒，计算机病毒分哪几类？ 3．用 DOS 版杀毒工具软件杀计算机病毒，为什么要用干净的系统软盘冷启动计算机？ 4．在清除引导型病毒之前，最好先将主引导扇区内容备份到软盘，为什么？ 5．江民、瑞星、金山杀毒软件的最新版本是什么？ 6．试制作江民杀毒软件的 DOS 杀毒伴侣，并说明制作过程。 7．试制作江民硬盘修复王（需要 1 张软盘），并运行观察。 8．江民杀毒软件“备份与恢复”工具有何作用？试说明备份和恢复的过程。

第2章

常用工具软件的使用

9．有了强大的 Windows 版的 KV2004 杀毒软件，为什么还需要 DOS 杀毒伴侣？ 10．如何升级 KV2004 和 DOS 杀毒伴侣？ 11．使用诺顿系统信息子组件 Norton System Information 全面测试你的计算机，试评价它是哪一个档次的计算机？ 12．找几张已损坏的软盘，用 Norton Disk Doctor 进行检测和修复，并写出修复的过程和结果。

第3章

系统板、CPU 与内存

系统板（System Board）又称为主机板、主板（Main Board）或母板（Mother Board），是安装在主机箱内的多层印刷电路板，它是 PC 机中最主要、最复杂的部件。主板、CPU 和内存构成了 PC 机的核心。本章主要介绍主板的分类、组成、流行主板的架构、芯片组和总线、主板 CMOS 参数设置和主板跳线的设置，CPU 和内存的分类和特点，并举例说明这些核心部件的常见故障及其维护与维修方法。

3.1

系统板的组成及架构

主板一般为矩形电路板，其上集成了组成计算机的主要电路系统。主板上一般主要有 BIOS 芯片、CPU、Cache、I/O 控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、内存插槽、6～8 个扩展插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主板的类型和档次决定着整个微机系统的类型和档次，主板的性能制约着整个微机系统的性能。

3.1.1

主板的种类

1．按 CPU 插槽的类型分类按主板上 CPU 插槽的类型分类：早期的主板可分为 Slot1 架构的主板，Socket 7、Super 7 架构的主板，Slot A 架构的主板，Socket 370 架构的主板等等；目前流行的主板有 Socket 423， Socket A（或称 Socket 462），Socket 478，Socket 754 架构的主板等等。有关内容在后面将详细叙述。 2．按主板支持的 CPU 分类按所支持的 CPU 分类，主板可分为 386 主板、486 主板、Pentium（586）主板、Pentium Pro （686）主板、Pentium Ⅱ主板、Pentium Ⅲ主板、Pentium 4 主板等。同一级的 CPU 往往还有进一步的划分。例如同样是 Pentium 级主板，就有是否支持多能 Pentium MMX，是否支持 Cyrix 6x86、 AMD 5k86 等 CPU 的区别；新型主流主板也有是支持 Celeron 4/Pentium 4，还是支持 AMD 公司的 Duron（毒龙）、Athlon（速龙）、Athlon 64 等 CPU 的区别。 3．按主板上 I/O 总线的类型分类主板上 I/O 总线的类型，主要有 ISA（Industry Standard Architecture）工业标准体系结构总线、EISA（Extension Industry Standard Architecture）扩展工业标准体系结构总线、 MCA（Micro Channel）微通道总线主板、VESA（Video Electronic Standard Association）视频电子标准协会局部总线（简称 VL 总线）、PCI（Peripheral Component Interconnect）外围设备互连总线、USB（Universal Serial Bus）通用串行总线、IEEE 1394（Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394）（美国）电气和电子工程师协会 1394 标准总线（俗称 Fire Ware，即“火线” ）。例如，486 级主板多采用 VL 总线，而 Pentium 主板多采用 PCI

第3章

系统板、CPU 与内存

等多种总线。 4．按逻辑控制芯片组分类芯片组中集成了对 CPU、Cache、I/O 和总线的控制，它在主板中起着十分重要的作用，可以说是主板的灵魂。英特尔（Inter）公司出品的芯片组有 Intel i845（支持 DDR SDRAM 内存）、 Intel i850（支持 RDRAM 内存）等芯片组系列，威盛（VIA）公司出品的 KT266A 等系列芯片组主要针对 Athlon XP CPU、而 P4X266 等则针对 P4 CPU，矽统（SiS）公司出品的芯片组，超微（AMD）公司出品的芯片组等等。其中英特尔和超微公司只生产适用于自己的 CPU 的芯片组。 5．按主板结构分类按主板的结构分类，可分为 AT、Baby AT、ATX、Micro ATX、整合（All in one）、NLX 等类型的主板。AT 标准尺寸的主板因 IBM PC/AT 机首先使用而得名，有的 486、586 主板也采用 AT 结构布局。Baby AT 主板比 AT 主板小，很多原装机的整合主板采用这种结构。ATX 主板是改进型 AT 主板，它对元件布局做了优化，重新定义了 20 引脚的电源插座，配合 ATX 电源，把常用的 I/O 放在主板上，并可实现软关机（Soft Shut Down）和 Modem 远程开、关机功能，需配合专门的 ATX 机箱使用。Micro ATX 主板与 ATX 主板基本相同，通常 PCI 等扩展槽数较少，所以主板尺寸较小。整合主板是在主板上集成了声音、显示等多种电路，一般不需要插卡即可工作，一般原装品牌机中采用较多。NLX（New Low Profile Extension,即新型小尺寸扩展结构）是 Inter 公司的主板结构，是进口品牌机常使用的主板，它将各串、并等接口直接安装在主板上后，专门用一块电路板将扩展槽设置在上面，然后再将其插入主板上预留的一个安装接口槽，从而使机箱的尺寸较小，其特点是主板升级灵活，不需要每推出一种 CPU 就必须更换主板。目前 ATX 结构的主板是主流。此外，还有一些变形结构的主板，如华硕主板就采用过 3/4 Baby AT 尺寸的主板结构。 6．按功能分类 PnP（Plug and Play），即插即用功能：带有 PnP BIOS 的主板配合 PnP 操作系统（如 Windows 2000）可自动配置外设，做到“即插即用” 。节能绿色功能：能在用户不使用机器时自动进入等待和休眠状态，并能降低 CPU 和各部件的功耗。无跳线主板：是对 PnP 主板的进一步改进，对 CPU 的类型、工作电压等都能自动识别或用软件略作调整即可。但是，经过 Remark（假货，即重新标记）的 CPU 不能用于这种主板。需要指出，486 以前的主板一般没有这些功能，586 以上的主板均配有 PnP 和节能功能，部分主板可控制电源的通断，即做到了智能开/关机。无跳线主板是主板发展的另一个方向。除了上述的分类外，按印刷电路板的工艺可分为双层结构板、四层结构板、六层结构板等，目前以四层结构板为主。按元件安装焊接工艺分类，有表面安装焊接工艺板和 DIP 传统工艺板等。

3.1.2

流行主板 Socket 478、Socket A、Socket 370、Socket 754

较早的比较流行的主板有 Slot 1 架构、Super 7 架构、Slot A 架构和 Socket 370 架构的主板等 4 类。目前，比较流行的主板有 Socket 478 架构（支持 Intel 公司 Pentium 4/Celeron 4 CPU）、Socket A 架构（支持 AMD 公司的 Duron/Athron/XP CPU）、Socket 370 架构（支持 Intel 公司的 Pentium Ⅲ/Celeron Ⅲ CPU）、Socket 754（支持 Athlon 64 CPU）等。它们是根据主

3.1

系统板的组成及架构

板上 CPU 插槽的类型不同而划分的。下面主要就目前比较流行的主板分别加以叙述。 1．Socket 478 架构的主板 1）华硕 P4PE 主板 ① 华硕 P4PE 主板的特点华硕 P4PE 主板适于中高档用户，其实物如图 3-1-1 所示，图中标出了主要部件的名称。该主板是世界畅销的品牌之一。华硕 P4PE 系列主板可分为 P4PE 黑珍珠、P4PE、P4PE /L、P4PE-X 等等款式。芯片组都采用 Intel 845PE。华硕 P4PE 主板具有如下特点：

图 3-1-1

P4PE 主板实物图

a．处理器：支持具有 478 引脚的 Pentium 4/Celeron（3.0GHz+或未来频率更高的）CPU，内含 512KB/256KB 的第二级全速缓存，533MHz/400MHz 的系统前端总线，超线程技术，P4PE 均支持。 b．芯片组：华硕 P4PE 主板使用 Intel 845PE 芯片组，北桥芯片 Intel 82845PE MCH，南桥芯片 Intel 82801DB ICH4，具备 Intel 的 533/400MHz 的前端总线（FSB Front-Side Bus）。 c．BIOS 特性：P4PE 主板上有一片 4Mb 可编程快闪只读存储器（Flash EEPROM）芯片，其中的 Award BIOS 提供了 TCAV，PnP（即插即用），DMI2.0，WfM2.0，SM BIOS 2.3，Multi-language BIOS（多国语言的 BIOS 程序），ASUS EZ Flash（华硕 BIOS 更新程序），ASUS MyLogo2（华硕第二代个性化开机界面），CrashFree BIOS（当升级 BIOS 失败时，CrashFree BIOS 允许用户从软盘恢复 BIOS 数据），C.P.R（CPU Parameter Recall，即超频失败 CPU 参数恢复技术）等功能。 d．系统内存：3 组 184 线 DIMM 内存条插槽，可插入符合 PC2700/PC2100/PC1600 规范的

第3章

系统板、CPU 与内存

Unbuffered non-ecc DDR SDRAM（非缓冲无校验双数据率同步动态随机存取存储器），主存储器最高可扩充至 2 GB。 e．总线结构：128 位 AGP 4×总线、32 位 PCI 总线。 f．扩展槽：6 组 32 位 PCI 扩展槽，符合 PCI 2.2 标准，其中第 6 个 PCI 插槽称为蓝色梦幻 PCI 插槽（Blue Magic PCI Slot），可以作为一个普通的 PCI 插槽使用，还可以兼容华硕 SpaceLink B&W——世界上第一个 WLAN 附加卡（支持 802.11a, 802.11b 和蓝牙等无线技术），可以更容易地建立无线网络。1 组 1.5V AGP 4×扩展槽，兼容 1.5v AGP 2×显卡，不要将早期的 3.3V AGP 显卡插到该主板上，这可能会导致主板损坏，为此，在 AGP 插槽附近配置了一盏指示灯，如安装了不符合要求的 AGP 显卡之后这盏灯会发出红光。 g．这款主板的后面板提供了 1 个 PS/2 键盘口、1 个 PS/2 鼠标口、 1 个并口、 2 个串口（COM1 和 COM2）、1 组音频输入输出（选配）、4 个 USB 2.0/1.1 接口和 1 个 RJ45 接口（选配），可以为大部分常见的应用提供支持。 h．IDE 接口：提供 2 组 IDE 接口，支持 Ultra DMA/100/66/33 Bus Master IDE 控制器，最多支持 4 个 IDE 设备，凡是 IDE 界面的硬盘和光驱，都可以直接连接使用。支持 8.4GB 以上的硬盘。 i．板载 I/O 接口：2 个 IEEE 1394 口(选配)，1 个 USB 2.0 接口支持附加的 2 个 USB 2.0 端口，CPU/电源/主板风扇接口，20 针 ATX 电源接口，4 针 ATX 12V 电源接口，IDE LED 接口，电源 LED 接口，Chassis Intrusion，SM Bus，SIR，S/PDIF 输出接口，CD/AUX/Modem 音频输入，前音频面板接口，GAME/MIDI 接口。 j．RAID(选配)：raid0，在并行接口硬盘和两个串行接口中的任意两个或者三个支持 raid0； raid1，在并行接口硬盘和两个串行接口中的任意两个支持 raid1。 k．灵活的串行 ATA(选配)：Promise 控制器支持 1 个 ATA133 接口和 2 个串行 ATA 接口。 l．Audio：ADI1980 6 声道音效。 m．LAN(选配)：BroadCom 10/100 Mbit/s 或 1000 Mbit/s 网络控制器。 n．IEEE 1394 (选配) ：VIA1394 控制器，2 个 1394 接口。 o．超频功能：ASUS JumperFree 可使 CPU 核心电压、内存电压和 AGP 电压都可调，SFS (Stepless Frequency Selection) 从 100MHz 到 200MHz 以 1MHz 的单位调节，可调节 FSB/DDR, AGP/PCI 频率，C.P.R.(CPU Parameter Recall)CPU 参数恢复，所有这些功能都支持超频功能。 p．特色功能：断电自动重起、支持 S/PDIF 输出接口、ASUS POST Reporter（华硕上电自检语音报警）、ASUS EZ Plug 12V 电源插座、ASUS Q-Fan 智能风扇技术（可根据 CPU 的温度自动调整风扇的速度）、ASUS EZ Flash（华硕 BIOS 更新程序）、CrashFree BIOS（升级失败恢复技术）、MyLogo2 开机自定义画面、多国语言 BIOS、C.P.R.、AGP 警告灯等。 q．主板尺寸：ATX 主板，30.5cm×22.86cm（12 英寸×9 英寸）。 ② 华硕 P4PE 主板的组成如图 3-1-2 所示为华硕 P4PE 主板的构造，现简单叙述如下：跳线选择：

3.1

系统板的组成及架构

图 3-1-2

a．CLRTC：清除 CMOS 数据跳线。 b．KBPWR1：键盘开机功能跳线。 c．WPCI_USB：无线 PCI、USB 跳线。

华硕 P4PE 主板构造图

第3章

系统板、CPU 与内存

扩展槽： a．System Memory 插槽：3 组 184 线 DIMM 内存条扩展槽。 b．AGP：1 组 AGP 4×扩展槽。 c．PCI：6 组 32 位 PCI 扩展槽。后面板接口： a．PS/2 鼠标：PS/2 鼠标器接口（6-pin 即 6 引脚母接口）。 b．PS/2 键盘：PS/2 键盘接口（6-pin 母接口）。 c．USB1、2：通用串行总线 USB1、USB2（2 组 4-pin 母接口）。 d．并口：并行（打印机）接口（25-pin 母接口）。 e．COM1、COM2：串行口 COM1、COM2（2 组 9-pin 公接口）。 f．RJ45、USB3、4：RJ-45 接头，仅限于内建网络版本；串行总线 USB3、USB4（2 组 4-pin 母接口）。 g．音频输入插孔、音频输出插孔、麦克插孔：其中，音频输入插孔为浅蓝色，音频输出插孔为草绿色，麦克插孔为粉红色，以上仅限于内建音效版本。板上接口、插座： a．IDE_LED1：IDE 硬盘动作指示灯插座（2-pin）。 b．软驱插座：用于插软驱排线（34-1 pin 长方形插座，FLOPPY1）。 c．第一组/第二组 IDE 插槽：Primary/Secondary IDE（2 组 40-1 pin 长方形插座）。最多可接 4 个 IDE 设备。 d．PRI_RAID1：RAID ATA/133/100/66/33 装置连接插座（40-1 pin），可接 IDE 硬盘构成磁盘阵列（本功能设定仅在具有磁盘阵列功能的主机板版本才有作用）。 e．PRI_SATA1、SEC_SATA1：2 组 SERIAL ATA（串行 ATA）装置连接插座（7-pin），本主机板提供了 2 个新的连接插座，支持使用细薄的 SERIAL ATA 排线连接主机内部主要的储存装置，其数据传输率达 150Mbit/s，优于传统的传输率为 133Mbit/s 的 PARALLEL ATA(ULTRA ATA/133) 接口。 f．CHASSIS1：机壳开启警示插座（4-1 pin）。 g．SMB1：系统管理总线（SMB，system management bus）装置连接插座（6-1pin），可以通过本组插座连接到系统管理总线接口装置，可以提供给系统中传输率较慢的周边装置及电源管理装置之间的沟通使用，让系统得知这些装置的制造厂商信息、型号、控制信息、报告错误信息、检测低电池电压等。 h．ATXPWR1（20-pin）、ATX12V1（4-pin）、EZ_PLAG1（4-pin）：除了所提供的 20 孔位 ATXPWR1 电源插座之外，本主机板另外还配置了一组专门提供给中央处理器使用的+12V 电源插座。为了让处理器有足够且稳定的工作电压，务必连接此组电源插座。如果使用标准 ATX 规格的电源，就无法连接到 ATX12V1 这组电源插座，此时可以由 ATX 电源分出一条闲置的 4-pin 电源插头连接到 EZ_PLUG1 插座。 i．CHA_FAN1、PWR_FAN1、CPU_FAN1：机壳、电源、CPU 风扇的电源插座（均为 3pin）。 j．TRPWR1：电源供应器温度检测器连接插座（2-pin），如果所使用的电源具备温度监视的功能，可将电源所提供的温度检测器信号线连接到这组 TRPWR1 插座。

3.1

系统板的组成及架构

k．USB_56：USB 扩充套件排线插座（10-1 pin）。若位于主机箱后面板上的 4 个 USB 接口不够用，本主板提供了 1 组 USB 扩充套件排线插座，支持 USB 2.0 规格，传输速率最高达 480 Mbit/s，比 USB 1.1 规格的 12 Mbit/s 快 40 倍，可以提供更高速的网际网路连接、互动式电脑游戏，还可以同时执行高速的周边设备。如果包装内附有 USB 2.0/摇杆模组，可以将 USB 排线连接到这个插座上。这个模组拥有 2 个 USB 2.0 接口，支持新一代的 USB 周边设备，例如高清晰度的视频会议摄像机、扫描仪和打印机等。 l．GAME1：摇杆/MIDI（musical instrument digital interface，音乐数字接口）插座（16-1 pin）。支持摇杆/MIDI 模组。如果包装内附有选购的 USB 2.0/摇杆模组，可将摇杆/MIDI 模组的排线连接到该插座上。在这个模组上的摇杆/MIDI 接口可连接摇杆或游戏控制器以及可以演奏或编辑音频文件的 MIDI 装置。 m．CD1、AUX1、MODEM1：内建音频信号接收插座（均为 4-pin，本功能设定仅在具备音效功能的主机板版本才有作用），这些连接插座用来接收从光盘机、电视调谐器或 NPEG 卡等装置所传送出来的音频信号。MODEM1 插座则是提供给语音数据机(卡)和电脑间的语音接口，同时在音效与语音数据机(卡)之间也可以共享 MONO_IN（譬如电话）和 MONO_OUT（譬如喇叭）。 n．IR1：红外线传输模组插座（5-1 pin），可连接至红外线信息传送/接收模组（选购），该模组再连接至主机箱面板为该模组的传送/接收端预留的位置。欲使用红外线传输功能，除了必要的连接外，还必须设定 BIOS 程序中的 UART2 USE AS 参数，以便将 UART2 作为 IR 之用。 o．IEEE1394_1、IEEE1394_2：2 组 IEEE 1394 连接插座（均为 10-1 pin，本功能设定仅在具备 1394 功能的主机板版本才有作用）。这二组插座可以连接搭售的 10-1 转 6 pin 的 1394 序列连接排线，用来连接 1394 模组。10-1 pin 一端的排线安装至插座上，6 pin 一端的排线连接至 1394 模组。也可以连接内接式的 1394 硬盘到本插座。 p．SPDIF1：数字音效连接插座（4-1pin，本功能设定仅在具备音效功能的主板版本才有作用），该插座是用来连接搭售的 S/PDIF 数字音效模组，可以利用该插座以 S/PDIF 音频信号线连接到音效装置的数字音频信号输出端，使用数字音频信号输出来代替传统的模拟音频信号输出。 q．Panel Connectors：系统控制面板连接插座（20-pin），这一组连接插座包括了数个连接到主机前面板的功能插座。它们是：Power LED，系统电源指示灯连接插座（3-1 pin），可连接到主机面板上的系统电源指示灯，在启动并且使用电脑时，该指示灯会持续点亮，而当指示灯闪烁时，即表示电脑正处于睡眠模式中；Keyboard Lock，键盘锁功能连接插座（2-pin），该两引脚的插座可以连接到电脑主机面板上的键盘锁开关，可以将键盘锁住以防其他人使用电脑； Speaker Connector，机箱喇叭连接插座（4-pin），用于连接到电脑主机机壳中的喇叭；SMI Lead，系统管理中断连接插座（2-pin），将该插座连接到电脑主机面板上的省电模式开关，可以以手动方式强迫电脑进入省电模式或者环保(green)模式；ATX Power Switch， ATX 电源/软关机开关连接插座（2-pin），该插座连接到主机面板上控制电脑电源的开关。可根据 BIOS 程序或操作系统的设定，来决定当按下开关时电脑会在正常运行和睡眠模式间切换，或者是在正常运行和软关机模式间切换，若要关机，可持续按住电源开关超过 4 秒的时间；Reset SW，软开机（即复位）开关连接插座（2-pin），用于连接到主机面板上的 RESET 开关，可以在不关掉电源的情况下即可重新开机，尤其在系统当机的时候特别有用；SMI（PANEL）：节电按钮插座（2-pin）。 2）其他品牌的 Socket 478 主板

第3章

系统板、CPU 与内存

市场上 Socket 478 架构的主板品牌很多。如图 3-1-3 所示为联想 8LD533 主板，芯片组为 Intel 845GE，支持 Intel 赛扬/P4 CPU，前端总线频率 533MHz，主板结构 ATX，支持 DDR SDRAM 内存。如图 3-1-4 所示为微星 865PE Neo2-FIS2R 主板，芯片组为 Intel 865PE，北桥芯片 Intel 865PE，南桥芯片 ICH5R，支持 Pentium 4 CPU，前端总线频率 800MHz，主板结构 ATX，支持内存类型 DDR SDRAM。如图 3-1-5 所示为升计 SR7-8X 主板，芯片组 SIS 648，其中北桥芯片 SIS 648，南桥芯片 SIS 963，支持 Pentium 4 CPU，前端总线频率 533MHz，主板结构 ATX，支持 DDR SDRAM 内存。如图 3-1-6 所示为钻石 Lan Party PRO875 主板，芯片组 Intel 875P，其中北桥芯片 Intel 875P，南桥芯片 ICH5R，支持 Pentium 4 CPU，前端总线频率 800MHz，主板结构 ATX，支持最大 4GB 的 DDR SDRAM 内存。如图 3-1-7 所示为华硕 P4T533-C 主板，芯片组 Intel 850E，其中北桥芯片 82850E，南桥芯片 82801BA（ICH2），支持 CPU 类型 Intel 赛扬/P4，前端总线频率 533MHz，主板结构 ATX，支持最大 2GB 的 RDRAM 内存。还有其他公司生产的 Socket 478 架构的主板，可

以说各有特色，此处不再多述。的主板，可以说各有特色，

图 3-1-3

联想 8LD533 主板

图 3-1-6

图 3-1-4

微星 865PE Neo2-FIS2R 主板

钻石 Lan Party PRO875 主板

图 3-1-7

图 3-1-5

升计 SR7-8X 主板

华硕 P4T533-C 主板

2．Socket A 架构的主板较早期的支持 AMD 公司 CPU 的主板有 Super 7 架构、Slot A 架构的主板等，这些架构的主板都已被淘汰。目前，AMD 公司的 CPU 有 Duron（毒龙）、Athron（速龙）、Athron XP 等，它们都具有 462 个引脚，支持它们的主板都是 Socket A 架构，有人也称之为 Socket 462 架构。下

3.1

系统板的组成及架构

面就介绍几款 Socket A 架构的主板。 1）华硕 A7V600 主板该主板适于台式机，芯片组为 VIA KT600，北桥芯片 VIA KT600、南桥芯片 VT8237，支持 AMD Duron/Athlon/XP CPU，前端总线频率 400MHz，主板结构 ATX，支持最大 3GB 的 DDR SDRAM 内存，支持内存传输标准 PC2100/PC2700/PC3200，音效芯片 ADI AD1980 SoundMAX，网卡芯片 3COM 3C940 千兆网卡，无显示芯片，有 Raid 芯片，AGP8X，IDE 接口标准 UDMA100/133+2*SATA，扩展插槽 1*AGP+6*PCI+1*WIFI，8*USB2.0，如图 3-1-8 所示。 2）硕泰克 NV400-64 主板该主板适于台式机，芯片组为 nForce2 400，北桥芯片 nForce2 400，南桥芯片 nForce2 MCP，支持 AMD Duron/Athlon/XP CPU，前端总线频率 400MHz，主板结构 ATX，支持最大 2GB 的 DDR SDRAM 内存，支持内存传输标准 PC3200，音效芯片 AC97，无网卡芯片，无显示芯片，无 Raid 芯片， AGP8×，IDE 接口标准 ATA33/66/100/133，扩展插槽 1*AGP+5*PCI，6*USB2.0，如图 3-1-9 所示。

图 3-1-8

华硕 A7V600 主板

图 3-1-9

硕泰克 NV400-64 主板

3）ORBBIT 精英 K7S7AG 该主板适于台式机，芯片组为 SIS 746，北桥芯片 SIS 746，南桥芯片 SIS963，支持 AMD Duron/Athlon/XP CPU，前端总线频率 333MHz，主板结构 ATX，支持最大 2GB 的 DDR SDRAM 内存，支持内存传输标准 PC3200，音效芯片 AC97，网卡芯片 10/100M 自适应网卡（可选），显示芯片 Xabre 200，无 Raid 芯片，无 AGP 插槽标准，IDE 接口标准 ATA33/66/100/133，扩展插槽 3*PCI+1*CNR，6*USB2.0，如图 3-1-10 所示。 4）UNIKA 双敏 UKT400N 该主板适于台式机，芯片组为 VIA KT400，北桥芯片 KT 400，南桥芯片 VT8235，支持 AMD Duron/Athlon/XP CPU，前端总线频率 333MHz，主板结构 ATX，支持最大 4GB 的 DDR SDRAM 内存，支持内存传输标准 PC2700/PC3200，音效芯片 ALC650，网卡芯片 VIA VT6103，无显示芯片，无 Raid 芯片，AGP8X，IDE 接口标准 ATA33/66/100/133，扩展插槽 1*AGP+5*PCI，6*USB2.0，如图 3-1-11 所示。

第3章

图 3-1-10

ORBBIT 精英 K7S7AG 主板

系统板、CPU 与内存

图 3-1-11

UNIKA 双敏 UKT400N 主板

3．Socket 370 架构主板目前 Socket 370 架构主板已不多见，主要是针对面向低端市场的 Celeron Ⅲ和 Pentium Ⅲ系列 CPU，主板造价最低。下面简单介绍一下技嘉 6OXT-A 主板的特点。该主板如图 3-1-12 所示。该主板适于台式机，芯片组为 Intel 815EP，北桥芯片 82815EP，南桥芯片 82801BA(ICH2)，支持 Intel 赛扬/PIII CPU，前端总线频率 133MHz，主板结构 ATX，支持最大 512MB 的 SDRAM 内存，支持内存传输标准 PC133，音效芯片 AC97，无网卡芯片，无显示芯片，无 Raid 芯片，AGP2 ×/4×，IDE 接口标准 ATA33/66/100，扩展插槽 1*AGP+5*PCI+1*CNR，4*USB1.1，支持 CPU 自动检测、硬件错误侦测、硬件监控等功能，BIOS 可升级。Socket 370 架构主板不久就会被淘汰。 4．Socket 754 架构的主板这是较新的主板架构，目前属高端产品。以华硕 K8V DELUXE/WIFI-B 主板为例，该主板适于台式机，芯片组为 VIA K8T800，北桥芯片 K8T800，南桥芯片 VT8237，支持 AMD Athlon 64 系列 CPU，前端总线频率 400MHz，主板结构 ATX，支持最大 3GB 的 DDR SDRAM 内存，支持内存传输标准 PC2100/PC2700/PC3200，音效芯片 ADI AD1980，网卡芯片千兆网卡+1*无线附件，无显示芯片，Raid 芯片为 RAID 0，1，0+1，AGP8×，IDE 接口标准 ATA 66/100/ 133+4×SATA，扩展插槽 1*AGP+5*PCI+1*WIFI，8 个 USB2.0/2 个 IEEE 1394，支持 CPU 自动检测、硬件错误侦测、硬件监控等功能，BIOS 可升级。该主板如图 3-1-13 所示。

图 3-1-12

3.1.3

技嘉 6OXT-A 主板

图 3-1-13

华硕 K8V DELUXE/WIFI-B 主板

芯片组与总线

微型计算机的性能主要取决于 CPU、芯片组、总线的性能。芯片组（Chipset）是整个计算机的控制中心，它控制 CPU 经总线和其他周边设备协调工作。CPU 像人的“大脑” ，是指挥中心；芯片组就像人的“小脑”，协调着各部分的动作；而总线就像人的“神经”，传输着各种数据和控制信号。

3.1

系统板的组成及架构

1．芯片组 1）芯片组的组成和功能由于芯片组是整个计算机的协调控制中心，因此，芯片组都是由超大规模集成电路芯片组成，并安装在主板上。芯片组一般包含北桥（North Bridge）芯片组和南桥（South Bridge）芯片组。 ① 北桥芯片组的组成及功能北桥芯片组的组成及功能如下： a．CPU 的接口：芯片组把 CPU 的信号转换成总线信号。比如，CPU 要存取存储器的数据，芯片组就把 CPU 的信号转换成存储器能识别的信号。 b．存储器控制器：控制对存储器的操作。如存储器的读、写、刷新等操作，完全由芯片组来实现（有的 CPU 已将其整合进去）。 c．PCI 接口：对 PCI 总线的所有控制均由芯片组来完成（新芯片组已将其放在南桥）。 d．AGP 接口：对 AGP 的存取也由芯片组来完成。 e．高速缓存接口：对 L2 Cashe 的控制，对 L1 Cashe 的读写（Pentium Ⅱ等 CPU 已把 L2 Cashe 接口整合进去了）。 ② 南桥芯片组的组成及功能南桥芯片组的组成及功能如下： a．ISA 接口：把 PCI 总线信号转成 ISA 信号（目前 ISA 总线已淘汰）。 b．X Bus 接口：对 BIOS、RTC 的存取。 c．IDE 接口：对硬盘、光驱等 IDE 设备的存取。 d．USB 控制器：USB 的动作一般均整合进来。 e．网络、音频等的接口。有些芯片组已整合了更多的周边设备控制线路，如 VGA、Super I/O 等。但有些 CPU 却把芯片组整合进去。 2）Intel 芯片组系列 Intel 公司只生产支持本公司 CPU 的芯片组，下面就简单介绍一下该公司有代表性的几款芯片组。 ① Intel 810 芯片组 1999 年 4 月 Intel 公司推出了 Intel 810 整合芯片组。该芯片组包括 82810 和 82801 组成，但不再用南北桥来称呼，而分别称为 GMCH（Graphic & Memory Controller Hub）和 ICH（I/O Controller Hub），而 ROM BIOS 则称为 FWH（FirmWare Hub），810 主要由这三者组成，并将整个架构称为 Accelerated Hub Architecture，即加速的 Hub 结构。之所以不再称为“Bridge” ，举例来说，过去 CPU 要送信息给 VGA，必须通过芯片组这个“桥”来实现，而如今 VGA 就内建在芯片组中，所以就不能再称其为桥，而称为 Hub 了。Intel 公司又推出了 i810E 型的整合主板，以解决 i810 主板与 Pentium Ⅲ处理器存在的不兼容问题，还间接地支持 133MHz 总线速度和 PC133 内存。 ② i815 系列芯片组 i815 系列芯片组包括 i815、i815E、i815EG、

图 3-1-14

i815 芯片组

第3章

系统板、CPU 与内存

i815EP、i815G、i815P 等芯片组。其中 i815 芯片组（如图 3-1-14 所示）的北桥芯片为 82815，南桥芯片为 82801AA，支持 AGP4×、PC133 标准内存、ATA66/100，整合了 2D、3D 加速芯片 i752，支持 AC’97 音效芯片，支持额外的 AGP 接口，还带有 CNR（通信网络提升器）接口，具有丰富的扩充功能，如以太网、V.90 Modem 接口，可外带 2 个 USB 接口和 4 声道输出接口等。i815E 芯片组的北桥芯片为 82815E，南桥芯片提升为 82801BA（ICH2），并采用速度更快的 Intel Accelerated Hub 结构连接南北桥，传输速率可达 266MB/s，支持更为先进的 Ultra DMA/100 硬盘传输技术，在主板 AGP 插槽上还可插上可以称为“扩展显存”的 AIMM 条，从而提高了集成显示芯片的图形处理能力。I815EP 芯片组的北桥芯片为 82815EP，南桥芯片为 82801BA，是一款不带显示功能的芯片组，从而降低了成本。该系列芯片组主要支持 Socket 370 架构的 Celeron Ⅲ、 Pentium Ⅲ处理器。 ③ Intel 820 芯片组 Intel 820 AGPset 能更好地支持 Pentium Ⅱ等，支持 133MHz 总线，支持 AGP 4×接口的 Slot 1 主板，支持 UDMA/33、ATA/66，支持 Rambus 动态随机内部存储器、PC100 SDRAM、Extended Data Output（EDO）、Fast Page（FP）等类型的内存，并且支持 AC’97 数字音频连接等。 ④ i845 系列芯片组和 i850 系列芯片组该系列芯片组有 i845、i845E、i845G、i845GE、i845GL、i845GV、i845PE 等型号的芯片组。其中 i845 芯片组由 593 引脚 FCBGA（Flip Chip Ball Grid Arry，反转球栅阵列）封装的 i82845 MCH 北桥芯片和 360 引脚 EBGA（Enhanced Ball Grid Array）封装的 82801BA ICH2 南桥芯片组成。该芯片组支持 Socket 423/478 架构的 Pentium 4 处理器，支持 400MHz、3.2GB/s 的系统前端总线，支持最大 3GB 的 PC133 SDRAM 或 DDR 200/266 SDRAM 内存，支持 AGP4×。其南北桥之间仍采用 Hub Line 集线加速器连接，并采用了“四倍率传输技术” ，即在 1 个周期内传输 4 次数据，从而达到了 266MB/s。其 ICH2 芯片支持 4 个 USB 1.1 接口、2 个 ATA100 IDE 接口、133MB/s 的 PCI 总线、6 声道 AC’97 声卡和 CNR/AMR 插槽等。该芯片组的块结构图如图 3-1-15 所示。i845E 芯片组的北桥芯片为 i82845E MCH、南桥芯片为 i82801DB ICH4，其主要特点是支持 533MHz 的系统前端总线、最多支持 6 个 USB 2.0 接口、集成了 10/100Mbit/s 以太网网络功能和

3.1

系统板的组成及架构

图 3-1-15

i845 芯片组块结构图

6 声道 AC’97 控制器等。而 i850 系列芯片组和 i845 系列芯片组类似，最大区别是前者支持 RDRAM 内存，从而使内存总线宽度增加到 3.2GB/s 以上，属高端产品。 ⑤ i865 系列芯片组该系列芯片组有 i865、i865G、i865GV、i865P、i865PE 等款式。其中以高端产品 i865PE 为例，其北桥芯片为 i82865PE MCH，支持 800/533/400MHz 的系统前端总线、支持 2 个信道的 DDR 400/333/266 SDRAM 内存、AGP8×接口，其南桥芯片为 i82801EB（ICH5）/i82801ER（ICH5R），支持 8 个 USB 2.0、AC’97 的 6 声道环绕立体声、2 个独立的 150MB/s 的 SATA 口、RAID 0，1， 0+1（仅在 ICH5R 中提供）、Ultra ATA/100、10/100 LAN 控制器接口、133MB/s 的 PCI 总线、BIOS 支持超线程技术（即 HT 技术，Hyper-Threading Technology）和低功率睡眠模式等。 ⑥ i875P 芯片组这是 Intel 公司出品的较新的一款芯片组。其北桥芯片为 i82875P MCH，南桥芯片仍为 i82801EB（ICH5）/i82801ER（ICH5R）。该芯片组支持 800MHz 的前端总线，并实现了具有两个信道 DDR400 内存配置的 PAT（Performance Acceleration Technology）性能加速技术，从而从内存接口获得惊人的性能。因此，i875P 是具有超线程技术的 Pentium 4 处理器的最佳选配。 3）威盛公司芯片组系列威盛公司是世界上较著名的芯片组生产商之一，下面就介绍一下该公司生产的主要芯片组产品。 ① VIA Apollo Pro266 芯片组该芯片组由 552 引脚 BGA 封装的 VT8633 北桥芯片（如图 3-1-16 所示）和 376 引脚 BGA 封装的 VT8233 南桥芯片构成，支持 Socket 370 架构的 Pentium Ⅲ、Celeron 和 VIA 自行开发 TM 的 Cyrix Ⅲ（即 C3 ）处理器，66/100/133MHz 的前端总线，其最大特点是对 DDR 内存的支持，南北桥之间用 266MB/s 的高带宽 V-Link 总线相连。

第3章

系统板、CPU 与内存

② VIA P4×266 芯片组该芯片组是威盛第一款支持 P4 的芯片组，其北桥芯片为 P4×266（即 VT8753），南桥芯片为 VT8233、VT8233C 或 VT8233A，支持 400MHz 前端总线，支持 PC1600/2100 的 DDR200/266 SDRAM、最大支持 4GB 内存，南北桥之间用 8 位 266MB/s 的 V-Link 总线相连，支持 AGP4×、ATA100、6 个 USB 等等。 ③ VIA P4×266A 芯片组该芯片组（如图 3-1-17 所示）北桥芯片为 P4×266A（即 VT8753A），南桥芯片为 VT8233、 VT8233C 或 VT8233A，支持 Socket 478 架构的处理器，支持 400MHz 前端总线，支持 PC1600/2100

图 3-1-16

VIA Apollo Pro266 芯片组

图 3-1-17

VIA P4×266A 芯片组

的 DDR200/266 SDRAM、最大支持 4GB 内存，南北桥之间用 266MB/s 的 V-Link 总线相连，支持 AGP4×、ATA100、6 个 USB，通过为北桥芯片加入 Performance Driven Design（性能驱动设计）技术，对原来 P4×266 进行了改进等等。 ④ VIA P4×333 芯片组该芯片组北桥芯片为 P4×333（即 VT8754），南桥芯片为 VT8235。该芯片组较 P4×266A 增加了许多新特性，支持 Socket 478 架构处理器，400/533MHz 前端总线，支持 DDR200/266/ PC100/PC133 SDRAM、最大支持 3.20GB 内存，南北桥之间用 533MB/s 的 V-Link 总线相连，支持 AGP8×、ATA33/66/100/133、6 个 USB 2.0。 ⑤ VIA P4×400 芯片组该芯片组（如图 3-1-18 所示）北桥芯片为 P4× 400（即 VT8754），南桥芯片为 VT8235。该芯片组较 P4×266A 增加了许多新特性，支持 Socket 478 架构的 CPU、支持超线程技术，400/533MHz 前端总线，支持 DDR200/266/333 SDRAM、最大支持 3.2 GB 内存，南北桥之间用 533MB/s 8×V-Link 总线相连，支持 AGP8×/4×、ATA133、6 个 USB 2.0 等。 ⑥ VIA PT800 芯片组图 3-1-18 VIA P4×400 芯片组该芯片组北桥芯片为 PT800：支持 Socket 478 架构的高端 Pentium 4 CPU，支持超线程技术，前端总线 800/533/400MHz，支持 DDR400/333/266 w/ECC、最大 8.0GB，支持 AGP8×/4×。南桥芯片为 VT8237：南北桥之间用 533MB/s 8×V-Link 总线相连，集成了 5.1 环绕立体声、MC’97 Modem、VIA MAC 10/100 Ethernet，支持 6 个 PCI 插槽，2 个信道的串行 ATA 直接支持 2 个 SATA 设备、用 S A T A l i t e ™ 接口扩展可支持 2 个外加的

3.1

系统板的组成及架构

SATA 设备，支持 RAID 0、RAID 1、RAID 0+1 和 JBOD（SATA），支持 2 个信道并行 ATA 133 （直到 4 个设备），8 个 USB 2.0 以及 Super（超级）I/O 和高级电源管理等功能。 ⑦ VIA Apollo KT333 芯片组该芯片组北桥芯片为 VT8367，南桥芯片可为 VT8233/VT8233A/VT8233C。该芯片组支持 Socket A 架构的 A MDA th l on ™X P和 A MDD ur on ™处理器，支持 200/266/333MHz 前端总线，支持 DDR200/266/333 SDRAM、最大支持 4.0GB 内存，南北桥之间用 266MB/s V-Link 总线相连，支持 AGP4×、ATA133、6 个 USB 2.0 等。 ⑧ VIA Apollo KT400 芯片组该芯片组北桥芯片为 KT400，南桥芯片可为 VT8235。该芯片组支持 Socket A 架构的 AMD Ath lo n ™ XP和 A MDDu ro n ™处理器，支持 333MHz 前端总线，支持 DDR200/266/333/400 SDRAM、支持内存传输标准 PC2700/PC3200、最大支持 4.0GB 内存，南北桥之间用 8×V-Link 533MB/s 总线相连，支持 AGP4×/8×、ATA133、6 个 USB2.0 等。并在南桥芯片整合进了一个 VIA MAC 10/100Mbit/s Ethernet 网络控制器、支持 6 个 PCI 插槽、6 声道环绕立体声 AC’97 和 MC’97 Modem。KT400 芯片组及 VT8235 南桥芯片的结构如图 3-1-19 所示。 ⑨ VIA Apollo KT600 芯片组该芯片组（如图 3-1-13 所示）北桥芯片为 KT600，南桥芯片可为 VT8237。该芯片组支持

第3章

图 3-1-19

系统板、CPU 与内存

KT400 芯片组及其 VT8235 南桥结构图

Socket A 架构的 A MD At hlo n ™ X P和 A MD D ur on ™处理器，支持 400MHz 前端总线，支持 DDR200/266/333 /400 SDRAM、支持内存传输标准 PC2700/PC3200、最大支持 4.0GB 内存，南北桥之间用 8×V-Link 533MB/s 总线相连，支持 AGP4×/8×、ATA133、8 个 USB2.0 等。并在南桥芯片整合进了 1 个 VIA MAC 10/100Mbit/s Ethernet 网络控制器、支持 6 个 PCI 插槽、6 声道环绕立体声 AC’97 和 MC’97 Modem。与 KT600 不同的是，VT8237 增加了许多功能和性能：能以 150MB/s 的高速的双信道连接到串行 ATA 硬设备的 SATA 支持直到 4 个设备，通过 V-RAID 控制器支持多重的 RAID 0、RAID 1 和 RAID 0+1 等等。 ⑩ K8T800 芯片组具有 Hyper8 技术的 VIA K8T800 芯片组用于驱动下一代生产的 AMD 处理器平台，包括基于 TM TM 工作站和服务器的双 AMD Opteron 平台和基于具有代表性的 Athlon 64 的 PC 平台。下面仅介绍支持 PC 平台的特性。该芯片组的北桥芯片为 578 引脚 BGA 封装的 K8T800，采用 Hyper8 技术，即“超级传送总线连接”（HyperTransport Bus Link）技术，通过减少处理器到芯片组的“超级传送连接”去处理信号冲突，处理器到芯片组（即前端总线）提供了 1 个 16 位 1.6GHz 的连接，整个带宽从 6.4GB/s 减少到 3.2GB/s；直接整合到 CPU 中的 64-bit 单信道 DDR 内存控制器支持 DDR266/333/400 SDRAM，最大 4GB；支持 AGP4×/8×。南北桥采用 533MB/s 高宽带 V-Link 连接。南桥芯片为 539 引脚 BGA 封装的 VT8237，通过配套的周边芯片可支持 1 个 6 声道 5.1 环绕立体声（AC’97）和 1 个 8 声道 7.1 环绕立体声（PCI）、支持直到 4 个 SATA 设备、支持 RAID 0，1，0+1 和 JBOD（SATA）、支持并行 ATA133/100/66 直到 4 个设备、支持 8 个 USB 2.0/USB 1.1、集成了 10/100 高速以太网和 VIA 千兆以太网伙伴控制器、整合的 MC’97 Modem、高级的电源管理能力（包括 ACPI/OnNow）等等。 4）其他公司的芯片组其他公司的芯片组与前两个公司的芯片组大同小异、各有特色。其中 AMD 公司生产的 AMD 系列芯片组仅用来支持自己公司生产的 CPU，比如 AMD750、AMD760、AMD 8000 等等。扬智科技公司的 Ali 系列芯片组，如 Aladdin Pro 5、Ali MAGiK1、M1671、M1687、M1681 等等。NVIDIA 公司的 nForce 系列芯片组（只支持 AMD 的 CPU），如 nForce 220、 nForce220D、nForce420、 nForce420D、nForce415、nForce415D、nForce2 系列等等，该公司的芯片组具有较强的竞争力。感兴趣的读者可查询相应公司的网站。

3.1

系统板的组成及架构

2．总线从微型计算机结构层次上分，总线可分为 CPU 总线、存储总线、系统总线和外部总线。 CPU 总线：用来连接 CPU 和外围芯片。包括地址线 CAB、数据线 CDB 和控制线 CCB。存储总线（Memory Bus）：用来连接存储控制器和 DRAM。包括地址线 MAB、数据线 MDB 和控制线 MCB。系统总线（System Bus）：也称为 I/O 通道总线，用于与扩展槽上的各扩展板卡相连接。包括地址线 SAB、数据线 SDB 和控制线 SCB。系统总线有多种标准，总线的宽度各不相同。外部总线 X-Bus（eXternal Bus）：用来与主板上的 I/O 控制器、键盘控制器相连。包括地址线 XAB、数据线 XDB 和控制线 XCB。 CPU 总线、存储总线、外部总线在系统板上，不同的系统采用不同的芯片集。因此不同主板的这些总线不完全相同，也不存在互换性问题。而系统总线是与 I/O 扩展槽相连的，I/O 扩展槽中可插入各种板卡，作为各种外设的适配器与外设相连。这就要求系统总线必须有统一的标准，以便按照标准来设计各类适配卡。下面仅介绍目前微机主板上使用过和还在使用的较流行的系统总线 ISA 总线、PCI 总线和外部总线 USB、IEEE 1394 等。 1）ISA 总线 ISA 总线即工业标准结构（Industry Standard Architecture）总线，是由 Intel 公司、 IEEE 和 EISA 集团联合开发的。该总线曾在 XT/AT/386/486/586/686 主板上使用，目前已被淘汰。 ISA 总线分为两种，其中 8 位 ISA 扩展 I/O 插槽由 62 个接脚组成，可插 8 位的插接板；8/16 位的扩展槽由 1 个 8 位 62 线的连接器和 1 个附加的 36 线连接器组成，支持 8 或 16 位的插接板。 ISA 总线结构示意图如图 3-1-20 所示。其主要性能指标如下： I/O 地址空间为 0100H～03FFH； 24 位地址线可直接寻址 16MB 内存； 8/16 位数据线； 62+36 接脚；最大带宽 16bit；最高时钟频率 8MHz；最大稳态传输率 16MB/s；中断功能、DMA 通道功能；图 3-1-20 ISA 总线结构示意图开放式总线结构。 2）PCI 总线 1991 年，Intel 公司首先提出了 PCI 的概念，并联合 IBM、Compaq、AST、HP、DEC 等 100 多家公司成立了 PCI 集团，其全称为“外围部件联合专门权益组织”（Peripheral Component Interconnect Special Interest Group——PCISIG）。PCI 是一种先进的局部总线，它取代了 VL 总线而称为局部总线的新标准。 PCI 总线是在 CPU 和外设之间插入的一级总线，具体由 CPU-PCI 桥接电路实现这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传输、信号的缓冲，使之能支持 10 种外设。PCI 总线支持总线主控技术，允许智能设备在需要时取得总线控制权，以高速传输数据。 PCI 总线有 32 位+5V 和 64 位+3.3V 两种，其结构示意图如图 3-1-21 所示。CPU 总线和 PCI

第3章

系统板、CPU 与内存

总线由桥接电路相连。桥接电路一般由两个芯片组成。一片中含有桥接电路、Cashe 控制器和 DRAM 控制器；另一片是数据缓冲控制器，它可在 CPU 总线和主存、PCI 总线之间传送数据。PCI 总线上可连接高速设备，如图形控制器、IDE 设备、网络控制器、SCSI 设备等。而 PCI 总线通过桥接电路和 ISA/EISA 总线相连，ISA/EISA 总线用来连接传统的慢速设备，可有效利用原有的资源。PCI 总线的主要性能如下：支持 10 台外设；总线时钟频率 33/66MHz；最大数据传输速率 133MB/s；时钟同步式；与 CPU 图 3-1-21 PCI 总线结构示意图时钟频率无关；总线宽度 32/64 位；能自动识别外设。 3）USB 通用串行总线 USB 通用串行总线（Universal Serial Bus）不是一种像 ISA、PCI 那样的新的总线或局部总线，而是连接外围设备的一种新的接口标准。它是由 Compaq、 DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC 和北方电讯（NT）七大公司共同推出的。如图 3-1-22 所示为两组 4-pin 接口插座（电源线 2 条，信号线 2 条）。 USB 采用“级联”方式，即每个 USB 设备用一个 USB 插头连接到一个外设的 USB 插座上，而其本身又提供一个 USB 插座供下一图 3-1-22 两组 USB 接口个 USB 外设连接用。通过这种类似菊花链式的连接，1 个 USB 控制器可连接 127 个外设，而相邻外设间的电缆长度可达 5m。USB 1.1 标准允许两种传输速度规格，低速传送为 1.5Mbit/s，全速传送为 12Mbit/s；USB 2.0 标准的传输速度可达 480Mbit/s。主机和 USB 设备连接的拓扑结构是星形结构，其连接器分 A 系列和 B 系列。一般 USB 设备利用 B 系列连接器与主机连接，而键盘、鼠标和扩充集线器（Hub）等 USB 设备则采用 A 系列连接器。如采用 Hub 级联方法延长连接距离，最多允许 5 个 Hub 级联，最长扩展连接距离不得超过 30m。USB 提供机箱外的热即插即用连接，连接外设不必再打开机箱，也不必关闭主机电源了。目前已经有很多 USB 外设问世，如数码相机、计算机电话、数字音箱、数字游戏杆、打印机、扫描仪、键盘、鼠标等等。 4）IEEE 1394 总线 IEEE 1394 也是一种高效的串行接口标准。其原型是运行在 Apple Mac 计算机上的 Fire Ware （火线），由 IEEE 采纳并重新规范。IEEE 1394 标准的设备间采用树形或菊花链拓扑结构。它不需要集线器（Hub）即可在一个端口上连接 63 个设备，并且可以由网桥（Bridge）再将这些独立的子网（Subtree）连接起来。IEEE 1394 定义了两种总线模式：一种为 Backplane 模式，它支持 12.5、25、50MB/s 的传输速率；另一种是 Cable 模式，它支持 100、200、400MB/s 的速率。目前正在开发 1GB/s 的版本。在 400MB/s 速率下，只要利用 50%的带宽即可支持不经压缩的高质量数字化视频信息流。与 USB 相同，它也可以提供即插即用和热插拔的功能，并提供统一的公

3.2

CPU 与内存

用接头，可向外设提供电源。 IEEE 1394 可连接高速设备，如 DVD 播放机、硬盘、数码相机、视频电话等，也可连接打印机、扫描仪等。IEEE 1394 的连接线（Cable）中共有 6 条芯线：2 条电源线、2 对双绞线用来传输数据，6 条线包装成一条 IEEE 1394 Cable，其厚度为 6.1mm，最大长度为 4.5m。采用树形结构时可达 16 层，从主机到最末端外设总长可达 72m。电压范围为 8～40V 的直流电压，最大电流 1.5A，两对双绞线的特性阻抗是 110Ω。

3.2 3.2.1

CPU 与内存

CPU

CPU 是 Central Processing Unit 的缩写，即中央处理器，简称处理器。它是微型计算机的“大脑”或“心脏” ，是整个系统的最关键部件。到目前为止，个人计算机（即 PC 机）的发展主要经历了 x86 时代、Pentium 时代、PentiumⅡ时代、Pentium Ⅲ时代和目前的主流 Pentium 4 时代。目前世界上较著名的 CPU 厂商主要是美国的 Intel、AMD 等公司。下面就按公司介绍各种 CPU 的主要特点和技术性能。 1．Intel CPU 1）Pentium P5 系列 CPU Intel 公司生产的 CPU 是世界上最流行的 CPU。Intel 公司于 1993 年推出了 Pentium 处理器，其主频是 60MHz 和 66MHz，电压为 5V，发热高且存在浮点错误，早已停产。接着是 Pentium P54C 系列，其工作电压一般在 3.3V 或以下，笔记本电脑芯片的电压更低些。其后，Pentium MMX CPU 是 CPU 发展的一个里程碑，它属于 P55C 系列。Intel 的 MMX 技术不仅是增加了 57 条用于图像和声音处理方面的多媒体指令，而且使芯片性能全面提高。它采用了 0.35m 工艺制造，集成了 310 万个晶体管、提供可存储 8KB 指令和 8KB 数据的 Cashe、CPU 的核心电压一般为 2.1～3.1V，而外部 I/O 电压一般为 3.3～3.45V，浮点运算速度高，适于所有的奔腾主板，主频有 75、90、 120、133、150、166、180、200、233MHz。还有，Intel 又开发了 Pentium Pro（高能奔腾）处理器，代号为 P6，但它也是定位到 Pentium 级的 CPU。Pentium CPU 如图 3-2-1 所示。 2）PentiumⅡCPU Intel 公司的 Pentium Ⅱ CPU 如图 3-2-2 所示，它是 Intel 抛弃 Socket 市场后在 Slot 市场的第一款产品。PentiumⅡ处理器相当于增加了 MMX 的 Pentium Pro 处理器，处理器的核心有 750 万个晶体管，基于 Intel 的 P6 结构设计。采用双重独立总线：L2 Cashe 总线和处理器到主存的系统总线，解决了 CPU 到内存间数据传输的瓶颈问题。CPU 配置了 32KB 的 L1 Cashe 和 512KB 的 L2 Cashe。其中代号为 Klamath 的 PentiumⅡ采用 0.28m 工艺，其运行速度为 233、 266、300MHz；笔记本用的 PentiumⅡ采用插卡模块设计，工作频率从 200MHz 起，不刻意强调性能，具有省电、发热量小的特性；代号为 Deschutes 的 PentiumⅡ则采用 0.25m 工艺，主频为 300、333、350、400、433、450、466 等。PenyiumⅡ首次采用 Slot 1 接口标准，它不再采用陶瓷封装，而是采用一块带金属外壳的印刷电路板。 3）PentiumⅡXeon CPU

第3章

图 3-2-1

Pentium CPU

系统板、CPU 与内存

图 3-2-2

PentiumⅡ

CPU

Intel PentiumⅡXeon 处理器主要用于工作站和服务器高端 CPU，该 CPU 采用 0.25 m 工艺，其时钟频率从 400MHz 起。采用新型的 Slot 2 接口，Slot 1 CPU 使用了 242 个连接触点，而 Slot 2 处理器则使用 330 个连接触点。该处理器以全速时钟频率 400MHz 与 L2 Cashe 通信。400MHz 的 Xeon 有两种类型，一种带 512KB 的 L2 Cashe，另一种带 1MB。用于高端服务器的 450MHz 的 CPU 可带 2MB 的 L2 Cashe。支持 Xeon CPU 的芯片组有 440GX AGPset 和 450NX PCIset。440GX AGPset 芯片组为工作站和中级服务器设计，支持 Slot 1 和 Slot 2 结构的 100MHz 的系统总线、AGP 2×、支持 2GB 的 SDRAM 内存。450NX PCIset 芯片组为服务器设计，有两种类型：5 芯片组的基础型和 9 芯片组的全能型。其中基础型最多支持 2 个 32 位和 1 个 64 位的 PCI 总线以及最多 4GB 的内存，而全能型最多支持 4 个 32 位和 2 个 64 位 PCI 总线以及 8GB 内存。两者均支持最多 4 个处理器、100MHz 的前端总线和 100MHz 的 EDO DRAM。 4）Pentium Ⅲ处理器 Pentium Ⅲ系列 CPU 分为 Katmai 和 Coppermine 两种。1999 年初，Intel 公司首先向市场推出了 Katmai 核心、0.25m 工艺、450MHz、500MHz 的 Pentium Ⅲ CPU。该处理器将继续采用 440BX 芯片组和 Slot 1 架构的主板，原有主板只要经过 BIOS 升级，即可支持 Pentium Ⅲ CPU。接着又推出了 Coppermine、0.18m 技术、600MHz 以上的 Pentium Ⅲ处理器。 Katmai 核心的 Pentium Ⅲ处理器的主要特点是在处理器内有 32KB 的 L1 缓存和 512KB 的 L2 缓存，双重独立总线、动态执行，新增 70 条 SSE 指令和处理器序号。下面仅简单介绍其几个有代表性的新特点。 ① 多媒体功能 Pentium Ⅲ处理器最重要的技术特点是采用了 SSE（Streaming SIMD Extensions，即数据流 SIMD 扩展）技术的 KNI（Katmai New Instructions）指令集，有人又称为 MMX-2 技术。SSE 新增的 70 条 KNI 指令可分为 3 组：8 条内存连续数据流优化处理指令，可使视频播放更流畅、能得到更清晰的画面、更艳丽的色彩和完美的音质；50 条 SIMD（Single Instruction Multiple Data，即单指令多数据）浮点运算指令，使语音处理、图片的旋转、翻转、变形处理等的性能、效果和质量大大提高；12 条新的多媒体指令通过改进算法，进一步提高了视频处理、图片处理的质量。 ② 网络功能 Pentium Ⅲ处理器针对网络进行了优化，再配合 ADSL 和 Cable Modem 技术，将带给使用者更丰富的图像、音乐及 3D 动画，使互联网变得更加生动、更加人性化。

3.2

CPU 与内存

③ 处理器序列号 Intel 公司在生产 Pentium Ⅲ处理器时，为每一个处理器分配一个惟一的 128 位 ID 号，称为处理器序号，该序列号相当于微机的“身份证”，可在电子商务往来和上互联网时用该序列号进行加密，以提高应用的安全性。而 Coppermine 核心的 Pentium Ⅲ采用 FC-PGA 封装技术，使用新型 Socket 370 架构。尽管 L2 缓存减少了一半，但由于是全速运行，性能仍高于 Katmai。如图 3-2-3 所示为 Pentium Ⅲ （Coppermine）处理器，其频率为 1.0GHz，核心电压为 1.65V，其前端总线频率和外频均为 133MHz。图 3-2-3 Pentium Ⅲ CPU 5）Pentium 4 处理器 Intel 公司于 2000 年 11 月推出了代号为 Willamette 的第一代 Pentium 4 CPU，采用 0.18μm 工艺、Socket 423 架构。其主频由 1.4GHz 开始，系统总线频率 400MHz 以上；支持双通道 RDRAM 内存；采用了超流水线（即超线程）技术，使流水线的深度增加了 1 倍，达到 20 级，从而提高了处理器的性能和频率能力；改进的浮点运算提供了更加逼真的视频和 3D 图形；快速执行引擎：ALU（算术逻辑单元）以双倍的时钟速度运行，从而提高了总体速度，一种全新的高速缓存系统，执行跟踪高速缓存，与高速运行保持一致；高级动态执行（数据能够以最快的顺序来执行，从而提高了总体性能）；数据流单指令多数据扩展 2（SSE2 指令集提供了 144 条新的 128 位多媒体指令，其中包含了 128 位单指令多数据整数运算及 128 位单指令多数据双精度浮点指令，更好地支持 DVD 播放、音频和 3D 图形数据处理、网络流数据处理等）。由于受到 0.18μm 工艺的限制，在达到 2GHz 时，就已接近极限了。为了进一步提高 CPU 的主频和性能， Intel 公司于 2001 年 8 月 28 日又正式推出了 Northwood 核心的第二代 Pentium 4 处理器，采用 0.13μm 工艺、Socket 478 架构。其主频由 2GHz 开始，最高的理论设计频率可高达 6GHz，并将处理器的 L2 缓存扩充到 512KB。如图 3-2-4 所示为几款 Northwood 核心的 Pentium 4 处理器。

图 3-2-4

3.06GHz、3.0GHz 和 2.4GHz 的 Pentium 4 处理器

英特尔公司的代号为“Prescott”的下一代处理器可能取名为“Pentium 5”，并于 2004 年初提供。该处理器为 Pentium 4 处理器的后续产品，采用 90nm 制造工艺，据称处理器核心将由 1 亿只晶体管组成，最初的工作频率将达 3.4GHz。另外，芯片上将增加 13 条新的多媒体处理指令和 1MB 的二级缓存（Pentium 4 为 512KB）。另外，3.20GHz 运行频率将是 P4 处理器速度

第3章

系统板、CPU 与内存

极限，也就是说 P4 处理器不会发布更高时钟速度的产品。 6）Celeron（赛扬）CPU Intel 为了占领低端 CPU 市场，推出了 Celeron CPU，它是 PentiumⅡ的精简产品，具有良好的浮点运算和超频性能，但起初由于未带 L2 Cashe 而未获成功。Intel 接着推出了赛扬 300A，它内置了 128KB 的与 CPU 同频的 L2 Cashe，从此打开了局面。开始的赛扬采用 Slot 1 架构的主板，从赛扬 366 处理器开始，将由 Slot 1 架构转为 Socket 370 架构，以便进一步降低成本，作为过渡，Celeron 366/400 处理器还供应 Slot 1 架构 SEPP 封装的产品。如图 3-2-5 所示为 Slot 1 架构的 Celeron 处理器。 2000 年 3 月，Intel 公司推出了 CeleronⅡ处理图 3-2-5 Slot 1 架构的 Celeron 处理器器，采用 0.18μm 工艺，采用类似 Pentium Ⅲ的核心和 SSE 指令集，FC-PGA 封装，主频主要有 533MHz、566MHz、600MHz 等。当时，低价 CPU 市场流行的 Celeron 处理器有 Celeron 300/300A/333/366/400/433/466/500/533/566/600/633/667/700/733 MHz 等直到 1GHz 的产品，该处理器已成为当时低价 CPU 市场的主流产品。支持该 CPU 的芯片组为 Intel 440ZX 或其他兼容芯片组。紧接着，Intel 又推出了 0.13μm 工艺的 Celeron Ⅲ（Tualatin 256KB 核心），前端总线频率和外频 100MHz，256KB 的全速二级缓存，核心电压为 1.475V，具有较好的超频性能。Intel 先后发布了 900/950/1.0A/1.1A/1.2/1.3/1.4GHz 的产品，到 2002 年底推出了最后一款 1.5GHz 的处理器之后，就停止了 Tualatin 256KB 核心的 Celeron Ⅲ的生产。Celeron Ⅲ处理器采用 FC-PGA2 封装、Socket 370 架构，其外观如图 3-2-6 所示。 Intel 于 2002 年又推出了采用 0.18μm 工艺 Willamette 核心的 Celeron 4，Socket 423 架构，起始频率为 1.7GHz，接着推出 1.8/1.9/2.0GHz，随后转到 0.13μm 工艺 Northwood 核心的 Celeron 4，Socket 478 架构。Celeron 4 处理器具有 400MHz 的前端总线和 100MHz 的外频，与 Pentium 4 的主要差别是只有 128KB 的二级缓存。Socket 478 架构的 Celeron 4 CPU 是目前物美价廉的低端主流产品。Celeron 4 CPU 如图 3-2-7 所示。

图 3-2-6

Celeron Ⅲ处理器

图 3-2-7

2.4GHz 的 Celeron 4 CPU

3.2

CPU 与内存

2．AMD 公司 CPU 简介 1）AMD 公司较早期的 CPU 在较早期，AMD 依次推出的 CPU 有 AMD K6、K6-2、K6-3、K7 等。AMD K6 CPU 采用 RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令系统计算机）技术，x86 超标量（Super Scalar）微结构，可同时发出 6 条指令；内置 64KB L1 Cashe，含有 MMX 技术，与 Socket 7 非常兼容，主频为 166/200MHz 等。AMD K6-2 CPU 原名 K6-3D，它可看做一个 K6 芯片加上支持 100MHz 总线频率和支持 3D Now!浮点指令的结合物，支持超标量的 MMX 技术，其性能可与 PentiumⅡ媲美；尤其是 3D Now!技术，能更加真实地重现 3D 图像。AMD K6-3 CPU 是 AMD 公司于 1999 年出推出的支持 Super 7 主板的 CPU，它采用 0.25 m 的制造工艺，保持了 3D Now!技术，64KB 的 L1 Cashe，与 CPU 同速运行的 256KB 的 L2 Cashe，其主频为 300/450MHz 等。1999 年 6 月，AMD 公司推出了 AMD K7 CPU，并命名为 Athlon，其目标是 Pentium Ⅲ的高端 PC 和服务器市场；AMD K7 包含 128KB 的 L1 Cashe 和 512KB～1MB 的 L2 Cashe，拥有一个强劲的浮点单元（FPU），在 3D Now!的配合下会有更好的 3D 和多媒体处理能力，采用 Slot A 架构，使用 200MHz 的总线技术，AMD 自己设计了 Slot A 架构主板的芯片组，并由 VIA 和 Acer 生产该芯片组； AMD K7 的主频为 500/550/600/650MHz 到 1.2GHz。 2）AMD Athlon（Thunderbird 核心，即雷鸟）速龙处理器为了和 Pentium Ⅲ Coppermine 争夺市场，AMD 及时推出了 K7 的更新版本“雷鸟” 。它采用了新的 Socket A 架构（即 Socket 462），0.18μ m 工艺，128KB L1 Cache，256KB 全速 L2 Cache，超标量体系结构的浮点引擎，200/266MHz 的系统总线，增强的 3Dnow!指令集，比以 Coppermine 为核心的 Pentium Ⅲ还略胜一筹。目前市场上已经见不到它的身影了。 3）AMD Athlon XP 系列 CPU 2001 年 10 月，AMD 推出了 Athlon XP CPU。这里 XP 即为 eXtra Performence，意思是比以往的 K7 提供了额外的性能。它采用 Palomino 核心，使用 0.18μm 铜布线工艺制造，共集成了 3 750 万的晶体管，128KB 一级缓存、256KB 二级缓存，工作电压为 1.75V，采用 Socket A 架构，首次采用 OPGA（Organic Pin Grid Array）封装。为了竞争，2002 年，AMD 推出了采用 0.13μm 工艺、Thoroughbred 核心的 Athlon XP 处理器，其性能较 Palomino 核心的 Athlon XP 处理器有较大提高，发热量也得到了改善。在推出 Athlon 2 200+后，AMD 又推出了以 Thoroughbred 为核心的 Athlon XP 1 700+到 2 700+等款式的处理器。接着，又推出了 Barton 核心的 Athlon XP 处理器，其中最新一款为 Athlon XP 3 200+（这里的 3 200+意思是与主频为 3 200MHz 的 Pentium 4 处理器的性能价格相当），它仍采用 Socket A 架构、主频为 2.2GHz、前端总线频率 400MHz、外频 200MHz、倍频数为 11、512KB 二级缓存、核心电压 1.65V、支持 3Dnow!和多媒体指令集，性能相当出色。Athlon XP 系列 CPU 是 AMD 公司的主流 CPU。 4）AMD 新型 CPU（AMD 速龙 64 和 AMD 速龙 64 FX）最近，AMD 公司首次推出了基于 64 位平台的 K8 系列的 Athlon 64 FX-51 和 Athlon 64 3 200+两款新型 CPU。其中前者的性能更强些，两者均采用 Socket 754 架构。处理器架构的工作频率为 2.0GHz。AMD 速龙 64 FX-51 处理器支持高性能的 32 位和 64 位计算，128 位集成的 DDR 内存控制器，最大可达 6.4GB/s 的内存带宽，支持 PC3200*、PC2700、PC2100 和 PC1600 DDR SDRAM TM 内存，超过 4GB 的寻址能力，采用 HyperTransport 技术可提高带宽并减少 I/O 瓶颈，提高系

第3章

系统板、CPU 与内存

统带宽和降低系统延时，可提供 1.6GHz 的系统前端总线频率、带宽可高达 6.4GB/s，从而可提供 12.8GB/s 的系统总带宽，将普通的 SSE/ SSE2 寄存器的数量增加了一倍，同时通过专业 3DNow！技术和 SSE2 技术改进了多媒体处理，具有 64KB L1 指令缓存、64KB L1 数据缓存和 1MB L2 缓存，从而提高了总体系统性能及多任务处理效果。 5）AMD Duron（毒龙或称钻龙）系列 CPU 毒龙是 AMD 公司对抗 Intel Celeron 系列处理器的低端产品。开始的毒龙的内核结构与雷鸟完全相同，只是二级缓存从 256KB 减到 64KB；接着采用了与 Athlon XP 相同的 Palomino 核心，两者的外频均为 100MHz。目前较流行的是以 AppleBred 为核心的毒龙，比如 Duron 1800、Duron 1600、Duron 1400 等，特点是 0.13μm 工艺、二级缓存 64MB、前端总线频率 266MHz、外频 133MHz、 CPU 核心频率分别为 1.8/1.6/1.4GHz，性能价格比相当不错。 3．Cyrix、IDT 等公司 CPU 简介 Cyrix 公司生产的 CPU 有 6x86、MⅡ、MMX-Media GX 和新一代处理器 Jalapeno 等产品。而 IDT 公司生产的处理器有 WinChip 2、WinChip 3、WinChip 4 等。这些 CPU 也各有特点。

3.2.2

内存

内存是微型计算机系统最重要的资源之一。目前，CPU 的速度越来越快，其主频已接近或超过 3GHz，而主存的工作频率一般在 100~400MHz 左右，因此，内存速度过低已成为计算机速度和性能进一步提高的瓶颈（Bottleneck）。目前，个人 PC 主流内存的配置已是 128MB、256MB、 512MB 以上。 1．内存简介我们已经知道，内存可分为 RAM、ROM、PROM、EPROM 等种类。其中 RAM 又可分为 DRAM（Dynamic Random Access Memory）即动态随机存取存储器，SRAM（Static RAM）即静态随机存取存储器。其中动态 RAM 是靠 MOS 电路的栅极电容来存储信息的，由于电容上的电荷会泄漏，需定时充电，需要设置刷新电路。而静态 RAM 是靠双稳态触发器来记忆信息的，不需刷新电路。但由于动态 RAM 比静态 RAM 的集成度高、功耗低、成本低，适于作大容量的主内存，而静态 RAM 由于集成度相对较低、功耗大、成本较高，一般用来作 L1 Cashe、L2 Cashe、CMOS 存储器等。另外，内存还用于 ROM BIOS 芯片、显示卡、声卡、网卡等部件中，用于充当设备缓存或保存固定的程序和数据。 2．DRAM、EDO DRAM 与 SDRAM RAM 按照制造工艺的不同，又可分为一般的 DRAM、EDO DRAM 和 SDRAM 等几种。 DRAM 即动态随机存取存储器，它使用同一电路来存取数据，所以其存取时间要有一定的时间间隔，这限制了它的存取速度。另外，DRAM 的存储地址空间是按页组织的，当换页访问时将会占用 CPU 额外的时钟周期。为了提高存取速度，随后发展了快速页模式（Fast Page Mode）的 DRAM 技术，称为 FPM DRAM。从 50nsFPM 内存进行读操作，理想化的情形是一个以 6-3-3-3 形式安排的突发式周期（6 个时钟周期用于读取第一个数据元素，之后每 3 个时钟周期用于读取后面 3 个元素）。DRAM 的接口多为 72 线的 SIMM 类型。SIMM 是 Single In-line Memory Module 的缩写，即单列直插式内存模块。72 线的 SIMM 内存条的工作电压为 5V。 EDO DRAM 是对 FRM DRAM 的改进。EDO（Extended Data Out）即扩展数据输出，有时也称

3.2

CPU 与内存

为超页模式（Hyper Page Mode）。它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期间的时间间隔，因而速度更快，其理想化的读周期时钟安排为 6-2-2-2 或更快。EDO DRAM 内存条既有采用 72 线 SIMM 接口的（如图 3-2-8 所示），也有采用 168 线 DIMM（Dnal in-Line Memory Module，即双列直插式内存模块）接口的。目前以后者居多。

图 3-2-8

72 线 SIMM 接口的 EDO DRAM

SDRAM（Synchronous DRAM），即同步动态随机存取存储器。SDRAM 与 DRAM 有很大区别，它使用同一个时钟周期即可完成数据的读写和刷新，即以同一个周期、相同的速度进行同步的工作，从而使数据传输速率大大提高。SDRAM 通常可以工作在 5-1-1-1 100MHz 状态下。SDRAM 内存条一般都采用 168 线 DIMM 接口，并且其工作电压除了少数为 5V 外，多数为 3.3V。如图 3-2-9 所示为 168 线的 SDRAM 内存条和主板上的 4 组 DIMM 内存条插槽。

图 3-2-9

168 线 DIMM 插槽（上）和 SDRAM 内存条（下）

在 486 以前的 PC 机中，DRAM 内存条多采用 30 线的 SIMM 接口，而在 Pentium 5x86 中更多的是采用 72 线的 SIMM 接口，目前一般都采用 168 线的 DIMM 接口。 3．有关内存的技术指标内存的主要技术指标包括引脚（线）数、容量与位数、速度、奇偶校验等。 1）引脚数引脚数即内存模块的接口类型，如前所述，有 30pin、72pin 和 168pin 等。 2）容量与位数内存容量直接关系到系统的整体性能，内存数据总线的位数决定一次传输数据的能力。内存条通常有 8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB、512MB 或更高。而 128MB、256MB、512MB 的内存是当前的主流配置。 3）速度速度一般是指内存条芯片的存取时间，它是内存的另一个重要指标。内存的速度一般以纳 –9 秒（ns）即毫微秒为单位来度量，1ns=10 s，这个数值越小速度越快，但价格也越贵。一般 EDO DRAM 的速度为几十纳秒，而符合 PC-100 规范的 SDRAM 通常在 8nm 以下。

第3章

系统板、CPU 与内存

需要指出，一个 8ns 的内存条的最高频率为 1/8ns=125MHz，其额定可用频率（GUF）应下调一些，为 112MHz；一个 7ns 的内存条的最高频率为 143MHz，其额定可用频率为 133MHz。即 7ns 的内存条在 133MHz 的主板外频下将会稳定可靠地工作。 4）ECC 校验在 SDRAM 内存条中，若单面有 9 颗 SDRAM 芯片，其中多出的 1 颗就是用于 ECC（Error Correction Code）错误纠正代码。由于成本的原因，目前在市场上仍然很少见到带 ECC 的 SDRAM 内存条。 4．高速动态内存 RDRAM RDRAM（Rambus DRAM）是由 Rambus 公司所开发的高速 DRAM。RDRAM 有两种，一种是基于 base/concurrent RDRAM，其频率高达 600MHz，最大数据传输速率为 600MB/s，数据宽度为 8 或 9 bits，传输效率为 60%，电压 3.3V。另一种是基于 direct 的 RDRAM，其频率高达 800MHz，最大数据传输速率为 1.6GB/s，数据宽度为 16 或 18 bits，传输效率为 95%～100%，电压为 2.5/1.8V。 RDRAM 已经用在图形加速卡的显存、视频游戏机等处。Intel 公司的 i850 芯片组即支持 RDRAM。如三星公司出品的 256KB 的 PC-800/RDRAM 内存条，其主频为 800MHz、184 引脚、1.8V 电压、传输标准为 PC800、BGA 封装，由于采用了 Rambus 技术，即在工作周期的上下沿都传输数据，使其带宽可达到 3.2GB/s。由于 RDRAM 内存条比 DDR 的价格高，所以目前支持 RDRAM 的芯片组不多，属于高端产品。 5．主流内存 DDR SDRAM DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM）即双数据传输率同步动态随机存储器。它是在 SDRAM 的基础上，采用延时锁定环（Delay-1ocked Loop）技术提供数据选通信号对数据进行精确定位，在时钟脉冲的上升沿和下降沿都可传输数据（而不是第一代 SDRAM 仅在时钟脉冲的下降沿传输数据， “DDR”即是“双数据率”的意思），这样就在不提高时钟频率的情况下，使数据传输率提高一倍。与普通的 PC133 SDRAM 相比，RDRAM 所提供的记忆体频宽要高出 60%左右，具有绝对的优势；不过 DDR SDRAM 却可以将现有记忆体频宽提高两倍。与 RDRAM 一样，DDR SDRAM 并非按照实际的工作频率，而是以理论传输速率标准进行划分。RDRAM 包括 PC600、PC700 以及 PC800 3 种不同类型，目前可以实现的最大理论值 3.2GB/s。而 DDR SDRAM 则分 PC1600、PC2100、PC2700、PC3200、 PC3700 等多种。其中，运行在 333MHz 的 DDR333（实际相当于 667MHz）下的 PC2700 DDR SDRAM 的速度已非常接近 RDRAM。如图 3-2-10 所示为一款富豪 512MB（PC3700/DDR466/CSP）内存条，其主频为 466MHz，符合 PC3700 规范，带宽为 3.7GB/s，电压为 2.6V。

图 3-2-10

富豪 512MB（PC3700/DDR466/CSP）内存条

DDR 内存推出之后，各大主板厂商也纷纷推出了支持 DDR SDRAM 的主板或共享 SDRAM 与 DDR

3.2

CPU 与内存

SDRAM 内存的主板。需要指出，DDR 和 SDRAM 两种存储体模组并不兼容。168 针的 SDRAM DIMM 我们已经使用很长一段时间，虽然 DDR SDRAM DIMM 的长度与其完全一样，但是却使用了 184 个针脚，电压上也由 3.3V 调低至 2.5V 左右。最重要的是，生产 SDRAM 的厂家，只要稍改一下生产技术，即由 SDRAM 提升至 DDR SDRAM，完全不会耽误生产，加上生产成本也不会因此而提高。故此，DDR SDRAM 继 SDRAM 之后，已成为业界新标准。预计，下一代 DDR 技术将是 DDRⅡ。据说 DDRⅡ将基于 4 倍率 QDR 技术，即每个时钟周期能进行 4 次数据传输。不久将会有 DDRⅡ400、DDRⅡ533、DDRⅡ667 等多个规格，并将具有 200 pin、 220 pin、240 pin 3 种 DIMM 接口，采用 0.13μm 或 0.09μm 工艺，电压仅为 1.8V。由于内存更新过快让内存厂商受损，加之 DDR 标准过多会让市场混乱，所以 JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council，电子元件工业联合会）强制将 DDRⅡ定在 2004 年开始进入市场。JEDEC 是由生产厂商们制定的国际性协议，主要为计算机内存制定。工业标准的内存通常指的是符合 JEDEC 标准的一组内存。 6．内存规范与标识规范目前的主流内存为 PC100 SDRAM、PC133 SDRAM、PC150 SDRAM 等。其中 PC100 SDRAM 是指符合 PC100 规范的内存，而 100 是指工作频率为 100MHz。 1）PC100 规范简介系统的工作频率越高，对设计和制造的要求也越严格。如果工作频率达到或超过 100MHz，由于这已是无线电频率中的甚高频 VHF，因此芯片的引脚、印刷电路板上连接各电子元件的导线都会发射一定频率的电磁波，于是在设计时就需加以考虑，以便设计出合格的系统。为了设计和制造 100MHz 工作频率的系统，Intel 公司推出了 PC100 兼容性规范，得到多数内存生产厂商的支持。PC100 规范定义了严格的电气指标，保证符合这个规范的产品能够可靠兼容地工作。 PC100 SDRAM 内存规范包括内存的技术性能、内存条 PCB 板的规定、内存条设计的工作环境的规定等。下面仅就 PC100 规范的内存技术性能加以简述。 ① CAS 等待时间 CAS 等待时间是指当一个读命令在时钟上升沿发出到数据在输出端可以提供的延时。该值一般为 2 或 3 个时钟周期。该值为 2 的芯片在相同的工作频率下比该值为 3 的芯片速度更快，性能更好。 ② 10ns 以内的时钟周期（CAS=2） PC100 的 SDRAM 内存条要求在主板时钟频率设置为 100MHz，并且在主板 BIOS 设置中 CAS 选项设置为 2 时，该内存条仍能稳定地与 100MHz 外频同步工作。这就要求 PC100 内存条的时钟周期必须在 10ns 以内。比如，一个 8ns 的 PC100 SDRAM 内存条，其稳定工作频率是 125MHz，额定可用频率是 112MHz，在 100MHz 频率下自然会稳定地工作，也是超频的好料。 ③ ECC 校验与纠错 PC100 要求内存条应有 ECC（Error Correction Code），但目前市场上仍很少见到带 ECC 的内存条，因为带 ECC 的内存条需增加一颗专门用于校验与纠错的芯片，这将增加成本、减少销路。以单面 SDRAM 内存条为例，单面有 8 颗芯片的不带 ECC，单面有 9 颗芯片的就是带 ECC 的 SDRAM 内存条。 ④ SPD 系列存在检测

第3章

100

系统板、CPU 与内存

SPD（Serial Presence Detect）即系列存在检测，是 SDRAM 内存条的新规范。即在内存条上靠右边增加一颗 8 引脚的 EEPROM 芯片，生产时将该内存条的基本信息写入该 EEPROM 中。于是，使 PC 系统的 BIOS 能够通过检测该 SPD 知道该内存条的基本信息，从而可正确地识别和驱动它，以使系统稳定可靠地运行。 2）PC100 的标识规范 PC100 规范没有定义标识 PC100 内存的标识规范，所以各内存生产厂商沿用自己的方法标记内存条，由于没有统一的性能指标注解，这给我们识别内存造成很大困难。好在符合 PC100 兼容规范的内存，需注明 Intel 定义的产品号。一般 PC100 SDRAM 内存条的产品号（P/N）可表示为： PCx-abc-def 其中： x：工作频率，以 MHz 为单位。 a：最小 CAS 等待时间，用时钟数来表示，一般是 2 或 3。 b：最小 tRCD（RAS 相对 CAS 的延时），以时钟数来表示，一般是 2。 c：最小 tRP（RAS 充电时间），以时钟数来表示，一般是 2。 d：最大 tAC（相对时钟下沿的数据读取时间），一般是 6 或 6.5ns，6ns 一般是最优的。 e：SPD 版本号。所有 PC100 SDRAM 内存条上都有 EEPROM，用来记录内存条的结构、工作模式等基本信息，其内容记录是标准化的，而记录版本在不断更新。此处应注明内存条符合 Intel 公司的 PC100 Version 1.2 等。 f：保留，其值为 0。于是，一个典型的 PC100 SDRAM 内存条应注明： PC100-322-620 即：CAS 等待时间=3CLK，tRCD=2CLK，tRP=2CLK，tAC=6ns，SPD Rev=1.2 但实际上完全这样标注的内存条并不多，有的只标注 PC100。

3.3

BIOS 与 CMOS

BIOS（Basic Input Output System）即基本输入输出系统。它是固化到 ROM 芯片中的一组程序，是操作系统的公共部分，有一些直接操纵硬件的基本输入输出子程序等组成，它是硬件与软件程序间的接口。目前流行的是 Flash BIOS，即快闪 BIOS，它是将 BIOS 程序和系统数据存放在一片 EEPROM 芯片中，其特点是 BIOS 升级十分方便。

3.3.1

BIOS 的功能

BIOS 主要有 3 方面的基本功能：自检及初始化、程序服务和硬件中断处理。 1．自检及初始化该功能负责启动计算机。包括 POST（Power-On Self-Test）加电自检，即检测计算机各硬件设备如 CPU、内存、键盘等，如发现严重问题立刻停机；对于非严重故障会给出提示或声音报警信号，并等待用户处理。如未发现问题，则开始进行初始化，包括创建中断向量、设置寄存

3.3

BIOS 与 CMOS

101

器、对一些外部设备进行初始化和检测等，其中很重要的一部分是读取 CMOS 中设置的 BIOS 参数，并和实际硬件配置进行比较。初始化完成后，将把 BIOS 中的引导程序调入内存，由它控制将引导磁盘的主引导记录读入内存，再由主引导记录将操作系统装入计算机。 2．程序服务 BIOS 直接与计算机的 I/O 设备打交道，通过特定的端口发出命令，发送或接收各种外部设备的数据，实现软件程序对硬件的直接操作。 3．设定中断通过 BIOS 可以设定各硬件设备的中断号，对应每一个中断号，在 BIOS 中都有相应的中断服务程序。当用户发出使用某个设备的命令后，CPU 就根据中断号转去执行 BIOS 中的相应中断服务程序，驱动该硬件设备完成所需的操作。由以上叙述可见，要使计算机能稳定可靠地工作就应根据实际连接的硬件对 BIOS 的有关参数进行正确设置。在 BIOS 芯片中有一个 BIOS 参数的设置程序，运行它即可以进行参数设置。但是，BIOS 芯片是只读存储器，所以设置的参数需另外存储在一个称为 CMOS 的芯片中。CMOS 是一个静态随机存储器，其中保存了硬件配置的有关参数和 RTC 实时时钟等，关机时有一个后备电池供电，以防信息丢失。所以，对 BIOS 的参数设置，实质上也就是修改 CMOS 中的参数值，因此又称为 CMOS 参数设置。下面就以 Award BIOS 为例介绍这些参数的设置方法。

3.3.2

运行 BIOS 中的 SETUP 程序设置 CMOS 参数

此处以华硕 P4PE 主板为例介绍 Award BIOS 的设置方法和使用技巧。在开机、系统复位或热启动时，按下 Del 键即可执行 BIOS 中的设置（SETUP）程序，并显示如图 3-3-1 所示选单式的界面供用户进行设置。该界面标题栏的下方共提供 5 个选单： “Main” 选单，系统基本设置，例如系统时间、日期与磁盘驱动器种类，设定开机密码、进入 BIOS 密码等等；“Advanced”选单，可对 CPU、内存、AGP、PCI、等进行设置；“Power”选 Main

AwardBIOS Setup Utility Advanced Power Boot Exit

System Time [ 06:30:45 ] System Date [ 08/28/2003 ] Legacy Diskette A [ 1.44M，3.5 in. ] Floppy 3 Mode Support [ Disabled ] ►Pr i ma r yMa s t e r ►Pr i ma r ySl e v e ►Se c o nda r yMa s t e r ►Se c o nda r ySl e v e ►Ke y bo a r dFe a t ur e s Language Supervisor Password User Passward Halt On Installed Memory F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

Item Specific Help

〈Enter〉to select field: 〈+〉，〈-〉to change value.

[Aut o] [Aut o] [Aut o] [Aut o]

[ English (US) ] [ Disabled ] [ Disabled ] [ All Errors ] 512MB

Select Item -/+ Select Menu Enter

图 3-3-1

Change Value Se l e c t► SubMenu

Main（主）选单

F5 Setup Defaults F10 Save and Exit

102

第3章

系统板、CPU 与内存

单，电源管理模式设置； “Boot”选单，开机引导磁盘设置； “Exit”选单，退出 BIOS 设置程序。使用左右方向键移动选项，可切换至另一个选单画面。在该界面右边给出了当前所选项目的操作和功能提示，该界面的最下方是操作按键的提示。选单中给出了各个设置选项，其中有“►” 的选项将调出次选单。下面将详细介绍各选单功能的设置方法。 1．主选单（Main Menu）的设置如图 3-3-1 所示的主选单项用于设置基本的 CMOS 参数，包括日期、时间、硬盘、软盘、显示器、出错停机等参数的设置。下面就详细说明各参数的设置方法。 1）System Time（系统时间）该选项用于设置系统时间，格式为：时（00～23）：分（00～59）：秒（00～59）。可以使用 Tab 键或 Tab+Shift 组合键切换时、分、秒的设定，直接输入数字。 2）System Date（系统日期）该选项用于设置系统日期，格式为月/日/年。范围：月（1～12）、日（1～31）、年（00～ 79）。 3）Legacy Diskette A（传统塑料磁盘 A）该选项用来设置软驱 A 的类型。可以设置的值有“360KB，5.25 in（英寸） ”； “1.2MB，5.25 in”；“720KB，3.5 in”；“1.44MB，3.5 in”；“2.88MB，3.5 in”以及“None”等。可用“+” 或“-”键改变设置，下同。 4）Floppy 3 Mode Support（设置日本标准软驱）该选项可以设置为“Enabled”和“Disabled”。即是否将软驱设置为“1.2MB,3.5 in”的日本标准的软驱。缺省值为“Disabled”。 5）Language [English (US) 这个功能可以更改 BIOS 设置画面所显示的语言。 6）Supervisor Password/User Password （超级用户口令/用户口令）用户口令只能开机使用机器，不能进入 BIOS SETUP 设置程序。而超级用户口令是系统管理者密码，两者均可进入。将高亮度光标移到该选项处，按下 Enter 键即可设定密码。输入密码之后按下 Enter 键，再输入一次密码确认密码输入是否正确，然后按下 Enter 键，即完成了密码的设置。口令可以输入最多 8 个英文字母或数字，英文字母不分大小写，但符号及其他键不予识别。若取消密码，将高亮度光标移到该选项处按下 Enter 键，不输入任何密码再按下 Enter 键，即可取消密码功能设定。 7）Halt On（设置引起当机的错误）该选项设置当出现什么错误时停机。设定值有： “All Errors”（所有错误）、“No Error” （没有错误）、 “All but Keyboard” （除了键盘外的所有错误）、 “All but Disk” （除了磁盘外的所有错误）、“All but Disk/Keyboard”（除了磁盘或键盘外的所有错误）。 8）Installed Memory 该选项显示系统开机时检测到的内存容量，此项不能修改。 9）“Primary & Secondary Master/slave”次选单的设置这里仅就 Primary Master（第一个主盘）的设置方法进行介绍，其他 3 个类似。在图 3-3-1 的主选单中，将光标移至“►P ri ma ryM as te r[A ut o]”选项并按 Enter 键，即可调出如图 3-3-2

3.3

BIOS 与 CMOS

103

所示的“Primary Master[Auto]”次选单。下面介绍该次选单中各选项的设置方法。 AwardBIOS Setup Utility

Main Primary Master

[Auto ]

Type

[ Auto ]

Cylinders Head Sector CHS Capasity Maximum LBA Capacity

[

Multi-Sector Transfers SMART Monitoring PIO Mode ULTRA

[ Maximum ] [ Disabled ] [4] [ Disabled ]

F1 ESC

Help Exit

↑↓ ←→

1024 ] [ 255 ] [ 63 ] 8422MB 25590MB

Select Item Select Menu

-/+ Enter

Item Specific Help 〈Enter〉to select the type of the IDE drive. [User Type HDD] allows you to set each enter on your own. WARNING：Ultra DMA mode 3/4/5 can be enabled only when BIOS detects shielded 88-pin cable

Change Value Se l e c t► SubMe nu

F5 Setup Defaults F10 Save and Exit

图 3-3-2 “Primary Master[Auto]”次选单

（1）Type [Auto] Type 选项用来设置 IDE 设备的类型。可设置的参数有 “Auto” （自动检测）、 “User Type HDD” （用户自己设置 HDD 设备类型）、 “CD-ROM” （设置 IDE 接口光盘驱动器）、 “LS-120” （设置 LS-120 兼容软盘驱动器）、 “Zip” （设置 Zip 兼容软驱）、 “Mo” （设置 IDE 接口磁光盘驱动器）、 “Other ATAPI Device”（设置其他未列出的 IDE 接口设备）、“None”（没有或删除该 IDE 设备）。如果“Type”选项设置为“Auto” ，系统会自动检测内建的 IDE 硬盘及其相关参数，若检测成功，则将其参数值显示在次选单里。若检测失败，或者自动检测功能所检测出来的参数值与硬盘的参数不一致，则该选项应设置为“User Type HDD”，以便手动设置硬盘参数。如果“Type”选项设置为“User Type HDD” ，此时的次选单将变成如图 3-3-3 所示的形式。此时若将“Translation Method”选项设置为“Manual”（手动设置），则用户可以自行输入磁盘柱面(Cylinder)数、读写磁头(Head)数以及硬盘每一磁道的扇区(Sector)数。当然，输入的数值必须和硬盘的参数一致，否则将无法识别硬盘。（2）Translation Method [LBA] 该选项用来设置 IDE 硬盘的使用模式。设置值有：“LBA”、“Large”、“Normal”、“March Partition Table” 、 “Manual” 。其中“LBA” （Logical Block Addressing）是逻辑块地址模式，容量在 528MB 以上，且支持 LBA 的硬盘都应选“LBA”； “Large”是大硬盘模式，该模式不太常见，它只用在 MS-DOS 之下，一般支持最大 1GB 的硬盘； “Normal”是普通模式，是原有的 IDE 方式，在这种方式下访问硬盘时，BIOS 和 IDE 控制器对参数不做任何转换，528MB 以下的硬盘用“Normal”；“March Partition Table”是主分区表模式，“Manual”是手动设置硬盘参数模式。

第3章

104

系统板、CPU 与内存

（3）Cylinders AwardBIOS Setup Utility

Main Primary Master Type Translation Method

[User Type HDD ]

[ User Type HDD ] [ LBA ]

Cylinders [ 1024 ] Head [ 255 ] Sector [ 63 ] CHS Capasity 8422MB Maximum LBA Capacity 25590MB Multi-Sector Transfers SMART Monitoring PIO Mode ULTRA

F1 ESC

Help Exit

↑↓ ←→

[ Maximum ] [ Disabled ] [4] [ Disabled ]

Select Item Select Menu

-/+ Enter

Change Value Se l e c t► SubMe nu

F5 Setup Defaults F10 Save and Exit

图 3-3-3 “Primary Master[ User Type HDD]”次选单

该选项用来设置硬盘的柱面(Cylinder)数。若要手动输入参数，应选择“User Type HDD”，而“Translation Method”选项则必须设置为“Manual”（手动）。（4）Head 该选项用来设置硬盘的读/写磁头数。（5）Sector 该选项用来设置硬盘每一磁道的扇区(Sector)数。若要手动输入参数，应选择“User Type HDD”，而“Translation Method”选项则必须设置为“Manual”（手动）。（6）CHS Capacity 该项用来显示硬盘的 CHS 容量。硬盘容量的计算是以 CHS 定址方式获得，基本上是柱面数（C）、磁头数（H）和每个磁道的扇区数(S)相乘的结果。（7）Maximum LBA Capacity 该项会显示硬盘的 LBA 最大容量，利用逻辑块地址（LBA）方式可以突破早期硬盘 528MB 的容量限制。BIOS 将根据用户所输入的硬盘信息来计算出 LBA 的最大容量。（8）Multi-Sector Transfers [Maximum] 该选项用于设置 IDE 硬盘的块模式的每块扇区数。块模式是指在每次中断时都传送一块数据，这样可提高硬盘访问速度。大部分 IDE 硬盘都支持这个功能。该项可自动设置，但所获得的数值未必是该硬盘最快的设置。可以参考硬盘厂家提供的信息再做最佳的设置。若要改变这个设置值，应选择“User Type HDD”项目，设置值有： “Disabled” 、 “2 Sectors” 、“4 Sectors” 、 “8 Sectors”、“16 Sectors”、“32 Sectors”和“Maximum”。（9）SMART Monitoring [Disabled] 该选项用于设置是否启用硬盘自我检测功能。S.M.A.R.T.，即 Self-Monitoring，Analysis

3.3

BIOS 与 CMOS

105

and Reporting Technology（自我监控，分析和报告技术），该技术可用来监控硬盘温度、转速、剩余空间等参数。该选项默认值为“Disabled” ，因为该功能所使用的多项资源会降低系统的性能。设置值有“Disabled”和“Enabled”。（10）PIO Mode[4] 该选项用于设置硬盘的可编程输入/输出模式（PIO Mode，Programmed Input/Output Mode），它可以有效提高系统与 IDE 硬盘控制器之间的传输速度，Mode 0 到 Mode 4 依次代表传输效能的递增。设置值有：“0”、“1”、“2”、“3”、“4”。（11）ULTRA [Disabled] ULTRA DMA 能够提高 IDE 兼容设备的传输速度以及信息的完整性，如果设置为“Disabled” ，将会关闭该功能。要修改该选项，应将“Type”选项选择为“User Type HDD” 。设置值有： “0”、 “1”、“2”、“3”、“4”、“5”和“Disabled”。 10）键盘特性“Keyboard Features”次选单的设置在图 3-3-1 的主选单中，将光标移至“►Ke yb oa rdF eat ur es ”选项并按 Enter 键，即可调出如图 3-3-4 所示的“Keyboard Features”次选单。下面介绍该次选单中各选项的设置方法。 AwardBIOS Setup Utility

Main Keyboard Features Boot Up NumLock Status Keyboard Auto-Repeat Rate Keyboard Auto-Repeat Delay

F1 ESC

Help Exit

↑↓ ←→

Select Item Select Menu

图 3-3-4

Item Specific Help [ On ] [ 6/Sec ] [ 1/4 Sec ]

-/+ Enter

Select Power-on state for Numlock

Change Value Se l e c t► SubMe nu

F5 Setup Defaults F10 Save and Exit

“Keyboard Features”次选单

（1）Boot Up Numlock Status[On]（上电引导键盘数字锁状态）该选项用来设置当系统开机时是否要让键盘上的 NumLock 灯点亮，设定值有“Off” （熄灭）、 “On”（点亮），默认为“On”。（2）Keyboard Auto-Repeat Rate [6/Sec]（键盘自动重复速率）使用此选项可设置系统按键重复的速率。缺省值为“6/Sec” ，即每秒 6 个字符。可以设置的值有：“ 6/Sec ”、“ 8/Sec ”、“ 10/Sec ”、“ 12/Sec ”、“ 15/Sec ”、“ 20/Sec ”、“ 24/Sec ”、 “30/Sec”。该值越大，按键重复速率就越高，建议设置为“30/Sec”。（3）Keyboard Auto-Repeat Delay [1/4 Sec]（键盘自动重复延迟）该选项用于设置两个按键字符之间的延迟时间，其设置值可为“1/4 Sec”、 “1/2 Sec”、 “3/4 Sec”、“1 Sec”，建议设置为“1/4 Sec”（缺省值），即四分之一秒。 2．高级选单“Advanced”的设置 1）CPU Speed [Manual]

第3章

106

系统板、CPU 与内存

当主板设置为 jumperfree 模式时，可以选择中央处理器的内部运行频率。若要自行设置处理器的倍频与外频，可该选项设置为“Manual” ，再手动设置接下来的两个选项。使用过高的频率值有可能会导致系统当机。 2）CPU Frequency Multiple（CPU 倍频） CPU 的运行时钟频率（CPU Speed）等于倍频与外频的乘积。当“CPU Speed”选项设置为 “Manual”时，此选项可用于设置倍频。该选项仅对未锁频的中央处理器才能设置。 3）CPU External Frequency（MHz）（CPU 外频）该选项用来设置 CPU 的外频值。只有当“CPU Speed”选项设置为“Manual”时，本选项才能手动设置。如图 3-3-5 所示，倍频设置为“13×” ，外频设置为“100MHz” ，则 CPU 的运行时钟频率为：100MHz×13=1 300MHz=1.3GHz。 AwardBIOS Setup Utility

Main

Advanced Advanced

Power

CPU Spead CPU Frequency Multiple CPU External Frequency（MHz） Memory Frequency AGP/PCI Frenquency Setting CPU Vcore Setting CPU Vcore DDR Reference Voltage AGP VDDQ Voltage CPU Level 1 Cache CPU Level 2 Cache BIOS Update PS/2 Mouse Function Control USB Legacy Support OS/2 Onboard Memory > 64M

Boot [ Manual ] [ 13x ] [ 100 ] [ Auto ] [ Auto ] [ Auto ] [ 1.750V ] [ Auto ] [ Auto ] [ Enabled ] [ Enabled ] [ Enabled ] [ Auto ] [ Auto ] [ Disabled ]

►Chi pCo nf i g ur a t i o n ►I / ODe v i c eCo nf i g ur a t i o n ►PCICo nf i g ur a t i o n F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

Select Item -/+ Select Menu Enter

Exit Item Specific Help

To make changes to the first 4 fields, the motherboard must be set to jumperfree mode. To set the following 2 fields,the CPU speed must be set to [ Manual ]. If the frequency multiple or bus frequency are adjusted to high,the system may hang. Please turn off t hes y s t e ma ndt he n r e s t a r tt os e tt heCPU s e t t i ng s .

Change Value F5 Setup Defaults Se l e c t► SubMe nu F10 Save and Exit

图 3-3-5 “Advanced”选单

4）Memory Frequency [Auto]（存储器频率）该选项用来设置是否要让存储器的时钟频率与系统时钟频率同步。弹出式选单内的设定值会根据上一选项“CPU External Frequency（MHz） ”的设定而改变。设置值有“Auto” 、 “266MHz” 、 “355MHz”、“333MHz”等。 5）AGP/PCI Frequency Setting [Auto]（AGP/PCI 频率设置）该选项的设置值有“Auto”、“Manual”。当设置值为“Auto”，本选项能自动选择 AGP/PCI 的频率，提高系统的效能与超频的能力；如果设置为“Manual” ，则可手动调整 AGP/PCI 的频率。如设置为“Manual”，“AGP/PCI Frequency（MHz）”的选项才会出现。 6）AGP/PCI Frequency（MHz）[66.66/33.33] 该选项只有在“AGP/PCI Frequency Setting”设置为“Manual”时才会出现，如图 3-3-6 所示。该选项可选择较高的 AGP/PCI 频率，以获得更好的系统效能。但若选得太高，可能造成

3.3

BIOS 与 CMOS

107

系统不稳定。 7）CPU Vcore Setting [Auto]（CPU 核心电压设置） AwardBIOS Setup Utility

Main

Advanced Advanced

Power

CPU Spead CPU Frequency Multiple CPU External Frequency（MHz） Memory Frequency AGP/PCI Frenquency Setting AGP/PCI Frequency （MHz） CPU Vcore Setting

Boot [ Manual ] [ 13x ] [ 100 ] [ Auto ] [ Manual ] [66.66/33.33] [ Auto ]

Exit Item Specific Help

To make changes to the first & fields, the motherboard must be set to jumperfree mode.

图 3-3-6 “AGP/PCI Frenquency（MHz）”选项设置

当该选项设为“Manual”时，可以在下一个选项“CPU Vcore”中自行选择处理器的核心电压。建议最好保持预设值“Auto” ，这样可让系统自动决定最适当的处理器核心电压。设定值有 “Auto”、“Manual”。 8）CPU Vcore [1.500V]（CPU 核心电压）当“CPU Vcore Setting”的设定为“Manual”时，本选项可用来选择特定的处理器核心电压。而当“CPU Vcore Setting”设定为“Auto”时，则本选项值无法改变。在设置之前，必须先参考处理器的相关说明。若设置了过高的电压，则可能会损坏 CPU。 9）DDR Reference Voltage [Auto]（DDR 内存基准电压）该选项可设定 DDR SDRAM 内存的运行电压。设定值有“2.9V” 、 “2.7V” 、 “2.6V”、 “2.5V” 和“Auto”。 10）AGP VDDQ Voltage [Auto] 该选项用于设置 AGP 工作电压。设置值有“1.7V”、“1.6V”、“1.5V”和“Auto”。 11）CPU Level 1 Cache，CPU Level 2 Cache [Enabled] 这两个选项用于启用或关闭 CPU 内建的第一级和第二级高速缓存。设定值有“Disabled” 、 “Enabled”。 12）BIOS Update [Enabled]（BIOS 更新）如果该选项设置为“Enabled” ，则可以让 BIOS 为 CPU 更新其内部信息；如果这个选项设置为“Disabled”，BIOS 便不为 CPU 更新其内部。设定值有“Disabled”、“Enabled”。 13）PS/2 Mouse Function Control [Auto]（PS/2 鼠标功能控制）该选项如设置为“Auto”时，系统在开机时将自动检测 PS/2 鼠标。如果检测到了，则 BIOS 会将中断号 IRQ 12 分配给 PS/2 鼠标使用；如没检测到，则 IRQ 12 会留给其他的扩展卡使用。若设定为“Enabled” ，那么无论开机时是否检测到 PS/2 鼠标，BIOS 都会将 IRQ 12 留给 PS/2 鼠标使用。设定值有“Enabled”、“Auto”。 14）USB Legacy Support [Auto] 本主板支持通用串行接口（USB）设备。当该选项设定为预设值“Auto”时，系统可以在开机时便自动检测是否有 USB 设备存在，若有，则启动 USB 控制器；若没有，则不启动。但是若将本项目设置为“Disabled” ，那么无论是否存在 USB 设备，USB 控制器都处于关闭状态。设置

第3章

108

系统板、CPU 与内存

值有“Disabled”、“Enabled”、“Auto”。 15）OS/2 Onboard Memory > 64M [Disabled] 如果系统使用 OS/2 操作系统，而且所使用的存储器超过 64MB，那么应将此选项设置为 “Enabled”，否则应设置为“Disabled”。设置值有“Disabled”、“Enabled”。 16）“Chip Configuration”芯片组设置次选单 “Chip Configuration”芯片组设置次选单如图 3-3-7 所示，下面说明其上各选项的设置方法。 AwardBIOS Setup Utility

Advanced Chip

Configuration

SDRAM Configuration SDRAM CAS Latency SDRAM RAS to CAS Delay SDRAM RAS Procharge Delay SDRAM Active Precharge Delay SDRAM Idle Timer Memory Turbo Mode DRAM Refresh Rate Graphics Aperture Size AGP Capability Video Memory Cache Mode Memory Hole At 15-16M Delay Transaction Onboard PCI IDE USB 2.0 HS Reference Voltage F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

[ By SPD ] [ 2.5T ] [ 3T ] [ 3T ] [ 6T ] [ Infinite ] [ Disabled ] [ By SPD ] [ 64MB ] [ 4K Mode ] [ UC ] [ Disabled ] [ Disabled ] [ Both ] [ Medium ]

Select Item -/+ Select Menu Enter

图 3-3-7

Item Specific Help <Enter> to select SDRAM configuration. [ By SPD ] is recommended. [ User Defined ] allows you to set each configuration on your own.

Change Value F5 Setup Defaults Se l e c t► SubMe nu F10 Save and Exit

芯片组设置次选单

（1）SDRAM Configuration [By SPD] 该选项用于设置以下第 2 到第 5 项的最佳速度值，设定值有“User Define”、 “By SPD” 。可根据所使用的内存条而定。如设置为缺省值“By SPD” ，则通过读取内存条上的 SPD（serial presence detect 内存系列检测）芯片的内容来设定第 2～5 项（用户不能设置这些选项）。该 EEPROM 芯片保存了不可或缺的该内存条的信息，例如内存条的类型（memory type）、容量大小（size）、速度（speed）、电压（voltage）以及模组（module banks）等。如该选项设置为“User Defined”（用户定义），用户才能设置第 2～5 项的 SDRAM 参数。（2）SDRAM CAS Latency[2.5T]（SDRAM 列地址选通延迟时间） CAS 是“列地址选通” （Column Address Strobe）。只有在列地址选通之后，数据才能读出。该选项用于控制 SDRAM 列地址选通到得到正确数据所需的延迟时间，单位为时钟周期（T）。设定值有“2.5T”、“2T”、“1.5T”等。建议使用缺省值以使系统稳定。（3）SDRAM RAS to CAS Delay[3T]（内存行选通到列选通信号的延迟时间） RAS 是“行地址选通”（Row Address Strobe）。只有在行地址选通之后才能发出列地址选通信号。该选项用于设置从 RAS 到 CAS 的延迟时间，其单位为时钟周期。缺省值为“3T” 。设置值有“3T”、“2T”。建议使用缺省值以使系统稳定。

3.3

BIOS 与 CMOS

109

（4）SDRAM RAS Precharge Delay[3T]（内存行地址选通预充电时间） SDRAM 需要预充电来支持内存的读写和刷新操作，以节省时间，在此时间内不能发出其他内存操作命令。该选项用于设置 SDRAM 的预充电时间，其缺省值为“3T” 。设定值有“3T”、 “2T” 。（5）SDRAM Active Precharge Delay[6T] 该选项用来控制提供给 SDRAM 参数使用的 SDRAM 时脉周期数。设定值有“8T” 、 “7T”、 “6T”、 “5T”。（6）SDRAM Idle Timer [Infinite] （SDRAM 空闲时间）该选项用于设置 SDRAM 中已经打开的页面超过多长时间没有被访问，就将自动关闭。缺省值为“Infinite” （无限）。设定值有“Infinite” 、 “0T” 、 “8T” 、 “16T”、 “64T” 。建议维持预设缺省值“Infinite”。（7）Memory Turbo Mode [Disabled] 该选项用于开启或关闭内存的加速模式。设定值有“Disabled”、“Enabled”。（8）DRAM Refresh Rate [By SPD]（DRAM 刷新速率）设定值有“By SPD”、“15.6μs”、“7.8μs”。（9）Graphics Aperture Size [64MB]（图形窗口尺寸）该选项用于选择要对 AGP 显示图形信息使用多少存储器映射，设定值有“4MB”、“8MB”、 “16MB”、“32MB”、“64MB”、“128MB”、“256MB”，缺省值为 64MB。（10）AGP Capability [4×Mode]（AGP 性能）本主板支持传输速率最高可达每秒 1066MB 的 AGP 4×接口。由于 AGP 4×可以向下相容，所以也可以将本选项设置为“4×Mode”而在主板上使用 AGP 1×或 2×的显卡。当该选项设置为“1×Mode”时，则即使使用 AGP 4×显卡，AGP 接口仅提供最高 32/8×1×66.6=266Mbit/s 的信息传输率。设定值有 1×Mode、4×Mode 等。（11）Video Memory Cache Mode [UC]（视频存储器缓存模式）该选项用于设置视频存储器的缓存模式，设置值有“UC”和“USWC”两个。其中 USWC （Uncasheable Speculative Write Combining）是一种新的处理器视频存储器快取技术，可使数据的显示更加快速。但是，如果显卡不支持这种技术，则只能将该项设置成 “ UC ” （Uncasheable）。（12）Memory Hole At 15M-16M [Disabled]（15～16MB 内的内存管道）一些 ISA 扩展卡只能存取到 16MB 以上，而 15～16MB 是系统所使用的。如将该选项设置成 “Enabled” ，就可以将内存中的 15～16MB 的地址空间保留给 ISA 扩展卡以备其需要时使用。该项的缺省设置为“Disabled” 。注意，将该段地址空间保留给 ISA 卡会使得系统其他的部件无法利用该存储空间。设定值有“Enabled”、“Disabled”。（13）Delayed Transaction [Disabled] 该选项设定为“Enabled”时，那么当 CPU 在存取 8 位的 ISA 接口卡的信息时会释放 PCI 汇流排。在不需要 PCI 延迟处理的情况下，这一过程通常要占用约 50～60 个 PCI 时钟周期。如果所使用的 ISA 接口卡与 PCI 2.1 标准不兼容，则应将该选项设置为“Disabled”。设定值有 “Disabled”、“Enabled”。（14）Onboard PCI IDE [Both]

第3章

110

系统板、CPU 与内存

该选项用于设置 PCI IDE 接口的使用状态。可设置的值有“Primary” （可使用第一个 IDE 通道，即 IDE0）、 “Secondary” （可使用第二个 IDE 通道，即 IDE1）、 “Both” （可使用 IDE0、IDE1 两者，此为缺省设置）、 “Disabled” （禁止使用 IDE0 和 IDE1，若只有一个 SCSI 硬盘，则应选择该值）。（15）USB 2.0 HS Reference Voltage [Medium] 该选项用于设置 USB 2.0 高速传输设备基准电压。设定值有“Low”、 “Medium”、 “High” 、 “Maximum”。 17）“I/O Device Configuration”（输入/输出设备设置）次选单如图 3-3-8 所示为“I/O Dvice Configuration”次选单，下面就来介绍其上各选项的设置方法。 AwardBIOS Setup Utility

Advanced I/O

Device

Configuration

Floppy Disk Access ConTrol

[ R/W ]

Onboard Serial Port 1 Onboard Serial Port 2 UART2 Use As Onboard Parallel Port Parallel Port Mode ECP DMA Select Onboard AC97 Audio Controller Onboard Game Port Onboard MIDI I/O Speech POST Reporter

[ 3F8H/IRQ4 ] [ 2F8H/IRQ3 ] [ COM Port ] [ 378H/IRQ7 ] [ ECP+EPP ] [3] [ Auto ] [ 200H-207H ] [ Disabled ] [ Enabled ]

F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

Select Item Select Menu

图 3-3-8

-/+ Enter

Item Specific Help <Enter> to select.

Change Value F5 Setup Defaults Se l e c t► SubMe nu F10 Save and Exit

I/O 设备设置次选单

（1）Floppy Disk Access Control[R/W] 当设置为“Read Only”时，则放在软驱内的磁盘信息只能读取，无法写入任何信息。预设值“R/W”则是既可读出、又可写入。设定值有“R/W”、“Read Only”。（2）Onboard Serial Port 1 [3F8H/IRQ4]与 Onboard Serial Port 2 [2F8H/IRQ3] 这两个选项用于串行接口 COM1 和 COM@的口地址和中断号。各口必须使用不同的口地址和不同的中断号。设定值有 “ 3F8H/IRQ4 ”、“ 2F8H/IRQ3 ”、“ 3E8H/IRQ4 ”、“ 2E8H/IRQ10 ”、 “Disabled”。（3）UART2 Use As [COM Port] UART（Universal Asynchronous Receive/Transmitter）即通用异步接收发送器。一般主板上集成了两个 UART。若该选项设置为“Ir” （infrared，红外线），则 BIOS 会启动主板上的红外线传输功能，将主板上的第二个串行口 UART2 设置成支持红外线传输的设备。如果原第二个 UART 是做 COM2 的，此时 COM2 将会失去作用。缺省值为“COM Port” ，即将第二个 UART 给 COM2。（4）Onboard Paraller Port [378H/IRQ7] 该选项用于设置主板上的并口的 I/O 地址和中断号。可设置的值有“ 378H/IRQ7”、

3.3

BIOS 与 CMOS

111

“278H/IRQ5”和“Disabled”。如果设置为“Disabled”，那么会使“Parallel Port Mode”和 “ECP DMA Select”这两个选项没有作用。（5）Parallel Port Mode [ECP+EPP] 该选项用于设置并口的工作模式。可设置的选项有： ①“Normal”：正常速度的单向传输。 ②“EPP”：按 EPP 标准高速双向传输。 ③“ECC”：按 ECC 标准高速双向传输。 ④“ECP+EPP”：这是缺省值，表示同时支持 ECP 和 EPP 标准。 EPP（Enhanced Parallel Port）即增强型并行口，它是由 Intel、Xircom、Zenith 等公司开发的，用于和外设进行并行的双向通信的标准。 ECP（Extended Capabilities Port）即扩展并行口，它由 Microsoft、Hewlett-Packard 开发。它具有比 EPP 更高的速度和同样的双向通信能力，且在多任务环境下，能使用 DMA 即数据通道方式传送数据，从而提高了速度和可靠性。（6）ECP DMA Select [3]（ECP 数据通道选择）该选项只有在“Parallel Port Mode”设置为“ECP”或者“ECP+EPP”的模式时才有效。这时可设置成数据通道“3”或“1”。缺省设置为“3”。（7）Onboard AC97 Audio Controller [Auto] 该选项用来开启或关闭主板上内建的 AC97 音效控制器功能。设定值有“Disabled”、 “Auto”。（8）Onboard Game Port [200H-207H] 该选项用来设定主板内建的游戏杆接口所使用的输入/输出地址。游戏杆接口必须设定为不同的地址。设定值有“Disabled”、“200H-207H”、“208H-20FH”。（9）Onboard MIDI I/O[Disabled] 该选项用来设定主板内建的 MIDI（musical instrument digital interface，即音乐数字接口）使用的输入/输出地址。音乐数字接口必须设定为不同的地址。设定值有“Disabled”、 “330H-331H”、“300H-301H”。（10）Speech Post Reporter [Enabled] 本项目用来设置启用或关闭华硕语音上电自检播报员功能。设定值有“ Disabled”、 “Enabled”。 18）“PCI Configuration”次选单 PCI 设置次选单如图 3-3-9 所示。下面介绍其上各选项的设置方法。（1）Slot 1/5、Slot 2、Slot 3、Slot 4、Slot 6 IRQ [Auto] 以上 5 个选项可以分别设置 6 个 PCI 插槽各用哪一个中断。Slot 1 是主板上最靠近内存条的 PCI 插槽。如设置为缺省值“Auto” ，则 BIOS 将自行为 PCI 插槽分配中断号。可以设置的中断值有：“NA”、“3”、“4”、“5”、“7”、“9”、“10”、“11”、“12”、“14” 、 “15”和“Auto”等。（2）PCI/VGA Palette snoop [Disabled]（PCI/VGA 架构监听）有一些非标准架构的显示卡，如 MPEG 或是图形加速卡，也许会有颜色不精确的情况发生。将该选项设置为“Enabled”可以改善这个问题。如果使用的是标准 VGA 显示卡，可保留预设值

第3章

112

系统板、CPU 与内存

“Disabled”。设定值有“Disabled”和“Enabled”。（3）PCI Latency timer [32]（PCI 取数时间）可使用预设值“32”以让系统能发挥最佳的效能与稳定性。（4）USB 1.1 Controllers [3 Controllers] 该选项用于设置要启动的 USB 1.1 设备控制器的数目。设定值有“Disabled”和“3 Controllers”。 AwardBIOS Setup Utility

Advanced PCI Slot Slot Slot Slot Slot

1/5 2 3 4 6

Configuration

IRQ IRQ IRQ IRQ IRQ

Item Specific Help

[ Auto ] [ Auto ] [ Auto ] [ Auto ] [ Auto ]

<Enter> to select an IRQ.

PCI/VGA Palette Snoop [ Disabled ] PCI Latency Timer [ 32 ] USB 1.1 Controllers [ 3 Controllers ] USB 2.0 Controller [ Enabled ] Primary VGA BIOS [PCI VGA Card ] Onboard LAN Controller [ Enabled ] Onboard LAN Boot ROM [ Disabled ] Onboard SATA/IDE RAID Controller [ Enabled ] Onboard ATA Device First [ No ] Onboard 1394 Controller [ Enabled ] ►PCII RQRe s o ur c eExc l us i o n F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

Select Item -/+ Select Menu Enter

图 3-3-9

Change Value F5 Setup Defaults Se l e c t► SubMe nu F10 Save and Exit

PCI 设置次选单

（5）USB 2.0 Controller [Enabled] 该选项用于设定开启或关闭内建的 USB 2.0 设备控制器。如欲使用 USB 2.0 设备，可将本项目维持在预设值“Enabled”。设定值有“Disabled”和“Enabled”。（6）Primary VGA BIOS [PCI VGA Card] 如果系统中同时装有 PCI 显示接口卡与 AGP 显示接口卡时，该选项用于选择优先使用的显示卡。预设值为“PCI VGA Card”。设定值有“PCI VGA Card”和“AGP VGA Card”。（7）Onboard LAN Controller [Enabled] 该选项用来启用或关闭主板内建网络的功能。设定值有“Disabled”和“Enabled”。（8）Onboard LAN Boot ROM [Disabled] 该选项用来启用或关闭主板内建网络芯片的开机只读存储器（Boot ROM）的功能。设定值有“Disabled”和“Enabled”。（9）Onboard SATA/IDE RAID Controller 该选项用于开启或关闭主板内建 SATA/IDE RAID 控制器。设定值有 “Disabled” 和 “Enabled” 。（10）Onboard ATA Device First [No] 该选项用于设定是否让主板内建的 ATA 装置优先使用。设定值有“No”和“Yes”。

3.3

BIOS 与 CMOS

113

（11）Onboard 1394 controller [Enabled] 该选项用来启用或关闭主板内建 1394 控制器的功能。设定值有“Disabled”和“Enabled” 。（12）“PCI IRQ Resource Exclusion”次选单如图 3-3-10 所示为 PCI IRQ 资源调整次选单，该次选单上的选项都具有相同的形式： IRQ xx Reserved [No/ICU] 这些选项可以指定 IRQ 固定分配给非 PnP 的 ISA 接口卡使用。当设置成“No/ICU”时，表示将 IRQ 的分配交给 ICU（ISA Configuration Utility，ISA 设置实用程序）来设定。如果 ISA 接口卡需要固定的 IRQ，又不能给 ICU 分配，那么就要将该选项设置为“Yes” 。例如，安装了一个非 PnP 的 ISA 接口卡，它要求 IRQ 10，可以将 IRQ 10 Reserved 设置为“Yes” 。设定值有“No/ICU” 和“Yes”。 AwardBIOS Setup Utility

Advanced PCI IRQ 3 IRQ 4 IRQ 5 IRQ 7 IRQ 9 IRQ 10 IRQ 11 IRQ 12 IRQ 14 IRQ 15

F1 Help ESC Exit

IRQ Resource Exclusion

Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved

↑↓ ←→

[ No/ICU ] [ No/ICU ] [ No/ICU ] [ No/ICU ] [ No/ICU ] [ No/ICU ] [ No/ICU ] [ No/ICU ] [ No/ICU ] [ No/ICU ]

Select Item -/+ Select Menu Enter

图 3-3-10

Item Specific Help Select [Yes] if this IRQ is required by a legacy ISA card and you are not using ICU;otherwise, select [No/ICU].

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PCI IRQ 资源调整次选单

3．电源管理“Power”选单的设置电源管理选单如图 3-3-11 所示。下面就来介绍其上各选项的设置方法。

第3章

114

系统板、CPU 与内存

AwardBIOS Setup Utility

Main

Power Power

Advanced

Boot

Exit Item Specific Help

Power Management Video Off Option Video Off Method HDD Power Down ACPI Suspend To RAM

[ User Defined ] [ Suspend -> Off ] [ DPMS OFF ] [ Disabled ] [ Disabled ]

Suspend Mode PWR Button < 4 Secs

[ Disabled ] [ Soft Off ]

<Enter> to select the power saving mode.You can select [ User Defined ] to go to the suspend mode entry below.

►Po we rUpCo nt r o l ►Ha r dwa r eMo ni t o r

F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

Select Item -/+ Select Menu Enter

图 3-3-11

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电源管理选单

1）Power Management [User Defined] 该选项用于设置电源管理的工作模式，其设置值及功能如下： ①“User Define”：可由用户自行定义节电模式，这是缺省设置。 ②“Disabled”：不使用节电功能。 ③“Min Saving”：预定义的停用时间是可选择时间的最大值，如 40min。 ④“Max Saving”：预定义的停用时间是可选择时间的最小值，如 30Sec。 “Min Saving”和“Max Saving”大致相同，其功能都是系统在停止使用一段时间后将系统进入省电模式，系统将自定“doze”（打盹）、“standby”（等待）、“suspend mode”（挂起）等项目为最低值，达到最省电的目的。需要指出，应先将 APM（Advanced Power Management，高级电源管理）安装到机器中，以便系统的时间及日期等信息在省电模式下可被 BIOS 的“电源管理”进行更新。此时，在桌面任务栏的托盘中将会出现一个电源插头的小图标，通过它即可设定。 2）Video Off Option [Suspend -> Off] 该选项用于设置在何时关闭屏幕。如设置为“Suspend->Off” ，则当系统挂起时关闭屏幕，这是缺省设置。如设置为“Always On” ，则始终不关闭屏幕。设定值有“Always On”和“Suspend -> Off”。 3）Video Off Method [DPMS Off] 该选项可提供多种将屏幕关闭的方法。其设置值及功能如下： ①“DPMS OFF” ：关闭 DPMS（Display Power Management System）显示器电源管理系统，这是缺省设置。 ②“DPMS Reduce ON”：DPMS 部分打开。 ③“Blank Screen”：仅关闭屏幕显示，称为黑屏，适用于非节能型显示器。 ④“V/H SYNC+Blank” ：关闭屏幕显示，并断开显示卡传到显示器的垂直同步（V-SYNC）和水平同步（H-SYNC）信号，从而逐步关闭显示器大部分电路的电源。这种显示器的节能方式允

BIOS 与 CMOS

3.3

115

许 BIOS 控制显示卡，如果显示器不是 GREEN 的规格，只能选“Blank Screen”。 ⑤“DPMS Standby”：DPMS 等待。 ⑥“DPMS Suspend”：DPMS 挂起。 4）HDD Power Down [Disabled] 该选项用来设置硬盘停止运转到进入节电模式的时间，设定值有“Disable” 、 “1 min”、 “2 min”、“3 min”、…、“15 min”。 5）ACPI Suspend To RAM [Disabled] 该选项用来启用或关闭 ACPI Suspend To RAM 节电功能。要使用本功能，ATX 电源必须能提供至少 720mA 的电流及+5VSB 的电压。设定值有“Disabled”和“Enabled”。 6）Suspend Mode [Disabled] 该挂起模式选项用于设定系统进入省电模式的时间。设定值有“Disabled” 、 “1～2 min” 、 “2～3 min”、“4～5 min”、“8～9 min”、“20 min”、“30 min”、“40 min”、“1 hour”。 7）PWR Button < 4Secs[Soft Off] 该选项用于设置电源按钮的关机功能。有两个设置值。如设置为“Soft Off” ，则当 ATX 开关被按下不到 4 秒时，会将其当成是一般的系统关机钮。如设置为“Suspend”，则当 ATX 开关按下不到 4 秒时，系统会进入睡眠状态。无论什么设置，将 ATX 开关按下超过 4 秒时，都会将系统关机。 8）“Power Up Control”（电源启动控制）次选单在图 3-3-11 中，选择“►P owe rUpCo nt ro l ”选项并按 Enter 键，将调出“Power Up Control” 次选单，如图 3-3-12 所示。其上各选项设置如下： AwardBIOS Setup Utility

Power Power

Control

AC Power Loss Restart Wake/Power Up On Ext. Modem Power Up On PCI Card Power On By PS/2 Keyboard Power On By PS/2 Mouse Automatic Power Up

F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

[ Disabled ] [ Disabled ] [ Disabled ] [ Space Bar ] [ Disabled ] [ Disabled ]

Select Item -/+ Select Menu Enter

图 3-3-12

Item Specific Help <Enter> to select whether or not to restart the system after AC power Loss.

Change Value F5 Setup Defaults Se l e c t► SubMe nu F10 Save and Exit

“Power Up Control”次选单

（1）AC Power Loss Restart [Disabled]（交流电源掉电重启动）设置系统在电源中断之后是否重新开启或关闭。如设置为“Disabled” ，则掉电后不能重新启动。如设置为“Previous State” ，则掉电后再来电时会将系统恢复到电源未中断之前的状态。设定值有“Disabled”、“Enabled”、“Previous State”。（2）Wake/Power Up On Ext. Modem [Disabled]（外部调制解调器唤醒或电源上电）

第3章

116

系统板、CPU 与内存

该选项如设置为“Enabled”，若计算机处于软关机状态，当收到 Modem 信号时，系统将被唤醒或重新开启。如设置为“Disabled”，则是关闭这项功能。（3）Power Up On PCI Card [Disabled]（PCI 卡开机）该选项如设置为“Enabled”时，可以使用 PCI 接口的网卡等扩展卡来开机。要使用本功能， ATX 电源必须能提供至少 1A 的电流及+5VSB 电压。设定值有“Disabled”和“Enabled”。（4）Power On By PS/2 Keyboard [Disabled]（由 PS/2 键盘开机）该选项用于指定要使用键盘上的哪一个功能键来开机。要使用本功能，ATX 电源必须能提供至少 1A 的电流及+5VSB 电压。设定值有“Disabled”、“Space Bar”、“Ctrl-Esc”、“Power Key”。（5）Power On By PS/2 Mouse [Disabled] 该选项设置为“Enabled”时，可以用 PS/2 鼠标来开机。要使用本功能，ATX 电源必须能提供至少 1A 的电流及+5VSB 电压。设定值有“Disabled”和“Enabled”。（6）Automatic Power Up [Disabled] 该选项提供自动启动电源功能。可以设定特定日期或每一天的某一时间自动启动计算机。设定值有“Disabled”、“Everyday”和“By Date”。 9）硬件监控“Hardware Monitor”次选单（硬件监控）如图 3-3-13 所示为系统硬件监控次选单。（1）“MB Temperature [xxx℃/xxx F]”（主板温度）（2）“CPU Temperature [xxx℃/xxx F]”。（CPU 温度） °

AwardBIOS Setup Utility

Power Hardware

Monitor

Item Specific Help

MB Temperature CPU Temperature Power Temperature

[ 30ºC/86ºF ] 41ºC/105.5º F N/A

Q-Fan Control

[ Disabled ]

CPU Fan Speed Chassis Fan Speed Power Fan Speed

7500RPM N/A 5335RPM

VCORE Voltage +3.3V Voltage +5V +12V Voltage F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

<Enter> to switch between monitoring or Ignoring.

1.50V 3.47V 4.91V 12.09V Select Item -/+ Select Menu Enter

图 3-3-13

Change Value F5 Setup Defaults Se l e c t► SubMe nu F10 Save and Exit

硬件监控次选单

（3）“Power Temperature [N/A]”（电源温度）本系列主板具备对主板、CPU、电源的温度进行监视的功能，可自动检测并显示主板和处理器的温度。如果电源提供了温度检测信号线，应将此信号线连接到温度检测器连插座（TRPWR）

3.3

BIOS 与 CMOS

117

上，以使 BIOS 能够自动检测电源的温度。若没有，电源温度选项会显示“N/A”。应将此选项设置为“Ignore”来关闭本项目的自动检测。（4）Q-Fan Control [Disabled]（智能风扇控制）该选项用于关闭或开启华硕智能风扇功能，用户可根据自己的需要来调整合适的风扇速率。设定值有“Disabled”和“Enabled” 。当该选项设置为“Enabled”时， “Fan Speed Ratio”与 “Speed Up/Down Response Time”选项将会出现，如图 3-3-14 所示。 AwardBIOS Setup Utility

Power Hardware

Monitor

MB Temperature CPU Temperature Power Temperature

Item Specific Help [ 30ºC/86ºF ] 41ºC/105.5º F N/A

Q-Fan Control Fan Speed Ratio Speed Up/Down Response Time CPU Fan Speed

图 3-3-14

<Enter> to switch between monitoring or Ignoring.

[ Enabled ] [ 10/15 ] [ 4 Sec/8 Sec ] 7500RPM

“Q-Fan Control”

（5）Fun Speed Ratio [10/15]（风扇速率）本选项仅在 Q-Fan Control 设置为“Enabled”时才出现。该选项允许让用户为系统选择合适的风扇速率。预设值“10/15”为最低的风扇速率。如果安装了其他的附加设备或系统需要更好的散热效率，可将速率调高。设定值有“10/15”、 “11/15”、 “12/15” 、 “13/15” 、 “14/15”和 “Full Speed”。（6）Speed Up/Down Response Time [4 Sec/8 Sec]（速度上升/下降响应时间）本选项仅在“Q-Fan Control”设置为“Enabled”时才出现。其作用是设置采用“Fan Speed Ratio”新的设定值前的时间周期。设定值有“1 Sec/2 Sec”、 “2 Sec/4 Sec”、 “3 Sec/6 Sec” 和“4 Sec/8 Sec”。（7）“CPU Fan Speed [xxxxRPM]或[N/A]”（CPU 风扇速度）（8）“Chassis Fan Speed [xxxxRPM]或[N/A]”（机箱风扇速度）（9）“Power Fan Speed [N/A]”（电源风扇速度）为了防止因过热而造成损坏，本系列主板备有 CPU 风扇、机壳内的风扇以及电源风扇的转速 RPM(Rotations Per Minute)监控，所有的风扇都分别设定了转速安全范围，一旦风扇转速低于安全范围，就会发出警告，通知使用者注意。（10）Vcore Voltage、+3.3V Voltage、+5V Voltage、+12V Voltage 监视本系列主板具有电压监视的功能，可监视 CPU 的核心电压以及几种电源电压，用来确保主板、CPU 接受正确的电压和稳定的电流供应。如果被监视的电压超过安全值，系统将显示 “Hardware monitor found an error．Enter power setup menu for details”错误信息，接着显示“Press F1 to continue or Del to enter setup” 。即按下 F1 键继续或按下 Del 键进入 BIOS Setup 设置程序。

第3章

118

系统板、CPU 与内存

4．引导“Boot”选单的设置引导选单如图 3-3-15 所示。下面介绍其上各选项的设置方法。 AwardBIOS Setup Utility

Main

Advanced

Power

Boot Boot

Exit Item Specific Help

1. Removable Device 2. IDE Hard Drive 3. ATAPI CD-ROM 4. Other Boot Device

[ Legacy Floppy ] [ None ] [ None ] [INT18 Device (Networ) ]

Plug & Play O/S Reset Configuration Data Boot Virus Detection Quick Power On Self Test Boot Up Floppy Seek Full Screen Logo Interrupt Mode

[ No ] [ No ] [ Enabled ] [ Enabled ] [ Enabled ] [ Enabled ] [ APIC ]

F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

Select Item -/+ Select Menu Enter

图 3-3-15

Boot Sequence: <Enter> to select the device. To select the Boot sequence, use the up or down arrow. Press <+> to move the device up the list, or <-> to move it Down the list.

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引导选单

1）引导顺序引导选单的前 4 个选项用于设置开机引导磁盘及搜索引导磁盘的顺序，使用上、下移动光标键可将光标移到要设定开机的设备，使用“+”或 Space 键将其向上移动到第一个选项，使用 “-”号键可以将其向下移动到最后一个选项，搜索引导的顺序是在这 4 个选项中从第一个选项开始。（1）Removable Device [Legacy Floppy]（可移动设备）该选项用来设置系统中可移动存储设备作为最先搜索的开机引导盘，设定值有“Disabled” 、 “Legacy Floppy”、“LS-120”、“Zip”和“ATAPI Mo”。（2）IDE Hard Drive[None]（IDE 硬盘）该选项用来设置 IDE 硬盘为第二优先搜索的开机引导盘。要设置该引导盘，可选中该项并按下 Enter 键显示所有连接的 IDE 硬盘。（3）ATAPI CD-ROM[None]（ATAPI 光盘）该选项用来设置 ATAPI 光盘为第三优先搜索的开机引导盘。要设置该引导盘，可选中该项并按下 Enter 键显示所有连接的 ATAPI 光驱。（4）Other Boot Device[INT18 Device（Network）]（其他引导设备）该选项用来设置除了前 3 种以外的引导设备，设定值有“Disabled” 、 “SCSI Boot Device” 和“INT18 Device（network）”。 2）Plug & Play O/S [No] 该选项允许用户设置用 PnP 操作系统来设定 PCI 扩展槽以取代 BIOS 的设定。如该选项设置为“Yes”，则操作系统将自动分配中断。若使用的不是即插即用操作系统，或是为了避免重新设定中断，可设置为“No”。设定值有“No”和“Yes”。

3.3

BIOS 与 CMOS

119

3）Reset Configuration Data [No]（清除配置数据）扩展系统配置数据（ESCD——Extended System Configuration Data）控制着系统中非即插即用设备，并记录最近一次开机的完整组态信息。设置为“Yes”可以让系统在开机上电自检时清除这些数据。设定值有“No”和“Yes”。 4）Boot Virus Detection [Enabled]（引导型病毒解测）该选项用来设置是否要启用主板的引导型病毒检测功能。当引导型病毒想要修改硬盘的引导扇区或分配表时，BIOS 会提出警告并不让这些病毒修改，以达到防毒的目的。运用这项新技术，计算机将在病毒有机会侵入系统之前就将其拒之门外。当发现病毒入侵时，系统会暂停并显示警告信息，此时可以让系统继续引导，或是使用一张干净的引导盘重新启动计算机并进行杀毒。设定值有“Disabled”和“Enabled”。 5）Quick Power On Self Test [Enabled]（快速上电自检）该选项设置在冷启动或复位启动时是否快速进行 POST（上电自检）。若设为“Disabled” ，启动时将对内存进行 3 次测试。若设为“Enabled” ，则将快速启动，仅进行一次内存检测。如果内存没有问题，建议设置为“Enabled”。 6）Boot Up Floppy Seek [Enabled]（上电引导软驱搜索）若设置为“Enabled” ，BIOS 将会搜索一次软驱以判断该软驱的特性。设定值有“Disabled” 和“Enabled”。 7）Full Screen Logo [Enabled] 要使用个性化开机画面，应将本选项设置为启用“Enable”。设定值有“Disabled”和 “Enabled”。 8）Interrupt Mode [APIC]（中断模式）本选项设定值有“PIC”和“APIC” 。如设置为“APIC” ，即高级可编程中断控制器（Advanced Programmed Interrupt Controller），将允许分配除了原来的 16 组中断请求之外的中断值。而如果设置为“PIC”（可编程中断控制器），则仅能使用 16 组中断请求。 5．退出“Exit”选单的设置退出选单如图 3-3-16 所示，这是主画面的最后一个选单。当做完所有的 BIOS 设置并想退出 BIOS Setup 设置程序，应进入该选单选择一种退出方式（按 Esc 键并不能退出）。 AwardBIOS Setup Utility

Main

Advanced

Power

Boot

Exit Exit Item Specific Help

Exit Saving Changes Exit Discarding Changes Load Setup Defaults Discard Changes Save Changes

F1 Help ESC Exit

↑↓ ←→

Select Item Select Menu

Exit Setup utility and save your changes to CMOS.

-/+ Enter

Change Value F5 Setup Defaults Se l e c t► SubMe nu F10 Save and Exit

120

第3章

系统板、CPU 与内存

图 3-3-16

退出“Exit”选单

1）Exit Saving Changes 当做完 BIOS 设置后，选择该选项可将所有设置值存入 CMOS 中。将菜单光标移到该选项上并按下 Enter 键，将弹出一个询问对话框，选择“Yes” ，将设定值存入 CMOS 并退出 BIOS 设置程序，若选择“No”，则不退出，可继续设定。 2）Exit Discarding Changes 如果想放弃所有设定，并退出 BIOS 设定程序，可将菜单光标移到该选项处，按下 Enter 键，即出现询问对话框，选择“Yes” ，将设定值存入 CMOS 并退出 BIOS 设置程序。若选择“No” ，则不存储，直接退出 BIOS 设置程序，使这次所做的设置无效。 3）Load Setup Defaults 若想放弃所有设定，将所有设定值改为 Setup 缺省值（即出厂预定值），可以在任何一个选单按下 F5 键，或者将菜单光标移到该选项处，按下 Enter 键，即出现询问对话框，选择“Yes” ，将所有设定值改为 Setup 缺省值，并继续 BIOS 设置；若选择“No” ，则不装载 Setup 缺省值，继续 BIOS 程序设置。 4）Discard Changes 若想放弃本次的所有设置，将所有设置值改为上一次 BIOS 设置值，可选中该选项并按下 Enter 键，即出现询问对话框，选择“Yes” ，将所有设定值改为原来的设定值，并继续 BIOS 程序设置。若是选择“No”，则继续 BIOS 程序设置。 5）Save Changes 如果设置到一半，想将目前已设置的值存起来而不退出 BIOS 设置程序，可选中该选项并按下 Enter 键，即出现询问对话框，选择“Yes” ，将所有设置值存起来，并继续 BIOS 程序设置，若选择“No”，则不存，继续 BIOS 程序设置。

3.4

主板跳线与设置

目前主板的种类繁多，主板上跳线的类型、位置、功能各异，还有无跳线的主板。因此，要完成主板及各接插件的安装并进行有关的跳线与设置，必须查阅该主板的技术说明书。这里以华硕 P2B 主板为例，来说明主板的主要跳线与设置。

3.4.1

清除 CMOS 中的 BIOS 设置参数

在主板上的 CMOS 存储器中存储着系统日期、时间、口令和系统硬件配置等重要数据。CMOS 存储器是一种 SRAM（静态 RAM），虽然不需要刷新，但失电后所存数据会全部丢失。为防止关机后这些数据丢失，该 CMOS 的电源由主板上的锂电池来供应。有时需要清除这些数据（如忘记了口令），然后再重新设置。具体的做法如下： 1．关闭电源，拔掉电源插头。 2．将如图 3-4-1 所示的 CLRTC 跳线器由 1、2 脚短路（缺省设置）改为 2、3 脚短路约 5~10 秒钟，即将 CMOS 的供电电压暂时降为零，使 CMOS 中存储的数据全部丢失。然后再恢复到 1、2

3.4

主板跳线与设置

121

脚短路。 3．插上电源插头，开机并进入 BIOS 设置程序对 CMOS 参数进行重新设置，然后将新参数存入 CMOS 并退出 BIOS 设置程序即可。

图 3-4-1

3.4.2

清除 CMOS 参数的跳线

键盘开机功能跳线与设置

P4PE 主板提供键盘开机功能，如果要使用该功能，则必须有最少 1A/+5VSB 的 ATX 电源和 BIOS 的同步支持（如要用键盘的空格键开机，则 BIOS 设置程序中的电源（Power）选单的电源启动控制（Power Up Control）次选单的“Power On By PS/2 Keyboard”选项应设置为“Space Bar”）。设置该项功能的 KBPWR1 跳线如图 3-4-2 所示，其中用跳线器将该跳线的 2、3 脚短路（即设置为+5VSB），即可具有键盘开机功能。如果用跳线器将该跳线的 1、2 脚短路（即设置为+5V），将取消键盘开机功能。缺省设置为+5V，即不具有键盘开机功能。

图 3-4-2

键盘开机功能跳线与设置

第3章

122

3.4.3

系统板、CPU 与内存

无线 PCI 和 USB 功能(WPCI_USB)设置

如图 3-4-3 所示是无线 PCI 和 USB 功能跳线。如果用跳线器将该跳线的 1、3 脚和 2、4 脚短接，则设置为无线 PCI 和 USB。若用跳线器将 3、5 脚和 4、6 脚短接，则设置为原来的 PCI，这是出厂时的缺省设置。但由于这项功能的跳线选择区已经预先被保留，因此用户应该保持出厂时的缺省设置，不要任意更改预设的设定值。

图 3-4-3

3.5

无线 PCI 和 USB 功能跳线与设置

系统板、CPU 与内存的常见故障与处理

系统板是微型计算机系统的核心部件，在微型机系统的运行中起着至关重要的作用。在微机中，CPU、BIOS、内存条和各种接口卡件都通过插槽插在系统板上，系统板本身集成有系统时钟发生器与时序控制电路、CPU 及各种总线控制逻辑、DMA 传输和中断控制逻辑、CMOS 及其读写控制、键盘接口、I/O 总线扩展槽等各种控制电路等。有些整合主板则把显示器控制电路等绝大多数控制电路都集成到该主板上。可见，主板的性能和质量直接影响微机系统的性能和质量；主板上任何一个部件损坏或性能不稳定、短路、断路都会引起主板出现故障。而主板一旦发生故障，轻者将造成机器运行不稳定，重者会使整个系统停止工作，即“死机”。

3.5.1

系统板故障的原因

1．人为因素人为因素是引起系统板故障的最主要因素。主要是操作不当或安装、设置不正确造成的。如带电插拔电缆和接口卡件会造成短路而损坏主板上的电路或器件，开关设置不对或跳线错误也会造成主板的损坏，CMOS 参数设置不正确会造成系统性能下降或死机，用手触摸集成电路芯片会造成永久性静电击穿等等。 2．环境因素环境因素主要有交流瞬间过电压或雷击造成的主板损坏，温度、湿度、空气中的有害物质等外界的影响、干扰也会损坏主板的电路及功能。有条件的用户应配备交流稳压电源和 UPS 不

3.5

系统板、CPU 与内存的常见故障与处理

123

间断电源，工作电源的保护地应可靠接地，注意保持正常的温度、湿度和环境的清洁。 3．电路、元器件质量因素由于线连接不好、短路或断路，元器件管脚虚焊、折断，CPU、内存条、I/O 插槽簧片剥落、生锈、折断或短路，元器件损坏，电源损坏烧毁元器件，接口卡件损坏导致系统板电路及元器件的损坏等等。一般大规模集成电路芯片的损坏率并不高。从系统板的故障原因角度来考虑，应特别注意人为因素和环境因素，做好对系统板的日常维护工作，从而减少系统板的故障。

3.5.2

系统板故障的检测与定位

目前，在系统板的 ROM BIOS 芯片中都固化有 POST 上电自检程序，在系统每次加电启动时自动检测内存、主板及有关 I/O 设备。通常，80%以上的故障可在上电自检时发现并初步定位。系统故障可分为上电不能自检、上电能自检但有致命错误（Fatal Error）和上电能自检但有非致命错误等 3 类，下面分别加以简述。 1．上电不能自检此类错误的表现是上电后既无声音，也无屏幕显示，系统处于死机状态。产生这种故障的原因很多，比如电源故障、CPU 损坏、BIOS 芯片损坏或其中存储的程序和数据遭到严重的破坏等等。此时应首先仔细检查微机的电源线是否插好、有无断路现象，电源的输出电压是否正常。如电源正常，则可进一步用替换法检查 CPU 和 BIOS 芯片等有无故障，如发现有故障，更换即可。 2．致命性错误在开机自检过程中如出现致命性错误，则不允许系统继续引导，也无法在屏幕上显示错误信息，只能通过“嘟嘟……”的声响次数向用户提供错误信息。于是，用户只要根据这种声响次数即可判断故障的原因，并可初步确定故障的大概位置。AMI BIOS 在自检中发现错误时，发出的声响次数与故障部位的关系如下：声响次数故障部位 1 RAM 刷新电路故障。 2 内存奇偶校验错误。 3 640KB 基本内存故障。 4 定时器故障。 5 协处理器错误。 6 键盘控制芯片 8042-A20 门错。 7 协处理器异常中断错误。 8 显示内存读/写错误。 9 ROM 校验和错误。 10 CMOS 关闭寄存器读/写错误。 3．非致命性错误如果 POST 在第一阶段测试中没有发现致命性错误，即转入第二阶段测试。第二阶段测试的故障范围不限于主板，也不一定都是硬件故障，有的可能属于 CMOS 参数的设置问题。第二阶段

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第3章

系统板、CPU 与内存

测试到的错误信息一般都能在屏幕上显示出来。下面将检测中可能出现的主要出错信息和故障列出。 1）CH-2 Timer Error 大多数主板上包含#1、#2 两个定时器。其中#1 定时器出错，属于致命错误。#2 定时器出错时显示该信息。 2）INT #1 Error 中断通道 1 出错。 3）INT #2 Error 中断通道 2 出错。 4）CMOS Battery State Low CMOS 供电电池电压过低，应更换电池并重新设置 CMOS 参数。 5）CMOS Checksum Failure CMOS 检查和出错。应运行 BIOS SETUP，重新设置 CMOS 参数。 6）CMOS System Options Not Set CMOS 系统选项没有设置或其中的参数值被破坏。应重新设置 CMOS 参数。 7）CMOS Display Type Mismatch CMOS 显示类型不匹配。产生该类错误的原因是 CMOS 内对显示器参数设置与实际不符合，应重新设置该参数。 8）Display Switch Not Proper 主板上有关显示的跳线或开关不正确或显示卡上跳线或开关设置不对。应重新设置。 9）Keyboard is Locked…Unlocked It 键盘被锁住，应该用钥匙将键盘锁打开。有时可能由于键盘锁坏了或键盘锁接线插得不对而产生该错误。 10）Keyboard Error 键盘错误。可能未插键盘或键盘故障，可更换键盘再试一试；也可能误按了键盘上的键或键盘上的键被某物体压住了，可排除产生问题的原因后再重新启动。 11）KB/Interface Error 主板上的键盘接口有错误。 12）CMOS Memory Size Mismatch CMOS 内存容量不匹配。新装主板或调整内存容量后，内存容量没有设置，可进入标准 CMOS 参数设置屏，这时大多数新型主板可自动将参数设置好；还可能是内存电路出现故障而使内存容量发生改变，检查内存条是否插好，必要时可更换内存条。 13）FDD Controller Failure 软盘驱动器控制器故障。可能的原因有：软盘驱动器故障、CMOS 中软盘参数设置不对、软盘卡或多功能卡故障或没插好、软盘驱动器没有插好等等。 14）HDD Controller Failure 硬盘驱动器控制器故障。可能的原因有：硬盘卡或多功能卡故障或没插好、硬盘驱动器故障或没插好、CMOS 中硬盘参数设置不对等。

3.5

系统板、CPU 与内存的常见故障与处理

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15）C∶Drive Error C 盘错误。可能是硬盘的电缆或插头接触不良；也可能是硬盘参数设置不对；还可能是硬盘故障、硬盘主引导扇区信息丢失（可试试对硬盘进行低级格式化）。 16）C∶Drive Failure C 盘故障。一般情况硬盘需要更换。 17）CMOS Timer & Date Not Set CMOS 时间和日期没有设置。 18）Cache Memory Bad，Do Not Enable 主板上的 Cache 故障。 19）8042 Gate-A20 Error 8042 A20 门错误。可能是键盘接口控制芯片、键盘或相关的主板电路故障，应更换；对某些机型或某些程序也可能是 A20 门设置不对或 CMOS 中数据错误，可重新设置。 20）Address Line Short 主板上地址译码电路故障。 21）DMA #1 Error 主板上第一个 DMA 故障。 22）DMA #2 Error 主板第二个 DMA 故障。 23）DMA Error 主板上 DMA 控制芯片故障。 24）Diskette Boot Failure 磁盘引导失败，即 IBMBIO.COM 或 IO.SYS 装入内存失败。对于从软盘启动的计算机，可能是启动盘用的不对、启动盘损坏、软盘驱动器磁头太脏、软盘驱动器故障、软驱接口故障；而对于从硬盘启动的计算机，可能是硬盘上无操作系统、硬盘驱动器 0 磁道信息损坏、CMOS 中有关硬盘参数设置不正确、病毒作怪、硬盘接口故障、硬盘故障等。 25）Invalid Boot Diskette 无效的引导磁盘。这种错误一般出现在用软盘启动的计算机，可能是 DOS 系统的两个隐含文件已损坏，应更换引导盘。 26）On Board Parity Error 主板奇偶校验错误。这时将显示出错地址：ADD（HEX）=（XXXX）。可能是内存条或主板有故障；也可能是内存条没有奇偶校验位，而 CMOS 中却设置了奇偶校验功能（目前的智能型主板可自动识别）。 27）Off Board Parity Error 扩展卡上的存储器出现奇偶校验错误，此时也将显示出错地址。 28）Parity Error ???? 奇偶校验错误的内存地址不能确定。多数是内存条有故障；也可能是内存速度参数不够。可更换内存条试试，或换速度更快的内存条。 29）No Hard Disk Installed

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第3章

系统板、CPU 与内存

没有安装硬磁盘。没安装硬磁盘，但 CMOS 中设置了硬磁盘；硬磁盘接口没有接好、硬盘或接口有故障等。 30）Drive Parameter Activity Failed 驱动器参数错误。CMOS 中硬盘驱动器参数错误，可重新设置 CMOS 参数。 31）FATAL ERROR Bad Hard Disk 硬盘致命错误。硬盘或其接口故障，可更换有关部件。 32）Reset Failed 硬盘复位失败。硬盘或其接口电路故障，可更换硬盘或硬盘卡试一试。

3.5.3

系统板、CPU 与内存的故障分析与维修实例

1．主板上 RAM 的故障及处理目前，大多数主板使用称为“DIMM”插槽的 DDR SDRAM 或 SDRAM 内存条。较早的主板使用的称为“SIMM”插槽的 EDO DRAM 内存条已不多见。由于内存条的集成度和可靠性比较高，出现故障的可能性比较少。主板上 RAM 的故障大多出现在新安装的内存条，或者对主板上的内存进行扩容或升级的时候，引起故障的原因可能是芯片的速度不匹配、奇偶校验位、插接不良等等。 1）速度不匹配的故障内存条的一个重要技术指标是存取速度，而存取速度一般与内存条的工作频率直接相关。一般用频率的倒数即时钟周期来标称。目前符合 PC100 标准的 SDRAM 内存条的速度都在 10ns 以内，如 8ns、7ns 等。如果在 100MHz 的 PentiumⅡ级主板上使用的内存条的速度在 10ns 以上，则容易造成死机。【例 3.1】一台兼容机，采用 P2B 100/66MHz 主板，Celeron 333MHz 的 CPU，在第一组 DIMM 插槽上插入了一个 8ns 的 64MB 的 SDRAM 内存条。开机后运行一段时间后出现死机现象。引起死机故障的原因很多，而由硬件故障引起的死机却不占多数。因此，处理这类死机故障，应首先查看一下是否是 CMOS 参数设置有问题。关机后重新启动计算机并进入 BIOS SETUP 设置程序，在主菜单中选择“CHIPSET FEATURE SETUP”项，进入芯片组特性设置菜单，发现其中的第一个选项“SDRAM Configuration”的设置值为“7ns（143MHz）” ，和所插的 8ns（125MHz）的内存条的速度不匹配，该项之后的 4 项设置值也不正确。将该项的设置值改为“8ns（125MHz）” ，该项之后的 4 项则自动进行了正确设置，存储并退出 SETUP，计算机启动后，一切正常。 2）奇偶校验位的故障 DIMM 内存条上有的带奇偶校验位，有的不带奇偶校验位。有些软件运行需要奇偶校验位，若使用的是不带奇偶校验位的内存条，运行中有错误无法检查出来，也容易造成死机。使用不带奇偶校验位的内存条，一定要注意将 BIOS SETUP 中的“Parity Error Check”项设置为“Disable” ，如设置为“Enable” ，则会出现死机现象。对于智能型主板，如 P2B 主板，在 BIOS SETUP 中有一个“Data Integrity Mode”数据完整性模式选项，该项可设置为“ECC” 或“Non-ECC” 。当所插的内存条不带奇偶校验位时，该项会自动变成“Non-ECC” ，并且不可选，所以不会设置错。 3）内存条故障有的内存条产品质量有问题，使用一段时间后可能产生运行不稳定甚至死机。解决的方法

3.5

系统板、CPU 与内存的常见故障与处理

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是更换质量高的内存条。 2．主板上 CMOS 常见故障及处理 1）CMOS 参数设置错误引起的故障 CMOS 中的各项参数对于微型机系统的正确引导和运行是十分重要的。因 CMOS 参数设置不当引起的故障在整个系统故障中占很大比例。所以，如果遇到引导失败或者某一部件不能正常工作，应首先想到 CMOS 中的参数设置可能有问题，应重新启动计算机并进入 BIOS SETUP 设置程序查看、调整有关参数的设置。在“STANDARD CMOS SETUP”标准 CMOS 设置中，除了系统日期和系统时间项之外，其余参数大多与系统硬件配置有关。如果这些硬件配置参数设置不正确，就会在系统启动时出现死机现象。例如，硬盘的类型或自定义硬盘的主要参数设置出错，系统就不能从硬盘上启动；软盘驱动器的类型设置出错，则软驱就不能正常使用；显示器类型或键盘的设置不正确，计算机就不能正常启动。在“BIOS FEATURE SETUP”即 BIOS 特性设置中，大多数是涉及系统性能的参数，其设置值将影响到系统的性能，但是也有些与系统的硬件配置有关，这些参数如果设置不当，也可能造成严重故障。【例 3.2】一台 686 兼容机，安装了 8.4GB 的硬盘，启动后显示“Update ESCD Successfully” 后死机。解决这一死机故障的方法是首先按 Ctrl+Alt+Del 键热启动计算机，并进入标准 CMOS 设置菜单，发现其中的“Primary Master： ”的“MODE”参数设置为“LAEGE” ，这是不正确的，它不支持大硬盘。将其值改为“LBA”后，存储到 CMOS 中，再重新启动计算机，故障排除。 2）CMOS 供电电池故障及处理方法在兼容机的主板上一般都安装有 3.6V 的 Ni/Ca 电池或 3V 左右的锂电池，为 CMOS SRAM 供电。该电池用过几年以后，可能由于电压不足导致 CMOS 中设置的参数全部丢失。这时应及时更换电池，并进入 BIOS SETUP 重新设置 CMOS 参数。还有，可能由于电池过度充电和放电、电池质量不好等原因导致电池内的电解液渗出。这种导电的电解液会腐蚀主板上的线路、造成短路，从而可能进一步引起主板的严重故障。因此，如果怀疑 CMOS 电池有故障，应关掉电源，拔下电源插头，打开主机箱，仔细检查电池附近的印刷电路板上是否有电解液，用万用表测量电池电压，应在 3～4V 之间，如果太低，就说明电池需要更换了。在更换电池时，应注意电池的正负极性不要接反。【例 3.3】一台 486 兼容机，不能启动，进入 BIOS SETUP 后，发现 CMOS 参数丢失，重新设置好后，系统可正常启动和运行，但下次上电启动时故障依旧。分析故障的原因，这台 486 兼容机由于用的时间较长，可能是 CMOS 供电电池失效的原因造成的。该兼容机主板上使用的是 3.6V 的 Ni/Ca 电池。拔掉主机电源插头，打开主机箱，仔细检查电池附近，还未发现电解液渗出，说明仅仅是电压不足了。换上同样的新电池，再开机并进入 BIOS SETUP 设置程序主菜单，选择“LOAD SETUP DEFAULTS”装载 SETUP 缺省值，然后进入标准 CMOS 设置菜单，对硬盘参数进行自动检测和设置，再根据实际硬件配置对有关的 CMOS 参数进行调整。设置好后，用主菜单的“SAVE & EXIT SETUP”选项将设置好的参数保存到 CMOS SRAM 中并退出 BIOS SETUP 程序。以后机器一切正常。

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第3章

系统板、CPU 与内存

3）常用的去掉 CMOS 中口令的方法在 CMOS 参数中，可以设置普通用户口令和超级用户口令，这无疑会增强系统的安全性。但是，由于病毒的感染、人为的故意设置、误操作和遗忘等原因，可能使使用者或维护人员无法进行 CMOS 参数的设置以消除口令，也可能无法启动机器。下面介绍几种清除 CMOS 中口令的方法。 ① 在系统要求输入口令时，可输入默认口令。有些 486 及以前的兼容机的默认口令可能是 “Syxz” ，注意，第一个字母为大写。有些可能是 BIOS SETUP 的程序名或公司名的缩写，如“AMI” 、 “AWARD”等。 ② 有些机器的主板上设有清除口令的开关，将其置“ON”即可清除口令。例如，Compaq 486 主板上位于电源下有一个 SW5 开关，将其置为“ON”清除口令后，再将其置为“OFF”。 ③ 一般主板上都设有清除 CMOS 中数据的跳线器、露锡点，利用他们可清除 CMOS 中的数据。如 Slot 1 架构的 P2B 主板上在电池附近有两个标有“CLRTC”的露锡点，将其短路即可清除 CMOS 中数据；Socket 370 架构的 GA-60XM7E 主板上南桥芯片附近有一个标有 JP18 的 3 脚跳线器，将其 1-2 脚短路，即可清除 CMOS 中数据；Socket 462 架构的 K7T Pro2NL-A ATX VA 主板上电池附近有一个 JBAT1 的 3 脚跳线器，将其 2-3 脚短路即可清除 CMOS 中数据；Socket 478 架构的华硕 P4PE 主板电池附近有一个 CLRTC 的 3 脚跳线器，将其 2-3 脚短路 10 秒钟即可清除 CMOS 中数据。 ④ 如果主板上找不到上述的开关或跳线器，可将电池从主板上卸下，然后用导线将主板上接电池正极的端头与主板的地短路一会儿，清除 CMOS 中的数据后再移开导线，安装好电池，并开机进入 BIOS SETUP，重新设置 CMOS 参数即可。 ⑤ 直接对 CMOS 芯片放电。关掉计算机电源，拔掉电源插头，打开主机箱，在主板上找到 CMOS 芯片（146818、82C206、85407 或其他编号），然后用导线一端接主板上的地，另一端去刷 CMOS 芯片的所有引脚，直到 CMOS 中的数据被清除为止。如果不清楚主板上哪个芯片是 CMOS 芯片，可用同样的方法去刷引脚比较多的芯片的引脚，直到 CMOS 中的数据全部丢失为止。之后再开机重新设置 CMOS 参数即可。【例 3.4】有一台 Slot 1 架构的华硕 P2B 主板的计算机，被别人加上了用户口令和超级用户口令，无法进入 BIOS SETUP，也无法启动，该主板的手册已丢失，应如何处理？此处采用了上述的⑤所介绍的方法，即关机并拔掉电源插头，然后打开主机箱。由于不知道哪一个芯片是 CMOS 芯片，所以取来一根万用表的表笔，其一端接到主板的地即机箱上，用带测试棒的另一端去刷芯片的引脚，每刷一个芯片，就启动一次计算机，看 CMOS 中数据是否丢失，如未丢失，说明该芯片中不含有 CMOS SRAM，然后关机并拔掉电源插头，再去刷另一芯片。当刷了 BIOS 芯片附近的 W83977TF-AW 芯片的引脚后，再开机，发现 CMOS 中参数已被清除，此时计算机显示如下信息： Detecting HDD Primary Master …QUANTUM FIREBALL CR8.4A Detecting HDD Primary Slave …LTN362 Detecting HDD Secondary Master …None Detecting HDD Secondary Slave …None CMOS checksum error-Defaults Loaded Press F1 to continue，DEL to enter SETUP

3.5

系统板、CPU 与内存的常见故障与处理

129

此时按 Del 键即可进入 BIOS SETUP 设置程序，对 CMOS 参数重新设置好后存入 CMOS 中并退出即可。 3．系统死机故障的分析与处理软件故障或硬件故障都可能引起系统死机故障。在处理此类故障时，应遵循先软后硬的原则。即首先应分析是否是软件有问题、配置不当或软件所需软、硬件环境是否满足，如果都不是，才进一步分析是否是硬件故障。如果计算机启动正常，而在运行中常常出现死机现象，这类问题一般主要由软件本身问题、病毒感染、操作不当、CONFIG.SYS 或 AUTOEXEC.BAT 两个文件配置错误、附加的硬盘保护卡等与系统地址或中断发生冲突等原因引起。如果在一般的通用软件（如 DOS）使用中，常常发生死机现象，可重新启动并进入 BIOS SETUP，在不进行任何操作且不退出 BIOS SETUP 的情况下，看是否死机，如果仍有死机现象发生，则主板或内存条可能有故障。如果此时不发生死机现象，则应先检查一下 CMOS 中有关参数的设置是否正确，因为 CMOS 参数设置不正确造成死机的情况是很多的。如果参数设置正确，对于装有外部 Cache 的主板，可通过 CMOS 参数设置取消或激活外部 Cache 的方法来检查确定是否是因外部 Cache 有问题引起的死机。如果是 Cache 没插好，则应将其插好；如果是 Cache 芯片已损坏，则应更换 Cache 或更换主板。目前主板和各种接口卡件的类型很多，当组装计算机时，由于选择了互相兼容性不好或不兼容的部件，轻者会使计算机运行速度很慢，重者会造成死机。如果出现这种现象，只有将不兼容的部件更换掉。一般在组装计算机时，应尽量选择同一个厂家的部件或选择兼容性较好的部件。如果仅在运行某些软件时才出现故障或死机现象，这可能是由于这些软件对硬件条件要求较高或缺少软件驱动程序造成的。如果系统在自检时死机，说明硬件检测有问题，可根据 POST 上电自检提示信息来判断故障的部位、分析发生故障的原因，并进行相应的处理。对于由硬件故障引起的系统死机，可采用“逐渐减少 I/O 设备（接口卡） ”的方法来区分是 I/O 设备故障还是主板本身故障。确定故障在主板后，由于目前主板的集成度相当高，除了一些电阻、电容、三极管等可进行元件级的更换外，可维修部件很少，所以一般的处理办法是更换主板，借此“机会”还可对计算机进行升级。【例 3.5】一台兼容机，主板为 KTX430（430TX 芯片组），开机时电源指示灯仅亮了几秒钟，无显示、无声音。打开机箱，重新开机，发现 CPU 散热风扇仅转动了 4 秒钟左右即停转了，用万用表检测主机电源的+12V 电源输出端，开机瞬间为+9V 左右，1 秒钟后，电压开始迅速下降到 0.5V，更换一个好的主机电源，故障依旧。采用“逐渐减少 I/O 设备（接口卡） ”的方法，最后连内存、CPU 都卸下，主机电源只剩下主板这一个负载了，故障仍存在，说明主板有严重短路故障。由故障现象推断，主板上给 CPU 提供电压的部分电路可能有短路故障。开机用手触摸检查发现 CPU 插座旁的一只标号为 Q2 的三极管的散热片十分烫手。可以断定，问题就出在这只三极管及其有关的电路上。由于该主板是免跳线主板，由 Q2 三极管与其他元器件配合向 CPU 供电。切断主机电源，用万用表的电阻 R×1 档测量该三极管的集电极对地电阻仅为 0.1Ω左右。用烙铁焊下该（型号

第3章

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系统板、CPU 与内存

为 FP45N03L 的 NPN 型中功率）三极管，经测量，该三极管已被击穿。接着再测量主板上该管集电极焊盘的对地电阻，其电阻值只有 0.3Ω，说明主板上还有短路的地方。将测量范围确定在 CPU 供电电路的周围，重点是检测三极管和电源滤波用的电解电容。经检查发现，两个并联在一起的都是 1500 F/63V 的电解电容都已击穿短路。将这两个电容焊下后，再次测量 Q2 集电极的焊盘的对地电阻值，为 500Ω左右，说明短路故障已找出。由于手头没有相同型号的 Q2 三极管，便从另外损坏的主板上焊下一只型号为 9524 的中功率电源三极管来代替 Q2，再换上两个 1500 F/63V 的好的电解电容，故障已修复。最后再将机器组装好，开机运行，一切正常。

习

题

1．主板有哪些种类？按 CPU 插槽类型分类，有哪些架构的流行主板？ 2．简述芯片组的组成和功能。 3．CPU 有哪些种类？内存条种类如何？目前最流行的 CPU 和内存条有哪些？ 4．简述 BIOS 的功能。说明普通用户口令和超级用户（系统管理员）口令的异同。 5．如果采用 P2B 主板的计算机 CMOS 参数中显示器类型参数设置错误，结果会如何？ 6．试举例说明如何利用修改 CMOS 中参数的方法进行故障定位？ 7．将计算机主板的显示卡拔出后再开机，将听到什么声音？ 8．将内存条拔出后开机，计算机将如何反应？

第4章

软驱、硬盘及可移动存储器

磁盘存储器是计算机中最常用的外部存储设备，它由磁盘驱动器、磁盘及与计算机接口的器件（适配卡）组成。磁盘存储器可分为软磁盘存储器和硬磁盘存储器两大类。软磁盘存储器的特点是可随时更换盘片，存储容量小、存取速度低。软磁盘存储器盘片与驱动器是分开的，驱动器是其最关键的部件（简称软驱）。硬磁盘存储器的特点是存储容量大、存取速度高，通常盘片是固定在驱动器上的，一般将硬磁盘及其驱动器称为硬盘。

4.1

软盘驱动器的分类

软盘驱动器（FDD，Floppy Disk Drive）的类型大致有以下几种： 1．3.5 英寸软驱在 3.5 英寸软驱中，有两种容量的软驱：720 KB 软驱和 1.44 MB（高密）软驱。720 KB 的软驱现在已很少应用。目前 3.5 英寸的软驱仍然是 PC 机上的主流产品。 2．大容量软驱目前的两种新式大容量软驱为 Zip 和 LS-120。Zip 的容量为 100 MB，LS-120 的容量为 120 MB。它们与 3.5 英寸的软驱相比，为什么容量能提高如此之多呢？下面以 LS-120 为例，简要说明其容量是怎样提高的。 LS-120 在磁盘片数据密度上提高了 83 倍（120MB/1.44MB=83.333），要想达到如此高的容量，必须借助于一些新的技术才能实现。 1）采用了光学定位技术传统的软驱使用的是磁性定位，这种定位方式的准确度不够，因此，在相同磁片面积下，仅能够划分出较少数量的磁道。目前的 1.44MB 软盘仅有 80 道。而 LS-120 不同，它使用的是激光光学定位技术，比原先的磁定位技术更为准确，因此可以在相同面积内划分出更多的磁道（在此应称为光磁道），LS-120 就有 1 736 条磁道之多。磁道数目多，自然具有容纳更多数据的条件。 2）每条磁道的扇区数不再相同如果只是磁道的数目增加，那么新式软盘的容量也不过在 31 MB 左右，离 120 MB 相差甚远。因此自然还有其他的技术，才使 120 MB 的容量能够实现，而这就是 ZRM（Zone Bit Recording，圆周位记录）技术。就 1.44MB 软盘而言，它每条磁道上的扇区数是固定的，都是 18 个。因传统的软盘读写能力不够灵敏，为了防止盘片旋转速度过快，导致读写头来不及感应而漏失数据，所以以往软盘是以各磁道扇区数相同的方式来划分的。但在盘片上越靠外，其圆周长度就越长。为了保证数据的正确读取，磁头与扇区、磁道之间采取了迁就与妥协的方式。由于采用了光学定位，使得磁头灵敏度提高，扇区的划分可以不再迁就读写头了，所以越外围的磁道，可划分出更多的扇区。LS-120 的最内圈磁道有 51 个扇区，而最外圈的高达 92 个扇区。

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第4章

软驱、硬盘及可移动存储器

3）盘面材质有突破由于磁道数量的增加、每磁道扇区数的增加、扇区分配更合理化，所以 LS-120 可以获得 120MB 的大容量。但是以往的盘片材质不能负担如此高密度的磁道数与扇区数。LS-120 盘片采用一种“高密度金属粒涂料” ，用这种涂料作为数据的储存介质。但是，这种金属粒不能直接附着于聚乙烯的塑料盘片上，必须以间接的方式来粘接，这时便采用了另一种叫“双涂层技术” ，让金属粒与盘片能合为一体，大容量盘片便这样产生了。 Zip 大容量软驱及软盘的工作原理与 LS-120 基本相同，如图 4-1-1 所示是 Zip 的软盘和驱动器，在图中指出了其外部特征及状态指示功能。Zip 软驱为外置，有 4 种接口，在实际应用中，多使用并行接口。

图 4-1-1

4.2

Zip 大容量软盘及软驱

软驱的结构和工作原理

软驱是一种技术密集型的机电技术混合产品，从物理构造上看，软驱由壳体、磁头驱动组件、主轴驱动组件、控制系统及面板部件等部分构成。磁头驱动组件包括磁头、磁头小车、步进电机、磁头定位机构等部件；主轴驱动包括盘片加载夹紧机构、主轴驱动电机等部件；控制系统指印刷线路板、光电检测元件等。从驱动的功能结构上看，软驱主要由信号检测系统、磁头定位系统、读写系统、主轴驱动系统等组成。下面我们从功能结构上介绍软驱的基本工作原理。

4.2.1

软驱的信号检测系统

信号检测系统将软驱的相关状态报告给主机，主机根据收到的软驱状态信息，发出相应的操作命令。 1．0 磁道检测信号磁头小车上有一个挡板，磁头小车后退至 0 道时，该挡板将触发或挡住 0 磁道检测开关，使磁头小车不再后退，并同时发送磁头小车当前位置处于 0 磁道信号给主机。 2．索引信号检测

4.2

软驱的结构和工作原理

131

软驱使用的软盘，有一个索引孔。该索引孔产生的脉冲索引信号，标志着每个磁道的开始扇区位置。当盘片的索引孔经过索引检测光电管时，上下一对光电管正处于对照状态，其一发出的光束，正好被另一光电管接收。 3．写保护检测写保护检测也是靠上下一对光电管（或触点开关）来进行检测的，当光电管被遮挡（5 英寸软驱）或触点开关处于打开时（3 英寸软驱），发送写保护信号给主机，主机将禁止进行写操作，以避免操作不当破坏软盘所存的信息。

4.2.2

磁头定位系统

软驱的磁头定位系统主要由磁头小车、磁头小车驱动步进电机、0 磁道定位及相应的控制电路等部分组成，其作用是准确、迅速地将磁头定位于指定的位置上。软驱的寻道工作受主机控制，寻道工作由步进脉冲数（移动的磁道数）、步进的方向来实现。 1．磁头定位机构磁头定位机构通常采用钢带传动或丝杠传动，步进电机转动时，带动钢带或驱动丝杠，使磁头小车沿着直线前后移动。 2．磁头加载机构软驱磁头加载主要是上面（1 面）磁头，磁头加载时，自然落在盘片表面上，以保证能正常进行读写操作。1 面磁头在没有盘片时是被支臂抬起的，加载时支臂落下，为了保证磁头与盘片良好接触，1 面磁头的固定架上有一弹簧，该弹簧给磁头一定的压力。 3．驱动器选择及磁头选择驱动器选择是靠信号线来决定的，主机送过来的驱动器选择信号，将形成驱动器内部控制用的驱动器选择信号，该信号将选通索引电路、0 磁道检测电路、写保护电路、磁头定位电路及读写电路。面选信号用于选择上下（1 面、0 面）磁头工作，软驱的读写不能同时进行，每一刻只有一个面磁头工作，面选信号是靠高低电平来确定所选的磁头是 0 面还是 1 面。

4.2.3

读写系统

1．读电路读电路由前置放大器、低通滤波、微分放大、限幅放大、数据鉴别及数据整形等组成。在读操作时，磁头感应出的信号很微弱，经前置放大器放大，并通过低通滤波滤掉高频噪声信号，将信号送到微分放大电路进行微分放大，经微分放大后的信号再经限幅放大，信号变成方波，再经数据鉴别（数据是 0 还是 1）、数据整形后送到主机，如图 4-2-1 所示。 2．写电路当主机发出写信号，而且软盘未写保护时，写电路发出一个写允许信号，并产生相应的写电流，使磁头磁化盘介质。 3．抹电路抹电路将抹去写盘时在盘片上留下的磁化飞边，消除道间干扰。

第4章

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软驱、硬盘及可移动存储器

图 4-2-1

读电路框图

4．主轴驱动系统主轴驱动系统是指软驱中驱动盘片旋转的装置。它是由主轴驱动电机、主轴部件、主轴稳速系统组成。主轴部件要求软盘能准确定位于主轴中心上，以确保软盘能恒速旋转及在不同软驱上使用。它主要有盘片托盘、夹紧机构组成。当盘片插入并关闭软驱门时，夹紧机构将盘片压紧并套在主轴上，使盘片能与主轴一起转动。主轴稳速系统的稳速过程是：当主机发出驱动主轴电机旋转信号时，主轴电机中的测速绕组输出和转速给定信号送比较器比较，并返回差值信号控制主轴电机，从而使转速恒定。 5．软驱跳线说明 3.5 英寸驱动器，通常都有一组跳线。该组跳线决定驱动器的密度、序号（第几个驱动器）等。通过设置该组跳线，可使软驱互换使用，如早期的 3.5 英寸软驱可设置成 720KB，放到四通打字机上使用。新的软驱大都没有跳线。

4.3 4.3.1

软驱常见故障及维修方法

软驱子系统故障判断途径

软驱子系统有软驱及适配器两大部分组成，影响软驱子系统正常工作的有软驱与适配器之间的信号电缆线、电源、主机板等因素。一旦软驱子系统出现故障，应首先检查机器适配器是否正常、线路上是否有问题（信号电缆线、电源线），然后再判断是软驱故障，还是适配器故障。具体判断流程如图 4-3-1 所示。

4.3.2

软驱常见故障及维修

1．磁头部件故障磁头故障主要由磁头不清洁、磁头磨损严重、磁头被磁化、1 面活动头固定簧片断裂、磁头定位不准确等原因引起的。其主要表现是：来回寻道，有时能读系统、而有时不能，引导时死机，划伤磁盘，根本不读盘，1 面不读盘等。用示波器测量磁头的读出信号小于

图 4-3-1

软驱故障检查流程图

4.3

软驱常见故障及维修方法

133

1mV（一般为 2.5mV）。正确的磁头定位如图 4-3-2 所示。对该类故障处理过程是：观察 1 面磁头是否落在盘片上，检查有无划盘情况，用放大镜观察磁头磨损情况、磁头有无杂物、固定装置有无断裂现象，用万用表测量磁头线圈阻值是否为正常值（正常时，读写线圈 7.50.5，抹线圈约 120.5）、并检查磁头读出信号电压幅值是否正常。【例 4.1】只能列磁盘目录，而不能对磁盘进行读写或图 4-3-2 磁头的正确定位格式化，只有 0 磁头工作，1 磁头出错。把软驱拆下，不插盘，关上驱动器门，发现上下磁头有一定距离（大于 0.3mm，正常时，软驱的上下磁头是吻合的）；或插入盘片，用手轻轻按在磁头上面，磁盘就能正常读写，说明故障由磁头下落不到位所致。仔细观察故障位置，如果是磁头支臂没落下，则进行调整，若支臂已落下，但磁头还悬浮，则调整磁头背后的压力弹簧。【例 4.2】读写磁盘时，提示磁盘出错信息“General failure”或“Sector not found” 等。出现该错误时，应首先确定不是软盘自身问题。拆开软驱检查，用脱脂棉蘸酒精或清洗剂轻轻擦洗磁头，然后再试试读写，如还不正常，应仔细观察磁头是否有碳结物。碳结物很硬，应用牙签剔除。 2．主轴驱动故障主轴驱动故障主要是由磁盘固定夹紧装置引起的，3.5 英寸软驱使用中心轴及外侧一个伸缩轴来固定，其伸缩轴抬不起来，软驱便无法带动盘片旋转。【例 4.3】读软驱时，提示“General failure” ，3.5 英寸软驱插盘时，听不见内部伸缩轴的弹起声。拆下软驱，软盘取出时，外侧伸缩轴没有抬起，致使软盘转速跟不上。值得注意的是 3.5 英寸软驱的伸缩轴抬起后，在软盘加载时有“咔”的一声。调整伸缩轴，即可恢复正常读写。 3．磁头定位系统故障磁头定位故障主要是 0 磁道检测位置变动、磁头偏离标准位置所致。该故障一般表现为：可格式化软盘，并能读写，只是软盘与其他计算机不可互换，或互换性差。校正软驱最好使用校准盘，但校准盘并非人人都具备，而且校准盘还需要示波器。如此大投资，还不如再买一个软驱呢。下面介绍简易的校正磁头方法。方法一：使用 PCTOOLS 校正软驱磁头定位在正常驱动器上格式化好一张软盘，起动 PCTOOLS，利用 PCTOOLS 的磁盘拷贝功能来实现校正过程。PCTOOLS 正常读盘时，屏幕出现： Track：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7．．．．．．．．．．．．． Side 0：R R R R R R R R R R R R R R R．．．．．．．．．．．．． Side 1：R R R R R R R R R R R R R R R．．．．．．．．．．．．．否则，为不正常。如果 0 磁道 0 面读不正常，则微微松动，调整 0 磁道检测器，来回调整到 0 面 0 道可读为止；如果 1 面不正常而 0 面读正常，则微微松开 1 面磁头固定螺钉，向一个方向（一般是与盘片旋转方向相反）微微移动磁头，直到全部出现“R”为止。

134

第4章

软驱、硬盘及可移动存储器

方法二：使用 HD-COPY 校正软驱磁头位置在正常驱动器上格式化好一张软盘，起动 HD-COPY 软件。首先看 0 磁道 0 面读是否正常，如果不正确，则微微向前或向后移动 0 磁道检测开关，直到可读出为止；再检查 1 面读是否正确，若不正确，则松动 1 面磁头固定螺钉（但不要太松），微微移动 1 面磁头，观察读出状态，直到正常为止。需要注意的是软件调整磁头，必须听到驱动器的驱动声响，正常的应该是“咔”、“咔”一直向前有节奏的声响，这时才是最理想的状态，如果读取数据时，磁头小车来回移动，反复读取，则不是理想状态。 4．检测系统故障检测系统故障主要是因检测器件误检造成的。检测部分包括 0 磁道检测（一般为光电检测）、索引检测、盘插入检测（3.5 英寸软驱使用触点开关）、写保护检测（3.5 英寸软驱使用触点开关）等部分。 0 磁道检测错误表现为上电时，磁头小车不移动，或超过 0 道检测位置到达底部（即撞车）。写保护检测错误表现为无法写盘或无法格式化软盘，或在任何时候都可写盘，即使已写保护。盘插入检测错误表现为每次列盘目录都是上一次磁盘目录。该类故障一般是因为光电管脏或损坏、触点开关抬不起来或触点开关落不到位及损坏所致。 5．其他故障软驱上有许多机械部件，产生种种故障现象。如 3.5 英寸软驱插入盘后，盘片加载不上；磁盘在驱动器中，弹不出来等。另外，接口及电机轴、磁头小车等天长日久的氧化、缺油等也是形成故障的原因。解决这类故障主要是要细心观察，仔细分析故障产生的原因，即可解决这类故障。

4.4

软驱的接口

软盘驱动器与软盘适配器之间是通过一条 34 线的扁平电缆连接的，最多接两台驱动器。如图 4-4-1 所示给出了驱动器与适配器之间的各引脚信号。 1． DRIVE SELECT 1 、 DRIVE SELECT 2 ：两台驱动器的选择信号。在同一时间里，只有一个信号处于低电平，即只有一台驱动器被选中，被选中后才可工作。 2． MOTOR ENABLE1 、 MOTOR ENABLE 2 ：电动机开启信号，它为低电平时，电动机转动。 3． DIRECTION ：方向信号，为低电平时，磁头向磁盘中心方向移动；为高电平时，向磁盘外侧（0 道）方向移动。 4． STEP ：步进信号，在方向信号配合下，每发出一个步进脉冲，步进电机走一步，磁头移动一个磁道。 5． WRITE ENABLE ：写允许信号，此信号为低电平时，允许写操作。 6． WRITE DATA ：写数据信号，送给 FDD 的合成数据（包括时钟和数据位的串行脉冲流）。

4.5

硬盘的结构及主要参数

135

7． SELECT HEAD1 ：面选信号，低电平时，选择 1 面磁头，高电平时，选择 0 面磁头。

图 4-4-1

软驱接口

8． INDEX ：索引脉冲，标志着一个磁道开始的脉冲信号。 9． TRACK 0 ：0 磁道标志，其信号有效时，磁头处于 0 磁道位置。 10． WRITE PROTECT ：写保护信号，该信号为低电平时，软驱处于写保护状态，不能对软驱进行写操作。 11．READ DATA：读数据，从 FDD 上读出包括时钟位和数据位的串行脉冲流，是未经分离的数据。

4.5 4.5.1

硬盘的结构及主要参数

硬盘结构

硬盘内部结构由固定面板、控制电路和板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成，其中磁头和盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部分。硬盘结构如图 4-5-1 所示。

第4章

136

软驱、硬盘及可移动存储器

1．磁头组件这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴 3 部分组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是由集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有 0.1～0.3μm，这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为 7 200 r/min 的硬盘飞高一般都低于 0.3μ m，以利于读取较大的高信噪比信号，提高数据传输的可靠性。磁头组件如图 4-5-2 所示。

图 4-5-1

硬盘内部结构

图 4-5-2

磁头组件

2．磁头驱动机构硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要磁头驱动机构驱动才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位到系统指令指定的磁道。其中电磁线圈电机包含着一块永久磁铁，它是磁头驱动机构对传动手臂起作用的关键，磁铁的吸引力足以吸住并吊起拆硬盘使用的螺丝刀。防震动装置在旧式硬盘中没有，它的作用是当硬盘受到强烈震动时，对磁头及盘片起到一定的保护使用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。这也是为什么旧硬盘的防震能力比现在新式硬盘差得多的缘故。 3．磁盘片盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料，这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。另外，IBM 还有一种被称为 “玻璃盘片”的材料作为盘片基质，玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更好的稳定性。 4．主轴组件主轴组件（如图 4-5-3 所示）包括主轴部件（如轴承）和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升。有的厂商已经开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术，例如希捷公司的酷鱼 ATA IV 就采用了这种技术，这样可降低硬盘工作噪音。 5．前置控制电路前置电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。 6．控制电路硬盘的控制电路位于硬盘背面，将背面电路板的安装螺丝拧下，翻开控制电路板即可见到控制电路，如图 4-5-4 所示。

4.5

硬盘的结构及主要参数

137

硬盘控制电路总的来说可以分为如下几个部分：主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等，其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。此图的主控制芯片为 WD70C23-GP。数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读出的数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机系统。至于高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。缓存对磁盘性能所带来的作用是毋庸置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势，这也是为什么在高端 SCSI 硬盘中早就有结合 16MB 甚至 32MB 缓存的产品。

图 4-5-3

4.5.2

主轴组件

图 4-5-4

硬盘控制电路

硬盘的种类

按尺寸分，有 5.25 英寸、3.5 英寸、2.5 英寸（用于笔记本电脑中）硬盘。按安装方式分为固定硬盘与非固定硬盘。固定硬盘即为平常所说的安装在 PC 机内部的硬盘。尺寸大多是 3.5 英寸硬盘。非固定硬盘分为活动硬盘和热插拔硬盘。活动硬盘不仅具备硬盘的全部特点，而且具备了软驱的灵活机动的特性，通过不断地更换硬盘片，即可拥有无穷的容量，且处理保密文件或数据时，比固定硬盘更为安全可靠。热插拔硬盘安装在机器外部，可带电安装、更换硬盘，改变其容量，每个独立的硬盘有自己的电源，硬盘与硬盘之间通过一根扁平电缆连接。

4.5.3

硬盘的技术及主要参数

1．磁头早期的硬盘磁头是薄膜磁头，随着技术的发展，在 20 世纪 80 年代末期 IBM 发明了 MR （Magneto Resistive）磁阻磁头，这种磁头在读取信号时对信号变化相当敏感，使得盘片的存储密度比以前提高数十上百倍，容量首次达到 1GB，从此硬盘的容量进入了 GB 数量级。在 1997 年磁头推出了新技术：GMR（Giant Magneto Resistive）巨阻磁头，此磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比 MR 磁头更敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度。 OAW（Optically Assisted Winchester）光学辅助温氏技术，它把传统的磁读写头和低强度激光束结合在一起，激光束通过光纤进入磁头，再通过一个微电机驱动的镜子反射到磁盘表面，从而实现磁头的精确定位。 2．记录密度

138

第4章

软驱、硬盘及可移动存储器

记录密度等于道密度与位密度的乘积，又称面密度。位密度是指在盘片记录区内沿道圆周方向，每单位长度所记录数据的比特数。 3．存储容量指盘片所能存储的字节总数。在硬盘中，使用 MB（兆字节）或 GB（千兆字节）作为单位，存储容量等于磁头数、柱面数、每柱面扇区数、每扇区的字节数的总乘积。目前硬盘的容量均以 GB 为单位。 4．平均存取时间平均存取时间是一个综合反映存取速度的指标，是平均寻道时间与平均等待时间之和。存取时间是指磁头从起始位置到达目标磁道位置稳定下来，并从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的全部时间。对硬盘驱动器来说，平均等待时间较短，缩短平均寻道时间能有效地加快存取速度。寻道时间以 ms 为单位。目前硬盘的寻道时间一般都不超过 12ms，实际上，8～9ms 才是比较标准的。硬盘中还采用了 Ultra-DSP（超级数字信号处理器）技术，缩短了硬盘的平均寻道时间。其单一的 DSP 芯片可同时提供处理器及驱动接口的双重功能，减少了其他电子零件的使用，可大幅度提高硬盘的速度和可靠性。 5．硬盘的转速（Rotational Speed）也就是硬盘电机主轴的转速，转速是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，它的快慢在很大程度上影响了硬盘的速度，同时转速的快慢也是区分硬盘档次的重要标志之一。硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方，转速越快，等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。目前市场上常见的硬盘转速一般有 5 400 r/min、7 200 r/min，甚至 10 000 r/min。理论上，转速越快越好。因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。可是转速越快发热量越大，不利于散热。现在的主流硬盘转速一般为 7 200 r/min 以上。随着硬盘容量的不断增大，硬盘的转速也在不断提高。然而，转速的提高也带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面影响。于是，应用在精密机械工业上的液态轴承马达（Fluid dynamic bearing motors）便被引入到硬盘技术中。液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠。这样可以避免金属面的直接摩擦，将噪声及温度减至最低；同时油膜可有效吸收震动，使抗震能力得到提高；可减少磨损，提高寿命。硬盘内含一些表层镀上磁性物质的金属圆盘，那些磁性物质就是用来在硬盘上读写数据的。圆盘转动的速度就是转速，以每分钟多少转（r/min）为单位。转速越快，硬盘传送数据的速度也就越快。 6．传输速度内部传输速度（从硬盘到缓存）与外部传输速度（从缓存到界面系统）是不同的。内部传输速度更能反映硬盘的实际表现。内部传输速度比外部传输速度要高出许多。内部传输速度通常以 MB/s（每秒兆字节）为单位。直接影响外部传输速度的是接口与缓存，以及系统对硬盘数据的要求和响应。 7．缓存缓存在硬盘的读写部件和接口之间起着缓冲调节的作用。一个硬盘读取数据或传送数据与 CPU 之间进行数据交换时，CPU 总要有一个等待时间。如果事先把一些数据存放在高速缓存中，

4.5

硬盘的结构及主要参数

139

不让 CPU 等待或减少等待时间，提高系统速度，这就需要硬盘有一定量的缓存。缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘读数据的过程是将磁信号转化为电信号后，通过缓存一次次地填充与清空，再填充，再清空，一步步按照 PCI 总线的周期送出，可见，缓存的作用是相当重要的。在接口技术已经发展到一个相对成熟的阶段的时候，缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素。与 CPU 一样，硬盘拥有缓存越多性能越好。目前主流硬盘的缓存主要有 512 KB、2 MB 甚至 4 MB 等几种。其类型一般是 EDO DRAM 或 SDRAM，目前一般以 SDRAM 为主。根据写入方式的不同，有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时，系统先检查请求指令，看看所要的数据是否在缓存中，如果在的话就由缓存送出响应的数据，这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据，由于 SDRAM 的速度比磁介质快很多，因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找，如果找到就把缓存中的数据写入盘中，现在的多数硬盘都是回写式硬盘，这样就大大提高了性能。 8．突发数据传输率（Burst data transfer rate）：指的是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率，也叫外部数据传输率（External data transfer rate）。目前采用 UDMA/66 技术的硬盘的外部数据传输率已经达到了 66.6 MB/s。 9．最大内部数据传输率（Internal data transfer rate）：指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度（指同一磁道上的数据间隔度），也叫持续数据传输率（sustained transfer rate）。一般采用 UDMA/66 技术的硬盘的内部传输率也不过 25~30MB/s，只有极少数产品超过 30MB/s，由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈，因此大家在购买时要分清这两个概念。不过一般来讲，硬盘的转速相同时，单碟容量大的内部传输率高；在单碟容量相同时，转速高的硬盘的内部传输率高。 10．平均寻道时间（Average seek time）：指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，它描述硬盘读取数据的能力，单位为毫秒（ms）。当单碟片容量增大时，磁头的寻道动作和移动距离减少，从而使平均寻道时间减少，加快硬盘速度。目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般在 9ms 以下，大于 10ms 的硬盘属于较早的产品，一般不值得购买。 11．连续无故障时间（MTBF）指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间。一般硬盘的 MTBF 至少在 30 000 或 40 000 小时。 12．部分响应完全匹配技术 PRML（Partial Response Maximum Likelihood）它能使盘片存储更多的信息，同时可以有效地提高数据的读取和数据传输率，是当前应用于硬盘数据读取通道中的先进技术之一。PRML 技术是将硬盘数据读取电路分成两段“操作流水线” ，流水线第一段将磁头读取的信号进行数字化处理然后只选取部分“标准”信号移交第二段继续处理，第二段将所接收的信号与 PRML 芯片预置信号模型进行对比，然后选取差异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过程。PRML 技术可以降低硬盘读取数据的错误率，因此可以进一步提高磁盘数据密集度。 13．单磁道时间（Single track seek time）

第4章

140

软驱、硬盘及可移动存储器

指磁头从一磁道转移至另一磁道所用的时间。 14．超级数字信号处理器（Ultra DSP）技术应用 Ultra DSP 进行数学运算，其速度较一般 CPU 快 10 到 50 倍。采用 Ultra DSP 技术，单个的 DSP 芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能，以减少其他电子元件的使用，可大幅度地提高硬盘的速度和可靠性。接口技术可以极大地提高硬盘的最大外部传输率，最大的益处在于可以把数据从硬盘直接传输到主内存而不占用更多的 CPU 资源，提高系统性能。 15．硬盘表面温度指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头（包括 MR 磁头）的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。 16．全程访问时间（Max full seek time）指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间。 17．自动检测分析及报告技术（Self-Monitoring Analysis and Report Technology，简称 S.M.A.R.T）现在出厂的硬盘基本上都支持 S.M.A.R.T 技术。这种技术可以对硬盘的磁头单元、盘片电机驱动系统、硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等进行监测，当 S.M.A.R.T 监测并分析出硬盘可能出现问题时会及时向用户报警以避免电脑数据受到损失。S.M.A.R.T 技术必须在主板支持的前提下才能发生作用，而且 S.M.A.R.T 技术也不能保证能预报出所有可能发生的硬盘故障。 18．数据保护与震动保护技术硬盘非常怕震动，不管电源是否已经启动，只要硬盘受到了撞击或震动，或多或少总有数据受到一定程度的损伤，如果处于运转状态的硬盘受到震动或撞击，所造成的伤害会更大。在这方面，原昆腾公司（已被迈拓公司并购）的 DPS（Data Protection System，数据保护系统）与 SPS（Shock Protection System）技术、西部数据公司的 Data SafeGuard（数据卫士）技术、 IBM 公司的 DFT（Disk Fitness Test）技术、迈拓公司的 MaxSafe 与 ShockBlock 以及希捷公司的 SeaShield 技术使得硬盘可以承受较高 g 数的冲击，这种技术可以把硬盘因冲击而造成的损害降到最低的程度，大大提高了数据的完整性与可靠性。

4.6 4.6.1

硬盘驱动器的接口

IDE 接口

IDE（Integrated Drive Electronics）是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的 IDE 接口，也叫 ATA（Advanced Technology Attachment）接口。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，只需一根电缆将硬盘与主板连接起来。数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造变得容易，安装更为方便。 IDE 接口最早支持的 PIO（Programmed I/O）模式 0 的传输率只有 3.3 MB/s，IDE-1 规定了 3 种 PIO 和 4 种 DMA 模式（几乎没有得到实际应用），IDE-2 增加了 2 种 PIO 和 2 种 DMA 模式，把传输率提高到 16.6 MB/s，并加入了 LBA（Logical Block Address，逻辑块地址）转换方式，

4.6

硬盘驱动器的接口

141

用以突破老 BIOS 的 540MB 容量限制。IDE 接口的最新标准是 IDE-3，与 IDE-2 相比，它没有增加更高速率的工作模式，但改进了数据传输的可靠性，对电源管理方案进行了修改，并引入了 S.M.A.R.T 技术，让硬盘在出错时能向系统报告。表 4-1 给出了 IDE 接口信号。

第4章

142

软驱、硬盘及可移动存储器

表 4-1 针

脚

信

号

功

IDE 接口信号

能

针

脚

信

号

功

RESET（O）

GND

HD7（I / O）

数据 7

HD8

数据 8

HD6（I / O）

数据 6

HD9（I / O）

数据 9

HD5（I / O）

数据 5

HD10（I / O）

数据 10

HD4（I / O）

数据 4

HD11（I / O）

数据 11

HD3（I / O）

数据 3

HD12（I / O）

数据 12

HD2（I / O）

数据 2

HD13（I / O）

数据 13

HD1（I / O）

数据 1

HD14（I / O）

数据 14

HD0（I / O）

数据 0

HD15（I / O）

数据 15

GND

KEY

RESERVED

保留

GND

IOW

写

GND

IOR

读

GND

IOCHRDY

I/O 设备就绪

ALE（O）

RESERVED

保留

GND

IRQ（I）

中断请求

GND

HA1（O）

PDIAG（I / O）

HA0（O）

HA2（O）

CS0（O）

CS1（O）

ACTIVE（I / O）

GND

能

IDE 对硬盘的管理不允许超过 528MB 的存储容量，这对日益增长的存储容量需求是不能满足的，由西部数据提出的 EIDE（Enhanced IDE，增强型 IDE）标准，以取代原有的 IDE 标准。 EIDE 是在 IDE 的基础上开发的，与 IDE 相比较，EIDE 有以下显著的优点： 1）允许更大的存储容量：EIDE 标准对每个硬盘支持的最高容量可达 8.4G。 2）允许连接更多的外设：IDE 通常只提供一个 IDE 插座，因此最多只能挂接主、从两个硬盘。而 EIDE 标准允许一个系统可连接 4 个 EIDE 设备。 3）支持多种外设：EIDE 支持符合 ATAPI 标准的 CD-ROM 和磁带驱动器。 4）具有更高的传输率：IDE 驱动器的最大突发数据传输率只有 3.3 MB/s，而 EIDE 支持的数据传输率可达 11.1 MB/s 以上。表 4-2 给出了 IDE 接口的传输率。表 4-2

IDE 版本与传输速率对照表

PIO 模式

传输速率（MB/s）

IDE 版本

3.3

IDE-1

5.2

IDE-1

8.3

IDE-1

11.1

IDE-2

16.6

IDE-2

4.6

硬盘驱动器的接口

143

注意：通常所说的 IDE 是指 EIDE，而不是 IDE，以下同。

4.6.2

Ultra DMA/33/66 接口

在 ATA-4 未正式推出之前，昆腾联合其他厂商推出了 Ultra DMA /33（或 Ultra- ATA /33）。 Ultra-DMA/33 的传输速率可达 33.3 MB/s，它与 ATA 标准原来支持的 DMA 工作模式不一样，它需要一种特殊的 BusMaster DMA 工作方式。Intel 从 430TX 芯片组开始加入了对 Ultra-ATA/33 的支持，现在的 IDE 硬盘基本上都支持 Ultra-ATA/33，并且很多新型硬盘已经支持同样由昆腾开发的 Ultra-ATA/66 接口，此接口的传输速率达到 66 MB/s。从 Ultra DAM/33 起就采用了 CRC（Cyclical Redundancy Check，循环冗余校验）技术， Ultra DMA/66 独特的传输线是：接口虽然仍是 40pin，但线缆数却是 80 根，即在传统的 40pin 标准 IDE 的信号线和地线之间又穿插了 40 条外加的地线，以便在有效地降低信号线之间的串扰现象的同时，还保持了与目前 40pin 排针的兼容。目前正在制订的 ATA-4 可望把 ATAPI（ATA Packet Interface，EIDE 接口中包含 ATA-2 和 ATAPI）和 Ultra-DMA 都纳入正式标准中。要支持 Ultra-DMA 系统必须满足以下 5 个条件： 1）具有支持 Ultra-DMA 协议的主板，或兼容 Ultra-DMA 协议的 PCI 卡。 2）具有支持 Ultra-DMA 协议的 BIOS。现在许多主板都采用 Flash ROM 记录 BIOS，因此通过升级 BIOS 可以获得对 Ultra-DMA 的支持。 3）具有支持 Ultra-DMA 的 IDE 设备。 4）具有 Ultra-DMA 驱动程序，通常由主板或硬盘生产商或操作系统提供。 5）在 BIOS 中要进行正确的设置。

4.6.3

SCSI/Ultra 160M/320M SCSI 接口

SCSI（Small Computer System Interface）是一种与 ATA 完全不同的接口，它不是专门为硬盘设计的，而是一种总线型的系统接口，每个 SCSI 总线上可以连接包括 SCSI 控制卡在内的 8 个 SCSI 设备。 Ultra 160/M 是不断发展的 SCSI 接口的最新成果，传输率高达 160MB/s，其利用了请求/ 回应信号的上升沿和下降沿来定时数据信号，这种双重转换定时技术把 SCSI 总线上的数据时钟频率提高到 80MHz，从而使得数据传输速率提高了一倍。为了在高速率下保证数据传输的正确性， Ultra 160/M 还加入了 CRC 技术。 Ultra320 时钟频率提升到 90MHz，外部传输率也达到了 320MB/s。早期 PC 机的 BIOS 不支持 SCSI，各个厂商生产自己的 SCSI 设备，造成 SCSI 设备之间的不兼容，加上 SCSI 的生产成本较高，因此没有像 IDE 接口那样得到普及。SCSI 接口的优势在于它支持多种设备，传输速率比 IDE 接口高，独立的总线使得 SCSI 设备的 CPU 占有率很低，所以 SCSI 更多地被用于服务器等高端应用场合。表 4-3 给出了 SCSI 接口传输率及总线宽度。表 4-3

SCSI 种类与传输速率、总线宽度

第4章

144

4.6.4

软驱、硬盘及可移动存储器

SCSI 种类

传输速率（MB/s）

总线宽度

SCSI-1

8bit

Fast SCSI

8bit

Ultra SCSI

8bit

Wide Ultra SCSI

8bit

Ultra2 SCSI

8bit

Wide Ultra 2SCSI

16bit

Ultra 160/M

160

16bit

光纤接口

光纤通道技术具有数据传输速率高、数据传输距离远以及可简化大型存储系统设计的优点。目前，光纤通道支持 200 MB/s 的数据传输速率，可以在一个环路上容纳多达 127 个驱动器，局域电缆可在 25 m 范围内运行，远程电缆可在 10 km 范围内运行。

4.6.5

IEEE 接口

IEEE 1394 又称为 Firewire（火线）或 P1394，它是一种高速串行总线，它定义了数据的传输协定及连接系统，可用较低的成本达到较高的性能，增强电脑与外设的连接能力。可同时提供同步和异步数据传输方式，其连接线中有 6 条芯线：2 条线供应电源；其他 4 条线用来传输信号。现有的 IEEE 1394 标准支持 100MB/s、200MB/s 和 400MB/s 的传输速率，将来会达到 800MB/s、1

600MB/s、3

200MB/s，甚至更高。

IEEE 1394 接口有两大好处：其一，极高的数据传输速度，IEEE 1394 可以提供高达 Gbit/s 级的高速同步数据传输速度；其二，IEEE

1394 是一个标准接口，它不仅仅支持硬盘，还支持

许多其他设备，支持热插拔，可以方便地进行插拔操作，实现即插即用。在 IEEE

1394 标准接

口的通信协议上已经规定，当网络上增加和撤销结点时，能够自动实现重构和自动分配 ID，具有相对较高的稳定性，对关键部门的用户尤为重要。 IEEE

1394 硬盘具有高速的传输速率及实时性。400MB/s 的接口速率完全可以满足高速

大规模数据存取的需要，与传统硬盘相比传输速率相差无几，反而是硬盘技术不能够满足接口速度要求。随着 IEEE

1394 新标准的推广，采用 800MB/s 甚至 3.2GB/s 的产品也将陆续

问世。高度自由的拓扑结构是 IEEE 1394 接口的另一大优势。利用 IEEE

1394 可以实现混合连

接，允许采用菊花链与接口分支。若只采用串接的方式，最多能连接 16 台设备，而采用混合连接则可以连接多达 63 台设备之多。虽然有着各设备间的连线距离不可超过 4.5 m 的限制，不过如果大于 4.5 m，可以采用中继设备解决。这样一来，IEEE

1394 的硬盘在可扩容性方

面就具有相对较强的优势，可以在不更换设备的前提下进行大规模的扩容，因此具有较强的系统伸缩性。由于 IEEE

1394 接口的各种优势所在，目前部分厂商已经推出了采用 IEEE 1394 标准接

口的移动硬盘产品，如爱国者、WD、科软等等，另外 IEEE

1394 也在 Mac 上逐渐推广起来，对

4.7

硬盘的安装

145

于 PC 与 Mac 共享数据来说也带来了一定的方便。

4.6.6

Serial ATA（串行 ATA）接口

一直以来 IDE 硬盘都采用并行传输模式（并行 ATA），但是并行传输过程中存在一个不可避免的问题：线路间的信号会互相干扰。在传输速率比较低的情况下，存在一定的信号串扰并不会带来多大的影响，但是在高速数据传输过程中，信号串扰问题就显得非常突出，严重地影响着系统的稳定性。因此，在人们对硬盘传输速率要求越来越高的同时，并行 ATA 却显得越来越力不从心了。另外，并行 ATA 也存在着一些显而易见的缺点：首先，并行 ATA 每次传输多位数据，因此数据通道要求的数据线的数量比较多，在 ATA/66 以前连接硬盘的数据排线就是 40 线的，而 ATA/66、ATA/100 和最新的 ATA/133 的接口数据电缆则都是 80 线的，这样不仅接口线缆的成本提高了，而且也造成了机箱内连线复杂凌乱，空气流通受阻，散热受到影响。其次，并行 ATA 设计采用 5V 电压供电，在当今不断降低电压、减小功耗的趋势下，这也是需要改进的。为了进一步提高 IDE 硬盘的外部传输速率，Intel、IBM、DELL、APT、Maxtor 和 Seagate 公司共同提出了 Serial ATA（串行 ATA）解决方案，由 Seagate 正式公布了 Serial ATA 1.0 版规范。Serial ATA 规范正式确立。该规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到了 150MB/s。在 1.0 版规范中规定的 Serial ATA 数据传输速度为 150MB/s，比目前主流的并行 ATA 标准 ATA/100 高出 50%，比 ATA/133 还要高出约 13%。而且随着未来后续版本的发展，其接口速率还可扩展到 2×和 4×（300MB/s 和 600MB/s）。从其发展计划来看，未来 Serial ATA 也将通过提升时钟频率来提高接口传输速率。

4.7

硬盘的安装

在计算机主板上有两个 IDE 接口：一个为 IDE1，另一个为 IDE2。两个 IDE 接口可以连接 4 个 IDE 设备。假设在一个主板上安装 1 个光驱、2 个硬盘或 3 个硬盘，或安装 4 个硬盘，那么对硬盘或光驱的安装就不是轻松的事了，必须对其中部分 IDE 设备的跳线进行重新设置，并在 CMOS 中对 IDE 设备进行重新配置，否则在系统监测过程中就会出现错误，导致系统不能正常运行。下面简单介绍 IDE 设备的跳线设置及在 CMOS 中为 IDE 设备设置正确参数。

4.7.1

IDE 设备的跳线设置

在硬盘、光驱的接口处均有跳线设置。通过对跳线的设置，系统在启动检测过程中可以检测出 IDE 设备是主盘（Master）还是从盘（Slave）。如果在主机箱内，只有一个或两个 IDE 设备用两条 40 芯或 80 芯扁平电缆线分别插入到 IDE1、IDE2 插槽中，那么就不用对 IDE 设备进行跳线，因为在系统检测过程中不会出现故障。这里介绍的是在一条 40 芯或 80 芯扁平电缆线上连接两个 IDE 设备时，如何对 IDE 设备进行跳线设置，如图 4-7-1 所示。

第4章

146

软驱、硬盘及可移动存储器

图 4-7-1

4.7.2

IDE 硬盘、光驱跳线

IDE 设备的 CMOS 设置

如果想使 IDE 接口的硬盘、光驱能正常地工作，不能仅对 IDE 接口的硬盘、光驱跳线，还要在 CMOS 中对 IDE 设备的参数进行正确的设置，如果其参数设置不正确同样不能使用 IDE 设备。对其参数的正确设置详见 3.3.2 节。

4.7.3

IDE 设备与主板的连接

主板与 IDE 设备之间是通过一条扁平电缆连接的，扁平电缆有 40 芯和 80 芯两种。40 芯的扁平电缆是普通的，80 芯扁平电缆支持 ATA 33/66。扁平电缆插入主板时，要注意其红边的方向，即扁平电缆的红边要与 IDE 插槽的第一根针对应。扁平电缆另一侧的红边要与电源线的红色+5V 线相对应（如图 4-7-2 所示）。

图 4-7-2

4.8

扁平电缆线与接口电路的连接

可移动存储设备

目前移动存储领域的发展趋势主要有两个分支：其一是以 Flash 盘（闪盘）产品为代表的袖珍型小容量个人移动存储产品；另一种是大容量移动硬盘。

4.8.1

闪盘

面对如今最流行的移动存储设备——闪盘（U 盘），确实适用、方便，如图 4-8-1 和 4-8-2 所示。闪盘所使用的 IC、Flash Memory 以及元器件等等对闪盘质量的影响至关重要，同时也是

4.8

可移动存储设备

147

决定闪盘价格的关键因素。尽管闪存的体积轻巧异常，有的甚至比一次性打火机还要纤小许多，携带十分方便，目前流行的闪盘容量在 64MB 以上。

图 4-8-1

闪盘外观

图 4-8-2

闪盘内部结构

1．闪盘的“大脑”：IC 控制芯片之所以称其为“大脑”是因为它是整个闪存设备的核心，关系到闪盘是否可以实现加密功能，是否能够当作驱动盘使用等等。目前厂商们通常使用的控制芯片（IC）有 3S、PEOLIFIC、 CYPRESS、OTI 等，打开闪盘外壳就可以看到。 2．闪盘的“心脏”：闪存 Flash Memory 闪存是 Flash Memory 的直译，是一种半导体存储器。闪存具有掉电后仍可以保留信息、在线写入等优点，并且其读写速度比 EEPROM 更快且成本更低。但是，由于现在各个厂商之间所使用的技术不同，闪存的类型也有很多。 3．辅助部分：PCB 板和元器件 IC 是“大脑” 、Flash Memory 是“心脏” ，那么 PCB 板和元器件呢？它们对闪盘的质量也有着决定性的影响！USB 接口电路附近用以过滤杂讯的电容和电阻，根据需要这个地方是不能够太精简的，否则在数据传输上会有不好的影响，很多小厂家就是靠着在这部分选材上的偷工减料来换取利润，少焊了许多元器件。

4.8.2

可移动硬盘

1．移动硬盘盒容量在 256MB 以上的闪盘产品与移动硬盘盒的性价比就不是很高了，特别是高端产品，存储容量接近 1GB 及以上的闪盘的价格更高。此时，移动硬盘盒的优势自然突显了出来。一方面，移动硬盘盒非常廉价是由于其内部需要安置一个普通 PC 机上的硬盘，这就使其存储能力轻而易举地达到了“G”级水平。另一方面，由于国际和国内的硬盘市场产品价格的不断下滑，假如以单位存储容量的价格来计算，它也将远低于闪盘，可见这种产品的潜在发展动力是相当强大的。 2．移动硬盘在移动硬盘中有两种接口方式：一种是 USB 接口；另一种是 IEEE 1394（火线）接口。 1）USB 接口方式移动硬盘作为 PC 的一个重要外设，近年来得到了蓬勃的发展。目前市场上常见的移动硬盘主要采用 USB 接口方式，这种接口通用性较强，可以比较容易地安装在目前的各种电脑上。USB

148

第4章

软驱、硬盘及可移动存储器

口的移动硬盘如图 4-8-3 所示。 USB 早在 1995 年就已经基本成型，但由于微软的 Windows 95 操作系统直到 OSR 2.0，也就是俗称的 Win 97 中，才开始以外挂模块的形式提供对 USB 设备的支持，这在一定程度上影响了 USB 接口在主流 PC 上的推广速度。直到 1998 年微软推出内置 USB 接口模块的 Windows 98 后，USB 设备才大量涌现。图 4-8-3 USB 口外置硬盘在市场上常见的 USB 硬盘产品容量从 5～30GB 不等，产品型号还是比较齐全的。由于目前新型的操作系统如 Windows Me/XP/2000 等已将 USB 接口作为一项标准接口设备对待，所以插入 USB 的硬盘后，无须安装任何驱动程序即可自动完成识别安装新型设备的过程，真正意义上实现了即插即用。平时所说的 USB 硬盘绝大多数都是采用 USB 1.1 接口标准的外置硬盘，具有 12MB/s 的传输速度，采用 USB 的全速工作状态。正在推广中的 USB 2.0 接口标准在兼容传统 USB 1.1 的同时，大大提高了传输速度，其传输速度可达到 480MB/s，已经远远超过了目前普通外设所需要的带宽，适合于需传输大量数据的多媒体应用。采用 USB 1.1 版与 2.0 版的产品接口在物理上完全一致，只是在电气规则定义上有所不同， 1.1 版的传输上限是 12MB/s，而 2.0 版则主要是针对传输速度的问题做了扩充，插接一个新设备时，USB 系统控制芯片会自动侦测，判别其是否支持 2.0 版，如果不是，则会自动按照以前的 12MB/s 的速度进行传输，而其他采用 2.0 版的 USB 设备仍会以 2.0 版标准所定义的高速率进行传输工作，两种版本的设备可以在同一工作环境下正常运行。 USB 硬盘使用比较方便，在 USB 接口出现以前，在电脑上添加或撤换任何一个存储器，都必须关掉主机才能进行插拔操作，以免出现端口烧毁及系统死机的现象。而使用 USB 硬盘设备，则无须有这方面的顾虑，可以在开机的状态下安全地随时进行插拔操作，系统会自动识别出 USB 硬盘，并在操作系统的支持下自动安装相应的驱动程序。惟一需要指出的是，当拔走 USB 硬盘时，需要在系统中设定一下停止使用该设备，以免造成数据损坏。 USB 硬盘的可扩容性很强。理论上 1 个 USB 控制器可以接多达 127 个 USB 设备。由于 USB 接口多置于机箱外部，可以无需打开机箱即可进行安装。虽然很多机箱上只提供 1~2 个 USB 接口，但可以通过 USB Hub 进行扩展性连接。由于 USB 端口自身提供电源输出，所以对于很多 USB 设备而言，是无须外接电源的。利用 Hub 可以有效地对 USB 的连接数量进行扩充，以达到用户的需要。外设与接口间距可以达到 5 m 之多，更由于 USB 不占用系统中断，使用自己保留的资源，不涉及任何其他的 IRQ，所以无须担心出现不兼容的现象。所以当需要连接多个 USB 硬盘时，可以利用 USB Hub 进行扩容，以达到无需更新设备即可扩容的目的。由于 USB 硬盘具有广泛的外部支持，在目前普遍流行的个人 PC 操作系统，几乎无一例外地对 USB 硬盘提供全面的支持；所有新发布的主板都提供至少 2 个 USB 接口，在硬件上对 USB 硬盘提供了有效的保障。所以使用 USB 硬盘时，基本上不用担心数据无法在其他电脑上读取的情况出现。 2）IEEE 1394 相比 USB，IEEE 1394 的经历就显得坎坷一些。目前的 IEEE 1394 规范支持 100/200/400MB/s 3 种传输速率，将来会提升到 800MB/s、1GB/s、1.6GB/s，甚至 3.2GB/s。

4.9

硬盘常见故障处理

149

IEEE 1394 有着高速开放等优势，但目前并没有成为个人 PC 上的标准接口。原因则是由于 IEEE 1394 既可作为外部总线，又可成为内部总线，这样就影响到 PCI 总线的地位。作为硬盘的标准总线结构，PCI 有着悠久的历史，而且 PCI 也在向 64 位进行过渡，所以在市场上很少能见到真正使用到 IEEE 1394 高速传输速率的硬盘出现。在外置式移动硬盘产品中，IEEE 1394 接口的硬盘与 USB 接口的硬盘相比之下比较少见。

4.9 4.9.1

硬盘常见故障处理

故障分类与判定

硬盘故障从性质上分为软故障和硬故障两大类。软故障是最常见的，而且是硬盘故障中最多的一部分，包括接口氧化、连接错误、分区故障、病毒故障、萎缩故障、起动故障等；硬故障指控制电路故障及驱动电机机构故障、盘体故障等。 1．错误代码提示有些机器，ROM 中固化有自诊断程序，当主机加电自检时，对微机系统中的各部分自动检测，对硬盘测试时，一旦发现故障，则给出故障代码，并显示在屏幕上。表 4-4 列出了硬盘故障代码及所代表的故障。表 4-4 故障代码

1701

1702

1703

1704

硬盘故障代码表所代表的故障

1）硬盘控制器故障（控制器故障或没有插好信号电缆）。 2）硬盘驱动器故障（不能复位：磁头找不到 00 磁道；读/写控制电路故障；定位及驱动控制电路故障等）。 3）信号电缆故障（在控制器一端没接好或在硬盘驱动器一端没接好）。 4）硬盘驱动器和控制器不兼容。这一诊断是专门对硬盘控制器的： 1）固化在 EPROM 中的硬盘驱动程序故障。 2）硬盘控制器上的中央处理器芯片故障。 3）专用硬盘控制器芯片，DMA 芯片故障。 4）RAM 故障。 1）00 磁道故障。 2）00 磁道信号检测电路故障。 1）00 磁道故障。 2）00 磁道信号检测电路故障。 3）寻道控制电路及寻道机构故障。 4）读/写控制电路及数据通道故障。

2．CMOS 设置错现在的微机均有“Type — AUTO” （自动配置参数）的功能，可利用此功能判断硬盘是否连接上，参数是否正确。 3．利用诊断盘常用的诊断盘有 DM、Norton 等，具体应用视实际情况而定，正确使用工具软件，将有助于迅速诊断出硬盘的故障状况，决定故障的处理方法。

第4章

150

4.9.2

软驱、硬盘及可移动存储器

硬盘故障实例

1．配置 COMS 故障【例 4.4】机器开机自检时，内存、软驱正常，随后不再自检，像死机状态。开机，发现内存、软驱自检后，硬盘灯亮一下，但无启动状态，且硬盘灯不亮。进入 SETUP （CMOS 配置），发现有两个硬盘配置，而机器只有一块硬盘，将第二硬盘设成“None” ，重新启动机器，但提示“Missing operating system” ，再次进入 CMOS，发现硬盘类型为“46” ，其容量为 152MB，与实际硬盘不符，将其改为“AUTO”或利用“AUTO DETECTION”配置硬盘参数即可。 2．跳线设置故障【例 4.5】 SCSI 硬盘不能启动，但从软盘启动后，可以看到并能运行硬盘内容。使用 SCSI 硬盘的配置文件，发现 ID 标志是 7，而检查硬盘的 ID 跳线，发现设置为 2。重新跳 ID 标志为 7，或设置 ID 为 2，存储配置后，机器可从 SCSI 硬盘启动。注意：ID 跳线在 SCSI 卡上。可根据说明书正确设置跳线。【例 4.6】 IDE 接口硬盘，装上后不能正确由 CMOS 自动配置到第一个硬盘参数。 IDE 接口硬盘均有主、从跳线，仔细检查，发现跳线错，修改过来，一切正常。这种故障往往使用户无法配置双硬盘、加 IDE 光驱，故应对跳线设置多加注意。 3．接口故障【例 4.7】开机，不认识硬盘，提示配置错。拆开机器检查，发现接口插的正确，但重新插拔几次，硬盘被检测通过。过了几天，又出现上述情况，判断为接口接触不良，清洗接口，然后开机，工作正常。 4．引导故障【例 4.8】对硬盘进行低级格式化、分区、高级格式化，做完之后，硬盘仍不能引导。用 FDISK 查看硬盘的分区状况，发现硬盘分为两个区，主引导区未激活，用 FDISK 的第 2 项，激活 DOS 的主分区，工作正常。 5．病毒故障病毒故障往往造成硬盘启动故障，或执行文件时，提示出错信息，或执行文件时，造成死机，这些状况都是因为病毒改变了文件的字节数、内容，或是标志了坏扇区所致。解决此类故障，应采用杀毒软件对硬盘中的病毒进行清理。病毒有时破坏分区表，使硬盘无法启动，更为严重时，分区表会丢失，无法读取硬盘的数据。为避免发生此类情况，应对分区表进行备份，当发现分区表被破坏时，用备份对其进行恢复，或对硬盘采取有效的保护措施，如用瑞星、金山毒霸、KV3000 等病毒实时监控软件、病毒防火墙等加以保护。最后指出，硬盘内部故障一般较难修复，因为这需要更专业的知识和条件。

习

题

1．把软盘放入软驱中，不管软盘是否处于写保护状态，软驱均能对其进行格式化。试述其原因。 2．读软驱中的软盘时，出现这样的信息：“General failure reading drive A：Abort，Retry，Fail？”。分析出现此故障的原因。

习

题

151

3．开机后屏幕显示“Drive error”，然后又显示：“Non-System disk or disk error，Replace and strike any key when ready”。试叙述有几种情况能产生此类故障。 4．开机后屏幕显示： “Invalid partition table”，硬盘不能启动，若从软盘启动不认 C 盘。分析出现此故障的几种可能性。

第5章

微机电源

微机系统的电源均采用无工频变压器的脉宽调制变压器开关稳压电源，这种电源采用直流整流、高频变换和脉宽调制技术，使整个电源变得体积小、重量轻、输出保持时间长、输出不易过压、性能稳定可靠等优点。早期微机一般采用 AT 型电源，现在均采用 ATX 型电源。ATX 电源是在 AT 电源的基础上发展起来的，工作原理与 AT 电源基本相同，其区别在于 ATX 电源与主机板有一根连线，可实现自动关机功能，输出电压路数比 AT 电源多。本章在介绍电源工作原理的同时，举出一些常见故障的分析与排除的方法。

5.1 5.1.1

微机开关电源简介

AT 电源

AT 电源有 4 种直流电压输出：＋5V 向系统部件、选件和键盘供电；–5V 用于软盘适配器中锁相式数据分离电路；＋12V 主要向软盘和硬盘驱动器供电；＋12V 和–12V 用于向异步通信适配器提供接口电源。电源盒的直流引出线插头有 4 种标准：2 个 6 芯插头是为主机板供电的主电源插头。除地线外，它们分别向主机提供±12V 和±5V 的直流稳定电压，1 个 P.G 信号；4 个标准 4 芯插头，分别提供＋5V、＋12V 直流电压和地线，为硬盘、光驱等其他外部设备提供电源；还有 1 个 4 芯小插头，这种插头为 3.5 英寸软驱等小型外设提供电源；另外还有 1 个 2 芯小插头，为机箱上数显面板供电，此插头的红色为＋5V，另一条线是地线。

5.1.2

ATX 电源

ATX 电源和 AT 电源的最大不同是 ATX 电源取消了电源开关，取而代之以机箱面板上的轻触开关。机箱面板上的电源开关直接接到主板的“Power Switch”引出针上，它不再用市电开关来控制电源是否工作，而是采用“＋5VSB”和“PS-ON”的组合来实现电源的开启和关闭。通过此项电源设计的改进，实现了电脑的软关机。在退出 Windows 时，选中“关闭计算机”退出系统后，ATX 会自动切断对主板大部分电路的供电（仍然保持对主板上“电源监控” 图 5-1-1 ATX 电源输出信号部分电路的供电），同时，关闭自身绝大部分电路的工作电源，等待主机的“POWER”轻触开关再次发出启动信号，不像 AT 电源每次开机都要按动电源开关，同时主板上的“电源监控”部分电路结合 BIOS 软件控制，可实现网络唤醒、远程开

第5章

152

微机电源

机等 ATX 主机特有的功能。 ATX 电源输出路数与 AT 电源输出路数的主要区别是：为主机板提供电源的电缆线不是 6 芯的，而是 1 根 20 芯的插头。另还有 3.3V 输出，此项输出主要为 CPU 提供电源。其中各引脚信号标志如图 5-1-1 所示。

5.2 5.2.1

开关电源的基本结构和工作原理

AT 电源的基本结构及工作原理

微机电源均为无工频变压器的开关电源，它的工作原理如图 5-2-1 所示。交流输入后，经整流和滤波电路变成 300V 直流电压，该直流电压通过高频振荡器变成幅值 300V 的矩形波，再经高频变压器降压及整流滤波，输出±12V、±5V 的直流电压。调节 300V 矩形波的占空比即可调节直流输出值，从而得到稳定的直流电压输出。由于高频振荡器的振荡频率比输入的交流电压的频率高得多，这样使所用的变压器及滤波元件的体积、重量都大大减小，而振荡器中的三极管均工作在开关状态，所以减小了功率损耗，提高了电路的效率。

图 5-2-1

AT 开关电源工作原理

如图 5-2-2 所示为双管半桥式功率转换电路原理图。半桥式电路由两个功率管 Q1、Q2 和电容器 C1、C2 构成桥路的四臂，其中 C1=C2，高频变压器初级连接在它们中间的 A 点。

图 5-2-2

双管半桥功率转换电路原理图

由于电路仅有功率管半桥作为开关，故称为“半桥式”。当功率管未受触发作用时，电容充电，VC1=VC2=E/2。当 Q1 导通时，C1 沿 Q1 及变压器初级绕组 N 放电，同时 C2 通过 Q1 及绕组

5.2

开关电源的基本结构和工作原理

153

N 被电源 E 充电，使 VA 上升；当 Q1 截止后，Q2 被触发导通时 C2 放电，C1 充电，VA 下降。下降量与上升量相等。为了保护功率管，在功率管 Q1、Q2 的 e、c 极间均反向并联了钳位二极管 D1、D2。这样，当变压器漏感引起的尖峰电压超过电源电压 E 时，二极管 D1、D2 便导通，因此功率管所承受的最高电压为 E，有利于对功率管的选择和保护。为了减少二极管的损耗和整流元件数目，这种类型的电路大多采用变压器次级绕组中具有中心抽头的全波整流电路。半桥式电路的优点是效率高、功率管截止时所承受的电压低，具有较好的抗不平衡能力，而且由于采用他激式振荡电路，所以逆变控制方便，保护性能好。但半桥式电路也有一定的缺点，即驱动电路较为复杂，变压器初级绕组所得到的电压总是一个电容（C1 或 C2）上的电压，近于电源电压的一半，故功率管和变压器初级绕组通过电流较大，因此输出功率不宜太大。微机开关电源基本上都是脉宽调制变换型开关直流稳压电源，它由输入电路、功率变换电路、控制电路、保护电路以及主机启动电路构成。如图 5-2-3 所示是微机开关稳压电源的典型结构图。

图 5-2-3

微机开关电源结构图

图中没有工频变压器，输入的交流电经低通滤波后直接整流变换成未经调节的直流电压，该电压供给由功率开关管及高频变压器组成的功率变换电路。开关管由脉宽调制控制集成电路发出的驱动脉冲信号触发，通过开关管的通断变换，将直流电压变换成较高频率的交变矩形波电压（这种变换称为逆变），经高频变压器将此电压降低到各档需要的电压值，然后经高频二极管整流以及 L、C 平滑滤波后送至负载。脉宽调制控制集成电路的作用除了提供功率开关管基极驱动脉冲外，还要对输出电压取样并经放大器放大后再和锯齿波进行比较，以调制输出脉冲的宽度。控制脉冲的宽度可以改变功率开关管的导通时间，以改变输出电压的大小，实现输出电压的调节。辅助电源提供控制电路的自用电源，可以通过一个小变压器整流获得，也可以取至低压整流滤波后的直流电压再经变换后得到。过流保护及过压保护环节是在电源发生故障或负载出现异常时提供对开关管的保护作用。目前，各种微机电源都采用他激式双管半桥开关稳压电源。虽然半桥式电源种类较多，使用的 IC 芯片不同，线路设计各异，但其基本原理是相同的。如图 5-2-4 所示为典型微机电源工作原理图。 220V 交流电经交流滤波器后被分成两路输出。一路通过微型机显示器供电插座向显示器提供 220V 交流电，另一路经由交流低通滤波供给整流滤波线路，将 220V 交流变成直流，经降压启动线路向推挽功率放大驱动线路提供 300V 直流高压。其中来自整流滤波级的直流输出还要驱动一个微机电源内部所需的自激式直流辅助电源，该辅助直流电源负责向 TL494 脉宽调制组件提供 Vcc 直流电压。TL494 脉宽调制组件向推挽放大级馈送两路相位相差 180°的驱动脉冲，该脉冲经过推

154

第5章

微机电源

挽功率放大及高频变压器 T1 的耦合作用将在变压器的次边绕组中感应出 3 组脉宽调制脉冲电流。这些电流经过各自的整流滤波回路后，就可以向微机负载提供±5V 和±12V 直流电。

图 5-2-4

开关电源工作原理图

TL494 脉宽调制组件输出的驱动脉冲的宽度受控于 3 种反馈信号： 1）＋5V 电源输出端的实际电压输出，经 5V 自动稳压负反馈网络馈送到 TL494 组件的取样放大器同相输入端 1 脚。 2）＋5V 电源输出端的过流保护取样信号，被馈送到 TL494 组件的控制放大器的同相输入端 16 脚。 3）＋12V 电源输出端的过流保护取样信号，经过流驱动网络被馈送到 TL494 组件的“死区” 电平控制输入端 4 脚。此外，在 12V 直流电源输出端回路中还有一套 12V 电源自身独立的自动稳压控制线路。如图 5-2-5 所示为 TL494 的实际应用电路，下面介绍 TL494 脉宽调制组件的控制原理。 1）＋5V 直流电源输出端的自动稳压控制原理：当由于某种原因致使＋5V 输出端的实际电压输出幅值有所上升时，这一幅值增大的反馈信号经由 R22、R23 和电位器 VR1 组成的取样网络被馈送到 TL494 组件的取样放大器的同相输入端 1 脚。根据 TL494 脉宽调制组件控制原理，当它的取样放大器同相端的电平升高时，必然会导致 TL494 组件的驱动输出端 8 脚和 11 脚输出调制脉冲的宽度变窄。显然，这种脉宽变窄的脉冲经推挽功率放大器放大后，再经变压器 T2 次边绕组整流滤波后所得到＋5V 直流输出电压的幅值必然会有所回落。因此，通过上述的负反馈控制网络就可以实现自动稳压的目的。

开关电源的基本结构和工作原理

开关电源的控制原理图

155

图 5-2-5

5.2

第5章

156

微机电源

2）＋5V 直流电源输出端过流自动保护控制原理：当＋5V 输出端因某种原因处于过流输出状态时，在过流取样电阻 Rs 上的电压降必然增大。由于这一幅值增大的控制信号是被直接馈送到 TL494 脉宽调制组件控制放大器同相端 16 脚的，其结果将使得从 TL494 组件输出的调制脉冲宽度变窄。如同上述控制过程一样，这将使得＋5V 输出端的电压幅度下降。当过流严重时，甚至可以使＋5V 输出端的电压下降到 0V，从而达到过流保护的目的。 3）＋12V 直流电源输出端过流保护工作原理：当由于某种原因致使＋12V 直流输出端的工作电流超过规定值而处于过流状态时，过流取样电阻 R31 上的压降将增大，增大到使 Q6（PNP 型）导通。一旦 Q6 导通，它将相继引起 Q4（NPN 型）和 Q5（PNP 型）导通。当 Q5 导通时，来自 TL494 组件的＋5V 基准电源输出端的 14 脚的＋5V 参考电压将经 Q5 的发射极—集电极和二极管 D9 被馈送到 TL494 组件的“死区”电平控制端 4 脚。其结果将导致从 TL494 组件输出的脉宽调制脉冲的宽度变为零。因而整个直流稳压电源将立即停止工作，从而达到过流保护的目的。 4）＋12V 直流电源输出端的自动稳压工作原理：来自＋12V 输出端的取样控制电压信号经电阻 R39、R40 和电位器 VR3 组成的取样线路后，被馈送到可编程稳压器 IC4（TL4310）的控制端。其中＋12V 直流电源经电阻 R38 和 IC4 组成一个稳压值可调的稳压线路。当由于某种原因使＋12V 输出端的实际电压值幅值有所增大时，加到 IC4 的控制极上的取样控制信号的幅值也将随之而增大。这种变化的结果将使得流过 IC4 的电流增大并造成 Q10（NPN 型）的基极电位下降。因为 Q10 是一个射极跟随器，所以，这种变化将导致 Q9 集电极电位有所上升。Q9 集电极电位的上升必然会引起 Q8 集电极的电位有所下降，进而使得 Q7 的集电极—发射极之间的管压降有所增大。显然，通过上述负反馈控制功能就可以使得＋12V 直流电源输出端的电压幅值有所回落，从而达到自动稳压的目的。

5.2.2

ATX 电源的基本结构及工作原理

1．ATX 电源工作原理 ATX 电源工作原理图如图 5-2-6 所示。

图 5-2-6

ATX 电源工作原理框图

ATX 电源的主变换电路与 AT 电源相同，也是采用“双管半桥他激式”电路。脉宽调制（PWM）控制器为 TL494 控制芯片，但由于取消了电源开关，所以只要接上电源，在整个滤波电路上就会有 300V 的直流高压。ATX 电源中辅助电源得电工作，输出＋5VSB 电压给主机板上的“电源监控”部件，辅助电源同时还向 TL494 相关电路、保护电路、PS-ON 比较电路等供电。按照 ATX 规范，要求“＋5VSB”电源能输出 100mA 以上的工作电流。

5.2

开关电源的基本结构和工作原理

157

ATX 电源利用 TL494 芯片第 4 脚的“死区控制”功能来控制电源的开启。当 TL494 芯片第 4 脚的电压为＋5V 时，TL494 处于保护状态，其第 9、11 脚无脉冲输出，电源中两个开关管由于无触发脉冲激励都处于截止状态，电源此时处于待机状态，无电压输出（辅助电源不受其控制）；当第 4 脚为 0V 时，TL494 就输出触发脉冲提供给开关功率管，电源进入正常的工作状态，输出 ±5V、±12V 和＋3.3V 共 5 路主工作电压。主板“电源监控”部件输出的“PS-ON”信号作为 ATX 电源中的 PS-ON 比较器的输入，当主机面板上的 POWER 触发开关未按下时，主板上的“电源监控”部件输出的“PS-ON”状态为＋5V，经比较器处理后输出＋5V 电压送到 TL494 的 4 脚，ATX 电源处于待机状态；当按下主机上的 POWER 触发开关， “PS-ON”变为低电平，使比较器的输出为低电平，ATX 电源启动。在关机时，再按住主机面板上的触发开关（按住的时间长短与 BIOS 设定有关，一般为 5s），使“PS-ON”又变成＋5V，从而关闭电源，同时也可用程序来控制主板 “电源监控”部件的输出，来控制电源的开启，如在 WIN 9x 平台下，发出关机指令，ATX 电源就会自动关闭，收到网络唤醒信号后，又自动开机，实现远程开机功能。 2．＋5VSB 形成电路由辅助电源送来的电压，经变压器变压，在其次边有两路输出：一路经 D2 整流、滤波后作为 PWM 电路、保护电路、PS-ON 比较鉴别电路等的工作电压；另一路经 D1 整流、滤波、IC 稳压后输出＋5VSB 到主板上作为“电源监控电路”的电源，其原理图如图 5-2-7 所示。

图 5-2-7

＋5VSB 形成电路

3．启动电源复位电路当辅助电源工作输出＋5VSB 电压和向 TL494 相关电路、保护电路、PS-ON 比较器电路等供电后，各电路因不会同时得到工作电压，包括主板的“电源监控”部件，在其内部有一个不稳定的过程，为避免这种情况造成 ATX 电源误开机，TL494 的第 4 脚部分电路设置了一个复位电路，该部分电路图如图 5-2-8 所示。在各部分电路没有稳定之前封锁第 4 脚的状态，在＋5VSB 电压产生后，TL494 第 4 脚上的电容 C2 通过电阻 R7 充电，因电容上的电压不能突变，因而在一定时间内将第 4 脚的电压嵌位于高电平，使主电源不能启动。

图 5-2-8

启动电源电路

第5章

158

5.3

微机电源

微机电源故障的检查方法

开关电源是微机最容易发生故障的部件之一。当电源发生故障后，可参照原理图用万用表、示波器等设备针对故障进行检查，查出有故障的元件后，换上好的元件。对于大多数故障来说，这种方法是一种有效的检查方法。但是用这种方法检查故障，一般耗费时间较长，尤其对于一些需焊开才能确定故障的元件。在焊开元件时易损坏印刷电路板，而且由于焊开元件后无法开机检查，而使维修工作增加了新的麻烦，因此这种方法也有一定的局限性。如何在实际维修中摸索出一套行之有效的方法，使得检查过程简单明了，而且在检查故障过程中不会产生新的故障，这对于快速定位故障而排除故障，有着十分重要的意义。下面介绍一些在实际工作中总结出来的使用效果较好的方法。按照这些方法检查，并结合对电路原理图的分析，一般能较快地判断出故障所在。

5.3.1

观察找出坏件

在确定电源部分有故障后，打开电源外壳，仔细查看有无明显故障元件。首先查看保险丝。开关电源损坏，保险丝已烧的占 80%。如果发现保险管发黑，有亮斑，这多为严重短路所致。如保险丝完好，再查看其他故障。这类故障一般有以下 3 种情况： 1）桥式整流电路中的某个二极管被击穿。由于电源的高压滤波电容一般都是 220μF 左右的大容量电解电容，瞬间充电电流可达 20A 以上，所以瞬间大容量的浪涌电流将会造成整流电路中某个质量较差的整流管过流工作，尽管有限流电阻限流，有时也会使整流管击穿，造成烧毁保险丝。 2）高压滤波电解电容被击穿。由于大容量的电解电容的工作电压一般为 220V 左右，而实际工作电压均已接近额定值，因此当输入电压发生波动时，或某些电解电容质量较差时，就极易发生电容被击穿的现象（更换电容时最好选择耐压高的电容）。 3）功率开关管损坏。由于高压整流后输出的电压一般达 300V 左右，功率开关管工作于高压、大电流状态，工作条件十分恶劣，加之功率开关管的负载又是感性负载，漏感所形成的电压峰值可使功率开关管的 Vce 的值接近 600V。因此当输入电压偏高时，某些质次的开关管将会发生发射极与集电极之间的击穿现象，从而烧毁保险丝。其次是察看有无有烧痕的元件，即查看有无焦黑、爆裂、变色或变形元件，有无明显的虚焊点、短路的线或点等。

5.3.2

测量输入电阻

通过测量输入电阻的正反向电阻，可以大致判断出功率变换电路及其以前元件的损坏情况。一般微机开关电源正常时，输入部分正反向经验阻值应大于 200KΩ。如果测量时短路或电阻值很小，那么不是滤波电容被击穿，就是整流电路的一对二极管被击穿。如果测得一个方向只有几十 KΩ的电阻，则一般是整流桥一臂或半桥式开关管被击穿。

5.3.3

测量输出电压

如果开关电源可以加电，则可通过测量输出电压是否正常来分析诊断电源的故障。为了防

5.4

常见故障处理与维修举例

159

止空载引起过压保护，可在＋5V 输出端加一只 5Ω/10W 左右的电阻，再检查输出电压（±5V、 ±12V 和 3.3V）是否正常。哪一路不正常，则故障可能就在那一路，检查重点应放在其对应的电路上。否则，可能是振荡电路或保护电路部分故障。

5.3.4

检查辅助电路

在加电无输出时，可从振荡源、保护电路等入手进行检查。在微机脉宽调制式开关电源中，都有可靠的过压、过流等安全保护电路。实践经验表明，由辅助电路引起的故障也占一定比例。例如一台微机电源，测量输入电阻正常，但加电无输出电压，而测量整流输出端 300V 高压正常。这说明电源没振荡或处于保护状态。依次检查各路输出和相应的保护电路，发现＋5V 过压保护电路中的稳压二极管被击穿。开关电源处于自动保护状态的条件是： 1．＋5V 电压输出空载或负载电流过小。 2．输出电压有一组以上发生故障或对应负载过重。 3．电源电压过低（一般小于 150V）。 4．检测或保护电路故障。

5.3.5

用冷却法定位

有些微机的开关电源在刚开机时尚能正常工作，但工作一段时间后就开始出现故障，严重时甚至使整个微机处于死机状态。这种故障的原因，一般来说是由于某些元器件热稳定性不好，受热后参数改变而引起的。对于这类故障，可首先开启机器进行观察，待故障出现时利用沾无水酒精的面球擦拭可疑元器件的表面，以加速该元器件的散热。若擦拭某元器件时故障消失，则说明故障根源可能在此。一般可通过更换此元器件的方法来消除故障。

5.4

常见故障处理与维修举例

微机开关稳压电源线路比较复杂，种类也较多，故障率较高。目前，微机一般都采用他激式开关稳压电源，其电路结构虽有所差别，但主要电路和工作原理基本上是一致的，故障常见的部位也比较集中。下面讨论几类常见故障的分析与维修方法，且列举一些故障实例以帮助理解所学的理论。

5.4.1

开机即烧毁保险

如果主变换电路正常，则故障发生在电源输入部分，包括整流桥被击穿或部分被击穿，桥前滤波电容被击穿或高压滤波电容被击穿。【例 5.1】一台兼容机，开机瞬间主机电源烧毁。拆开主机箱及开关电源外壳检查，发现开关电源的前端装有 LC 电源滤波网络，其中滤波电容短路爆裂，原因是耐压不够。以耐压 630V 容量相近的涤纶电容代换后工作正常。【例 5.2】加电后立即烧断保险丝。这种现象多为电源短路所致。此时应立即切断电源，检查电源部分是否有短路现象。经检

第5章

160

微机电源

查发现，桥式整流电路有一个桥臂短路，导致交流电直接加到整流输出的“＋”极，输出的直流 VDC 就变成了交流 VAC 直接加到开关管上，使开关管瞬间烧坏。此时，由于经过保险丝电流过大，保险丝立即烧断。经更换整流二极管和开关管后，故障排除。【例 5.3】微机开机后无任何反应。经检查，保险丝烧毁，更换后，静态测量交流输入电阻为 22KΩ，远小于经验阻值（小于 200KΩ），为后级短路故障。测整流后级电阻，查出半桥式开关管（C3039）和另一开关管的保护二极管（FR154）被击穿。用 C3505 和 IN4007 代换后，工作正常。【例 5.4】一开机就发出“叭”的响声，电源风扇马上停转，显示器无任何显示。当出现此现象时需马上关掉电源，这是因为把 110V 的开关电源误接入 220V 交流电源上而造成的故障现象。当电源 110V/220V 选择开关处于 110V 位置时，电源内成倍压整流电路，如果误接入 220V 交流，加在开关管集电极—发射极的电压将高达 600V 的直流电压。这样高的电压，远远超过开关管的承受能力，从而导致电源烧毁。这种故障发生时，除了可能造成开关管损坏，其他可能损坏的元件有：保险丝、初级抗干扰电路的限流电阻、整流桥后的滤波电容、整流桥上的二极管等。

5.4.2

电源无输出故障

当电源在有负载情况下测量不出各输出端的直流电压时，即认为电源无输出。这时应先打开电源盒检查保险丝。若保险丝已熔断，则按保险丝熔断故障方式处理。如果保险丝完好，应检查电源中是否有无开路或短路的现象以及过流、过压保护电路是否发生误动作等。这类故障常见的有以下几种情况： 1．功率开关管损坏。这是微机开关电源经常出现的故障，各种兼容机电源极易发生此故障。主要原因是：厂家为了降低成本，选用了一些性能指标不高的功率开关管。如，有的电源所选用的两只开关管的功率仅在 50W 左右，允许电流 4A 左右，耐压值在 400V 左右，总功率远远低于标称的 180W 或 220W。在这种情况下，使用中一旦扩充了外设，功率超负荷工作，便容易发生此类故障。另外，工作环境较差、电压不稳、干扰大，而电源前端的滤波网络比较简单，这也容易造成开关管损坏。在维修工作中更换功率开关管应选用性能较高的大功率开关管。在更换功率开关管的同时，必须检查主变换电路上的其他元器件，尤其是功率开关管附近的二极管和电阻。【例 5.5】一台兼容机，开机后无任何反应。检查直流高压有 300V 输出，自用电源部分有 15.7V 直流输出，所以可判断故障发生在主变换电路。主变换电路部分电路原理图如图 5-4-1 所示。其工作原理为：整流后的直流电压被滤波电容 C4、C5 分压，各自承担其输入电压的二分之一。当 T2 得到驱动脉冲时，Q1 导通，C4 经 Q1 原边绕组 NP、C6 放电，使得次边绕组得到正向脉冲。Q1 关闭后，T3 得到驱动脉冲，Q2 导通，C5 经 C6、NP、Q2 放电，使得次边绕组得到负向脉冲。图 5-4-1 主变换器部分电路原理图如此循环就使得次边绕组得到输出电压，而 T2、

5.4

常见故障处理与维修举例

161

T3 的驱动脉冲则由 TL494 电源控制器发出。用万用表检查，R4、R6 开路，Q1 的集电极—基极间短路，集电极—发射极间开路。同时发现 Q2 的集电极—发射极间短路，原因是 Q1 的集电极—基极间短路时，直流 300V 直接加到 Q2 上造成的。更换 Q1、Q2、R4 和 R6 后，故障排除。【例 5.6】电源无输出故障一。打开电源检查发现保险丝烧断；进一步检查桥式整流堆有 1 对二极管已被击穿；高压振荡变换器的 2 个功率开关管都被击穿。将上述元件更换后，主机能启动，输出电压±5V 和±12V 正常。但机器工作后发现软驱引导很慢，启动后常死机，有时硬盘有不正常的叫声，用示波器观察电源信号，发现高电平脉动较大，继而观察＋5V 波纹也很大。分析为滤波电容不好。进一步检查，发现两个高压滤波电容其中之一严重漏电，更换后，故障排除。 2．＋12V 直流电源整流二极管被击穿。这也是电源常见的故障。在开关电源中，＋5V 直流电源输出电流较大，厂家一般均较为慎重地选用工作电流较大的肖基特肖特基二极管 SBD，所以很少发生故障。而＋12V 直流电源输出电流稍小些，所以往往选用工作电流较小、快速恢复的二极管 FRD。由于 FRD 的正向压降要比 SBD 的正向压降高，当微机扩充了外设时，＋12V 输出的电流增大，正向压降引起的功耗也就加大，极易造成＋12V 直流电源整流二极管被击穿，使＋12V 电压无输出，造成电源保护。更换＋12V 直流整流二极管时，应同时将 2 只整流二极管换成高频二极管，其允许电流一般应在 3~5A，工作频率应在 50Hz 以上。【例 5.7】电源无输出故障二。打开电源直接观察，未发现任何烧坏痕迹，用万用表检查保险丝、整流二极管、开关管等部分均正常，无被击穿开路现象。再检查低压整流输出，＋5V 整流二极管完好。检查＋12V 整流桥，发现一只二极管被击穿，另一只完好。更换二极管后，工作正常。由于电源中整流二极管的工作频率在 25Hz 左右，更换时不能用普通二极管代换，必须用高频二极管。 3．控制块损坏。这种故障多数表现为功率开关管的驱动脉冲源没有，而各分立元器件正常。要检查是否是控制集成块损坏，必须判断确认所用集成块的型号，一般开关电源都采用 TL494 或 SG3524。在显示器中采用的集成块多为 UC3842。相应还有一些集成芯片应用于电源电路中，这里不一一介绍，请读者自己查阅其相关资料。首先检查控制集成块的辅助电源为 15V 左右（TL494 的 10 脚、12 脚；SG3524 的 12 脚、13 脚、15 脚；UC3842 的 7 脚）。其次检查定时元件（TL494 为 5、6 脚，SG3524 为 6、7 脚）、电阻 RT 和电容 CT，应有锯齿波（TL494 为 5 脚，SG3524 为 7 脚，UC3842 为 4 脚）。对集成块的控制保护脚等也应进行检查。总之，若要能熟练地查出控制块部位故障，必须对整个外围电路及控制块十分熟悉。【例 5.8】电源无输出故障三。一台主机电源加电后，出现无直流输出现象。直观检查和静态测量没有发现问题。接上假负载，用示波器在线监测＋5V 或＋12V 输出端，加电瞬间有正跳变，随后回到零，并且 Q1 的 c 极到 Q2 的 e 极有 300V 的电压，说明输入整流电路、主变换电路均正常，故障在控制电路。测量 12 脚，无电压，于是先给 TL494 的 12 脚加＋12V 的电压，然后接通交流电，电源工作正常。随后又做了一个试验，先加上交流电，然后用＋12V 电压去触碰 TL494 的 12 脚一下，风扇旋转，

第5章

162

微机电源

电源正常，说明电源故障是由于 VCC 电压加不上所致。由于此电源无自用辅助电源，所以，自制一个单独电源为 TL494 供电。安装好后，工作正常。 4．负载能力差。带负载后各档电压下降，甚至迅速停机。这类故障多发生在交流输入整流后的滤波电容上。若两只滤波电容或其中一只的容值下降，发生漏电现象，则不能向主变换回路提供足够的能量，造成了负载能力差或迅速停机。若任何一只滤波电容漏电严重，还会损坏功率开关管等元器件。在检查确认整流桥完好的情况下，可测量整流桥后滤波电容两端电压，正常值各为 160V 左右，总的电压应为 310V 左右，若不正常，则表明滤波电容有故障。将电容取下测量，更换坏电容及其他损坏元件后，即可排除故障。【例 5.9】主机自检正常，软驱、硬盘不能启动。用万用表检测电源输出电压，空载时输出电压均正常，为±5V、±12V，而加载后输出电压均有所降低，分别为 4.6V、10.5V、–4.6V 和–10V。加载后 4 组输出电压都下降，很明显，故障在于主变换回路。检查各级电压时 Q1 的集电极为 210V，Q2 的集电极为 80V，整流后直流电压为 210V，两只滤波电容的第二只电容 C2 的正端电压为 80V。由此可见滤波电容 C1、C2 的容量小了，而且它们的容值相差较大，使直流输入电压降低，造成 Q1、Q2 的输出电压幅度下降，变压器的负边得到的幅值也随之下降，故导致 4 组输出电压在加载后普遍下降，即所谓负载能力差。更换 C1、C2 后，直流输入上升为 310V，故障排除。 5．其他类故障。在其他类故障中，故障出现的部位不在主变换电路中，如电源风扇的故障；变压器的故障等。下面举例说明。【例 5.10】电源出现滴答响声。这一般是由于输出电压过高或某处短路造成的大电流使＋5V 输出电压过高，引起过压保护动作，晶闸管导通，使＋12V 输出发生短路，从而关闭整个电源。在电源关闭后，晶闸管也随之截止，短路消失，使电源重新启动供电。如此循环，将会使电源发生滴答滴答开关声。此时应关闭电源进行仔细检查，找出短路故障处，修复整个电源。另外，还有可能是控制集成电路的定时元件变质。用示波器测量集成控制芯片的输出，其正常的工作频率为 20Hz 左右。若工作频率不正常，检查定时元件。【例 5.11】正在使用过程中，电源烧毁。由于此电源使用多年，前一段时间风扇发出“嗡嗡”的响声，近一段时间声音没了。了解出现此故障的原因后，分析出故障的出现是由于风扇的损坏导致机器散热不良，引起元件工作温度过高，最终烧毁，致使电源不能工作。在机器内部至少有两个风扇：一个为电源内的风扇，其用于为电源内部的元件散热。另一个风扇为 CPU 上的风扇，其用于为 CPU 散热，以保证 CPU 在工作其间不至于因温度太高而发生死机等现象。

5.5

不间断电源（UPS）

不间断电源系统（Uninterrupted Power Supply，缩写为 UPS）是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的不中断电源。随着微机应用的日益普及和信息处理技术的不断发展，对高质量的供电提出了越来越严格

5.5

不间断电源（UPS）

163

的要求。在微机运行期间供电的中断将会导致 RAM 中数据的丢失，严重时造成磁表面和磁头的损坏。在目前使用的微机中，机内电源盒及主机板上都装有欠压保护电路，当外部电网断电或欠压时，机器可以靠存储在滤波电容中的电能维持工作 10ms 左右。 UPS 就是为了解决这类问题而设计的，一旦市电发生瞬时断电，UPS 就能在 10ms 之内重新向微机供电。

5.5.1

UPS 的基本原理

UPS 是一套由把交流电变为直流电的整流器和充电器、把直流电变为交流电的逆变器以及蓄电池、切换开关和控制电路等组成的不中断电源系统。蓄电池在交流电正常供电时储存能量，并且维持在一个正常的充电电压上。一旦市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电以保证 UPS 交流电压的输出。如图 5-5-1 所示为典型的 UPS 结构原理图。

图 5-5-1

UPS 结构原理图

1．蓄电池在 UPS 中，目前广泛使用蓄电池作为储存电能的装置。蓄电池需先用直流电流对其充电，将电能转化为化学能储存起来。当市电供电中断时，蓄电池通过放电将化学能转化为电能来供给逆变器工作。因此蓄电池是一种可逆电池。如果正确维护好蓄电池组，蓄电池的寿命一般可达 3 年至 5 年以上。 2．逆变器在 UPS 中，逆变器是关键设备，它把市电整流滤波后得到的直流电或来自蓄电池的直流电，重新变换成频率非常稳定的、输出电压受负载影响小的、波形畸变因数满足负载要求的交流电，经过交流滤波装置，使负载得到 50Hz 的正弦交流电压。 3．整流器、充电器 UPS 整流器的主要功能是在市电正常时为逆变器提供波纹很小的直流电压（在线式 UPS），在 UPS 中逆变器有自动调解输出电压的能力，所以对整流器的稳压性能一般来说没有什么严格要求。充电器的功能是当每次蓄电池放电后，充电器对蓄电池进行充电，以保证蓄电池被重新置

第5章

164

微机电源

于饱和充电状态。 4．切换开关切换开关由大功率电子器件以及逻辑控制电路组成。切换开关是 UPS 的关键部件之一，它决定了 UPS 的“停电连接能力” 。切换开关的切换时间主要取决于电压和电流的检测时间，一般采用瞬时值检测可提高静态开关的切换速度。 5．滤波器在一般小型 UPS 中，滤波器是利用输出变压器的漏电感和并联电容 C 组成 L 型滤波网络来实现的。滤波器对逆变器的特性有很大的作用，它不仅可抑制逆变器输出电压中的谐波分量，改善输出电压的瞬态响应特性，限制负载短路时浪涌电流的上升率，而且滤波器还有一定的“续流”效应，当逆变器供电和市电供电之间进行切换时，这种“续流”效应有助于实现 UPS 向负载提供不间断的供电。

5.5.2

UPS 类型

UPS 按供电方式的不同一般分为“后备式”和“在线式”两种。 1．后备式 UPS 这类 UPS 在电源处于正常供电时，由市电输入，经 UPS 内部的转换继电器直接为计算机系统供电。当市电供电中断时，才由蓄电池对逆变器供电，并由 UPS 的逆变器对计算机系统提供交流电。也就是说，此类 UPS 的逆变器总是处于对计算机系统提供后备供电的状态。由于电池和逆变器电路只需维持短时间内供电，因此这类 UPS 电路设计比较简单，器件的选择只需考虑短时间供电情况，具有成本较低、价格便宜的特点。市场上常见的型号有山特、山顿等。 2．在线式 UPS 这类 UPS 在正常供电时，由市电输入经交直流变换和蓄电池并接后供给逆变电路。输出一般为较理想的正弦波，并可获得稳压稳频的特性。由于蓄电池和交流输入整流后得到的直流相并接，所以在电网电压中断时无转换时间。只有在逆变电路发生故障的情况下才转由市电供电。由于逆变电路供电是主要供电方式，这类 UPS 在电路的设计、器件的选择等方面比后备式 UPS 复杂得多，相应的成本和价格也就比较贵。常用型号有山特、东芝等。 UPS 按输出波形不同，又可分为方波和正弦波输出两种。正弦波输出的 UPS 其供电质量远远优于方波输出的 UPS，其价格也较贵。通常，输出波形为正弦波的在线式 UPS 性能最佳；输出波形为正弦波的后备式 UPS 性能次之；输出为方波的后备式 UPS 是最低档的一种。

5.5.3

UPS 的使用和维护

1．使用 UPS 时应注意 UPS 的各项参数，如输入电压范围、输出波形、输出功率、最长供电时间、转换时间，以及电池品牌、机器的噪音、体积、重量等参数。各种 UPS 都不宜满载工作，应保留 20%以上的功率余量，最好负载控制在 UPS 额定输出功率的 40%~60%之间。例如，若仅供 1 台普通微机使用，1 台 500W 左右的 UPS 也就足够了。 2．由于当市电中断时，UPS 的输出要全靠机内蓄电池的供电来支撑，所以正确地使用、维护蓄电池组是十分重要的，特别应注意以下事项： 1）不能使 UPS 中的蓄电池过度放电和开路闲置不用。否则，将在蓄电池阴极“硫酸盐化” ，

5.5

不间断电源（UPS）

165

增大蓄电池电阻，损坏蓄电池的充放电特性。 2）UPS 在使用之前或蓄电池每次放完电后，一般需要对蓄电池充电 10~12 小时，充电时间不够会使蓄电池处于不充分状态。这时蓄电池的实际可供使用的容量远远低于蓄电池的标称容量。 3）当 UPS 长期不用时，应隔一段时间开机一次。对于后备式 UPS 建议每隔 1 个月，让 UPS 工作处于逆变器工作状态至少 2~3 分钟，以便激活电池，延长电池的使用寿命。 4）充电时，应尽量避免过流和过压充电，采用恒流充电较好。 3．对于 UPS，不得连接如日光灯之类的负荷。否则，由于 UPS 的技术性能指标不适用，可能引起 UPS 本身损坏。 4．应尽量避免对 UPS 频繁启动与关闭。频繁的开闭操作有可能导致 UPS 启动失败，正确的操作是：当断开 UPS 后，至少要等待 6 秒之后才能重新开机。 5．不要将 UPS 放置在潮湿和高温之中，更不要暴露在日光之下。

5.5.4

UPS 常见故障

UPS 若发生故障，应首先观察控制面板上各工作状态指示灯的工作情况，并测量各关键点的电压，判断故障是出在市电供电交流稳压控制线路部分还是逆变器部分。若是交流稳压部分出了故障，故障一般比较容易排除。可用万用表测量市电供电主回路各点电压，会很快找出故障。例如，通常故障为交流输入的电路保险丝熔断，各继电器触点接触不良，以及整流、滤波元器件损坏等。若故障来源于逆变器部分，则应根据逆变器的工作原理，了解熟悉有关的控制线路，掌握和熟悉各部件的位置，测量各控制点电平，来认真分析故障现象。这样才能准确定位故障点，进而排除故障。对于电池部分故障，应首先注意检查电池保险管是否完好，以及电池电压是否在最低极限点上。下面以山特、山顿小型 UPS 为例，说明常见故障及产生的原因。 1．UPS 处于市电供电时，交流保险丝熔断，其故障原因有： 1）输出回路短路。 2）脉宽调制组件 IC8 有驱动脉冲输出。 3）UPS 的市电输入端相线与零线接线错误。 2．蓄电池组 30A 保险丝熔断，逆变器末级驱动晶体管被烧毁，故障原因： 1）推挽式末级驱动电路中两臂的输出严重不平衡。 2）过流保护线路失效。 3）脉宽调制组件 IC8 损坏。 3．变压器有异常的噪音。故障原因有： 1）整流桥或稳压块 MC7812 损坏。 2）变压器次级打火。 3）主控制板与末级驱动晶体管之间连接的插头座接触不良。 4）末级推挽驱动电路两臂输出严重不对称。 4．蓄电池充电不能达到额定值，其原因有： 1）蓄电池内阻增大，应对蓄电池进行均衡充电。

第5章

166

微机电源

2）微调电位器 VR1 处于调整不当状态。 3）逆变器末级驱动晶体管烧毁，造成蓄电池过度放电。 4）输出端的三端稳压块 MC7812 烧毁。 5．UPS 只能工作在逆变器供电或不能正常工作在后备工作状态（即由市电向负载供电）。 1）微调电位器 VR4 调整不当，转换电压偏高。 2）没有 27V 交流反馈信号输入。 3）组件 IC1 损坏。 4）组件 IC3 损坏，无刷新信号输入。这一故障表现为 UPS 本身能处于正常的市电供电状态。一旦市电中断，UPS 虽也能正常切换至逆变器工作状态，但是市电恢复后 UPS 再也返回不到正常的市电供电状态。 6．在市电中断时，UPS 不能转换到逆变器工作状态，其原因有： 1）蓄电池内阻过大。 2）逆变器的推挽式末级驱动晶体管烧毁。 3）脉宽调制控制组件 IC8 无驱动输出。 4）UPS 输出回路短路，负载过负荷或有大的电感性负载接入（如把交流稳压器、日光灯接入）。 5）市电供电—逆变器供电转换控制晶体管 Q15 损坏。 7．“逆变器工作指示灯”停止闪烁，蜂鸣器常鸣。其原因有： 1）频繁启动 UPS，造成启动失败。一般要求在关断 UPS 后，至少需等 6 秒后才允许重新启动。 2）UPS 因负荷过流引起过流保护或蓄电池电压过低。 3）NE556 定时器组件损坏。

5.5.5

UPS 维护举例

【例 5.12】一台山特后备式 UPS 接入市电并开机，面板上的红灯亮，只有逆变器部分工作，而市电未被使用。这种情况有两种可能：一种是由于 UPS 的输入保险丝熔断，更换后可恢复正常；另一种可能是由于市电电压过低或过高。山特牌 UPS 的市电输入电压范围为 170~255V。一旦超出这一范围，市电将被切断，而由机内的逆变电源供电，直到市电恢复到规定范围内为止。由于 UPS 内的蓄电池维持时间有限，无法长时间地保持供电，在市电的高低峰期间，这一现象的出现必将给工作带来许多不便，同时也会降低蓄电池的使用寿命。解决的办法是利用稳压器与 UPS 配合使用，即将市电经稳压器稳压后再输入 UPS。【例 5.13】当市电中断时，UPS 无电压输出。此故障表明 UPS 不能从市电供电状态转换到逆变器供电状态，进一步分析逆变器工作指示灯情况，有 3 种现象： 1．逆变器工作指示灯闪烁正常，但 UPS 无输出。这说明转换控制电路已将 UPS 切换到逆变器供电状态，同时蓄电池电压是正常的。故障的原因在于： 1）正弦波脉宽调制电路工作点失调，或有元件损坏，致使没有正弦波脉宽调制脉冲输出。

习

题

167

解决方法是把 UPS 接入 220V 市电电压，根据正弦波脉宽调制电路，用示波器测量各点电压波形，可较快地找出故障原因并加以解决。 2）自动保护电路故障。自动保护信号封锁了正弦波脉宽调制电路，导致或非门 IC20 的输出变为低电平状态，致使逆变器停止工作。解决的办法是检查或非门 IC20 两输入端，使两输入端的输入变成低电平输入，而在 IC20 的输出端得到一个幅值为＋12V 的高电平。 3）逆变器末级晶体管推挽驱动电路故障。如主变压器短路或层间击穿、推挽驱动电路两臂严重不对称、功率晶体管损坏等。这时应测量主变压器的电压，检查推挽驱动电路的负反馈系统以及晶体管是否损坏等。 2．逆变器工作灯停止闪烁，并处于长亮状态，UPS 没有输出。故障的原因在于： 1）蓄电池电压过低（低于 20V）或启动 UPS 时曾出现过低于 20V 的情况，因而引起低压保护动作。 2）蓄电池欠压保护电路故障，或工作点没有调整好，引起低压保护动作。对此需要检查蓄电池，若是电压低了就要对蓄电池进行通常的“浮充”或者将蓄电池脱机进行均衡充电来恢复蓄电池组的原有特性。还有就是调整工作点。 3．逆变器工作指示灯熄灭，UPS 没有输出。故障的原因可能是逆变器末级驱动晶体管烧毁而导致蓄电池短路。此时，蓄电池电压一般都很低，并且 UPS 内部辅助电源的电压也变得很低，甚至为零。这时应关机检查，将逆变器末级驱动晶体管与主控板之间的连接断开，分开检查。若是末级晶体管烧坏，不仅仅只是更换新的，还应着重弄清造成晶体管损坏的原因，以免可能再次烧毁晶体管。【例 5.14】启动失败，蜂鸣器长鸣。此 UPS 的主电路采用可调三端稳压块 LM317T，其输出电流可达 1.5A。由于蓄电池断电期间耗能过多，使得当市电恢复或再次开机时，LM317T 对蓄电池的充电电流大大超过 1.5A，从而烧毁 LM317T，切断蓄电池大充电回路。更换之前，必须用充电器对蓄电池单独充满电，再更换 LM317T。

习

题

1．如何快速判断电源故障出现的部位（提示：可测量几个点的电压值，区分出整流部分、主变换电路、控制电路、保护电路）。 2．电源的保险丝、输出电压均正常，但主机就是不能启动，分析原因。 3．ATX 电源不能启动，各部分电路正常，分析出现此故障的可能原因，如何解决？ 4．在使用 UPS 时，应注意哪些事项？ 5．如何保养微机电源？ 6．开机烧保险，判断故障出现在电路的哪一部分？ 7．加电，电源风扇转一下后，停止转动，电源无输出，解释可能出现的原因。 8．ATX 电源的 PS-ON 输出不连接到主板上，可否启动微机？

第6章

显示器和显示卡

一般微型计算机的显示子系统由两部分组成：显示卡（显示适配器）和显示器（监视器）。不同型号、品牌的微机所配置的显示器和显示卡可能不同。但整个显示子系统的原理是相同的。台式机的显示器有 CRT（阴极射线管）显示器和液晶显示器两种，目前仍以前者为主。笔记本电脑的显示器为液晶显示器。随着技术的发展，人们对高品质图形的要求，显示器的生产厂家生产出分辨率更高、视觉效果更好的显示器；显示卡的生产厂家生产出种类繁多、功能各异、更强、更完善的显示卡。本章将介绍显示器以及显示卡的工作原理与维修。

6.1 6.1.1

显示卡技术及发展

显示卡的发展历史

显示卡是连接在主机和显示器之间的传输系统，因为显示器内的接口电路只能识别表示高低电平的 I/O 串行视频信号，而计算机内部数据总线的信号是并行信号，要实现在主机控制下在屏幕指定的位置上稳定而又清晰地显示出相应的字符或图形，必须将并行信号转换成串行信号，并配以相应的控制信号，这个工作就由显示卡电路来完成。它由相当复杂的电子电路组成，而所有电路都集装在一块 I/O 插件板上，固定于主机箱内系统板上的 I/O 扩展槽内。它一方面通过系统板上的 I/O 扩展槽与系统总线连接，另一方面通过输出口经过多芯电缆将视频信号、亮度信号、垂直和水平同步信号等送往显示器接口电路，再由接口电路送到显示器内不同的电路中去完成不同的功能。例如视频信号通过视频电路送到显像管的阴极，在水平和垂直电场的作用下将输入的视频信号按时序逐行或隔行地扫描出来。显示卡与系统板和显示器的连接示意图如图 6-1-1 所示。

图 6-1-1

系统板、显示卡和显示器连接示意图

IBM 公司于 1981 年推出 PC 机（个人计算机），可安装 MDA 显示卡和 CGA 显示卡。 MDA 卡只显示单色字符，每屏显示 80 列×25 行字符。CGA 显示卡有两种基本工作模式。MDA

6.1

显示卡技术及发展

169

显示卡和 CGA 显示卡的显示控制逻辑是围绕着 MC6845 控制芯片设计的。同时出现的还有 MDA 单色显示卡（支持 752×504）。由于显示效果实在太差，不久之后 IBM 又伴随 PC/AT 的发布推出了新一代 EGA 显示卡，增强型图形适配器 EGA 通过保持与 CGA 兼容、扩充显示缓冲区、增加 BIOS 对高分辨率的支持而成为广泛应用的一种图形显示卡标准。它提供 640×350 像素分辨率，64 选 16 的色彩性能。256K 显存，这样显示效果已经基本可以让人接受了，但是如果用来显示动画还是太慢，所以 EGA 也没有流行多久。接着 IBM 推出了采用独有 MCA 总线的 PS/2 机型，虽然该机器由于采用自有专利技术而没能流行起来，但所配备的 VGA 显示卡却迅速成为当时显示卡的标准。VGA 支持在 640×480 的较高分辨率下同时显示 16 种色彩或 256 种灰度，同时在 320×240 分辨率下可以同时显示 256 种颜色，这在当时是巨大的飞跃。VGA 有可编程控制部件：CRT 控制器（CRTC）、定时器、图形控制器及属性控制器，它们被集成在一块芯片上。 VGA 支持 EGA 所有可用视频模式。VGA 所独有的是 640×480、16 色图形模式，与 EGA 的 640 ×350、16 色模式类似，只是垂直分辨率更高。VGA 缺省的显示模式垂直分辨率为 400 线，VGA 的垂直分辨率可设置成显示 200 线或 350 线，以便和 CGA、EGA 兼容。 VGA 由于良好的性能迅速开始流行，厂商们纷纷在 VGA 基础上加以扩充，如将显存提高到 1M、并使其支持更高分辨率如 800×600 或 1024×768，这些扩充的模式就称之为 VESA 的 Super VGA 模式。当时 1M ISA 接口的 Trident 8900（或是其简化版本 512K 显存的 9000）十分流行，几乎所有的机器都使用这款显示卡，于是有人干脆将其称之为 TVGA，甚至有人认为 Super VGA 就是 TVGA。随着 2D、3D 图形、图像的大量应用，原来 ISA 和 PCI 接口的显卡在图形、图像的运算、生成以及显示效果等方面越来越不能满足人们的需要，于是产生了 APG 显卡。

6.1.2

AGP 显示卡

第一代 AGP 以 66MHz 的速度传送数据，是 PCI 总线传输速率的 2 倍；第二代 AGP 的速度达到 133MHz，足以满足用软件播放 DVD 光盘的要求。AGP 按技术分为 AGP1×、AGP2×和 AGP4×， AGP4×的最大理论数据传输率为 1 056MB/s。目前，已有新的 AGP8×标准，其数据传输率从 1.06GB/s 过渡到 2.13GB/s。随着 GPU（图形处理单元）引擎模块的高能化和 3D 绘图处理的复杂化，AGP8×技术无疑会是未来高能显卡的加速器。 1．AGP 显示卡的工作原理显示卡要插在主板上才能与主机进行数据交换。与主板连接的接口主要有 ISA、EISA、VESA、 PCI 与 AGP（Accelerated Graphics Port，图形加速端口）等几种。ISA 和 EISA 总线带宽窄、速度慢，VESA 总线扩展能力差，这 3 种总线已经被淘汰。现在常见的显卡是 PCI 和 AGP 接口。 PCI 接口是一种总线接口，以 1/2 或 1/3 的系统总线频率工作（通常为 33MHz）。如果要在处理图像数据的同时处理其他数据，那么流经 PCI 总线的全部数据就必须分别地进行处理，这样势必存在数据滞留现象，在数据量大时，PCI 总线就显得紧张。AGP 接口就是为了解决这个问题而设计的，AGP 的目的是以相对低价格来达到高性能 3D 图形的描绘功能。 AGP 的原理是把显示芯片独立设置在系统总线上，把显示芯片直接同芯片组的内存控制器电路相连。在这种“点对点”的连接中，还利用了时钟信号的两边沿（即上升沿和下降沿）作

170

第6章

显示器和显示卡

数据传输，所以速度成倍提高。也由于采用点对点连接方式，一个系统只能有一个 AGP，所以 AGP 不会取代 PCI 总线。 2．AGP 显卡结构 AGP 显卡的结构图如图 6-1-2 所示。

图 6-1-2

AGP 显卡结构图

1）显示芯片（VGA Chipset）：通常我们在显示卡上能见到的最大的芯片就是显示芯片。一般的娱乐型显卡都采用单芯片设计的显示芯片，高档专业型显卡则通常采用多个显示芯片组合的方式。可把显示芯片想像成专门用来处理图像的 CPU，它可以完成某些特定的绘图功能，采用何种主显示芯片决定了一款显示卡性能的高低。目前常见的显卡主芯片主要有 NVIDIA 系列及 ATI 系列，如 GeForce4、GeForce3、ATI RADEON 8500 等。 2）显示内存（Video RAM）：显示内存又称显存，显存与系统内存的功能是类似的，显存用来暂存显示芯片处理的数据，系统内存则用来存储 CPU 处理的数据。显存的大小与好坏直接关系到显卡的性能高低。我们在屏幕上看到的图像数据都是存放在显存里的，显卡达到的分辨率越高，在屏幕上显示的像素点就越多，要求显存的容量就越大。如果是 3D 显卡，则要求用更多的显存来存放 Z-Buffer 数据或材质数据等。 3）VGA BIOS（VGA Basic Input/Output System）：VGA BIOS 里包含了显示芯片和驱动程序间的控制程序、产品标识等信息。这些信息一般由显卡厂商固化在 ROM 芯片里，这颗芯片就被称为 VGA BIOS 芯片。由于 ROM 有几种不同的类型，所以并不是所有显卡的 BIOS 都可以升级。其中，只有 Flash EPROM（闪存）或 EEPROM（电擦写可编程只读存储器）才可以用软件自由刷新。现在大多数的显卡都是使用这两种存储器。 4）VGA 特性插针（VGA Feature Connector）：VGA 特性插针是显卡与外部视频设备交换数据的通道。大部分显卡都有此插针，但用处却不是很大。最常用到此插针的设备是视频子卡。 5）VGA 插座（VGA Connector）：显卡的 VGA 插座与显示器相连，以便将相应的影像输出到屏幕上，常见的接头主要有 DVI 数字接口和 15 针模拟接口。 6）总线接口（Bus Interface）：显示卡应插在主板上的插槽中，以便与主板上的相应总线相连，因而就必须有与之对应的总线接口。显卡的总线接口类型主要分为 ISA、EISA、VESA VL-BUS、PCI 和 AGP 6 种类型，前几种已基本被淘汰，目前最流行的显卡总线接口为 AGP。 7）电视输出（TV-Out）及视频输入/输出（Video-In/Out）接口：有些实力雄厚的硬件厂商，如华硕等，在其生产的显示卡上，会提供电视输出及视频输入/输出的功能，以满足用户的

6.1

显示卡技术及发展

171

需要，可以将电脑的内容输出到电视机或录像机上，或是通过显示卡来进行视频图像的捕捉、截取等。 8）电容和电阻：电容和电阻是组成显卡不能或缺的部件。显卡采用电容主要有电解电容、铝电容、钽电容等几种类型。电解电容成本低，但不稳定，故许多名牌显卡采用铝电容和小巧的钽电容来保证品质。电阻也是如此，以前常见的金属膜电阻、碳膜电阻越来越多的让位于贴片电阻。 9）供电电路：供电电路是将来自主板的电流调整后供显卡更稳定地工作。由于显示芯片越造越精密，也给显卡的供电电路提出了更高的要求。在供电电路中采用各种优良的稳压电路元器件是显卡稳定工作的根本保障。 10）PCB（印刷电路板）：目前显卡一般采用的是 4、6、8 层的 PCB，如果再薄，那么这款显卡的性能及稳定性将大打折扣。另外，大家可看见显卡的下面有一组“金手指”（显示卡接口），它是用来将显卡插入主板上的显卡插槽内的。当然，为了让显卡和主机更好地固定，显卡上需要有一块固定片。 3．显示芯片的主要生产厂家介绍 1）nVidia nVidia 是一个富有挑战性的厂商，已成功地推出了 TNT、TNT2 系列。于 1999 年 9 月初 nVidia 又推出了采用全新技术 GeForce 系列芯片。目前推出的 GeForce 系列为 GeForce4。GeForce 系列的性能在 TNT2 的基础上有较大幅度的提高。单纯看其像素填充速度和三角形生成率就比后者至少快了两倍以上。显存也从最多 32MB 增加到最多 128MB，以前的 AGP4×接口、32 位真彩渲染等特色功能仍继续保持。此外，GeForce 系列的最大的特点是被作为一个图形处理单元(GPU) 来设计的。GPU 是一个单芯片处理器，它有完整的转换、光照、三角形设置和渲染（Transform、 Lighting、Setup、Rendering）等 4 种 3D 处理引擎，最小每秒可以产生 10M 个多边形。一些以前必须由 CPU 来完成的图形运算工作现在可以由 GeForce256GPU 芯片独立完成，从而减轻了 CPU 的浮点运算负担。在图形特性方面，GeForce 系列也拥有强大的技术性能，除了支持各种 3D 特效外，还可支持诸如 HDTV 动作补偿、回放缩放等功能。另外，新采用的 T&L 技术能在不增加物体多边形的前提下进一步提高物体表面的边缘圆滑程度，使图像更真实、准确、生动。 RivaTNT 是 nVidia 公司第一个采用双重纹理的显卡芯片。这种技术可以成倍增加填充速度。GeForce 系列的填充速度比旧型 TNT 显卡高 4 倍。而对于 256bit 渲染引擎来说，这种扩张增加了内部数据总线宽度，在相同时钟频率里可以处理更多的数据，这样就能大大改善显卡的 2D 性能。 2）Savage 从 Savage3D 开始，S3 走上了复兴之路，初期 Savage3D 以 S3TC 技术、廉价和 BUG 多闻名于世。用户对 Savage3D 的价格感到满意，但其兼容性差，直到 Savage4 出现时局面才有所改观。S3 推出的 Savage2000 是真正的 128 位显示芯片，其像素填充率高达 700M 像素/s。 Savage2000 采用 0.18 m 工艺，发热量特别小，超频性极好。由于 Savage2000 制造成本很低，致使其整体价格只是 GeForce 系列的一半左右。因此 Savage 以其优秀的性价比夺取了更多的市场。

172

第6章

显示器和显示卡

S3Savage 系列的视频回放效果一直是有口皆碑的，S3Savage2000 系列继承了 S3 一向优异的视频播放质量和性能，提供了完善的 DVD 回放解决方案。这些视频引擎上的优势包括：最新的 DynamicMulti-Tap 技术，通过这种动态多附加技术，S2000 可以提供优秀的 DVD/DTV 回放效果；第三代动态补偿技术，可在减轻 CPU 负担的同时大幅优化 DVD/DTV 的播放效果；完全兼容的 VIP2.0 总线，通过这一先进界面，S3Savage2000 可以以较低的 CPU 占用率来支持多 DTV 的配置；S3Savage2000 系列还可选配 NTSC/PAL 电视解码器的数字连接端口和 FP 解码器的数字连接端口，以扩展各种多媒体应用。此外，S3 也突破了其传统 64 位显存接口技术的限制，将其提升到了 128 位，这意味着无论是在各种分辨率上，都能够获得高速流畅的游戏画面。这是 S3 系列显卡的一个重大改进。最后，S3Savage2000 系列还带有 8 位缓冲，可兼容 DirectX7 和 OpenGL 顶点和表格雾化，同时也支持全屏幕反锯齿、硬件凹凸贴图、镜面反光、漫射光影等多种图形特效。目前，Savage 公司的显卡已生产出 Savage4。 3）ATI 生产显示芯片的另一个巨头是 ATI。当年依靠 Rage128GL 和 Rage128VR 这两款芯片，它横扫全球 PC 品牌机市场，前者是真正的 128 位芯片；后者则只有 64 位显存带宽，性能远不如 Rage128GL。但只有 Rage128Pro，可以与 S3、nVidia 等厂商的产品抗衡。其后 ATI 又推出了千年之作——RageFuryMAXX，代号为“曙光女神”。此款产品支持 AGP4×和 S3TC，相当于把两颗 Rage128Pro 并联在一起工作，性能相当于 Rage128Pro 的两倍。后来 ATI 又生产出多款显卡，但由于其兼容性不好，加之以前的 ATI 由于固步自封不向第三方厂商提供显示核心芯片和驱动程序的种种不足，因而制约了其自身的发展。而今 ATI 正在不断改善自己的驱动程序，从最新的 RADEON 9700 Pro 测试可以看出，最新推出的“催化剂” （ATI CATALYST）明显地对显卡性能有大幅提升，而且更加稳定。 4）Matrox Matrox 曾经发布过 G400、G450、G550。回顾 Matrox 的历史，可以说，Matrox 是 PC 电脑上硬件 3D 加速显卡的先行者，更是显卡 2D 性能和画质的记录保持者。G400 显卡刚一发布就被业界惊叹为当时最优秀的 PC 显卡，不仅使用最先进的 AGP4×结构，支持 DiME 内存调用，显存容量高达 32MB，使用 166MHz 的 128bit SDRAM，是当时第一块 256 位显示芯片（使用 Dual 128bit 模式），并具有独一无二的多头显示能力，多头显示技术至今仍然领先 nVidia、ATI 两家很大一截。在这样先进的技术水准之下，G400 整个系列成为当时最优秀的显卡，其最高型号 G400MAX 被认为是典型的贵族产品。但是在随后过去的几年中，Matrox 没有推出任何一款能进入主流市场的显卡产品。 Matrox 不甘寂寞，又发布了 Parhelia G1000 显卡，中文名为“幻日”。Parhelia 是一颗 0.15 m 工艺生产的，拥有 8 千万个晶体管，集成 UltraSharp-II 400MHz 十位双 RAMDAC（随机存储数模转换控制器：用于构建调色板，并把显存中的数字信号转换为可在显示器上显示的模拟信号）的显示核心。相比之下，目前 Pentium 4 只有 5200 万个晶体管，而最好的 Geforce4 拥有的双头显示能力也只有 350MHz RAMDAC，加上它拥有的 256bit 显存，总带宽为 20GB/s。除了这些特性之外，它还可以输出超过十亿种色彩，支持三显示器输出，每像素每时钟周期四重纹理，64 个超采样纹理过滤，36 阶段着色阵列（四条像素管道，每条像素管道 4 个纹理单元、5 个像素着色阶段）。

6.1

显示卡技术及发展

173

G1000 可以在游戏中实现 FSAA 16X（Geforce4 最多只能实现 6X），三显示器立体环视，硬件直接支持的文字抗锯齿等等，它要依靠这样一颗强悍的“芯”来重返主流消费类显卡市场。除了上面介绍的几家厂商的产品外，还有 3dfx 的 Voodoo 系列、3Dlabs 的 Premedia 系列、SiS 的 Xabre 系列等产品，他们也各有特点。总之，各大厂商之间的竞争，一方面大大促进了 3D 显示技术的飞速发展，另一方面必将进一步淘汰产品开发滞后的厂商。市场的格局将进一步地发生改变，但孰优孰劣、谁主浮沉，目前尚难预料，不过对于用户，拥有性价比更高的产品才是最重要的。 4．AGP 显卡的选择现在市场上流行显卡上的 GPU 主要是两家公司生产的芯片：nVidia 生产的 Geforce 系列和 AT1 生产的“镭”系列。显卡分为专业、高、中、低 4 个档次，专业显卡对一般用户是可望不可及的。我们在选择显示卡时，应注意以下几点： 1）显卡上 GPU 的选择，即 GPU 是哪家公司的产品。 2）显卡有几路输出。 3）显存的大小、带宽、总线接口等。 4）支持 DirectX XX 的版本。选购显示卡还有一个重要的指标就是刷新频率，刷新频率是指 RAMDAC 向显示器传送信号，使其每秒重绘屏幕的次数，它的标准单位是 Hz。过低的刷新率会使用户感到屏幕严重的闪烁，时间一长就会使眼睛感到疲劳，所以在选购显卡时一定要注意刷新率应该大于 72Hz。显卡上的 BIOS 的功能与主板上的一样，它可以执行一些基本的函数，并在打开计算机时对显卡进行初始化设定。现在很多显卡上都使用 FLASH BIOS，可以通过软件对 BIOS 进行升级。驱动程序对于显卡来说是极其重要的，它告诉芯片集怎样对每个绘图函数进行加速，不断更新的驱动程序使显卡日趋完美。一般名牌厂家都会在自己的网站上定期的给用户升级显示卡的驱动程序和 BIOS，一款好的显卡从芯片集、显存、BIOS 到 RAMDAC 和驱动程序都要有良好的品质。一款好的加速卡只有强劲的加速芯片是不够的，卡上的其他元器件的好坏都会影响卡的性能。

6.1.3

适配器与显示器的连接

如图 6-1-3 所示为显示卡与显示器连接插座图。各针信号说明如表 6-1 所示。表 6-1 针

信

图 6-1-3

显示卡与显示器连接插座图

针信号前视针头

号

针

信

号

红信号

无针

绿信号

数字地

蓝信号

显示使能跳线针

无针

自检

行同步

红信号返回

场同步

绿信号返回

过渡扫描控制

蓝信号返回

174

6.1.4

第6章

显示器和显示卡

显示卡的常见故障及维修实例

1．系统中的显示卡不能启动或正常工作的检查步骤 1）确认系统正常运行（主机工作正常）。 2）检查主机与显示器连接电源插头插得是否牢固，接触是否良好。显示器电缆 15 芯 D 型插头是否有断针、针弯曲或针缩短等情况，确认显示器与显示卡的正确连接。 3）检查显示卡是否稳固地安装在总线扩展槽内，确认显示卡与系统中的其他设备有无接触。 4）检查显示卡电路中有无损坏的元件。 2．维修实例【例 6.1】故障现象：屏幕上无任何显示内容。分析与排除：在显示器正常的情况下，主机启动后，屏幕上没有任何显示内容，对于这类故障，首先分清是主机系统故障还是显示器或显示卡的故障。若加电后，主机的电源指示灯亮，说明主机供电正常，随后听到“一长二短”的鸣叫声，这种报警指示出是显示卡故障。这种故障涉及显示卡电路板的许多功能模块。在这些模块中，我们只能修复 3 部分： 1）时钟发生器：用示波器仔细检查 OSC（晶振）电路，是否起振。OSC 不工作，显示卡不能输出显示信号。 2）检查 VIDEO BIOS：若 BIOS 工作不正常也会引起无显示的故障。 3）检查显示存储器 VRAM：在实际的维修工作中，VRAM 坏引起的故障占很大比例。一台机器，运行一段时间后，突然无显示，在确定主机和显示器正常后，检查显示卡。在检查过程中，发现 OSC 没有起振，查+5V 和地，电源正常，地线接触良好。换一片 OSC，显示卡正常工作。【例 6.2】故障现象：机器工作稳定后，显示行不同步。分析与排除：首先排除故障不是显示器所引起。在确定是显示卡的情况下，打开机箱盖，检查显示卡。用示波器观察显示卡的输出插座第 13 脚，有行同步信号波形，而此信号没有被送到显示器，检查显示卡与显示器的插头、插座，发现插头中的第 13 针比其他的针短一截，将第 13 针修复，机器工作正常。【例 6.3】故障现象：主机加电后彩显屏幕上布满不规则的字符，主机死机，不自检。分析与排除：主机开机后，先对系统硬件配置及设备当前状况进行检测，其检测顺序大致是：① 处理器（CPU）测试；② DMA、中断控制器测试；③ 视频存储器测试；④ 定时器测试；⑤ 键盘测试；⑥ 扩展 I/O 测试；⑦ RAM、ROM 测试；⑧ 磁盘连接测试。在前 3 项测试中若出现故障，系统死机，之后 4 项测试不成功，系统显示错误代码；最后一项磁盘连接测试错误，则进入 ROM BASIC 或系统挂起。测试全部通过后，进入系统引导。出现此故障的机箱内有一些其他适配卡，逐一排除后，确定为是显示卡引起的故障。用替代法逐步排查卡上的芯片，发现有一片 RAM 有问题，由于此卡上的 RAM 是插在插座上的，更换一片 RAM，机器工作正常。

6.2

显

示

器

示

175

器

显示器是计算机的一种最重要的输出设备。作为一名维护、维修人员，应熟悉并掌握显示器的类型和工作原理，以便排除显示器所发生的各类故障。显示器从显示内容的效果看，有彩色、单色、高分辨率和低分辨率之分。从显示技术上分，主要有阴极射线管（CRT）、液晶显示（LCD， Liquid Crystal Display）等。笔记本计算机的显示器为液晶显示器，其他台式计算机的显示器以 CRT 为主。下面首先介绍液晶显示器，然后主要讨论 CRT 的工作原理。

6.2.1

液晶显示器

LCD 液晶屏显示器（如图 6-2-1 所示）已不是什么可望不可及的显示器了，但它和传统的 CRT 阴极射线管显示器是截然不同的两类显示器。 1．何谓 LCD 液晶显示器 LCD 液晶显示器使用了目前最新的全彩显示技术，而且原理简单易懂。基本上，整个液晶显示技术的概念是利用液晶的物理特性：通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为 Substrates，中间夹图 6-2-1 液晶显示器着一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而使光束顺利通过或被阻隔。优势：与传统的阴极射线管（CRT）相比，LCD 占用空间小、低功耗、低辐射、无闪烁、降低视觉疲劳。不足：与同大小的 CRT 相比，价格要昂贵些。 2．液晶显示原理液晶显示是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图像。在笔记本电脑市场占据多年的领先地位之后，基于液晶显示技术的光滑显示屏幕正逐步地进入桌面系统市场。LCD 拥有许多传统的 CRT 显示技术所不具备的优势，能够提供更加清晰的文本显示，而且屏幕无闪烁，从而能够有效降低长时间注视屏幕所产生的视觉疲劳。LCD 显示器的厚度一般不超过 10 英寸，因此，如果桌面系统采用 LCD 技术的话将会节省更大空间。尽管 LCD 显示器有其诱人的独到之处，但不可否认，与主要的竞争对手 CRT 显示器相比，LCD 在高质量的色彩显示方面仍存在不足。早在 1888 年，人们就发现液晶这一呈液体状的化学物质，像磁场中的金属一样，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的 LCD 显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都

176

第6章

显示器和显示卡

被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当 LCD 中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。对于简单的单色 LCD 显示器，如掌上电脑所使用的显示屏，上述结构已经足够了。但是对于笔记本电脑所采用的更加复杂的彩色显示器来说，还需要有专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常，在彩色 LCD 面板中，每一个像素都是由 3 个液晶单元格构成，其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤器。这样，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。现在，几乎所有的应用于笔记本或桌面系统的 LCD 都使用薄膜晶体管（TFT）激活液晶层中的单元格。TFT LCD 技术能够显示更加清晰，明亮的图像。早期的 LCD 由于是非主动发光器件，速度低、效率差、对比度小，虽然能够显示清晰的文字，但是在快速显示图像时往往会产生阴影，影响视频的显示效果，因此，如今只被应用于需要黑白显示的掌上电脑、呼机或手机中。受 LCD 液晶层中实际单元格数量的影响，LCD 显示器一般只能提供固定的显示分辨率。如果用户需要将 800×600 的分辨率提升到 1024×768 的话，只能借助于特定软件的帮助实现模拟分辨率。与传统的 CRT 显示器一样，应用于桌面系统的 LCD 也被设计成接收波形模拟信号，而非直接由 PC 产生的数字信号。这主要是因为目前桌面系统中的绝大多数标准显卡仍然是在将视频信息由最初的数字信号转化为模拟信号之后再传送给显示器显示。虽然桌面系统的 LCD 被设计成可以接收模拟信号，但是 LCD 本身仍然只能处理数字信息，因此当从显卡接收到模拟信号之后，LCD 需要将模拟信号再还原为数字信号后进行处理。为了解决上述问题带来的显示上的不足，最新的桌面 LCD 采用了一种特殊的带有数字连接器图形卡直接向 LCD 显示器传送数字信号。随着 LCD 技术的不断成熟和发展，显示屏幕的大小正在逐步增加。以往的笔记本电脑中都是采用 8 英寸（对角线）固定大小的 LCD 显示器，现在，基于 TFT 技术的桌面系统 LCD 能够支持 14 到 18 英寸的显示面板。因为生产厂商是按照实际可视区域的大小来测定 LCD 的尺寸，而不像 CRT 那样由显像管的大小决定，所以一般情况下，15 英寸 LCD 的大小就相当于传统的 17 英寸彩显的大小。 3．液晶显示器的主要参数 LCD 的性能参数与 CRT 有较大区别，主要反映在色度（色彩多少种或多少位）、分辨率、像素点距、刷新频率、防眩防反、观察屏幕视角等方面。 1）分辨率：LCD 的分辨率与 CRT 显示器不同，一般不能任意调整，它是制造商所设置和规定的。分辨率是指屏幕上每行有多少像素点、每列有多少像素点，一般用矩阵行列式来表示，其中每个像素点都能被计算机单独访问。现在 LCD 的分辨率一般是 800 点×600 行的 SVGA 显示模式和 1024 点×768 行的 XGA 显示模式。 2）刷新率：LCD 刷新频率是指显示帧频，亦即每个像素为该频率所刷新的时间，与屏幕扫描速度及避免屏幕闪烁的能力相关。也就是说刷新频率过低，可能出现屏幕图像闪烁或抖动。最佳刷新率在 60Hz，为求画面不闪烁，建议刷新率定于 75Hz 以上。 3）防眩光防反射：防眩光防反射主要是为了减轻用户眼睛疲劳所增设的功能。由于 LCD 屏幕的物理结构特点，屏幕的前景反光、屏幕的背景光与漏光以及像素自身的对比度和亮度都将

6.2

显

示

器

177

对用户眼睛产生不同程度的反射和眩光。特别是视角改变时，表现更明显。 4）观察屏幕视角：是指操作员可以从不同的方向清晰地观察屏幕上所有内容的角度，这与 LCD 是 DSTN 还是 TFT 有很大关系。因为前者是靠屏幕两边的晶体管扫描屏幕发光，后者是靠自身每个像素后面的晶体管发光，其对比度和亮度的差别，决定了它们观察屏幕的视角有较大区别。DSTN-LCD 一般只有 60 度，TFT-LCD 则有 160 度。 5）可视角度：一般而言，LCD 的可视角度都是左右对称的，但上下可就不一定了。而且，常常是上下角度小于左右角度。当然了，可视角是愈大愈好。然而，大家必须要了解的是可视角的定义。当我们说可视角是左右 80 度时，表示站在始于屏幕法线 80 度的位置时仍可清晰看见屏幕图像，但每个人的视力不同，因此我们以对比度为准。在最大可视角时所量到的对比度愈大愈好。一般而言，业界有 CR3 10 及 CR3 5 两种标准（CR，Contrast Ratio，即对比度）。 2 6）亮度、对比度：TFT 液晶显示器的可接受亮度为 150cd/m 以上，目前国内能见到的 TFT 2 液晶显示器亮度都在 200cd/m 左右，亮度低一点则感觉暗，再亮当然更好，然而对绝大多数用户而言却没有什么实际意义。 7）响应时间：响应时间愈小愈好，它反应了液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即 pixel 由暗转亮或由亮转暗的速度。响应时间越小则使用者在看运动画面时不会出现尾影拖拽的感觉。一般会将反应速率分为两个部分：Rising 和 Falling，而表示时以两者之和为准。 8）显示色素：几乎所有 15 英寸 LCD 都只能显示高彩（256K），因此许多厂商使用了所谓的 FRC（Frame Rate Control，帧速率控制）技术以仿真的方式来表现出全彩的画面。当然，此全彩画面必须依赖显示卡的显存，并非使用者的显示卡可支持 16 百万色全彩就能使 LCD 显示出全彩。 4．液晶显示器的优点 1）超精致影像画质：液晶技术可产生比一般显像管显示器更清晰、更精准的影像画质。 2）十足平面显示：液晶显示技术免除了笨重的显像管，体积更加扁平、轻巧。 3）节省空间：一台普通 17 英寸 CRT 显示器厚度大约为 43cm，而一台 15 英寸 LCD 显示器加上后面支架也不过 20cm 左右。 4）节省能源：CRT 显示器需要加热电极元件使电子枪以极高的速度发射电子束，所以 CRT 的后壳总是很热，这是 CRT 耗能的主要原因，而一台 15 英寸 LCD 显示器功耗大约是一台 17 英寸 CRT 显示器的 1/3 左右。按一天工作 10 小时计算，一台 CRT 显示器每月电费约为 0.1 千瓦×10 小时×30×0.50 元/千瓦小时=15 元，而一台 LCD 月电费大约只 5 元左右。 5）有利于健康：TFT LCD 无辐射、无闪烁，因而会使使用者眼睛感觉非常舒适。 5．液晶显示器的缺点和 CRT 显示器相比，LCD 显示器图像质量仍不够完善，这主要体现在色彩鲜艳和饱和度上，而且液晶显示器的响应时间仍然不够短，静止画面时也许还可以，一旦用来玩游戏，这些画面更新剧烈的显示类别，液晶显示器的弱点就暴露出来了。在液晶显示器不断发展的同时，其他平面显示器也在进步中，等离子体显示器（PDP）、场致显示器（FED）、发光聚合体显示器（LEP）都在其列。其中场致显示器具有许多比液晶显示器更出色的性能，很多人都认为它是 LCD 地位的最有力的挑战者。 6．LCD 的使用保养

第6章

178

显示器和显示卡

在 LCD 中，惟一的一个逐渐消耗的零件就是显示器的背景照明灯。长期使用以后，会发现屏幕变得暗淡或者干脆就不亮了。在这两种情况下，只要更换背景照明灯就可以使 LCD 起死回生，变得和新的一样。 1）如何避免屏幕内部烧坏 LCD 能够因为长期工作而烧坏。所以在不用的时候，一定要关闭显示器，或者降低显示器的显示亮度，否则时间长了，就会导致内部烧坏或者老化。这种损坏一旦发生就是永久性的，无法挽回。另外，如果长时间地连续显示一种固定的内容，就有可能导致某些 LCD 像素过热，进而造成内部烧坏。为了避免这种内部烧坏，在不使用的时候可采取下列措施：（1）没事的时候关掉显示器；（2）经常以不同的时间间隔改变屏幕上的显示内容（例如运行屏幕保护程序）；（3）将显示屏的亮度减小到比较暗的水平；（4）显示一种全白的屏幕内容。 2）任何液体、潮气都是危险的不要让任何液体或潮气进入 LCD。发现表面有潮气凝结，要用软布将其轻轻地擦去，然后才能打开电源。如果潮气已经进入 LCD 了，就必须将 LCD 放置到较温暖的地方，以便让其中的水分和有机化合物蒸发掉。对含有潮气的 LCD 加电，能够导致液晶电极腐蚀，进而造成永久性损坏。 3）正确地清洁显示屏表面如果发现显示屏表面有污迹，可用沾有少许玻璃清洁剂的软布轻轻地将其擦去。不要将清洁剂直接洒到显示屏表面上。清洁剂进入 LCD 将导致屏幕短路。 4）脆弱的屏幕 LCD 屏幕十分脆弱，所以要避免强烈的冲击和振动。LCD 差不多就是用户家中或者办公室中所有用品中最敏感的电气设备。LCD 中含有很多玻璃的和灵敏的电气元件，掉落到地板上或者其他类似的强烈打击会导致 LCD 屏幕以及 CFL 单元的损坏。还要注意不要对 LCD 显示表面施加压力。 5）请勿动手永远也不要拆卸 LCD。即使在关闭了很长时间以后，背景照明组件中的 CFL 换流器仍可能带有约 1000V 的高压，这可能引起人身伤害。所以不要拆卸或者更改 LCD 显示屏，以免遭遇高压。未经许可地维修和变更会导致显示屏暂时甚至永久不能工作。

6.2.2

CRT 显示器

CRT 是一种电真空器件，由阴极发射的电子束定向轰击涂在荧光屏内面上的荧光物质而使其发光来显示图像。CRT 电子枪发射出带负电的电子束由高压正电加速、聚焦后，由偏转线圈控制水平、垂直扫描，而控制栅上的视频信号控制通过它的电子束强弱，最后在屏幕上产生图像。 CRT 有单色和彩色之分，这样设计一个适当的电路就构成了单色显示器和彩色显示器。 1．CRT 部分术语简介 1）分辨率（Resolution）分辨率的定义见 1.1.1 节。

6.2

显

示

器

179

2）点距（Dot Pitch）和栅距点距是指两个相邻颜色的荧光点之间的最小距离，如图 6-2-2 所示。点距越小，则显示效果越好，显示器的价格也就越高。一般显示器的点距为 0.28mm，即通常所说的“点二八” ，高档显示器的点距可达 0.25mm 或 0.23mm 等等。

点距图 6-2-2

点距示意图

点距与最大分辨率有密切关系。一台 0.28mm 的 15 英寸彩色显示器上，水平方向上最多可以有 1155 个点，垂直方向上最多可以有 866 个点，所以其最高分辨率为 1024×768，盲目增大分辨率反而会使图像变得模糊，提高分辨率需增大 CRT 面积或缩小点距。条栅状荫罩类型的彩色显示器不存在点距的概念。这种显示器的彩色元素是由红、绿、蓝三色的竖向条纹构成，没有色素点，因此我们引入了“栅距”这个概念，所谓的栅距也就是磷光栅条之间的距离。对于采用荫栅式显像管也就是我们常说的“珑管”来说，能够代表它们这方面性能的数据是“栅距” 。所谓珑管，其实就是特丽珑和钻石珑显像管的简称，由于这两种显像管是将光栅纵向固定在框里代替以往的荫罩网，所以也叫做荫栅式显像管。一般的荫栅式显像管的栅距为 0.24mm，如图 6-2-3 所示。

图 6-2-3

栅距示意图

3）场频（Vertical Scanning Frequency）场频也称做“垂直扫描频率”或“帧频” 。荧光屏上涂的是中短余辉荧光材料，否则会导致在图像变化时出现前面画像的“暗影” 。这就要求电子枪不断高速地重复“点亮”各个荧光点，比如：每秒对屏幕上的所有点“点亮”60 次。场频就是指每秒钟在荧光屏上显示画面的次数，以赫兹（Hz）为单位。例如 75Hz 表示一秒钟更新整个画面 75 次。刷新频率越低，图像抖动得就越厉害，使用者的眼睛疲劳得就越快。采用 70Hz 以上的刷新频率时才能基本消除闪烁，要获

180

第6章

显示器和显示卡

得最佳的显示效果和满足眼睛的舒适要求，则显示器的刷新率应达到 100Hz。 4）行频（Horizontal Scanning Frequency）行频也叫水平扫描频率，指的是电子枪每秒在荧光屏上扫描过的水平线的数量，以 KHz（千赫兹）为单位。行频等于场频与垂直分辨率的乘积除以 0.93，即 FH=FN×NL÷0.93。NL：电子束水平扫描线数。例如，在 1024×768 分辨率、场频为 85Hz 的模式下，行频为 85×768÷ 0.93=70.19KHz。行频还有一个最重要的功能就是用来估计显示卡和显示器之间在频率的搭配上有没有问题，当使用者在看一台显示器的技术指标时，应该是先看它的行频，因为这是显示器规格里最容易遇到规格上限的。行频与场频、分辨率的乘积成正比，行频越高，则允许显示器分辨率可变范围越大、显示器也就越好。行频可以从一定角度反映显示器的解析能力。 5）视频带宽（Band Width）带宽是指每秒电子枪扫描过的图像点的个数，以 MHz（兆赫兹）为单位，它比行频更具综合性。从表面上看，只需用行频乘以水平分辨率除以 0.93 就可以得到带宽。但实际上，电子枪在扫描时扫过水平方向上的像素点与垂直方向上的像点均高于理论值，这样才能避免信号在扫描边缘衰减，使图像四周同样清晰。水平分辨率大约为实际扫描值的 80%，垂直分辨率大约为实际扫描值的 93%，所以带宽的计算公式为：带宽=水平分辨率÷0.93×垂直分辨率÷0.8×场频，或带宽=水平分辨率×垂直分辨率×场频×1.344。如在 1 024×768，85Hz 的模式下，带宽为 1 024×768×85×1.344=89.8MHz。带宽的值越大，显示器的性能越好。 6）隔行（Interlaced）及逐行（Non-interlaced）扫描隔行扫描的每帧分成两场，一场由奇数扫描线组成，另一场由偶数扫描线组成。隔行扫描是两场构成完整的全扫描线帧，而逐行扫描是一次完成一幅全扫描线帧。隔行扫描时对带宽及扫描频率的要求比同样分辨率的逐行扫描要低。隔行扫描在垂直扫描和逐行扫描相同时，水平扫描频率和带宽都只是逐行的一半。逐行扫描方式是：从屏幕的左上角开始，以恒速向右水平扫描到右端，这叫一行。然后尽快回到比起点低于一个像素单位的位置，再以恒速扫描第二行。照此规律一直扫描到一屏的最后一行的最右端即一屏的右下角，这叫一帧。一帧扫描完毕，电子束尽快回到屏幕的左上角起点处，开始下一帧的扫描。电子束在屏幕上描绘这种扫描线网格叫光栅（Raster）。上述电子束一行紧接着一行扫描完整个画面的方式称为逐行扫描。当电子束横越 CRT 屏幕时，辉亮控制电路同步控制电子束的强弱和有无，在行回扫（或叫逆程）和帧回扫期间，电子束是截止的（消隐），因此，只在行扫描正程期间才有图像、字符亮度信息，如图 6-2-4 所示。图中实线为行扫描正程，虚线为行扫描逆程，从右下角往左上角的斜线为帧回扫。图 6-2-4 显示器行场扫描示意图 2．纯平显示器全平面技术除了一张纯平的屏幕外，更重要的是能产生真正平面的影像效果。水平方向的平面度：人的肉眼是水平地向前望的，即使透过轻微横曲面的玻璃屏幕也可看出平面的影像。可是，如果内围屏幕的水平弧度过大，看出来的影像便会呈凸状。相反，当内玻璃屏幕完全没有弧度，我们不但看不到平面影像，经光线折射后，反而会看到线条和轮廓都被扭曲的凹陷影

6.3

显示器的原理与维修

181

像（如图 6-2-5 右图所示）。而左图中，显像管的屏幕有轻微的内围弧度，恰好消除这种凹陷效果，使影像达到平坦逼真的效果。

图 6-2-5

6.2.3

纯平显示示意图

显示器的选择

目前显示器多为纯平显示器，在选择显示器时，下面有几项参数仅供参考。 1．根据显像管的不同有珑管和非珑管之分。珑管显示器一般就是使用 SONY 的特丽珑显像管或者三菱的钻石珑显像管的显示器。由于其采用了相对先进的技术，所以，与非珑管相比，珑管显示器在字符表现力及色彩的鲜艳程度上都具有比较大的优势。 2 2．显示器是否为高亮显示器。高亮显示器有一个参数，表明亮度的单位为 cd/m ，中文称为“流明” 。普通显示器的最高亮度为 150 流明以下。如果是高亮显示器，那么这个参数最小应为 300 流名以上。如显像管为三菱钻石珑 M2、NESO 极光特丽珑等（SONY 没有高亮显示器产品）。如：NESO HD786G、三星 763MB。 3．几项重要参数 1）场频、行频、点距等参数请参看 CRT 术语简介。 2）MPRII 1987 年瑞典 SWEDAC 提倡低辐射的显示屏幕，让计算机操作人员能在规定数据内的磁场环境工作，以避免辐射线可能对人体产生的伤害。并于 1990 年又增加了对电场方面的要求，且将测试方式简易化，此项规范称为 MPRII。 3）TCO 92/95/99 瑞典劳工联盟（TCO）在 1992 及 1995 年，分别制定出比 MPRII 更严格的规范。其中在 TCO95 的规范中更明确规定应使用可回收材料，使得信息发展与环保兼顾。TCO99 则具体规定可回收材料必须指定专业机构强制回收。

6.3 6.3.1

显示器的原理与维修

显示器的基本构造及工作原理

一个完整的显示器按各部分功能大致划分为：视频信号处理电路、场扫描电路、行扫描电路、整机供电系统（电源）和其他具有消磁、校正等功能的电路。下面按各部分所起的作用分

182

第6章

显示器和显示卡

别加以叙述、分析。 1．视频信号处理电路从主机经过 9 芯或 15 芯信号电缆传输到显示器的信号经过接口电路的处理，输出到视频信号处理电路中去。各机型的接口电路不一样，但总的来说均对主机送过来的信号具有缓冲、预处理、信号 D/A 转换、整形等功能，以形成视频信号处理电路所需的信号形式。然后经过视频放大电路输出至显像管。 1）LM1203N 的应用在视频信号处理电路中所采用的集成电路可能不同。下面以应用较多的 LM1203N 为例，介绍视频信号处理电路的工作原理。 LM1203N 芯片是一片专门为彩色显示器而设计的 R、G、B 三通道宽带放大器。它包含有三路单独输入的黑电平钳位比较器，可作为亮度控制，亦可作为暗平衡控制。每路放大器有一个增益设置端。它还设有一个输入电压参考端，以配接不同电平的输入信号。如图 6-3-1 所示是 LM1203N 的实际应用电路。电路中具有对比度、亮度、亮平衡和暗平衡控制及黑电平钳位功能。下面以一路信号为例说明 LM1203N 在电路中的工作原理。

图 6-3-1

LM1203N 应用电路图

视频信号通过隔直电容 C1、C2 和 C3 耦合到 LM1203N 的 4、6、9 脚。4 脚作为红信号输入； 6 脚作为蓝信号输入；9 脚作为绿信号输入。2 脚和 3 脚之间的电容 C4 与 C5、C6 共同完成对第 2、3 脚的去耦作用，使 C4 更好地滤除 2、3 脚之间的差模干扰。C7、C8、C9 为钳位电容。RP4 是对比度控制电位器，通过改变 12 脚电压来改变对比度。R7、R8、RP3 的作用是限制对比度电位器的调节范围，R7 控制下限，R8、RP3 控制上限。

6.3

显示器的原理与维修

183

LM1203N 的 14 脚为钳位脉冲输入端，它通过 22Ω电阻 R9 接到行同步信号上，将行同步脉冲作为钳位脉冲引入。当显示器不联主机时，没有同步脉冲输入，钳位电路不工作，钳位电容 C7、C8、C9 充不上电，显示光栅熄掉，屏幕上无任何显示，这样既保护了显像管又避免了 X 射线。钳位比较器的取样信号从 Q806 发射极取出，与视频输入成正比。钳位电路如图 6-3-2 所示。此电路的特点是将 LM1203N、Q804、Q805、Q806 全部包括在反馈回路中，无论哪一个元器件因工作不稳定而引起电零漂移，都可由钳位电路自动补偿，从而确保整机的色平衡稳定不变。

图 6-3-2

钳位电路

R705、R706 为黑电平钳位比较器的“ – ”输入端提供了一个基准电压，电压值可根据两电阻的分压关系确定。R816、R817、RP802 构成的分压电路，将视放输出的信号分压后给 LM1203N 黑电平钳位比较器的“+”输入端。分别调节 RP801、RP802、RP803 可分别改变三个通道的分压电路的分压比，从而改变显像管阴极信号黑电平的值，即改变了整机的暗平衡。电阻 R707、R710、R713、RP701、RP702 分别接到 R、G、B 的驱动脚，分别调节 RP701、RP702 可改变蓝、绿电子枪的增益，即可调节整机的亮平衡。对于各种显示器，显像管的阴极束电流的大小都有一个限度，束电流过大容易损坏阴极和荧光粉。为了避免因电路故障或使用不当而引起的束电流过大，一般的彩色显示器都装有自动束电流限制电路。如图 6-3-3 所示是自动亮度控制电路。来自 FBT（行输出变压器）第 4 脚的显像管束电流在电阻 R721、R722 上产生负的压降。当束电流等于或大于某值时，Q702 导通，集电极电压下降，Q701 基极电压下降，Q701 为射极跟随器，基极电压降低后，发射极电压随之降低。LM1203N 第 12 脚为对比度控制端，电压降低后，系统增益降低，亮度下降，束电流下降。当束电流小于某值时，Q702 截止，Q701 基极电压增大，Q701 截止。此时 LM1203N 第 12 脚的电压随对比度电位器的调节位置而定，与 Q702 等无关。R719、R720 起限流作用，防止因线路故障引起器件损坏；R718 为 Q701 的下偏电阻，避免因 Q702 漏电流或干扰信号引起亮度控制的误操作。R718 的值不能选得过小，否则当 Q702 截止，对比度电位器又调至最小时，Q701 发射极反向击穿，导致对比度失控，

184

第6章

显示器和显示卡

甚至 Q701 损坏。C713、C714 的作用是滤除干扰，并且消除反馈环路的自激振荡。

图 6-3-3

自动亮度控制电路

2）视频放大输出电路由于视放输出级的 R、G、B 三路放大电路的形式相同，所以只介绍三路放大电路中的一路，另两路原理一样，由于计算机显示器的视放输出级带宽要求宽，用一级共发射极放大器很难满足带宽和增益的要求，因此显示器几乎都采用共发—共基双管串接放大器，如图 6-3-4 所示。三极管 BG1 工作于共发射极状态，BG2 工作于共基极状态，两管串接，BG2 的输入阻抗是 BG1 的负载。R1~R4 是给两管提供静态偏置电阻。C1 的作用是使 BG2 的基极对地信号接地，实现 BG2 的共基极接法。C2 是输入信号耦合电容（直接耦合不用此电容），起隔直流和传递信号的作用。R5 是 BG1 发射极电阻，有负反馈作用，可以控制本级增益，提高放大器的稳定性。BG2 集电极与 CRT 阴极之间有一个三极管 BG3，它接成射极跟随器，输出图 6-3-4 视放输出基本电路阻抗很低，直接接到 CRT 阴极。如图 6-3-5 所示是视放输出级的实际电路中的一路，Q801、Q802 构成一个带有电压并联负反馈的共发—共基极放大电路。Q801 为共发射极状态，它的集电极接到 Q802 的发射极，Vcc 仅在 12V 以内，因此 Q801 可选低耐压高截止频率的晶体管。Q802 的发射极电流约等于集电极电流，它相当于一个电流接续器，将 Q801 输出的电流几乎毫不衰减地被送到 R806 上，整个放大器的增益相当于共发射极放大器的增益。由于 Q802 采用的是共基极方式，不需要很高的截止频率，因此很容易选到反向击穿电压较高的管子。 IC801 是一片内阻很低的电压基准源，电压为 2.5V，可使 Q801 的基极电压与其他元件的输出电压很好地配合。D801、D802 的作用是改善视放电路输出的下降沿。因显像管阴极及其他各极均有分布电容，影响到信号的下降沿。D807 的作用是为了避免因显像管打火而产生的尖脉冲损坏晶体管。

6.3

显示器的原理与维修

图 6-3-5

185

视频放大电路

2．行扫描电路行扫描电路包括：行振荡、行推动、行输出 3 大部分，下面分别介绍。 1）行振荡电路在行振荡电路中有晶体管行振荡和集成电路行振荡，晶体管行振荡在这里不作介绍。彩色显示器的行振荡电路是一个集成电路芯片，且在实际电路中应用的型号很多，下面介绍几个比较典型的芯片。 ① LM1391 LM1391 是锁相环振荡电路。它由电压控制振荡器、鉴相器、占空比的激励器、内部稳压器等构成。如图 6-3-6 所示，电源由第 6 脚输入，经内部稳压器稳压供集成电路用。振荡器的定时元件从第 7 脚接入。鉴相器有两个输入端，一个输出端。同步信号从第 3 脚输入，比较锯齿波信号从第 4 脚输入，经过鉴相器后的控制信号从第 5 脚输出。第 8 脚外加直流电源可以控制振荡脉冲的占空比（脉宽与周期的比例）。振荡信号经激励级从第 1 脚输出。在此电路中，振荡器外接定时元件为 C1、R3 与 RP，其中电位器 RP 可以调节振荡频率。振荡器的振荡频率还受第 5 脚鉴相器输出的控制电压控制。同步信号从第 3 脚输入。从电路第 1 脚输出的信号经 R7、C4 积分形成锯齿波，经 C3 隔直后，从第 4 脚输入鉴相器。鉴相信号从第 5 脚输出后，经 C5、R9、C6 滤除脉冲成分，形成直流控制电压，经 R2 加到第 7 脚，以控制振荡频率。当输出信号的频率发生变化时，通过这一锁相环路（反馈环路）的作用，使输出信号能与同步信号保持严格的同频同相。第 8 脚通过 R4、R5 分压得到直流电压，可以控制输出信号的占空比。第 1 脚输出的行频脉冲加到行推动级电路。 ② TDA2595 TDA2595 的内部电路及功能较多，行振荡器、相位检波Φ1、振荡频率调节、Φ1 控制误差

186

第6章

显示器和显示卡

补偿、控制电流开关、电压限幅器、电压跟随器、相位检波Φ2、行频脉冲发生器与移相Φ2、行回扫控制、亮点消除、过压保护、行频输出脉冲切断、行预激励输出、行同步分离、行场消隐输出等等。

图 6-3-6

LM1391 应用电路

在实际电路中上述许多功能不一定完全用上。GW500 显示器中只应用了那些与行扫描有关的小信号处理功能，如行振荡、鉴相、行预激励放大和过压保护等，其他功能没用。第 14 脚为行振荡器输入端；第 8 脚为过压检测；第 4 脚为预激励输出级；第 3 脚为相位检波Φ2。另外还有许多行扫描集成电路，如 TDA 系列、HA 系列等，这里不详细介绍。 2）行推动（激励）与行输出电路行推动级的任务是把行振荡级输出的脉冲电压进行功率放大并整形，以推动行输出级的正常工作。行推动级通常是一个中功率的脉冲放大器，与输出级的连接采用变压器耦合。变压器耦合的好处之一是隔直流，便于直流电路的安排，另一好处是便于阻抗匹配以提高效率。变压器的极性应安排得使驱动管导通时行输出管截止；驱动管截止时输出管导通。这样就使得变压器在任何一个时候总有一个绕组有负载，避免高感应电压脉冲的发生。为了使行输出管充分导通或截止，必须要求行推动管给行输出管基极提供足够大的正向或反向电流。要使行输出管完全饱和导通，行推动管所提供的正向基极电流 Ib+≥2×Icm/β，Icm 为行输出管最大集电极电流。使行输出管完全截止所需要的负向基极电流 Ib-≥3×Icm/β。另外，还要求行推动级输出的脉冲宽度要大于行扫描逆程时间，这一点是由行振荡输出信号保证的。 ① 行激励（推动）级电路和工作过程如图 6-3-7 所示是典型的行推动电路。其中 BG1 为行推动管，BG2 为行输出管，T1 为行推动变压器，R1、C1 的作用是吸收行推动变压器产生的反峰电压，以保护行推动管 BG1。R2、C2 是 BG1 的电源去耦网络，同时有限制行推动管 BG1 集电极电流的作用。行推动级工作在脉冲放大状态，推动管基极输入脉冲，使它饱和导通或截止。推动级的负

6.3

显示器的原理与维修

187

载是行输出管基极等效输出电阻，约几欧。为了使行输出管基极与推动级匹配，采用变压器耦合。行推动变压器是降压变压器，这样可以提供足够大的电流，满足行输出管工作于开关状态。两管工作使用反极性激励方式，即 BG1 导通时， BG2 截止；BG2 导通时，BG1 截止。 BG1 基极输入正脉冲时开始导通，产生集电极电流，集电极电压下降到饱和电压。这时行输出管基极电压下降到负值，基极电流也为负值，行输出管处于截止状态。当 BG1 基极输入负脉冲时，BG1 图 6-3-7 行激励电路截止，集电极电流为零，在集电极感应出一个反峰电压。这时行输出管 BG2 的基极为正向偏置，基极电流为很大的正值，使 BG2 充分导通。由于行推动管 BG1 的截止时间长，而且行输出管正好是导通状态，所以行推动管承受的反峰电压很低，由振荡产生的影响也很小，对行推动管反峰保护电路的要求不高。 ② 行输出级电路和工作原理如图 6-3-8 所示是行输出级的基本原理电路。BG 为行输出管，工作在开关状态，集电极的主要负载是行偏转线圈 Ly，还有与行输出管并联的阻尼管 D 及与偏转线圈并联的逆程谐振电容（简称逆程电容）。当集电极输出矩形脉冲时，在偏转线圈中形成锯齿脉冲电压。在 BG 导通时，二极管 D 和逆程电容 C 不起作用，线圈 Ly 被接到电源两端，于是一个线性增长的电流在 Ly 中流通。约半个扫描周期时，将三极管截止，由于电流在电感中的延续性，Ly 中仍有电流，其方向不变，此时 D 为反向工作不导通，上述电流仅流入 C 中。C 由于上述电流的充电，其电压上升，Ly 中的电流逐渐减小到零，此时 C 上的电压最高，其值比 Ec 还要高许多。这个状态是不能维持稳定的，因为 Ly 及 Ec 构成了 C 的放电通路，而 C 上的电压又比 Ec 高，C 放电的结果使 Ly 中的电流反向，并很快达到反向最大值。假如三极管保持截止，二极管 D 不存在，则将会发生减幅自由振荡，能量在 C 和 Ly 中来回交换，直到电路中的电阻将能量全部变为热能耗尽为止。但由于 D 的存在，情况就不同了。根据并联自由振荡的原理，电容放电放尽时，电感上的电流最大，电容上的电压为零。从开始充电到电压最高，再到放电完毕所经历的时间是半个自由振荡周期。在这半个周期中，电感上的电流由正最大值下降到零，再接受电容的能量而达到负最大值。在这时间后，电感本应开始对电容反向充电，电容上的电压应反向，但由于 D 的存在，反向电流经过由 D 构成的回路，使 C 得不到充电，电压为零。这时的状态与开始时类似，D 代替了三极管将两端短路，Ly 和 Ec 相串联，电压线性上升。不同之处是起始条件不同，Ly 中一开始就有一个负值电流。所以实际上 Ly 中的电流是从负最大值线性地向正方向增长，向零值逼近。假如在电流将要达到零值时，三极管由外电路使之导通，电路性质没有变化，电流过零值后换向，三极管代替二极管使短路（导通）状态维持下去。至此整个扫描周期的过程已经完成，以后重复上述过程。工作过程如图 6-3-9 所示。正电流扫描时间越长，电流越大，即行频越低，行扫描电流越大。逆程时间只决定于 Ly、C，而与激励脉冲无关。 3）行线性补偿及校正

第6章

188

显示器和显示卡

在理论分析中，把偏转线圈看做理想的电感，把行输出管和阻尼管看做是理想开关。电源电压固定不变时，行偏转电源是线性变化的。但实际的行偏转线圈存在着内阻，行输出管和阻尼管本身都有一定的内阻，随着扫描电流的增大，行扫描电流就会逐渐偏离直线，这时就引起非线性失真。结果形成左部拉伸、右部压缩的失真。另外，由于显像管的屏幕曲率半径较大（接近平面），电子束偏转中心到屏幕表面的距离不等，中心短，两边长，因而造成中心压缩，两边拉长的延伸失真。 ① 行线性补偿为了解决非线性失真的问题，必须在电路上采取措施，使行扫描电流的变化率不变，即要求偏转线圈 Ly 上的电压不变。怎样才能使扫描电流的变化率维持不变，得到线性的扫描电流呢？解决的方法是在偏转线圈上 Ly 支路上串接一个 Lt（饱和电抗器），当 Lt 中流过锯齿电流时，线圈中将产生磁通，在电流较小时，Ly 与 Lt 中的磁通不能使 Lt 饱和；在大电流时，Lt 磁通饱和， Lt 的电感量下降，结果使偏转回路的总电感量下降，锯齿电流增长速度加快，从而补偿了左伸右缩的非线性失真，如图 6-3-9 所示。

图 6-3-8

行输出级基本电路

图 6-3-9

校正示意图

② S 校正延伸失真是 CRT 本身存在非线性引起的。它是在保证扫描电流有良好增长电流的条件下，电子束在相同的时间内偏转相同的角度，而电子束偏转的距离却随时间增大，结果导致屏幕中央方格变窄，两边的方格逐渐变宽的现象。为了克服这种失真，在偏转线圈电路中对地串联一校正电容 Cs，让偏转电流预先校成 S 形状。使屏幕边缘的扫描速度减慢，从而校正延伸失真，如图 6-3-10 所示。 ③ 枕形校正理想的电子束扫描光栅应为矩形，但由于荧光屏球面的中心与电子束的偏转中心不在同一位置，因而枕形失真成了显像管所固有的失真。在彩色显示器所用的显像管中，光栅的上下枕形失真不明显，不需要在电路上加动态校正，但对于光栅的左右枕形失真需要在电路设计上设置枕形校正电路，采用光栅形状的动态校正技术来补偿。电子束垂直扫描时，在垂直（场）偏转线圈中流过线性锯齿电流，电子束的偏转角基本随时间线性变化。但因为荧光屏的曲率半径大于电子束偏转半径，当电子束偏转同样的角度时，电子束在屏幕上扫过的距离并不相等。越靠近屏幕的边缘，相同偏转角度下电子束扫描距离越大。如果对行偏转电流不进行校正，扫描光栅将为枕形，造成光栅枕形失真。枕形校正是用以场频为周期的抛物波来调制行频锯齿波电流，使在场中心部位的行扫描电流的幅度最大，越到场的边缘，行扫描电流的幅度越小，从而实现校正光栅的左右枕形失真的目的。

6.3

显示器的原理与维修

189

3．场扫描电路场扫描电路构成如图 6-3-10 所示。第一级为场振荡级，产生场频锯齿波电压，并可被场同步脉冲所同步。第二级为场推动级或场激励级，其作用是对锯齿波放大，并对其进行线性补偿，使场输出的锯齿电流具有良好的线性。第三级是场输出，把推动级送来的锯齿波进行功率放大，将线性良好、幅度足够的场锯齿波电流送到场偏转线圈。

图 6-3-10

场扫描电路的构成

下面分别介绍各级电路的工作原理。 1）场扫描集成电路及其工作原理 TDA1170N（或 TDA1170S）是 12 脚带散热片塑料封装场扫描集成电路。内部包括场振荡器、锯齿波发生器、同步电路、稳压电路、回扫发生器和功率放大器等。该电路具有如下特点： a．具有独立的场同步放大器，可以增大场同步脉冲幅度，有利于提高场同步的稳定性。同步电路还具有适应正负极性同步信号的特点，对正负极性同步信号均可实现同步。 b．锯齿波电压形成电路由独立的场振荡器控制，使场频调节、场幅度及场线性调节相对独立，克服了三者之间互相影响和牵制的矛盾。 c．内部稳压器输出电压为 1/2Ec，内部稳压电源作为场同步放大、场振荡器和前置放大器的电源，使场振荡器电源不受外界电源变化的影响，以保证场振荡频率比较稳定。同时还可使功率放大器与场振荡器的电源相隔离，避免产生干扰，从而简化滤波电路。 d．该电路最高电源电压为 35V，可以提供较大的场偏转锯齿波电流。 2）场推动级场推动级与场激励级集成在芯片内部，在芯片内部把场振荡级送来的信号整形、放大送到输出级。 3）场输出级对场推动级送来的锯齿波信号进行放大后，直接送到场偏转线圈上，这就是场输出级别的基本原理。引起场扫描电流非线性失真的主要原因： a．场输出功率放大晶体管的非线性。 b．场偏转线圈存在着较大的直流内阻。 c．末级功率放大晶体管导通时存在一定内阻。为了克服这些非线性因素，同样在场扫电路中设置场线性校正电路。这部分校正电路在下面的介绍中逐一说明。如图 6-3-11 所示是由 TDA1170N 构成的场扫描实际电路图。场振荡定时元件由 R305、R307、 C304 组成，场同步脉冲经 C301、R348 和 D301 分两路传送给 TDA1170N 的 8 脚、9 脚。场锯齿波电压形成级由芯片内部和 7 脚、12 脚外接的 R315、R316、R317、RP301、RP305、C305、C306

190

第6章

显示器和显示卡

等元件组成。在场扫描正程开始时，电源电压经芯片内部恒流源通过 12 脚向 C305、C306 充电。当 7 脚外接的 RP305“场幅”调定不变时，恒流源电流为恒定值，使 12 脚上得到线性良好的场锯齿波电压。因此调节 RP305 可以改变恒流源电流的大小，即可改变锯齿波充电电压的幅度，从而实现光栅场幅的调整。同时芯片内部另一恒流源也经 1 脚外接的 RP301、R317 向 C306 充电。

图 6-3-11

场扫描电路图

场扫描锯齿波电流与行扫描锯齿波电流一样具有非线性失真。1 脚外接的 RP301、R317 和 C306 组成一个 RC 积分调整网络，把 1 脚输出的线性锯齿波电压积分成具有一定抛物形的锯齿波电压，用来预先校正因末级功放管非线性、场偏转线圈直流电阻等因素造成的扫描电流的非线性失真。改变 RP301 的大小可改变抛物形锯齿波电压的上升速率，因此 RP301 具有调节场扫描线性的功能。在 10 脚输入端，还分别接有从场扫描输出的直流负反馈电阻 R320 和 R322，以及交流负反馈电阻 R319。由芯片内部晶体管和 4 脚、10 脚外接的阻容交、直负反馈构成二次校正电路。4 脚外接的 R321 与 11 脚在芯片内部的电路构成一个直流负反馈回路，在信号电流变化时稳定场扫描输出，使 4 脚的直流电压保持在某一值不变。在场扫描逆程开始时，急剧减小的偏转电流将在电感线圈中激起高反峰电压，使 4 脚电压突跳升高并超过电源电压，使芯片内部部分晶体管饱和导通或深度截止，使 2 脚电源电压直接加到 3 脚，它一方面作为消隐脉冲经 R337、D305、Q308 倒相放大后加到显像管栅极，用以消除场回扫线；另一方面，由于正程时 3 脚外接电容 C319 接地，而在逆程时突然切断了该电容的接地端，且 3 脚电平突然上升到电源电压，外部二极管 D302 的单向导电性又维持了逆程期间 5 脚的高压不会被放掉，因此电容 C319 和 D302 具有自行提升场末级功放供电电压的特殊功能，故简称自举升压电路。从场偏转线圈下端取脉冲信号，一路经 C323、 R319 负反馈返回；一路经 R326、 C313 积分形成抛物波，送往枕形校正电路。上面主要介绍的是由模拟量控制调节的显示器，现在常用的显示器为数控显示器，数控显示器与模拟显示器的主要差别是：对行与场的中心、尺寸的调节方式不同，亮度、对比度的调

6.3

显示器的原理与维修

191

节方式也不同。模拟显示器的调节是改变相应的电位器，达到调节的目的。数控显示器是调节几个按钮的给定量，通过在集成电路内部的处理、输出来达到调节的目的。如图 6-3-12 所示是 “联想显示器”面板的调节按钮及状态指示灯。

图 6-3-12

显示器面板调节示意图

对比度控制：调节画面对比度。亮度控制：调节画面亮度。水平尺寸控制：调节画面水平尺寸。水平中心控制：调节画面水平位置。垂直尺寸控制：调节画面垂直尺寸。垂直中心控制：调节画面垂直位置。枕形失真：调节画面枕形变化。梯形失真：调节画面梯形失真。 FUNC ：功能键。按此键，指示灯闪烁，显示选择的功能。 RECALL：选择键。按大小键调节选择的功能来改变画面。 4．电源由于电源的工作原理与微机电源的工作原理相同，只是电源输出的电压不同，所以电源的工作原理在此不再赘述，请参看微机电源一章。

6.3.2

故障的测试和检查方法

假如一台显示器不能显示，首先要明确是主机故障、显示卡故障还是显示器本身的故障或是主机与显示器之间信号传输电缆有问题，在分清上述故障原因之后才能对发生故障的设备或部件进行维修。

第6章

192

显示器和显示卡

对于显示卡部分的故障，前面已介绍过，这里主要介绍显示器本身发生故障的维修方法。一台显示器的故障现象种类繁多，要从这许许多多错综复杂的故障现象中，分辨清故障的性质，再从众多的元器件中找出损坏的元器件，不是一件很容易的事。在具备了一定的显示器基础原理知识后，要多实践，在实践中积累经验。在具体维修中，要细心观察、仔细分析、灵活运用各种维修手段，达到迅速排除故障的目的。切忌未经仔细分析就大拆大修起来，那会事倍功半，弄不好还会人为造成新的故障。 1．对显示器的维修，要注意的几个问题 1）显示器内有高压，很危险，一定要注意安全。在带电测试时，要远离高压区。 2）在检查显像管高压时，严禁用万用表直接测量，可用长柄螺丝去接近高压嘴，应能拉弧放电。 3）在静态焊接或测量大电解电容时，应设法将电容放电。注意人身安全和电路安全。 4）长时间不用显示器时，务必拔掉电源。 5）使用时勿盖住通风槽，以利于显示器散热。 2．故障测试对有故障的显示器的测试分带电测试和断电测试。在带电测试过程中，可利用示波器、万用表等维修仪器进行电流测试、电压测试和波形测试。把所测得的波形、数据进行分析，查出故障部位所在。不带电测试主要是利用万用表测量元件的阻值是否正常。

6.4

显示器常见故障的分析和处理

显示器的故障按显示器内部各部分电路功能分为 3 大类：一是电源部分故障；二是扫描部分故障，扫描部分分为行扫描和场扫描两部分；三是视放部分故障。下面分别列举一些实例来分析各部分故障。

6.4.1

电源部分

1．常见故障目前，绝大部分显示器使用单管脉冲调宽式开关电源供电，电路简洁，维修起来比较容易。常见的故障有： 1）开机烧保险：故障点多发生在整流桥至开关管之间的电路上。最常见的是开关管被击穿。可用万用表测量开关管的 b—c、c—e 极间的阻值，一般呈短路状态。替换的开关管要求耐压在 900V 以上，最大集电极电流为 5A 以上。注意不要用带阻尼的行输出管替换，否则不易起振。在开关管被击穿的同时，与开关管有关的元件也容易出现短路或开路现象。此外，交流回路中的高频旁路电容和消磁器，有时也会因短路而烧保险，但这些故障不常发生。 2）电源不起振，保险正常：这种现象故障范围大，可用是否有+300V 电压作为分界线。无 +300V，故障多是电源开关接触不良、+300V 限流电阻开路、线路板铜皮断裂、虚焊等。有+300V，但开关电源不工作，一般情况下不必怀疑开关管损坏，可测量开关管基极电压。如果基极无电压，起动电阻开路的可能性大。起动电阻的阻值一般在 100 ～300 左右。如果开关管基极电压小于 0.6V，说明电路处于保护状态，负载的某一路对地短路，重点应检查变压器次级的几组

6.4

显示器常见故障的分析和处理

193

整流二极管。 3）开机电源“吱吱”叫，输出电压下降 30％～50％，用示波器观察开关管输出波形为间歇振荡。这种现象说明开关管本身无问题，此时正处于临界保护状态。故障原因是负载电流过大，可能是某个元件对地漏电，重点检查行输出。 2．维修实例【例 6.4】显示器加电，工作指示灯亮一下，屏幕无光栅。该机工作指示灯亮一下，说明电源瞬间能工作，产生故障的原因可能是： 1）显示器主电路中有短路点，使电源负载过重导致电源保护。 2）电源中逆变整流输出部分有短路点，使电源保护。打开机盖，检查行输出管 Q702 未坏，将电源输出插头与主电路板断开，对电源加一个假负载，测直流+15V 输出端电压有瞬间跳变现象，说明电源有故障。断电后用万用表测量+15V、+63V、 +150V 输出端对地电阻，发现+63V 的对地电阻为 0。说明+63V 整流输出电路短路。拆开电源，检查 C916、C929 正常，测量 D916 二极管已被击穿，更换 D916。加电试验，电源各输出端电压均正常。将电源输出插头与主电路板联接好，加电后工作指示灯亮，屏幕光栅正常，故障排除，电路图如图 6-4-1 所示。

图 6-4-1

6.4.2

电源输出

扫描部分

1．常见故障扫描部分的重点放在行扫描电路上，这一部分有些元件属于易损件，抓住这些易损件的特点来检查，易找出故障点。常见的故障有： 1）开机后，指示灯亮，行频声偏低，无光栅，电源开关管和行输出管过热；若用万用表测量行电流发现超过 1A，且行频声越低，行电流越大。这种现象多为行输出变压器高压绕组匝间短路，必须更换。另外，逆程二极管反向电阻变小、逆程电容漏电，也有同样的现象。 2）开机后指示灯亮，电源“吱吱”叫，无行频声，无光栅：当没有行频声时，说明行工作不正常。行输出管被击穿的可能性最大。此时将逆程二极管的一端焊开，分别测行输出管和逆程二极管，两者有一个是短路的，但两者不会同时被击穿。另外，仔细观察逆程电容，如果电

194

第6章

显示器和显示卡

容中间出现黑色的缝隙，则为电容严重漏电或被击穿。在更换行输出管时，要选用带阻尼的三极管。 3）指示灯亮，有细微的行频声，但无光栅，或有一条垂直亮线：此故障多发生在行偏转电路上，主要检查行偏转线圈对地的耦合电容。一般使用时间较长的显示器，耦合电容容易开路。更换时，一定要选择同容值的电容，否则将影响行频、行幅。 4）指示灯亮，无行频时，行输出管无输出：这时可沿着行振荡信号的来源，从行激励级向前检查。其中，行激励变压器焊点、行激励管、激励电源降压电阻以及行振荡电路等都是检查重点。 5）行同步问题：显示器把显卡送来的行同步信号经整形、比较及一系列门控电路，产生不同频率的行振荡信号。这部分电路比较复杂，各型号机采用的控制方法不同，维修起来较难。维修时首先要考虑显卡与显示器是否匹配，其次就是要检查行振荡控制用的 IC 电路是否损坏， IC 电路外围的振荡定时元件是否正常等。 6）水平一条亮线或水平一条亮带：由于场扫描核心电路（场振荡、场输出）的损坏，出现此故障的可能性很小。大部分是外围元件失效。当出现水平一条亮带时，主要检查连接场偏转线圈的耦合电容。容值下降，引起场幅变窄，电容干涸，则出现水平一条亮线。此外，还可用示波器检查 IC 锯齿波发生器是否有信号输出，这是场扫描的原始信号。 7）场信号不同步：故障原因是在接口电路中，场同步信号没有被送到 IC 电路或外围振荡定时元件损坏。故障大部分发生在显示器与主机的插头上。 2．维修实例【例 6.5】显示器加电后，工作指示灯亮，屏幕上呈现一条水平亮线。显示器出现上述故障，说明电源正常，故障出在场扫描电路上，该机为 COMPAQ，场扫描电路的核心部件是 TDA1170S。打开机盖，首先测量场偏转线圈正常，怀疑芯片坏了，仔细观察芯片表面有龟裂，说明芯片已烧坏，换上新的后，加电光栅仍是一条水平亮线，测 TDA1170S 第 2 脚电压为 0V，正常应为 24V，供电电路有故障。测 D306、R215、R320，发现 R320 为无穷大，更换新电阻，加电光栅正常，显示器正常，电路图如图 6-4-2 所示。

图 6-4-2

【例 6.5】电路图

【例 6.6】无光栅，无图像。接通显示器电源后，屏幕无光栅、无图像。这说明显示器电源或行扫描电路有故障。打开机盖，用目测法进行直观检查。显示器电源、行扫描电路和其他电路均未发现异常。给显示器加电后继续观察，发现显像管灯丝不亮。这说明行输出电路没有工作。行输出电路不工作的原因主要有两个：一是电源电路有故障；二是行扫描电路有故障。

6.4

显示器常见故障的分析和处理

195

检查电源电路，测量行输出的供电电压正常，电源电路无故障。检查行输出电路，电路如图 6-4-3 所示。通常情况下，如果行扫描电路有故障，多数发生在行输出级。常见的是行输出管、逆程二极管和行输出变压器损坏。用万用表测量行输出管 Q53 集电极与发射极之间的正向电阻，只有 500Ω左右。正常情况下这个阻值应大于 3 000Ω，说明行输出管已经损坏。造成行输出管损坏的原因主要有三个：一是行输出管自身质量不好；二是电源电压太高；三是行输出变压器有故障。为了慎重起见，一般都不应急着换管，应先查明造成故障的原因。经查电源和行输出变压器均无故障。用同规格的新管代换 Q53 之后，显示器故障排除。

图 6-4-3

6.4.3

【例 6.6】电路图

视放部分

1．常见故障 1）偏色故障：可调色平衡电位器。在正常文本方式下，显示的字符应为白色。若通过调整仍不能呈白色，原因出在前置放大级的三极管上。通常前置级的三只管子参数必须一致，即同型号、同放大倍数。当某一只管子损坏，需要代换时，最好三只管子一起换。 2）色不稳定：开机使用一段时间后，屏幕开始变色。故障发生在色平衡电位器上。由于这些电位器靠近显像管，环境温度高，吸附灰尘较多，阻值容易发生变化，可以用无水酒精清洗，或干脆换掉。 3）显示的图像边缘有拖影或像蠕虫蠕动：检查电源输出滤波电容是否失效。用显示器测试软件测试三基色。若仅有一路出现上述现象，则该路滤波电容有问题。 4）白色字符镶金边：原因为三基色汇聚不好。将显像管颈处的固定环松开，调整磁片，此时应用调汇聚专用图形监视设备，否则很难调好。 2．维修举例【例 6.7】显示器加电指示灯亮，屏幕光栅呈绿色，且有回扫线。此类故障一般出现在绿通道视放电路中，电路图如图 6-4-4 所示。在检查中发现 Q511、Q512 损坏，更换两只三极管后，加电观察，故障依然存在。再断电检查发现 R525 开路，此电阻应为 2.2Ω/1W，将其更换后，加电光栅及联机字符均显示正常，故障排除。

第6章

196

显示器和显示卡

图 6-4-4

例 6.7 电路图

习

题

1．显示器不亮，出现此现象的故障可能是显示器中的哪几部分有问题？ 2．什么是显示器的固有失真？哪些失真必须校正？ 3．说明行输出电路中逆程二极管、逆程电容的作用。 4．行、场偏转线圈的作用。 5．屏幕上显示字符的颜色为黄色，在视放电路中可能是哪部分电路有问题？ 6．屏幕上有时出现一条横线，有时为一条横带，显示器的哪部分有问题？ 7．屏幕中部有一条时大时小的垂直亮带，说明故障部位。 8．屏幕上有花斑，说明故障可能出现的部位。

第7章

打印机及接口

打印机是计算机系统和办公自动化的主要输出设备。随着计算机工业的发展，打印机的发展也十分迅猛，目前已形成击打式和非击打式两大系列，在这两大系列中按照印字的方式又可分为串行式、行式和页式 3 类。串行式：在一行中顺序打印每一个字符为串行式打印。行式：一次就打印一行中需打印的字符为行式打印。页式：一次就打印一页中需打印的字符为页式打印。在各种印字方式中，又以其印字原理的不同形成了多种打印机产品系列，下面列出的是目前国内正在大量使用的打印机的大致分类情况。 1．针式打印机 2．喷墨打印机 3．激光打印机 4．热蜡式打印机本章将主要介绍针式、喷墨、激光打印机的基本原理及它们的维护与维修方法。

7.1 7.1.1

针式打印机的结构及各部分的功能

针式打印机综述

下面对目前常用的几种针式打印机进行简要介绍。 1．字符型打印机 MX80、M1724 及 TH3070 这种打印机以打印英文、数字、符号为主要功能，也能在位图像方式下打印汉字和图像，但打印质量较低。如打印一个 24×24 点阵的汉字，主机要传送 72 个字节，打印机才能打印出这个汉字。它的打印速度在草图方式时每秒可打印 150 个字符以上，汉字打印时每秒可打印 90 个左右。 2．带汉字库的打印机 AR3240、EPSON 公司 LQ 系列产品为适合国内打印汉字的需要，打印机制造厂家推出带汉字库的打印机，并且带有多种字体的汉字库，如宋体、楷体、黑体等。它的打印速度就 24×24 点阵来讲，每秒可达 100 个字以上。这种打印机打印汉字时不需要在位图像方式下。要打印 1 个 24×24 点阵的汉字，主机只需传送 2 个字节代码，打印机接收到代码后，直接从汉字库中取出汉字点阵打印，大大提高了打印汉字的速度。 3．彩色打印机 CR3240、M1570 国内使用的具有代表性的彩色打印机如 CR3240、M1570 等，它们都是点阵式彩色打印机，它们都使用一条三基色加黑色色带。三基色分别为黄色、洋红色和青色。三基色合成后至少能

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第7章

打印机及接口

显示 7 种颜色，如图 7-1-1 所示。彩色打印机中有颜色控制码供使用者灵活调色，如要打印红色，打印头在红色控制码的控制下，分别用不同的颜色先后在同一字符上打印二次，将二基色合成红色。但由于三基色带加工困难，价格较高，限制了它的广泛使用。 4．专用打印机专用打印机是指适用于各种具体领域使用的打印机。如银行系统的存折打印机。目前普遍使用的是 PR40、OKI 系列打印机，都是点阵式打印机，它也可作为商业系统票据打印。图 7-1-1 三基色合成示意图这种打印机具有平推功能，它的打印结构与其他点阵式打印机结构不同之处是打印头朝下，当单页纸通过平推入内时，会自动进入打印起始位置，打印头左右移动，走纸电机向前走纸，当打印结束时，会自动向前或向后退出。由于它具有以上功能，故大多被作为存折打印专用。

7.1.2

针式打印机的主要性能指标

为了便于评价和选用针式打印机，以下介绍针式打印机的主要性能指标和一些技术术语。 1．主要性能指标 1）打印头针数及寿命：常用的有 9 针和 24 针的打印头，打印头寿命一般为 2 亿点/针。 2）打印速度：通常分别给出高速（草稿）和高密（仿信函体）打印方式下打印字符速度，单位为字符/秒（CPS）。打印速度有名义打印速度和平均打印速度之分，平均打印速度是评价打印机性能的一项很有意义的指标。 3）打印宽度：打印宽度是指打印一满行的字符数，即 CPL，常见的有 132 列和 80 列。 4）送纸方式：一般都有打印辊摩擦和齿孔牵引两种方式。有的打印机备有单页送纸器。 5）走纸速度：走纸速度影响打印平均速度，单位用英寸/秒表示。 6）字符集：指可供用户使用的字符种类。 7）色带及寿命：色带有黑色和彩色之分。 8）平均无故障时间：一般都高于 4 000 h。 9）接口：有 Centronics 8 位并行标准接口和 RS-232 串行接口等。 10）噪音：通常低于 65 dB。 2．技术术语 1）字符种类：指打印机所能打印的字符种类，常见的有英文字符集 ASCII，中文字符集 GB2312-80 和 GB5007-80 等。 2）字密度：指在打印纸上 1 英寸（25.44mm）内所能打印出的字符数，单位为 CPI。 3）打印位数：指在一行内所能打印的最多字符数。 4）行密度：指在打印纸上纵向单位长度 1 英寸内所能容纳的行数。 5）点密度：指横向单位长度 1 英寸所能容纳的点数，单位为 dpi。 6）回车时间：指打印头打印一行到终端（即右端）后，再回到左端原始打印位置所需的时间。

7.1

针式打印机的结构及各部分的功能

199

7）换行时间：指从当前打印行换到下一行所需的时间。 8）成行度：指同一根针打印一行时，偏离基准位置的最大距离。 9）成列度：指打印任意一点列偏离基准位置的最大距离。

7.1.3

针式打印机基本结构和工作原理

1．针式打印机的基本工作原理针式打印机是由微型计算机、精密机械和电气部分构成的机电一体化智能设备。它的基本工作原理是：当打印机和主计算机处于联机状态后，打印机接收主计算机发送来的打印控制命令、字符打印命令和图形打印命令，经过打印机内部 CPU 处理后，从字库中寻找与该字符或图形相对应的字符字形编码首列地址（正向打印）或末列地址（反向打印），按顺序一列一列地找出该字符或图形的编码，经打印头驱动电路，激励打印头出针打印，印字过程如图 7-1-2 所示。打印头由纵向排成单列（如 9 针）或交叉排成双列（如 24 针）的打印针及相应的电磁线圈构成。当电磁线圈通电被激励后，相应的打印针冲击打印色带，就在打印纸上打印出所需的字符、汉字或图形。

图 7-1-2

打印机印字原理

字符或图形打印的基本步骤是： 1）启动安装打印头的字车。 2）检查打印头是否进入打印区。 3）执行打印初始化。 4）按照字符或图形编码，打印头打印一列。 5）产生列间距。 6）产生字间距。 7）一行打印完毕后，启动走纸电机，带动打印辊和打印纸走纸一行。 8）换行、回车，为打印下一列做好准备。针式打印机基本上是按照上述 8 个步骤编制监控程序，由程序控制打印机完成打印过程。 2．针式打印机的基本结构

第7章

200

打印机及接口

最常用的针式打印机结构可分为机械和电路两部分。 1）机械结构：由打印机构、走纸机构、色带机构和字车机构 4 部分组成，它们共同完成将控制信号转换为机械动作，使打印机完成机械运动的功能。 2）电路结构：由控制电路、驱动电路、接口电路、检测电路、DIP 开关电路、操作面板电路和打印头、字车电机、走纸电机电路以及电源电路组成，如图 7-1-3 所示。它们用来完成连接主机与打印机通信，即接收主机送到打印机的打印信息和控制命令，并把打印机的回答信号及状态信号送回主机的功能；完成打印机的机械动作控制功能，包括打印头、字车、打印针、走纸的控制与驱动；完成打印机自检功能，控制及处理面板控制信号（包括联机、自检选择及信号指示）等功能。

图 7-1-3

7.1.4

针式打印机电路组成

针式打印机的机械结构

现以 LQ-1600K 打印机为例介绍针式打印机的机械结构，其外形图如图 7-1-4 所示。它是由打印机构、走纸机构、色带机构和字车机构 4 部分组成。

图 7-1-4

LQ-1600K 打印机外形图

1．打印机构打印机构由打印头、色带和印字胶辊组成。

7.1

针式打印机的结构及各部分的功能

201

打印头是针式打印机的关键部件，采用电磁铁作为动力源，头内有 24 根针，它们排成两列，每列 12 根针，每根打印针在+35V 驱动电压的作用下被各自的驱动线圈驱动。基本打印操作如下： 1）控制电路发出驱动信号，经打印头驱动电路放大，使打印针驱动线圈通电，把铁芯磁化，产生一个磁化力。 2）由于这个磁化力，铁芯吸引激励盘，从而撞击打印针，使打印针冲向印字胶辊。 3）打印针撞击色带和以印字胶辊为衬的纸，在纸上打印出一个点。 4）线圈不再通电时，铁芯中的磁化力消失，从而使激励盘在恢复弹簧的作用下恢复到初始位置。打印针撞击胶辊后在撞击力和恢复弹簧的作用下也恢复到它的初始位置，并保持和激励盘接触一直到再次驱动。在打印头上还装有一个热敏器件进行温度检测，当打印针驱动线圈温度升高时，器件将检测到打印头温度转换成电压，并送到控制电路，为打印头机构提供保护。 2．字车机构字车机构由字车电动机、字车、齿皮带、主动轮、从动轮、二根字车导轴和起始位置检测器组成。打印头固定在字车上，由二根字车导轴支持，字车固定在齿皮带一边。主动轮和字车电机同轴。当字车电机被驱动时，主动轮转动带动齿皮带使字车移动。此操作由控制电路控制一个四相步进电机来完成。电机相位驱动信号由控制电路产生，并在电机驱动电路中转换成电机驱动电压，靠驱动电机 A 到 D 相来旋转字车电动机。依靠打印机构和字车机构的合作操作完成矩阵打印。当打印机初始化时，打印起始位置由起始位置检测器来测定。 3．色带机构色带机构由色带移动机构和色带盒组成。色带的作用如同复写纸一样，当打印针撞击色带时，通过色带的复写作用，在纸上印出字符和图形，打印过程中，字车左右移动时，同步地带动色带驱动轴旋转，从而带动色带盒中色带做周而复始地循环，不断改变色带撞击位置，以保证色带均匀使用，从而延长色带使用寿命。在色带盒出口安装了一个弹簧防止色带变松。 4．走纸机构在打印机构和字车机构完成一次打印后，走纸机构走纸，走纸机构以走纸电机为动力。走纸电动机通过走纸齿轮驱动印字胶辊旋转或牵引器系统动作。走纸机构包括二个检测机构：纸尽检测器用来测定有无纸，摩擦/牵引检测器用来测定走纸方式（牵引或摩擦走纸）。在走纸机构中增加了自动进、退纸的功能，这一功能是通过控制面板操纵控制程序来完成的。牵引走纸是由走纸电动机来完成走纸，纸释放杆置于前面。而摩擦走纸是将纸张由上面装入，纸释放杆置于后面，依靠走纸辊使纸贴着印字胶辊，由摩擦力使纸移动。无论是牵引走纸还是摩擦走纸，压纸辊都是起到防止走纸不均匀和纸张松弛。

7.1.5

打印机的电路结构及原理

LQ-1600K 打印机主控制部分使用一片时钟频率为 15MHz 的单片 CPU 作为主控制器件，另外还使用一片型号为 E05A10AA 的门阵列芯片，它包括一个存储器 I/O 管理电路，方便扩充存储器和 I/O 区域，简化 CPU 的外围电路。

第7章

202

打印机及接口

1．CPU 和打印机内存管理 LQ-1600K 打印机电路中使用了一块由 EPSON 公司生产的在 LQ 系列打印机上广泛使用的单片机，其型号为μPD7810HG，μPD7810HG 是 8 位的 CPU，是 64 脚的大规模集成电路芯片，内含 2 个 8 位定时器，1 个 8 位 A/D 转换器，256 字节内部 RAM，5 个 8 位 I/O 并行端口和 1 个串行端口。 2．电源 LQ-1600K 打印机电源部分是独立的，打印机机械驱动部分和主控制板上所需要的直流电压都由它提供。如图 7-1-5 所示为电源板电路图。电源板电路简单工作过程是：首先交流电压经输入滤波电路将交流电压中的外部噪声衰减，然后通过全波整流电路把交流电压转换为直流电压，并通过浪涌抑制电路抑制电源接通时产生的冲击电波，再通过滤波电路滤波，主开关电路被激励振荡，由电磁耦合作用从变压器的初级到次级产生一个感应电动势。次级电压经过半波整流和滤波后分别送到+35V（包括+5V）线路和±12V 线路。+35V 线路包括稳压形成电路和过压保护电路。稳压电路将+35V 电压的变化反馈给主开关电路而输出稳定的+35V 电压；过压保护电路在电源发生异常时能自动调节并将信号反馈给主开关电路，避免电源被损坏。由于电源的工作原理与微机电源的工作原理基本相同，所以电源的工作原理在此不再赘述。

图 7-1-5

LQ-1600K 打印机电源板电路结构框图

3．复位（Reset）电路在 LQ-1600K 打印机的复位电路中可实现 3 种情况下的复位：当复位信号输入到 MMU 后，由 RESET 信号先将 MMU 复位，然后通过 MMU 输出使其他部分复位。 1）打印机电源接通和断开时加电后，+35V 电压逐渐上升，达到 27.7V 时，打印机被复位。关断时，+35V 下降到 27.7V 时打印机被复位，打印机停止打印。 2）接收到主机送来的 INIT 信号时

7.1

针式打印机的结构及各部分的功能

203

当 INIT 信号从外部输入时（负脉冲宽度必须大于 50μ s），经过一个积分电路使 MMU 的 MLT 端和 CPU 端的电源下降至 VN 时，MMU 的复位电路被触发，进行复位操作。 3）在打印机电源接通情况下，安装或卸下字库扩展卡时在电源接通时，最好不要安装和卸下字库扩展卡。为防止误操作造成主控板损坏，专门设计了一个在电源接通时，安装和卸下字库扩展卡的复位电路。 4．接口电路 LQ-1600K 打印机可以有 2 种接口，随机为并行接口，另外还可选为串行接口。因串行接口使用较少，这里不作介绍。并行接口的工作原理如下： ①首先主机要确认打印机送出的 BUSY 和 ACK 信号状态，只有在 BUSY 信号为低时，表示打印机准备接收数据，打印机是不忙状态。 ②主机确认打印机是不忙状态时，将 DATA0~DATA7 数据并行送出，同时发出 STROBE 选通信号，打印机在 STROBE 信号的下降沿读数据。 ③打印机接收数据时，发出 BUSY 信号给主机（BUSY 为高），告诉主机打印机正在处理数据，停止接收数据。 ④打印机处理完数据后，送出一低电平 ACK 信号给主机，表示允许传送数据，过 5μs 置 BUSY 信号为低，表示打印机已准备好，可以接收数据，5μ s 后置 ACK 为高，允许主机发数据，打印机接收数据。 LQ-1600K 打印机并行接口使用了 1 片通用的 8 位并行接口芯片 ICM54610P。 5．控制面板电路控制面板上装有 7 个开关，8 个 LED 和 1 个蜂鸣器，主控制部分周期地读取控制面板开关的状态，读到不同于上一次的值时，则该值被重新储存到存储器中。 6．DIP 开关电路 CPU 在电源接通或接收到主机送来的 INIT 信号，执行初始化复位后，用 AN2~AN7 模拟端口读取 DIP 开关的状态，若 DIP 开关处于 ON 位置时，它的输出是低电平。CPU 模拟端口读取的 DIP 开关状态，被储存在 CPU 内部 RAM 中，作为默认值。 7．状态监测电路 1）打印头温度监测电路为防止打印头因连续打印产生高温而被破坏，在打印头内设有温度监测电路，装在打印头内部以检测打印头温度。当打印头温度上升到一定限度时就变双向打印为单向打印。若继续升高到极限，则停止打印，当打印头温度降下来后自动恢复打印。在打印头温度监测电路中，热敏电阻安装在打印头内，它能随打印头的温度升高而使电阻变小。 2）+35V 直流电压监测电路 +35V 直流电压监测电路用于检测+35V 直流电源的波动。+35V 直流电压降至 31.7V 或更低时，打印机将停止打印。停止打印后，CPU 过 10ms 后再检测电压，如果此时电压已高于 31.7V，打印机将以半速打印剩余部分，如果电压仍低于 31.7V，打印机则进入脱机状态。 3）打印起始位置传感器当打印机开机时，不论是接收到主计算机的初始化信号，还是打印过程中遇到回车控制码，

204

第7章

打印机及接口

字车都应返回左端起始位置。起始位置传感器就是用来检测在上述情况下，字车是否都能返回到起始位置。一般用光敏遮断器作为起始位置传感器。 4）纸尽检测电路它用来检测打印机是否装上了纸，或在打印过程中发现纸尽时及时报告给 CPU，一般都用反射型光敏传感器组成检测电路。LQ-1600K 纸尽传感器为一个机械开关，平时开关触点接地，表示无纸状态，CPU 检测到一个低电平。当打印机装入纸时，触点脱开不再接触，CPU 检测到一个高电平。 5）摩擦/牵引走纸检测摩擦/牵引走纸检测器用来检测打印机为摩擦走纸还是牵引走纸。摩擦/牵引走纸传感器为一个机械开关。当松纸杆处于向后位置时，打印机处在摩擦走纸方式，CPU 检测到一个高电平。当松纸杆处于向前位置时，打印机处于牵引走纸方式，CPU 检测到一个低电平。 8．打印头控制驱动电路 1）打印头驱动电路打印头驱动电路的功能是对字符或图形点阵数据转换后的数据进行功率放大后，送给打印头，从而驱动打印头完成出针/收针操作。24 针打印机的 24 根针是分奇数、偶数针 2 列交叉排列的。对某一列的打印来说也是分奇数针和偶数针 2 次打印而成的。在电路中，打印数据被 CPU 存于打印头数据控制门阵列 E05A02LA 中，CPU 送 3 组 8 位数据（为 24 点准备的），然后 CPU 的 PC5 和 PC6 端口送出 1 组脉冲到打印驱动脉冲宽度控制电路，经脉冲宽度控制电路调整，送出 1 个打印头驱动脉冲至门阵列 E05A02LA 的 HPW 端口，当送到 HPW 端口的脉冲为低时，对应的打印头驱动三极管被驱动，同时对应的打印头线圈被通以电流，打印机开始打印。加给打印头线圈的电源必须被严密控制，以防止烧坏线圈。所以 CPU 监视+35V 电源和打印头内部温度，并把这些信息送给控制电路。 2）打印头线圈驱动电路当+35V 变化时，CPU 的时钟改变打印头触发脉宽（HPW）以便将稳定的功率送到打印头线圈。在此电路中，每驱动一次打印头线圈，在驱动脉冲过后，打印头上将留有高于驱动电压的反向电动势，如不及时释放，极易损坏打印头驱动三极管，为此电路中设有反电动势吸收电路，对驱动三极管起到了保护的作用。 9．字车电动机控制电路字车电动机控制电路的功能是控制字车电动机运转，以便拖动字车执行左/右横向移动。 1）E05A09BA 门阵列 LQ-1600K 打印机中使用一片型号为 E05A09BA 的门阵列来控制 2 个步进电动机（字车电动机和走纸电动机）。这片门阵列能独立控制步进电动机，减轻 CPU 的负担。门阵列 E05A09BA（2A）包括 2 个用来控制四相步进电动机的相位开关脉冲发生电路，这样就能分别控制 2 个电动机。电动机正转、反转或停转所需的脉冲转换时序及相位的方式，都由来自 CPU 的控制信号控制。 2）字车电动机的激励和速度的控制字车电动机通过字车电动机恒流驱动电路来控制。字车电动机速度控制可分为以下 3 部分：（1）加速控制 ①在速度方式为 1 或 2 时，字车电动机将被 24 个脉冲所加速。

7.2

针式打印机故障分析及检测

205

②在速度方式为 3、4 或 5 时，字车电动机将被 48 个脉冲所加速。（2）匀速控制 ①在打印期间（包括空格），除在逻辑寻址功能中被加速或减速外，字车都以匀速移动。 ②高速跳过：当被打印的字符中出现 7 个或更多的连续空格时，打印机 CPU 判为字车加速，打印机将执行高速跳过操作。（3）减速控制 ①在速度方式为 1 或 2 时，字车电动机将被 24 个脉冲减速。 ②在速度方式为 3、4 或 5 时，字车电动机被 48 个脉冲减速。 3）字车电动机驱动电路 LQ-1600K 打印机中的 STK6722H 是一片常用于驱动字车电动机的单极步进电动机驱动集成块。在此部分电路中有浪涌电压吸收电路、使驱动线圈电流保持不变的电路。此电路还外接一个参考电压发生电路，不同的参考电压值将会引起不同的字车电动机速度控制。 10．走纸电动机控制电路走纸电动机控制电路的功能是控制走纸电动机运转，从而拖动走纸机构操作，完成各种走纸功能，LQ-1600K 打印机使用一个步进电动机作为走纸电动机，它的最小走纸间距为 1/180 英寸，这种步进电动机用+35V 直流电压驱动。 1）走纸电动机速度控制走纸量小于或等于 14 步时（每步的走纸量为 1/180 英寸），走纸电动机速度控制在匀速；走纸量大于 14 步时，走纸电动机速度控制为加速或减速。 2）走纸电动机驱动电路 MCU（E05A09BA）的一个端口 POT3 控制着运行方式，POT3 在维持/运行方式间切换。 ①维持方式：当 POT3 为低时，使电动机处于维持状态。 ②运行方式：当 POT3 为高时，使走纸电动机转动。

7.2 7.2.1

针式打印机故障分析及检测

针式打印机的故障检查方法

针式打印机是由精密机械、电气和计算机 3 部分构成的机电一体化智能设备。打印机维修人员应对打印机的机械结构、电路工作原理有一定了解，具备一定的数字电路和电气基本知识。遇到故障现象要善于从原理上进行分析，并采用 1.3 节介绍的分析方法进行分析、检查，判断故障产生的大致部位，逐步缩小故障范围，直至最后找到故障点。

7.2.2

针式打印机主要故障分析

下面介绍的常见故障分析，都是在确认打印机适配器为正常情况下的打印故障。组成打印机的几个主要部分为：机械部分、接口部分、主控制部分、驱动部分传感器和电源部分。 1．机械部分故障 1）LQ-1600K 打印针的更换

206

第7章

打印机及接口

在 LQ-1600K 打印机中打印头故障占较大的比重，这与它的机械结构有关。该打印机的打印头采用双层结构，分短针层和长针层两层，由于采用双层结构，它的维修工作比单层结构要麻烦些。更换打印针的具体步骤如下： ①将打印头朝下，两边垫上薄木片，放入台钳中夹紧，垫上木块（最好接近和小于中间圆芯的木块），用榔头轻轻敲打圆芯，将打印头芯从外壳中敲出。 ②取出打印头芯后，仍需将打印头顶部朝下，将固定上下层用的三角卡子取下，取下三角卡子后，不要松手，轻轻地将黄铜盖打开，就可以清楚看到上层排列成圆形的 12 根带打印针的衔铁，单针可拆卸。 ③LQ-1600K 打印头打印针损坏一般常见的有两种情况：一种为打印针与衔铁连接处断；另一种为打印针顶部断。在衔铁连接处断的打印针，可直接看到；在顶部断的打印针，可以从打印头顶部向上看，在损坏的打印针处总有一个黑洞，这时可用手轻轻向下按带打印针的衔铁来查找断针，若为长针层打印针断，可直接将断针取出，然后从旧打印头长针层中取出一根或用一根新打印针慢慢地插入对应的针孔中。由于打印头中导向板特别多，装针时一定要细心，要顺其自然，绝对不能硬插，一定要让打印针各到其位。如果不是长针层内断针，换针就比较麻烦了，此时需将长针层中 12 根针全部抽出，然后按图 7-2-1 所示进行更换。在图 7-2-1 中，实点为下层针，空心点为上层针。穿下层针时要从下层的外边孔穿出，下层的内边孔是留给上层针图 7-2-1 打印头正视图用的，切勿将上、下两层针的对应孔位穿错。另外应注意的是针的长度：长针的正常长度为 3.45cm，短针的正常长度为 2.45cm。最后按拆下顺序的相反步骤装好打印头，将打印头芯装入外壳，用油石沾上油在各针的表面轻磨几下，以去除毛刺，至此换针结束。 2）LQ-1600K 打印头的清洗方法 LQ-1600K 打印头装卸极其方便，可以采用较为安全的办法进行清洗。卸下打印头，将打印头针部位浸泡在酒精中。浸入深度以 1.5～2cm 为宜，浸泡时间视使用程度而定，一般为 4～8 h 即可。清除杂物后，用药棉吸干酒精，不要直接安装打印，而要进行几次空打（以免断针）。空打几次之后可把打印头安装到打印机上。清洗打印头后也应清洗打印头架导标，并加注润滑油，保证打印头的灵活运动。 2．接口电路故障各种针式打印机都具有 Centronics 标准 8 位并行接口，打印机和计算机联机时大多使用这种接口。若接口发生故障，主要表现为打印机自检打印正常而联机不打印，或联机打印字符错乱，这种情况下故障主要发生在以下两处。 1）打印机接口扁平电缆断路【例 7.1】计算机系统启动时，打印机无反应，按 Ctrl+P 键时，主机死机，显示器屏幕上无任何提示符。分析与排除：这种故障现象的原因是接口扁平电缆边线的第 1 针断路。因为第 1 针是用来连接计算机的数据选通信号 STROBE ，仅当打印机接收到这个信号后，才能将计算机送来的数

7.2

针式打印机故障分析及检测

207

据传送给打印机，若第 1 针断路，自然会造成主机死机，打印机不打印。【例 7.2】计算机系统启动正常，但按 Ctrl+P 键后，打印机打印出一些杂乱无章的不能识别字符，而且还伴随着大量空走纸现象。分析与排除：这种故障现象的原因是接口扁平电缆连接线的第 2～9 针有断路。第 2～9 针用于连接计算机的数据位 DATA0～DATA7，若有断路，计算机发送的数据就不能真实地传送给打印机，从而造成打印错乱及大量空走纸现象。 2）接口电路故障若接口电路发生故障同样会产生上述两种故障现象。由于使用 Centronics 并行接口，各种打印机接口上各针信号分配是一致的。当接口第 11 针的 BUSY 信号为“非忙”时，计算机才能通过接口第 2～9 针向打印机发送数据，0.5μs 后，又发出数据选通信号 STROBE ，当打印机通过接口第 1 针收到该信号后，才能将数据接收并置“忙”标志，通知计算机暂停发送数据。当打印机对数据处理完毕后，清除“忙”标志，并通过接口第 10 针向计算机发出回答信号 ACK ，请求发送数据。从接口电路工作过程可以看出，若数据选通电路损坏或 BUSY 信号通道损坏，就会造成不能联机打印；若接口状态被损坏致使无 ACK 信号，打印机只打印一个数据就不再打印；若数据输入电路损坏就会造成打印字符错乱；另外，若接口状态电路损坏，致使 PE（纸尽）， ERROR （错）等信号异常，也会引起不能打印或打印异常。

【例 7.3】 LQ-1600K 打印机自检正常，但不能联机打印。分析与排除：打印机自检正常说明主电路是正常的，联机不打印问题出在接口电路部分。 LQ-1600K 打印机接口电路比较简单，它使用了一个专用门阵芯片 IC5A（M54610P）。在电路中，IC5A 与主机的信号通道，不存在其他外围芯片，所以只要电路中无虚焊、脱焊现象存在，则肯定是 IC5A 损坏。 3．主控制电路故障【例 7.4】 LQ-1600K 打印机加电时用手旋动手柄，旋动中发现有烟从机内发出，再开机时，打印机字车不复位。分析与排除：加电时旋动进纸手柄就加大了电动机的负荷，这时很容易造成走纸电动机及其驱动电路的损坏。走纸电动机是四相步进电动机，采用 2-2 相激励方式。电动机步进相序由门阵 IC2A （E05A09BA）发出的，并由 4 个三极管 Q39~Q42 驱动。维修时可先用静态测量法检查三极管 Q39~Q43、Q29 的好坏，如果 Q39~Q43、Q29 没问题则要用示波器对 E05A09BA 第 13~16 脚输出的走纸电动机相序波形进行检查。如果 E05A09BA 也没损坏则问题出在电动机本身。本例就是电动机损坏造成的，更换后故障排除。 4．电源部分故障【例 7.5】 LQ-1600K 打印机打印过程中，常有间歇性自动停止打印现象发生，同时听到电源处有轻微的“吱吱”声。分析与排除：首先检查直流电源，发现+35V 电压在停止打印期间降为 30V。拔下接插件 CN1，空载测量电源，发现+35V 略有升高，但一加负载，+35V 就下落。+5V 和±12V 电压经检查正常。 LQ-1600K 打印机内设有+35V 电压监测电路。+35V 电压在 A 点的分压值送到 CPU 的模拟输

第7章

208

打印机及接口

入端 AN1。+35V 电压正常时，AN1 端的电压为 3.9V。当+35V 电压下降至 31.7V 或更低时，打印停止（此时 AN1 端电压下降到 3.6V）。直至+35V 正常时打印机才能恢复正常打印。本例首先焊下+35V 的 3 只滤波电容 C20、C21 和 C22 进行静态测量，用万用表测 C21 时，指针摆动幅度比测 C20、C22 时小，说明 C21 有漏电。用 2 200μF/50V 电解电容更换后，打印机恢复正常。

7.2.3

针式打印机的正确使用及日常维护

针式打印机的平均无故障时间虽然高达 4 000~6 000 h，但这是指正常操作使用情况下的使用寿命。若不按操作规程使用打印机，不注意日常维护保养，则会造成人为的损坏或使打印机产生种种故障。因而对用户来说，正确地使用打印机，加强日常维护保养，是减少故障、延长使用寿命的重要措施。 1．使用环境 ①打印机工作时环境温度一般在+5～+40℃。 ②供电电源稳定，避免与电冰箱之类大功率有干扰的电器使用同一电源。 ③打印机必须接地良好，否则可能因交流感应和静电影响，损坏打印机接口和打印适配器。 2．正确操作各种针式打印机的操作方法虽大体类似，但也不尽一致。用户要严格按照手册中的说明操作使用打印机。 ①要分别按照所选用纸的类型如带孔的折叠纸、单面纸或多层纸，在打印机上将纸装好。 ②要注意调整打印头和打字胶辊之间的间隙，既保证打印结果清晰，又不致因间隙过小造成打印针撞断。 ③打印时要经常检查色带是否走动，如果色带卡住不动，就很容易把色带打烂，造成打印头断针。 ④拔插打印机电缆线，必须在打印机和主机的电源切断的情况下进行。否则也可能会损坏打印机和主机的打印接口。 ⑤打印机操作期间，不要拧走纸旋钮，以免烧坏走纸电机。

7.3

喷墨打印机的主要组成与工作原理

喷墨打印机是开发得较晚的一种打印机。由于其喷墨机构较复杂和成本较高，发展较慢。但是在近几年，由于喷墨技术的关键性突破，使得喷墨打印机的价格大大降低，而且功能、品质、速度、效果也都比同级的点阵打印机有更好的表现。尽管它存在无法复写、无法用连续打印纸、挑纸、消耗材料较贵的缺点，但它还是能被用户所接受。

7.3.1

喷墨打印机的分类

按墨水形成的方法，喷墨打印机可分为滴落式、高频振荡断裂式、喷雾式和电脉冲加热式。按墨水滴的偏转控制式，喷墨打印机可分为电场偏转、磁场偏转和机械偏转。按控制墨水的方式，喷墨打印机可分成电荷控制式（又称充电控制式）、电场控制式（又称静电发射式）、

7.3

喷墨打印机的主要组成与工作原理

209

压电喷墨式（又称脉冲控制式）和气泡式喷墨打印机。

7.3.2

墨水的分类

按照色基分类，可以分为：染料型墨——即以染料为色基的墨水，也是目前大多数喷墨打印机所采用的墨水。颜料型墨——是以颜料为色基的墨水。按照溶剂来区别，则划分为：水性墨——以水和水溶性的溶剂作为溶解色基的主要成分。油性墨——以非水溶性的溶剂作为溶解色基的主要成分。以上概念在实际的使用过程中相互交叉，例如有些颜料型墨水可能是水性墨水可也能是油性墨水。但是从本身性质及打印机的实际要求而言，水性墨水和油性墨水绝对不允许在同一个打印头中混用。墨水的保质期一般为 2 年，墨水的保存要求密封（这就是 AJ 墨水采用内部密封和外部塑纸盒密封二重密封的原因），避免阳光直接照射，温度不宜过高或过低（正常的室温即可）。

7.3.3

喷墨打印机的工作原理

下面以电荷控制式喷墨打印机为例，介绍喷墨打印机的工作原理。电荷控制式喷墨打印机主要由喷墨头、充电电极、偏转电极、墨水供应与过滤系统（包括墨水泵、墨水槽、过滤器、收集槽、回收器管道等）以及相应的控制电路及电源所组成。如图 7-3-1 所示是一种电荷控制式打印机的印刷原理和字符形成过程示意图，其工作原理如下所述：喷墨头后部的压电陶瓷振荡电脉冲激励产生电致伸缩，使墨水断裂形成墨滴而喷射出来，只要电脉冲存在，墨滴就能连续喷射出来。墨滴是不带电的，在其前面设置充电电极，施加静电场给墨滴充电，所充电荷的多少，由字符发生器控制，根据所印字符各点位置的不同

图 7-3-1

电荷控制式喷墨打印机

而充以不同的电荷。充电电极所加电压越高，充电电荷越多，墨滴经偏转电极后偏移的距离也

第7章

210

打印机及接口

越大，最后墨滴落在打印纸上。图上只有一对偏转电极，因此墨滴只能在垂直方向偏移。若垂直线段上某处不需喷点，则相应墨滴不充电，在偏转电场中不发生偏转而射入回收器中，横向偏转则靠喷头相对于记录纸横向移动实现。当一列字符打印完后，喷墨头以一定速度沿水平方向由左向右移动一列的距离。依次下去，即可印刷出一个字符以至一行字符。此类打印机的特点是打印速度快，易实现彩色打印，而且可以采用普通纸。不足之处是对墨水需要加压手段，而且要有墨水回收装置，以回收不参与记录的墨滴，这样会浪费大量墨水。

7.3.4

喷墨打印机的机械结构

喷墨打印机的机械结构主要包括以下几部分：喷头和墨盒、清洁单元、小车单元、送纸单元和传感器单元。喷头和墨盒：喷头和墨盒的结构在不同的喷墨打印机中是不同的，工作原理也不相同。可分为两类：一类是喷头和墨水盒是一体化的（如图 7-3-2 所示），墨盒内既包括喷头也包括墨水，墨盒本身为消耗品，采用这种结构的墨盒，使得打印机的整体结构简单，利于减小体积，但它也会使打印机消耗品的成本提高。第二类是喷头和墨盒分离，墨盒为消耗品，因此仅更换墨盒即可解决墨水用尽或打印质量不好的问题，这样有利于降低消耗品的成本。随着技术的发展，喷嘴由最初的 30 个逐步增加，如：佳能 S600，黑色具有 160×2 共 320 个喷嘴，彩色每种颜色有 128×2 共 256 个喷嘴。这么多的喷嘴图 7-3-2 喷墨头使得打印质量大大提高，可以与激光打印机相媲美。墨盒虽然是消耗品，但在用过的墨盒中加入适当的墨水，可重新多次使用，这样很经济。清洁单元：清洁单元是大多数喷墨打印机系列共有的装置，其功能是实现对喷头的维护，包括盖帽和清洁等。小车单元：小车单元是打印机的重要部件，工作时它沿着打印机的引导丝杆往复移动，不同的喷墨打印机小车单元的结构稍有不同，它用来固定墨盒和打印喷头，并能实现喷头与逻辑板之间的电信号连接。小车单元具有驱动功能，由小车驱动马达带动，通过齿轮传递，使小车平行于打印纸水平移动，实现打印位置的搜索。通过小车上的调节杆，可调节喷头与打印纸间的间隙，以保证优质的打印效果。送纸单元：是在打印过程中提供纸张输送的装置。在外界同步信号的作用下，它与小车的移动、喷嘴喷墨等动作同步，以完成打印过程。送纸单元的组成结构包括拾纸辊、压纸辊、输送辊、排纸辊、纸释放杆、送纸马达、装纸托架以及纸引导板等等。该送纸单元在输送纸张时，既可自动也可手动方式，而且在送纸过程中，有传感器参与工作。如图 7-3-3 所示为 HP1120C 喷墨打印机的外观。传感器单元：为了检测打印机内部各部件的工作状态，并控制打印机机械部分的机械动作，喷墨打印机内部设了三类传感器。第一类是光电传感器，如拾纸传感器、纸张传感器、纸尽传

7.3

喷墨打印机的主要组成与工作原理

211

感器、初始位置传感器、墨盒传感器等。这些传感器可检测打印机各部分的运动情况，反馈回逻辑板，以进一步对打印机进行控制。第二类为温度传感器，如打印头温度传感器和内部温度传感器。它们的作用是检测出打印头及内部环境温度，以实现对它们的温度控制。第三类传感器是薄膜式压力传感器，如墨水传感器，它的作用是检测墨水通道内墨水的压力，以保证墨水缓存器中的墨水适量，并能确定墨盒中墨水的有无。

图 7-3-3

HP1120C 喷墨打印机

喷墨打印机的电气部分包括两部分，即逻辑部分和电源部分。逻辑部分的功能是解释和处理来自接口的数据和打印命令，检测打印机的工作状态以及操纵打印机的机械结构。电源部分将交流电转换成各种直流电，提供给打印机的各个部件。

7.3.5

喷墨打印机应用的技术

1．超精微墨滴技术从技术上讲，实现超照片打印的一个前提，就是墨滴的大小必须低于肉眼所能分辨的 1 微微升的极限，并且要求墨滴的分布均匀。而当用较小的墨滴时，墨滴的喷射速度和方向以及大小都容易受到墨水浓度和温度条件的影响。在喷射的瞬间，不但不同喷嘴喷射的墨滴大小和方向不同，同一喷嘴喷射墨滴大小和方向也不尽相同。在普通喷墨打印机上，如果喷孔与加热器之间的距离加长，墨滴通过时的速度相对减慢，喷出后就不能保证墨滴的大小和形状。在超精微墨滴技术下，通过缩短喷孔和加热器之间的距离，加之高精度的喷头，使喷出的墨滴只有 4 微微升，并且可以保证每个微小墨滴具有完美的圆形。在 CANON、EPSON 等公司的产品中，为了提高打印质量，均采用了超精微墨滴、减小墨滴体积、精确控制墨滴的着纸位置和墨点形状、减少墨滴的喷溅等技术。 2．精确色彩分布技术我们在屏幕上所见到的色彩是由 RGB（红、绿、蓝）三原色所组成的光点，但是当我们要将其打印出来时，就必须将其转换成印刷上的 CMYK（浅蓝、洋红、黄、黑）四种基本色来表现。在 EPSON 的打印机中即采用了精细图像半色调技术（Acuphoto Halftoning），它采用了照相网版印刷的原理，将 RGB 光点迅速记忆入驱动程序中，然后通过专利的三维速算表（Look Table）与误差扩散程序，迅速准确地完成色彩转换，从而在打印机上输出超平的色阶和灰度，质地细腻自然柔美。

第7章

212

打印机及接口

3．微针点压电喷墨技术（MicroPiezo Technology） EPSON 之所以能生产出 2 880dpi 的超高分辨率喷墨打印机，主要是由于采用了微针点压电喷墨技术。其技术关键在于其中的晶体（Crystal），EPSON 利用晶体在加压时放电的特性，通过多层压电板来稳定晶体上的控制电压，用电流变化控制喷嘴的压力，在常温及稳定状态下，能够精确地控制墨点的大小和圆度，从而避免了传统气泡喷墨和热喷墨方式下墨点大小不一、分布不均、色彩不准确的缺点。这样一方面降低了墨水的用量，另一方面，由于不用加热，墨水不会因受热而发生化学反应。目前新款的专业彩打都使用全新设计的微针点压电喷嘴，以石英振动原理确保电流的稳定，如此电流在百万分之一秒的控制下，不但喷墨速度更快，喷出的墨点也更精确。 4．真实色彩回归技术（Natural Color Technology）一般图像在经由数字元装置呈现出来时，常常会失去自然真实的色彩，采用 EPSON 的真实色彩回归技术，将能更完整地表现一般数码相机、扫描仪和屏幕所无法表现出的明亮度和鲜艳色彩，这点可在一般图像的绿色和蓝色表现中明显感觉出来。于是通过图像增强技术（Photo Enhance）和 EPSON 的真实色彩回归技术，可大大地提高 EPSON 打印机所能表现的色域。

7.4 7.4.1

喷墨打印机的维护与维修

喷墨打印机的维护

正确、合理地使用打印机是保证打印质量、延长打印机寿命的先决条件。此外，还需要对打印机各种组件和附件进行经常性的维护，这包括：喷墨头的维护、墨水管的维护、墨水及墨水盒的维护、打印纸处理等等。 1．喷墨头的维护 1）不要将喷头从主机上拆下并单独放置，尤其是在高温低湿环境下。以避免墨水蒸发，导致喷嘴堵塞。 2）不要用手指触摸喷头部位，防止静电损坏喷头部位的印刷电路板及喷嘴内的加热元件。 3）不要撞击喷头。 4）不能拆开喷头，以免出现打印不良现象。 5）不要用面纸、镜片纸、布和工具碰撞擦拭喷嘴表面，以防止喷嘴表面损伤或杂物、油质等阻塞喷嘴。 6）不要向墨盒灌注入其他不符合要求的墨水，防止因墨水的化学成份不同而腐蚀喷嘴内加热电极或因墨水沉淀颗粒大而堵塞喷嘴。 2．纸张的处理 1）使用普通纸时，应选择易于吸收墨水，易于干燥，不易渗透、不易产生纸粉，纸面平坦凹凸少的纸。 2）作为打印纸的普通纸，有时其正、反两面性能不同，应选择好的一面打印。 3）喷墨打印机作为非击打式打印机，因此它不能使用复写纸。 4）打印之前，若用手指用力压普通纸的表面，打印后手指压过的地方墨水无法附着，会留

7.4

喷墨打印机的维护与维修

213

下指印，因此应避免用力压打印纸的表面。 5）由于打印机采用水性墨水，打印品的耐水性能并非很完美。如果打印品被水沾湿，打印面将被弄脏。

7.4.2

喷墨打印机的维修

目前喷墨打印机的生产厂家、型号较多，有一些打印机还提供一些特殊打印功能，针对如此多型号的打印机，这里不一一列举，以 HP1120C 为例，列举一些常见故障：【例 7.6】刚换上新墨盒，打印机加电后，“墨尽”灯还亮。故障分析：发生这种故障，一是有可能墨盒未装好，另一种可能是在关机状态下自行拿下旧墨盒，更换上新的墨盒。因为重新更换墨盒后，打印机将对墨水输送系统进行充墨，而这一过程在关机状态下将无法进行，使得打印机无法检测到重新安装上的墨盒。另外，有些打印机对墨水容量的计量是使用打印机内部的电子计数器来进行计数的（特别是对彩色墨水的计量），当该计数器达到一定值时，打印机判断墨水用尽。而在墨盒更换过程中，打印机将对其内部的电子计数器进行复位，从而确认安装了新的墨盒。解决方法：打开电源，将打印头移动到墨盒更换位置。将墨盒安装好后，让打印机进行充墨，充墨过程结束后，故障排除。【例 7.7】打印断线故障的处理打印断线是常见故障，引起的原因和处理办法如下： 1）打印机装上新墨盒后，基本上只需一将或两次清洗打印墨线就能正常，一般在使用中不会断线。引起断线的原因一是使用者在打印前没有将进纸托架设定好，进纸过程中造成轧纸，纸与喷头摩擦后造成断线。解决方法：将进纸托架设定好。另一类是原装墨水快用完时，没有及时更换新墨盒，而是将打印机放在温度较高的环境下时间较长所致。一般一个墨盒装机之后要在 3 个月内用完立即更换，如果换上墨盒不经常使用，会因墨盒内进入空气的作用导致气密性能变差，容易使墨水在喷头上、墨盒内的粘度变大，从而造成喷墨打印机断线的故障。解决方法：更换墨盒，清洗喷头。 2）更换其他品牌墨盒引起断线故障分析：这是因为墨盒理化性能未达到 EPSON 墨盒所要求的参数。在更换其他品牌墨盒时，有时发现某些颜色出墨顺利而有些颜色要经过多次清洗后才能出来，即墨水输墨不平衡，浪费了大量的墨水。原装墨盒在墨水的化学特性和盒体气压压力调节上做了文章，而其他某些品牌的墨盒因不了解其原理，所做出的墨盒差距较大，难以达到出墨流量的平衡。更为严重的是，某些墨盒因海绵的溶出物较多、海绵遇墨膨胀系数过大、出墨口使用的不锈钢超细滤网达不到要求，从而造成故障。解决方法：用原装墨盒。 3）往墨盒里加墨出现的问题使用注墨后的墨盒常见故障有：断线、堵头、色度不准。如果注入墨水的理化性能和原墨盒残留墨水基本相近，那它是完全可以用的。一般手工加墨是在空气中常压下完成的，各色注

第7章

214

打印机及接口

墨量不可能掌握得很一致，加入的墨水中会有含有较多气泡。因此这时你将墨盒装机之后不要急着立即使用，而是要将喷头清洗一至两次之后将打印机关掉。要停机 2~6 h 左右再使用，这时墨盒内的墨水会因化学自动排气的作用，已将气泡及空气排到墨盒顶端，这样再使用时能减少故障。如果发生化学性堵头，是因为加注墨水的化学性质与原装墨盒中残留墨水不一样，其不同墨水的化学反应过程较慢，极难用肉眼观察到，如果这种墨水停留在喷头上产生了反应，将会对喷头造成破坏性后果。补充墨水常见的另一类问题是颜色不很准确。彩色材料的生产会因批号不同，出现色差，这也是生产彩色材料最难的一关。当补充墨水后出现色度偏差时，一般情况下用户在喷墨打印机的属性设置中进行调整就可以了。

7.5 7.5.1

激光打印机的主要组成与基本工作原理

激光打印机的规格和特性

激光打印机是目前最先进的打印机，属于非击打式打印机，也称页式打印机，它具有打印速度快、印字质量高、无噪声等特点。 1．电源要求与任何电子设备一样，打印机需要电源才能工作。电压、频率和耗电量是 3 个典型的规格，耗电量以瓦计。激光打印机在打印时最高耗电量为 900W。多数类型的激光打印机有自动关闭电源功能，打印机如果有几分钟不工作，就会关掉耗电量大的部件的电源。 2．接口兼容性打印机是一种外部设备，如果不与计算机进行通信，它没有任何用处。打印机与计算机之间的通信可以通过许多方式建立，但有 3 种接口技术是标准的：RS-232、Centronics 和 IEEE 488。只要用带有合适端头的电缆，就可以把打印机与计算机连接起来。 3．打印能力打印能力是一系列不同的打印机特性的总称。最基本的打印能力是打印速度，它以每分钟的打印页数计算（ppm）。激光打印机速度从 4 ppm 到十几 ppm 不等，价格也大不相同。单色打印机和彩色打印机的价格相差悬殊。其次是分辨率，它以 1 英寸长的线上所容纳的单个点数来计算。例如激光打印机提供 600×600dpi（Dots Per Inch 每英寸上的点数）的分辨率说明了 1 英寸垂直高度上 600 线，水平长度上 600 点，即每平方英寸上有 360 000 点。激光打印机使用的纸张必须在一定的厚度和光洁度范围内，才能保证打印过程正确进行。打印机的内存是激光打印机的另一个重要的指标。由于激光打印机通过全页上的单个点组合成图像，所以内存空间较大可以打印较大和较复杂的图像。 4．打印特性字体、软件仿真和字符集是常见的 3 个特性。字体是一种类型风格的文本与其他类型风格相区别的视觉特性。这些特性可以包括基本字符组成、强调和装饰性附加物。激光打印机使用软字库或硬字库，在打印过程中，所需打印的

7.5

激光打印机的主要组成与基本工作原理

215

字体信息被装入打印机中或从硬字库中调入。所有打印机都使用位于打印机 ROM 中的内置软件“语言”。该软件规定字体组成和尺寸、如何辨认和回答控制码以及控制面板输入等。该软件语言也告诉打印机如何操作、通信以及对故障做出反应。有一些厂家为了使其产品在功能上兼容，必须使自己的软件语言仿真现存语言标准中的一种或几种，这就形成了软件仿真。一般情况下，当一个字符码被送到打印机后，它被当成一个完整的字母、数字、字符或别的专门符号进行处理和打印。但是由于字符码不够大，不能包括每个可能的文本字体或专用符号，因此把字符组成字符集，使打印机可在各字符集之间变换。1 个标准的字符集包括 96 个 ASCII 码字符。96 个字符包括 26 个上位字母、26 个下位字母、10 个数字、标点、符号和一些控制码。 5．可靠性与寿命可靠性与寿命表示预计的激光打印机及其零件的寿命，以页数或时间计算，如 LJ2312P 的寿命为 10 000 h。 6．环境条件环境条件表示用户打印机的实际操作范围。激光打印机是非常精密的设备，任何大的震动都可能破坏引导激光束的光学系统，粗暴地操作也会造成激光束的光学系统的损坏和偏差。

7.5.2

激光打印机的主要组成

一般激光打印机虽然每台机器内部所用的零件与部件不同，但大多都由下面几个典型部分组成。 1．交流电源交流电源通常是一个简单的电子模块，它为熔结组件加热器和删除灯提供电力。 2．直流电源直流电源把进入打印机的交流电转化为一种或几种电压的直流，用于驱动打印机电子和机电组件。 3．高压电源电子照像过程依靠高压来产生和分散大量的静电，用来在电子照像打印机中移动墨粉。尽管在高压电源中使用专门零件，但由于高压对电子零件产生很大压力，所以高压电源比一般交流、直流电源模块更容易损坏。 4．电子照相电子照相（EP）打印通过一个过程实现而不是通过一个打印头。执行 EP 打印过程的元件的集合称为“图像生成系统（IFS）”。1 个 IFS 由 8 个明确分离的部分构成：感光鼓（如图 7-5-1 所示）、清洁片、删除灯、主电晕、书写机构、墨粉、传输电晕和熔结辊。这些部分中的每一个图 7-5-1 激光打印机感光鼓都在 IFS 的正常运行中起着重要的作用。完成图像形成是 1 个 6 步的过程：清洗、充电、书写、显影、传输和熔结。涉及到图像生成系统的所有 8 个组件。 1）清洗

216

第7章

打印机及接口

在一个新的打印循环开始之前，感光鼓必须用物理的方法清洗干净并释放电荷。一个橡胶清洗片作用在感光鼓的整个长度上，轻轻地把可能从上一幅图像上遗留下来的任何残留墨粉刮去，以保证感光鼓的清洁，不影响下一幅图像的打印质量。墨粉带有电荷吸附在感光鼓上，如果不释放掉感光鼓上的任何电荷，只靠清洗片是不能使感光鼓保持清洁的。一系列的删除灯放在感光鼓表面附近。发出的光线经过过滤，仅让有效波长的光线通过。删除灯释放掉感光鼓上的任何电荷，电荷通过铝制筒体传到地线上。删除电荷后，感光鼓表面是完全中性的，不再带有任何电荷。 2）充电中性的感光鼓表面不再感受从书写机构发出的光线。直到感光鼓重新充电，新的图像才能写到感光鼓上。为了给感光鼓充电，一个强电场必须均匀地作用在感光鼓的整个表面上。表面充电通过在一个实心导线上施加一个极高的负电压（通常高于 6 000V）来实现，这个位于感光鼓附近的实心导线称为主电晕。感光鼓和高电压电源共享同一根地线，一个电场在电晕导线和感光鼓之间建立起来。电晕使导线周围的任何空气分子电离，产生负电荷并迁移到感光鼓的表面。一旦建立起一个电晕，导线和感光鼓之间产生短路，短路对高压电源不利。一个初级栅格被加到导线和电源之间。通过在栅格上施加一个负电压（通常–600～–1 000V），对感光鼓的充电电压和电流可以仔细地调节。 3）书写为了在感光鼓表面形成一幅潜隐的图像，已经充到感光鼓表面的均匀的电荷必须在将要产生图像的各个精确点上放电。图像是用光书写到感光鼓上的。感光鼓上任意暴露在光线下的点被放电到一个非常低的电压（大约–100V），并且任何保留下来、未暴露在光线下的部分保持它们的充电电压（–600～1 000V）。产生光线并把光线引导到感光鼓表面上去的机构称为书写机构。图像是由一系列的点组成的，单位面积上的点的数目越多，图像的分辨率越高（并且图像的质量越好）。例如，感光鼓表面的一条水平线上的每英寸上产生 600 个点，并且感光鼓以一英寸的 1/600 为增量旋转，打印机就能以每英寸点数（dpi）为 600600 的分辨率产生图像。一旦一幅图像被写到感光鼓的表面上，这幅图像还必须被显影。经过输出机构才能输出正常的印品。 4）显影最初由激光写到感光鼓表面上的图像是不可见的，仅仅是分布在感光鼓表面上的静电电荷阵列。光照射过的地方有较低的负电压，光跳过的地方有较高的负电压。隐式的图像在能被传输到纸上之前必须被显影成可见的图像，墨粉就是用来达到这个目的的。墨粉是附着到铁颗粒上的塑料树脂制品和有机化合物形成的极细的粉末。墨粉用一个显影辊（墨粉辊）施加到感光鼓表面。显影辊是一个具有永久磁性的金属套筒。圆柱辊固定在墨粉盒中。当圆柱辊旋转时，墨粉中的铁把墨粉吸附到圆柱表面上。一旦墨粉被吸附，它需要一个高电压电源提供的负的静电压，这个静电压大小介于感光鼓表面曝光和未曝光部分的电压之间。圆柱辊上带电的墨粉现在正在曝光的感光鼓附近旋转。感光鼓上的任何未曝光的点将带有

7.5

激光打印机的主要组成与基本工作原理

217

很强的负电荷，这个负电荷排斥墨粉辊上的墨粉，被送回墨粉槽中。感光鼓上任何曝光的点比墨粉粒子带的负电荷少得多，这个电势差把墨粉从墨粉辊上吸引到感光鼓表面相应的点上。墨粉“填充”了隐藏的图像，形成一幅可见的图像（即显影的图像）。 5）传输感光鼓上显影的墨粉图像必须传输到纸上。因为墨粉已经吸附到感光鼓上，必须通过在纸上施加一个更大的吸引电压使墨粉脱离感光鼓。一个传输电晕导线为纸页充电（传输电晕的运行原理与主电晕头的原理一样）。这个过程使纸页上带有强烈的正电荷，它吸引充有负电荷的墨粉粒子（并不是所有的墨粉粒子都传输到纸上，这就需要一个清洗过程）。在墨粉传输到纸上以后，应立即消除纸和感光鼓之间的吸引力，避免纸包裹感光鼓。在纸的下面有一个静电消除器（或消除器电梳）。 6）熔结一旦感光鼓表面的图像印到纸上，它仅仅靠重力和微弱的静电吸引附着在纸上，而墨粉仍处于粉末状态。在纸页可以用手拿之前，墨粉必须永久性地固定（或熔结）在纸面上。熔结由一个加热和加压组件来实现。一个高亮度石英灯把一个不会粘着墨粉的加热辊加热到约 180℃，压力由一个柔韧的橡胶辊施加。当一幅显影的图像通过两辊之间时，上部加热辊的热量把墨粉熔化，下面压力辊上的压力把熔化的墨粉挤入纸的纤维间。在纸纤维间，墨粉冷却并牢固地附着在纸上。 5．主电动机激光打印机打印时依靠大量的机械运动。纸张必须从供纸盘取出，送入图像生成系统，固定后送入输出盘，支持所有这些动作的机械力由一个主电动机和驱动组件提供。 6．扫描器电动机组件激光作为书写机构时，光束必须沿感光鼓表面前后扫描，这种扫描过程使用一个随电动机旋转的六棱镜来实现。 7．纸张控制组件纸张必须从托纸盘中取出，与潜在图像对齐，通过图像生成系统，熔结后输出到打印纸上。尽管主电动机不停地转动，操纵纸的系统各个部分并不总在运动。纸张控制组件用传感器检测托纸盘中是否有纸、手动进纸槽中是否有纸以及每个电子照像盒的敏感性，以便得到最佳的打印效果。除传感器外，纸张控制组件还有取纸和定位辊离合器，其作用为在打印过程中取纸和使纸对齐。 8．主逻辑组件主逻辑组件是激光打印机的核心和灵魂。主逻辑组件拥有操纵打印机的大部分电路的功能，包括计算机和控制板通信的电路部分。主逻辑也负责检查和回应各传感器输入的信息。 9．控制板组件用户可通过控制板来选择打印机的各种操作状态。控制板组件不仅提供了多功能按钮，而且也提供了打印机的状态信息，有的还提供 LCD 显示菜单。LJ2312 激光打印机的外观如图 7-5-2 所示。

第7章

218

图 7-5-2

7.5.3

打印机及接口

LJ2312 激光打印机

激光打印机的基本工作原理

激光打印机是激光扫描技术和电子照像技术相结合的非击打式打印输出设备，它的基本工作原理如图 7-5-3 所示。打印纸感光鼓

F-θ透镜

激光束

多面棱镜

稳速电机半导体激光器准直透镜

图 7-5-3

激光打印机工作原理示意图

图中激光源采用半导体激光器，它可以把微机输出的二进制信息进行高频调制，再经数据控制系统转换成字符的点阵，载有字符信息的激光束，经光学系统聚焦，并且通过稳速旋转，由多面反射镜组成的旋转扫描反射出去，再经聚光透镜校正扫描引起的失真，最后沿着感光鼓

7.6

激光打印机的维护与维修

219

的轴线匀速扫描在感光鼓上，从而形成与输入信息相对应的静电潜像（即曝光），在感光鼓上记录下一行接一行的潜像，经显影、转印被定影在纸上输出。

7.6 7.6.1

激光打印机的维护与维修

激光打印机的正确使用与日常维护

1．激光打印机的安装环境 1）电源电压应稳定，不应超出打印机的允许范围。 2）避免在有各种腐蚀气体、多尘的场所使用。避免在高温、高湿、靠近火源的场所使用。 3）室内通风应良好，打印机不要受到阳光的直接照射。 2．对纸张的要求为了保证激光打印机处于最佳状态，要选择正确的纸张。一般说应当选用标准厂家生产的复印纸。要注意观察纸张不能有切口、划痕、起皱等。 3．一般维护不论打印机是否需要修理，都应定期检查并清洗。 1）传送电晕用干净的、不掉毛的毛刷轻轻沾一些酒精，在传送电晕轨上和周围清洗。轨上产生的高压吸引了大量的尘埃。异物在电晕上聚集，可能造成传送到纸上的图像质量变坏。在清洗时要特别注意，不要弄破电晕线，如果电晕线破了，必须更换它。要保证传送轨、传送电晕的周围无任何杂物。 2）传输引导用干净的、不起毛的布沾干净的软化水，清洗传输引导区。传输引导区位于传送电晕组件之前。纸张通过引导区进入打印机，并从电子照像（EP）鼓上得到图像。一定要清除在此区中的灰尘、碎纸或残余墨粉。 3）静电消除器齿在传送电晕与送纸导引之间有一组金属齿，一旦在传送电晕得到电荷的纸张，从 EP 鼓上得到墨粉图像，它必须被放电。如果不放电，纸张会保留静电而相互粘在一起，堵塞打印机的送纸通路。所以要用一个软刷子刷去灰尘和碎纸片。 4）送纸导引使用一个干净的、不起毛的布沾些软化水，擦去送纸引导区的灰尘及杂物。 5）主电晕从打印机上拿出装在 EP 组件中的主电晕，清除其上面的任何杂物。在清洗时要特别注意，如果线破了，整个 EP 盒都得更换。 6）分离爪和清洁垫打开位于出纸区内的打印熔结器（一般在 EP 盒后面），会看到一些大的塑料爪在通向熔结辊组件的通道上，清洗每一个爪的引导边。不要触摸熔结辊组件。熔结辊不应残留任何墨粉，但长期使用会消耗辊子的润滑剂，使墨粉颗粒滞留在辊子上，

第7章

220

打印机及接口

残留的墨粉会粘在下次的打印纸上，使纸上出现斑点。安装在熔结辊对面的清洁垫，会清除掉可能粘在辊子上的任何残留墨粉，并帮助润滑熔结辊，使墨粉不会粘在熔结辊上。

7.6.2

激光打印机故障检修及实例

1．从样张的质量分析故障原因利用样张质量的好坏来判断机器各部分的故障是经常用到的一种方法，虽然这种方法不是直接去找某一故障部位，但通过样张上存在的缺陷可以比较准确地发现绝大多数故障，从而对症下药，提高工作效率。 2．典型故障分析与排除【例 7.8】打印机卡纸分析与排除：由于各种打印机的机械零件的组装不同，卡纸的原因也不相同，主要有以下几种原因。 1）纸路原因 ①纸路内有杂物，如纸屑、凝结的墨粉、部件上的毛刺，会给纸张的行进造成阻力。传输部件表面磨损、污染、打滑都会使传动能力下降，造成纸张偏斜而卡住。轴套内进入粉尘也会使输纸辊等部件转动失灵，出现卡纸。所以对纸路中各部件的清洁是非常必要的。 ②纸路传感器故障也会造成卡纸，可用酒精清洗传感器。 ③纸盒不进纸，主要原因是由于搓纸辊损坏、驱动离合器失灵或纸张不合格等因素造成。 ④纸路驱动部件失灵，各传动部分的驱动离合器、齿轮和轴打滑等，都会使纸路部件的运转失常，或使纸张停止行进及运行不到位而卡纸。 2）分离部件的原因分离部件的质量直接关系到纸张是否能从感光鼓表面顺利分离下来，分离片（爪）损坏时，不仅会卡纸，还会因此划伤感光鼓或损坏其他装置。因此必须经常维护，清洁分离部件。 3）定影部件的原因定影器的卡纸是比较常见的现象，墨粉熔化后会凝结于定影辊、定影器出口和入口、导纸板等处，使纸张行进不畅，常常粘于定影加热辊上，在红外线烘烤的定影器中，还会燃烧起火。因此，应经常清洁定影辊、导纸板、分离爪等处。

7.7

打印机接口

打印机是一种外部设备，如果不与计算机进行通信，它没有任何用处。打印机与计算机之间的通信连接可以通过许多方式建立，但有 3 种接口技术是标准的： RS-232、 Centronics 和 IEEE 488。只要用合适的导线和有端头的电缆，就可以把计算机与打印机连接起来。

7.7.1

RS-232 接口

RS-232 是一种串行接口，在打印机和计算机之间一次传递一个二进制数（或位）。这种串行连接非常普遍，不仅用于打印机，也用于其他串行通信，如调制解调器和简单的数字网络。 RS-232 比较受欢迎，因为它快速、结构简单且能长距离传送数据。

7.7

7.7.2

打印机接口

221

Centronics 接口

Centronics 是标准的并行通信接口，是一种实际标准，而不是被标准化组织正式批准的接口，它受欢迎是因为它操作简单，一次不是传递一位，而是把整个字符当成一组位一次传递，因此速度较快。一般用打印适配器及其电缆把打印机和计算机连接起来。打印适配器安装在微型计算机的主机中。早期的打印适配器是一块分立的卡件，功能不一。现在多是把打印适配器部分集中到主板上。如图 7-7-1 所示是打印适配器与打印机之间的接口信号。

图 7-7-1

7.7.3

打印适配器与打印机接口信号

IEEE 488 接口

IEEE 488 也称为 GPIB（General-Purpose Interface Bus 通用接口总线），是正式的 IEEE 标准并行通信接口总线。GPIB 支持设备之间的网络和双向通信。

7.7.4

USB 接口

现在部分喷墨打印机和激光打印机使用的是 USB 接口。USB 使用 1 个 4 针插头作为标准插头。通过这个标准插头，采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来，并且不会损失带宽。USB 标准中将 USB 分为 5 个部分：控制器、控制器驱动程序、USB 芯片驱动程序、USB 设备以及针对不同 USB 设备的客户驱动程序。

7.7.5

打印适配器常见故障分析与排除

【例 7.9】主机和打印机连接后，键入 Ctrl+P 和回车键后，打印机不打印，但不死机，键盘仍能工作。

第7章

222

打印机及接口

分析与排除：主机和打印机是采用查询应答的方式工作的，即只有在 CPU 检测到打印机送来的忙信号（BUSY）为低电平时，又接收到打印机送来的回答信号（ ACK ），才开始传递需要打印的第一个字节数据。主机把需打印的数据送到数据总线的同时，又送来一个选通信号（ STROBE ），打印机接到选通信号后，先将送来的打印数据存入数据锁存寄存器中，另外选通信号还送至打印机的 CPU，告知 CPU 去处理已经接收到的打印数据。待数据处理完毕，再向主机发出一个回答（ ACK ）信号，准备接收第二字节的打印数据。重复上述过程，直至需打印的一行数据传送完毕，此时 BUSY、 ACK 均为高电平，应答暂停，打印机开始打印一行数据。从上可以看出，STROBE 信号是产生打印机和主机应答信号的主要信号，如果没有 STROBE 信号传送至打印机，即使主机 CPU 检测到打印机处于不忙状态，也无法向打印机继续传送打印数据。因为主机接收不到打印机送来的 ACK 信号时，就不再向打印机传递打印数据，主机继续系统工作。此故障很明显是由于打印机没有接收到主机送来的 STROBE 信号引起的。更换打印适配器后故障排除。【例 7.10】打印机不打印。分析与排除：首先自检打印机，发现打印机自检正常，说明打印机基本正常，故障发生在打印机接口和微机之间。将打印机及其连接线接到另一台微机上。打印机能正常打印，说明打印机接口及其连接线均正常，故障发生在微机及打印适配器上。换一个正常的打印适配器，打印机仍不打印，说明微机有问题。用清毒软件查微机病毒，发现微机有病毒存在，清除病毒后，打印机能正常打印。

习

题

1．打印机有几种分类方法？ 2．说明击打式打印机与非击打式打印机的主要区别。 3．说明在使用、维护喷墨打印机时应注意的事项。 4．用激光打印机输出的印品上有一条黑色“横道”，有可能是什么原因造成的？ 5．用激光打印机输出的印品模糊不清，什么原因能产生此现象？

第8章

多媒体设备

目前，多媒体设备已成为微机的基本配置。让计算机具有处理声音、图像等多种媒体信息的能力是人们向往已久的愿望，也给用户带来了很大的方便和乐趣。多媒体设备主要包括声卡、 VCD 光驱、DVD 光驱、视频卡等部件。其中声卡是用来处理声音的，VCD 光驱主要用来处理声音图像文件的，DVD 光驱只是在性能上比 VCD 光驱强大很多，视频卡主要用来处理电视信号、广播信号、影像的捕捉等。本章主要介绍微机的多媒体部件的原理及维护，其中包括声卡、光驱、和 DVD 等配件，并介绍了刻录机的使用与维护。

8.1 8.1.1

声

卡

声卡技术的发展历史

最早的声卡是 Adlib 系列产品，后来由 Creative Labs 公司的 Sound Blaster 卡（即声霸卡）取而代之，成为 PC 音效标准，称霸 DOS Game 时代。其他声卡均必须与它兼容才能在市场上生存，如国内勤益金声卡、曾红极一时的 Gravis Ultrasound 等。这时的声卡无疑是最简单的声卡。进入 Windows 时代之后，Direct Sound 游戏音效标准使 Sound Blaster 卡不再风采。许许多多具有 Direct Sound 音效标准的声卡问世。从接口总线方面看，后来的 PCI 总线声卡取代了当时 ISA 总线声卡，大幅度降低了 CPU 的占有率。随着 Windows 95/98/NT/2000/XP 的盛行与普及，声卡也进入了 3D 时代。Creative 公司开发了新的 3D 音效——情景音效。Diamond 公司则引用家庭影院的规范 A3D。可以说，这两种音效规范各有特色，效果相近。一开始的 3D 定位音效只是以两声道来模拟 360 音效，后来就发展出四声道，增加后方声道，效果较为真实。近来伴随着 DVD 的出现，以及 WinDVD/PowerDVD 等 DVD 播放软件的成熟及支援，能兼顾 AC-3 解码功能的声卡已经出现。使用者不需要再购买昂贵的 AC-3 译码器，可以说是开创了声卡的另一个里程。初期只是 4.1 声道输出的浓缩版本（缺少中央声道独立输出），但后方声道的加入已足以令使用者感受到震撼力，如 SB Live！、YMF744、Aureal.AU8830 等等皆是 4.1 声道版本。现在真正做出 5.1 软体输出解码的已有 Forte Media 等几家公司，据说许多公司也在朝此方向发展。现在 VIA 公司的主板，声卡是直接内嵌在主板上的，使用者不用再另外购买声卡。这种内嵌在主板上的声卡除了没有多声道支持外，在音效、MIDI（音乐数字接口）等方面都有一定的功能。所以说今后裸卡市场将会越来越少。至于 PC DVD，对于喜爱看 DVD 影片的朋友，为了享受 AC-3 音效，将声卡升级是很值得的。

第8章

224

8.1.2

多媒体设备

声卡的工作原理及组成

声卡由 DSP 数字信号处理器 A/D 和 D/A 转换器、声音合成器、音频混合器（混音器）、MIDI 接口、板卡接口电路等组成，声卡的结构框图如图 8-1-1 所示。

图 8-1-1

声卡的结构框图

DSP 是声卡中的主要芯片，A/D 转换器的录音数字信号、CD-ROM 的数字音乐信号、MIDI 的动作命令及游戏杆的动作命令等输入到 DSP 处理器中。计算机系统对声卡的管理是经过 DSP 的联系通道实现，DSP 根据计算机所执行的应用程序来产生一系列的 DSP 指令，实现声卡与计算机存储器之间的数据交换，完成对声卡录音和播放等功能。计算机系统中的 CPU 对声卡的编程控制处理，实际上转化成为对 DSP 的各种指令的控制处理。当进行录音时，麦克风将声波转换成电信号，经过放大和处理后再送到 A/D 转换器转换为 DSP 能够处理的数字信号，这个数字信号可以与其他部件输入的信号合成，再将其保存到计算机系统的文件中。混音器的主要功能是混合由不同的输入音源中的信号，并且能控制音量。通常混音器能够混合数字化的声音、FM 合成器、CD 声音、线性输入的声音和麦克风输入的声音，不仅能分别控制各种声音的音量，而且也能控制总的音量，有些混音器还能过滤高音或低音。输入混音器的控制逻辑如图 8-1-2 所示。

图 8-1-2

8.1.3

输入混音器的控制逻辑

声卡的性能指标和名词解释

随着声卡技术的发展，声卡的性能指标已较从前有了很大提高。下面介绍的是声卡的几项

8.1

声

卡

225

主要性能指标。 1．接口类型早期的声卡基本上都是 ISA 卡，由于 ISA 总线存在着数据传输速率低、缺乏技术规范、不能支持多处理器系统、不支持自动配置等缺点，使得 ISA 接口的声卡成了影响系统追求高速度的“瓶颈”。作为 ISA 声卡的换代产品，PCI 接口的声卡已经问世。它在各项性能指标上都有很大提高。 PCI 声卡比 ISA 声卡优越之处主要表现在以下几个方面： 1）传输速率高，最高能达到 133MB/s，差不多是 ISA 的 20 倍。正因为如此，新出的 PC99 标准中已经取消了 ISA 总线结构。 2）PCI 声卡具有 DLS（Down Loaded Sound，下载声音）功能。可将波表样本放在硬盘中，使用时调入内存，由声卡进行音乐的波表合成，因而声卡上不再需要配置存储器。 3）PCI 声卡对 CPU 的占用率仅为 5％~18％，而一般的 ISA 声卡要占用 30％~40％。这样 CPU 就有更多的时间去处理别的事情。可见，PCI 声卡的效率比 ISA 声卡要高出好多倍。 4）PCI 声卡的信号／噪声比（简称信噪比）很高（至少在 90dB 以上）。 5）PCI 声卡的集成度很高，它将原来的多个芯片集成到一芯片中，不仅性能更加优秀，而且降低了成本。 6）PCI 声卡支持 3D SRS（Sound Retrieval System）功能，所谓 SRS 技术就是利用仿声学原理，根据人耳对各空间方向声音信号函数的反映不同，对声音进行处理，可产生出仿 3D 环绕声的放音效果，有如音乐厅的身临其境感觉。 2．采样宽度声卡录制模拟的声音时，会将声音波形转换成数字信息，然后实时复制到硬盘。从本质上说，它实际是将磁盘作为一个没有磁带的数字式录音机使用。为听到录下的声音，声卡需从硬盘取出信息，转换回模拟形式，再送入喇叭、耳机或传统的录音机。将模拟信号转换成数字信号的过程叫做“数字化”或者“采样” 。采样宽度即采样位数，也可以通俗地理解为声卡的分辨率。采样宽度值越大，分辨率就越高，模拟自然界声音的能力就越强。声卡的采样宽度有 8bit、10bit、12bit、16bit。由于 16bit 足以表现出自然界的声音，因而对于一般多媒体电脑而言，16bit 声卡已绰绰有余。因此，目前市场上声卡主流产品是 16bit 采样宽度。 3．采样频率采样频率决定样本的最高频率，理论上讲，采样频率越高音质越好。但由于人耳的听觉分辨率毕竟有限，所以采样频率也有限度。目前常用的 16bit 声卡采样频率共有 22.05KHz、44.1KHz 和 48KHz 3 个等级，其音质对应于调频立体声音乐、CD 品质立体声音乐和优质 CD 品质立体声音乐。 4．合成技术在声卡中声音的合成技术主要有两种，一种是 FM（调频），另一种是 Wave Table（波表）类型。 1）合成技术 FM 合成技术是运用特定的算法来简单模拟真实乐器声音。FM 技术也叫做“调频”技术。FM

226

第8章

多媒体设备

合成器通过产生一个纯正弦波来发出声音，这种正弦波也称做“载波” 。随后，将这个波与另一个波形（调波）叠合而产生一个复杂的新波形。通过同时控制载波与调波，就可生成不同的音色，或者说模拟出不同的乐器音色。这种方法的优点是电路简单，生产成本低。缺点是所生成的声音与真实乐器距离很大，很容易让人听出来是“电子音乐”。 2）Wave Table 合成技术 Wave 合成技术是利用数码拟和技术，将各种乐器的真实声音采样后将样本存储在声卡的 EPROM 中，当需要某种乐器的某个音色时，就到 EPROM 中查询该乐器的有关数据，运算后经过声卡的芯片处理合成所需要的声音。Wave Table 技术最大限度地读取原始的声音效果并进行再现，使之更加真实。所以说 Wave Table 技术取代 FM 技术以是必然趋势，如今很多声卡都采用了 Wave Table 结构。为升级至波表声音，并不一定要换一块新声卡。大多数 16bit 声卡都有一个“特性连接器” ，可与一块波表子卡连接。不同子卡所能表现的乐器音质差别也十分明显，这通常取决于卡上有多少 ROM 以及合成方式。大多数卡都提供了 4MB 的样本，并提供了一系列数码特效。 5．MIDI MIDI（Musical Instrument Digital Interface）是电子合成器与数字音乐的实用接口，作为电脑与电子乐器之间传递数据的桥梁。通过它可以使电子乐器模拟出几乎所有能见到的乐器发出的声音，只要是采用 Wave Table 结构的声卡，普遍带有 MIDI 接口。由于 MIDI 记录的不是声音信号本身，因而 MIDI 文件所记录的声音只能通过带 MIDI 接口的设备来播放。存储 MIDI 文件的扩展名通常为 MID。 6．SPDIF SPDIF 是 Sony/Philips Digital Interface 的缩写，这是一种数字信号接口。我们知道将声音信号作为数字信号传送可以最大限度地减少失真。声卡上的 SPDIF 输入端与光驱的 digital out 连接可以得到比模拟音频要优美纯净得多的动听音质，SPDIF 可接 DAT 和 MD 等专用数字录音设备。 7．AC-3（Dolby digital） AC-3 现已正式更名为 Dolby digital。完整的 Dolby digital 效果是采用 5.1 声道的，也就是左前、中央、右前、左后、右后以及一个可以充分展现低频震撼的低音音箱。AC-3 主要应用在电影方面，现在大部分 DVD 电影都加入了 AC-3 音效，可以让观众有身临其境的效果。例如，听众可以分辨出飞机从后方飞到前方的声音效果。 8．DS3D（Direct Sound 3D） DS3D 是 Microsoft DirectX 的一个组件。DS3D 的作用在于帮助开发者定义声音在 3D 空间中的定位和声响，然后由 DS3D 兼容的声卡通过各种算法加以实现。声音的定位效果取决于声卡所采用的具体算法。 9．A3D（Aureal3D） A3D 由美国 Aureal 公司开发，A3D 1.0 版包括 A3D surround 和 A3D interactive 两个重要应用领域，强调的是只需在立体声硬件环境下就可以得到真实的声场模拟。A3D 2.0 版则是在 1.0 版基础上加入了声波追踪技术，是如今定位效果比较好的 3D 音频技术。A3D 的特点是对声音的定位非常准确，而且凭一对音箱就可以实现这种效果，目前主要应用于游戏中。

8.1

声

卡

227

10．EAX Environmental Audio 是创新公司开发的环境音效技术，其特点是通过调整各种声音频率的指数在微机上实现模拟各种声场环境，如空旷的大厅、高山、水下等，用户可自己确定各个音源的摆放位置。而 EAX 则是 Environmental Audio Extension（环境音效扩展集）的缩写，主要应用于游戏中。EAX 建立在 DS3D 之上，通过它可以在游戏中实现环境音效以及声音的准确定位。

8.1.4

声卡的安装

在进行声卡的安装之前，需先看一看随卡包装中附带的说明书是十分重要的。此外，还应看一下随卡的安装盘中有没有 README 或 CAQ 之类的文件，这些文件中包含了一些说明书还没来得及加入的最新信息，应特别注意。声卡安装可分为硬件安装和软件安装两个步骤进行。 1．硬件安装按照插放其他接口卡的方法，将声卡插在主板的空余扩展槽上之后，主要工作就是将外部有关设备与声卡的插孔或插座进行正确连接。注意现在的大多数主板已经合成了声卡，安装时即可省去此步骤。 2．软件安装 1）一般声卡都带有一张专门的驱动程序光盘，将光盘放入光驱后会有一个自动运行的图标。比如，Sound Blaster Live! Value 声卡驱动程序自动运行图标名为“SB Install”。 2）单击此图标，就会出现语言选择画面。 3）紧接着出现安装组件的选择画面，选择好准备安装的组件后，单击“确定”按钮。然后按系统给的提示选择就可以了。安装完成后，按提示重新启动系统，Windows 会自动安装与声卡相关的一系列新硬件的软件。需要说明的是，现在许多声卡的驱动程序和 Sound Blaster Live! Value 的声卡的驱动程序差不多。即使没有自动运行图标，其驱动程序所在目录中也有“setup”这个选项。单击“setup” 之后，按系统给出的提示，也可以轻而易举地完成安装。

8.1.5

声卡常见故障及处理

声卡作为多媒体微机的配件，在使用时由于各种原因，经常出现故障，用户应该掌握处理方法，下面就举例介绍常见故障的处理方法。【例 8.1】安装时声卡与其他硬件地址冲突问题。在安装声卡时，如果有多块扩充卡安装在同一台机器上，则多媒体卡与机器上的其他硬件之间发生安装地址冲突是常见的问题之一。为了避免这种情况发生，在安装之前应该首先了解声卡出厂时安装地址的默认值，其次，还应明确机器上现在资源和其他的外部设备需占用资源的情况。如果发生地址冲突，则应该进行相应的调整。在安装声卡和其他多媒体卡时，需要注意的是下面 3 个地址的选择问题。 1）端口地址（RORT ADDRESS）声卡的端口地址默认为 220H。如果该地址与其他硬件冲突，可以改为 230H、240H 或 250H。

228

第8章

多媒体设备

CD-ROM 驱动器的端口地址为 320H，也可根据需要将其改为 300H、310H 或 330H。 2）中断申请号（IRQ）声卡的中断号默认为 IRQ7，有游戏在使用中声音突然变坏，发出像爆豆子的声音，可能是声卡的 IRQ 与其他设备冲突。Norton 8.0 中的 NDLAGS.EXE 可以给出当前 IRQ 的占用情况，如发生冲突，可进行调整。在很多情况下，声卡安装不成功的原因是 IRQ 的设置不当而引起的地址冲突。这就需要进一步了解整个系统的 IRQ 分配情况，一般来讲，微机系统都有 16 个 IRQ 中断申请线，其中有 9 个留给用户使用。多数声卡上都有设置 IRQ 的跳线，出厂时对 IRQ 进行了预置。如果用户发现与其他硬件发生了冲突，可以根据说明书改变跳线设置即可。目前市场上所售声卡等多媒体配件还可以用软件进行 IRQ 的设置，如果发生冲突，可根据软件提示进行修改。 3）DMA 通道号声卡的 DMA 通道号默认为 DMA1，如果声卡不发声，则有可能是 DMA 通道选择不对，可改为 DMA0 或 DMA3 试一试。【例 8.2】声卡无法“即插即用”。出现这种情况，一般有以下几种处理方法： 1）检查声卡跳线是否正确。例如，一块联讯 OPTI931 声卡，上面有一个说明书上没有的隐含跳线 JP3，短路即为 PnP（即插即用），跳线开路时 Windows 98 认不出声卡，但出厂时该跳线默认为开路。 2）尽量使用新驱动程序或替代程序。还以联讯声卡为例，在 Windows 97 下用原驱动盘安装驱动程序怎么也装不上，只好用 Creative SB16 驱动程序代替，一切正常。后来升级到 Windows 98，又不正常了，再换用 Windows 98（完整版）自带的声卡驱动程序也不正常。只有 Windows 97 的驱动程序才能发挥作用，所以说并不是驱动程序越新越好。 3）Windows 9x/XP 下检测到即插即用设备帮你安装驱动程序，这个驱动程序偏是不能用的，以后，每次当你删掉重装都会重复这个问题，并且不能用“添加新硬件”的方法解决。出现这种情况，可以用下述方法解决：进入 win9xinfother 目录，把关于声卡的*.inf 文件统统删掉再重新启动后用手动安装，或者是修改注册表。【例 8.3】声卡无声。出现声卡无声的故障时，可能有以下几种原因和解决方法： 1）进入“静音”选项，单击前边的复选框，清除框内的“√”号，即可正常发音。 2）声卡与其他插卡有冲突。解决办法是调整 PnP 卡所使用的系统资源，使各卡互不干扰。有时，打开“设备管理”，虽然未见黄色的惊叹号（冲突标志），但声卡就是不发声，其实也是存在冲突，只是 Windows XP 没有检查出来。 3）安装了 direct 后声卡不能发声了。说明此声卡与 direct X 兼容性不好，需要更新驱动程序。 4）如果是一个声道无声。请检查声卡到音箱的音频线是否断线。【例 8.4】声卡发出的噪音过大。声卡发出的噪音过大主要有以下几种原因：

8.1

声

卡

229

1）插卡不正。由于机箱制造精度不够高、声卡外挡板制造或安装不良导致声卡不能与主板扩展槽紧密结合，目视可见声卡上“金手指”与扩展槽簧片有错位。这种现象在 ISA 卡或 PCI 卡上都有，属于常见故障。一般可用钳子校正。 2）有源音箱输入接在声卡的 speaker 输出端。对于有源音箱，应接在声卡的 line out 端，它输出的信号没有经过声卡上的功放，噪声要小得多。有的声卡上只有一个输出端，是 line out 还是 speaker 要靠卡上的跳线决定，厂家的默认方式常是 speaker，所以要拔下声卡调整跳线。 3）Windows 98/XP 自带的驱动程序不好。在安装声卡驱动程序时，要选择“厂家提供的驱动程序”而不要选“Windows 默认的驱动程序” 。如果用“添加新硬件”的方式安装，要选择 “从磁盘安装”而不要从列表框中选择。如果已经安装了 Windows 自带的驱动程序，可选“控制面板” 、 “系统” 、 “设备管理” 、 “声音、视频和游戏控制器” 、单击选中所选设备；再选“属性” 、 “驱动程序”、“更改驱动程序”、“从磁盘安装”；这时插入声卡附带的磁盘或光盘，装入厂家提供的驱动程序即可。注意：WIN 98 的提示与 WIN 95 的提示有所不同，只需按屏幕提示操作即可。【例 8.5】播放 CD 无声。 1）完全无声。用 Windows XP 的“CD 播放器”播放 CD 无声，但“CD 播放器”又工作正常，此时使用 1 条 4 芯音频线连接 CD-ROM 的模拟音频输出和声卡上的 CD-IN 即可，此线在购买 CD-ROM 时会附带。 2）只有一个声道有声。应检查左右两声道的连线是否正确，光驱输出口一般有左右两组信号线。由于音频信号线的 4 条线颜色不同，可以从线的颜色上进行区别，保证两声道连接的正确对应关系。若声卡上只有一个接口或每个接口与音频线都不匹配，应改动音频线的接线顺序，通常只把其中 2 条线对换即可。【例 8.6】无法正常录音。首先检查插孔是否为“麦克风输入” ，其次，双击 Windows 98/XP 桌面上右下角的小喇叭，选择菜单上的“属性”、 “录音” ，看看各项设置是否正确。接下来在“控制面板”、 “多媒体” 、 “设备”中调整“混合器设备”和“线路输入设备” ，把它们设为“使用状态” 。如果“多媒体” 、 “音频”中“录音”选项是灰色的那可就糟了，当然也不是没有挽救的余地，可以试试“添加新硬件” 、 “系统设备”中的“添加 ISA Plug and play bus” ，再不行的话，把 Windows 98 下的驱动程序安装一遍，如果还不行，索性把随声卡附带的工具软件重新安装后再重新启动。【例 8.7】无法播放 Wav 音乐、MIDI 音乐或 CD。不能播放音乐 Wav 现象比较罕见，常常是由于“多媒体”、“设备”下的“音频设备”设置了不只一个，禁用一个即可。MIDI 的问题是 16 位模式与 32 位模式不兼容的问题，通过安装软件波表的方式应该可以解决。CD 无声肯定是因为与 CD-ROM 连接线没有接好，接好后就行了。【例 8.8】 PCI 声卡出现爆音。 PCI 声卡出现爆音一般是因为 PCI 显卡采用 bus master 技术造成挂在 PCI 总线上的硬盘读写、鼠标移动等操作时放大了背景噪声的缘故。解决方法：关掉 PCI 显卡的 bus master 功能（但显卡性能将大大下降），换成 AGP 显卡。还可以将 PCI 声卡更换插槽。

第8章

230

8.2

多媒体设备

CD-ROM 光盘驱动器

目前常见的 CD 光盘有只读型、一次写入型及可擦写型等几种类型。光盘由于采用的格式或用途不同，又有了很多分支。本节将简单介绍各种分支的 CD 光盘，并重点介绍 CD-ROM 光盘驱动器系统的组成和特性。

8.2.1

常见 CD 光盘种类

1．CD-（CD-DA） CD 就是常见的音乐 CD，最长可录制 74 分钟的音乐。 2．CD-ROM CD-ROM 就是在计算机上最常见到的用来存储数据的光盘，容量在 650～680MB 之间。这里简单介绍 CD-ROM 存储信息的工作原理。光盘表面有许多数据凹坑，这些凹坑是肉眼看不见的。光驱利用激光束的照射来获得光盘上平面（land）和凹坑（pit）的信息。光驱是按顺时针方向旋转来读取数据的。激光头发出激光束照射光盘，当激光束照射到光盘的平面上时，会有约 70 ％～80％的光反射回激光头，再传输到光检测器中，记下“1”的信号。反之，当激光束照射到凹坑上，会造成激光散射，激光头无法接收到反射信号，这时光检测器便会记下“0”的信号。这样，激光的光检测器不断将“1”和“0”的信号传送到光驱的解码电路中，由解码电路将它翻译成为可使用的“0”、 “1”信号，进而再转换成音乐或数据。CD-ROM 是这一节中我们将重点介绍的一种光盘。 3．Video-CD Video-CD 俗称 VCD，它主要存放压缩过的电影数据，播放时间约 74 分钟左右。 4．CD-R（CD-Recordable） CD-R 属于一次性写入并可反复读出的 CD 光盘。CD-R 就是在普通的 CD-ROM 光盘中加了一层染色层。虽然它可以被 CD-ROM 驱动器和 CD-R、CD-RW 刻录机反复读取，但却只允许刻录一次，所以 CD-R 的功能有很大的局限性，但它毕竟首次让用户能制作自己需要的光盘，故而具有划时代的意义。 5．CD-RW CD-RW 是可反复写入和读取光盘数据的设备，也叫 CD 刻录机，格式与 CD-R 相似，但其染料成分与 CD-R 不同，CD-RW 的保存时间很长，可以存放 100 年左右。 CD-RW 是目前市场上占有率最大的一款大容量移动存储设备，其容量可达 650MB，兼容性好，大部分 CD-RW 能读 CD-R 盘片，也能读 CD-ROM 盘片。所以目前市场上的刻录机以 CD-RW 为主，早期的 CD-R 已经很少见了。刻录机的主流产品是 4 倍速，最快的到了 12 倍速。据估计，随着技术的不断发展，刻录机的性能也会越来越稳定，刻录机将与 CD-ROM 平分秋色，CD-RW 走进家庭的时代很快就会到来。 6．Karaoke-CD Karaoke-CD 光盘的数据分别以左声道和右声道方式存储，主要应用于 Karaoke 唱歌方面。

8.2

8.2.2

CD-ROM 光盘驱动器

231

CD-ROM 光盘

CD-ROM（Compact Disk Read Only Memory）光盘为只读光盘，用户对它存储的信息只能读取而不能改写。CD-ROM 实际上是由音频光盘发展而来的一种光盘，因为它在物理规格、记录格式和盘片制造技术与激光唱片（CD）相同，因而称为 CD-ROM。 1．密度光记录与磁记录在读出时间、记录密度等方面有所不同。磁记录的密度很有限，有些限制是由于磁的性质造成。在磁记录方式下，每磁道之间必须有一定的空隙，这样才能使不同磁道的磁性不会互相影响。磁头的灵敏度和磁头的宽度在磁道太窄时也会出现问题。这些问题对光记录来说都不存在。激光束很细，道密度要比磁系统高得多。激光道上的凹凸点也比硬盘磁道上的磁化点小得多，因此激光道之间可以靠得很近，而且每道的数据存储量也更大。 2．激光道 “激光道”的概念类似于软盘的“磁道” 。软盘和硬盘都有同心磁道。而 CD-ROM 盘只有一个螺旋道，像老式唱片，所不同的是 CD-ROM 的道是从中心开始，然后旋向外边。CD-ROM 螺旋道之间只有 1.6 m，这意味着每英寸有 16 000 个螺旋道。把螺旋道展开，约有 3 英里长。 3．扇区软盘和硬盘的 1 个扇区通常为 512 个字节。由于光盘存储密度很高，故螺旋道划分成的扇区为 2 048 个字节。像磁盘一样，格式化时，一定的数据信息被写到螺旋道上，以标明道号和扇区号。 4．容量 CD-ROM 光盘具有惊人的存储容量。一张 8cm 的盘片，存储容量可达到 200MB。1 张 12cm 的盘片，存储容量可达到 680MB。CD-ROM 既能存储数据，又能存储音乐和图像。存储的信息保存时间可达 60～100 年，而且价格低廉。

8.2.3

CD-ROM 驱动器的工作原理与结构

CD-ROM 驱动器也叫做光盘驱动器，它已经和软盘驱动器一样成为 PC 机的基本配置，是 MPC 的关键部件之一。光盘上的信息必须通过 CD-ROM 驱动器来读取。 CD-ROM 驱动器所用的 CD-ROM 要求符合工业标准，其系统框图如图 8-2-1 所示。

第8章

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图 8-2-1

多媒体设备

CD-ROM 驱动器系统框图

读取头（即光头）是 CD-ROM 驱动器的关键部件，它将存储在 CD-ROM 上的信息转换成电信号。CD-ROM 把经过聚焦后的激光头投射到光盘上，利用激光在凹坑上反射的激光强度比在非凹坑上反射的激光弱得多的特性，再通过光电转换器件变成电信号，从而区分凹坑和非凹坑的长度以及它们的跳变沿。为能正确地读出光盘上的信息，必须随时调整读取头和光盘之间的距离，才能保证聚焦点落在光盘的信息面上，这就要求读取头能产生聚焦误差信号，聚焦伺服系统可完成这一任务。此外，读取头还必须能随时调整聚焦光束使它能落在有凹坑的光道中央。由 RAM、EFM 解调器、CLV 控制等模块组成数字信号处理系统对读取头读取信息，再经反频变换及驱动控制系统的进一步处理，通过接口与计算机主机连接。这样就实现了计算机对光盘信息的读取。

8.2.4

CD-ROM 主要性能指标

目前流行的是 32 倍速、40 倍速、42 倍速、48 倍速、50 倍速以及 56 倍速的光驱，应用较多的是 50 倍速。一个光驱的好坏由它的性能指标来决定。光驱的主要技术特性有访问时间、数据传输速率、接口类型和 PVAV 技术等。 1．容量 CD-ROM 的容量随盘的存储方式不同而有差别，一般约为 650MB。 2．平均存取时间该时间是指向光盘驱动器发出命令，直到光驱可以接受读写命令所需的时间。由寻道时间、读写头稳定时间和旋转延时 3 部分组成。其中寻道时间最长，主要由它决定 CD-ROM 的读取速度。现在市场上大多数光驱的存取时间是 100～300ms，最快的约为 150ms，最慢的则为 1s。 3．数据传输速率表示光驱在 1 秒钟内可以传输多少数据。光驱的传输速率有单速、倍速直至 32 倍速、40

8.2

CD-ROM 光盘驱动器

233

倍速等。单速是指数据传输速率为 150KB/s，32 倍速是指 32*150KB/s，目前 30 倍速以下的光驱已经淘汰，且传输速率越来越快。 4．接口常见的光驱接口有 3 种：AT 总线接口、IDE 接口和 SCSI 接口。由于 AT 接口出自各大光驱厂家，它们都需要单独的接口卡或相应的声卡配合使用，且彼此之间互不兼容。正是 AT 接口的相互独立性，才逐渐被 IDE 接口所代替。现在各生产厂家都把光驱作成 IDE 接口，此接口的 CD-ROM 驱动器可直接连在硬盘上使用，也可连在有 IDE 接口的声卡上使用。SCSI 接口是一种智能接口，它可通过菊链方式连接 7 个外设而不必过多地占用扩展槽。所谓智能是指 CPU 对外设发出指令后，不必随时保持与外设的通信联系，而由 SCSI 主适配器来与外设联系。但是值得注意的是 SCSI 并不是一个标准。 5．误码率 12

一般为 1/10 ～1/10 ，若采用复杂的纠错编码可以使误码率降低。若光盘存储的内容是程序和数字，对误码率的要求就高，若存储的是图像，对误码率要求就低。 6．外置和内置式光驱所谓内置式光驱，是指这种光驱有一个符合 red book 标准的模拟音频插座和一根连接声卡上 red book 音频插座的电缆，光驱可安装在机箱内。外置式光驱有一个提供模拟馈入 RCA 插座，以便通过一根电缆接至声卡上的 RCA 插座。外置式光驱价格相对较贵，但这两种光驱在功能上没有什么差别，均可播放 CD 唱片。 7．PCAV 技术 PCAV（区域恒定角速度）技术吸收了 CLV（恒定线速度）技术和 CAV（恒定角速度）技术两者的长处。该技术的主要特点是当激光头读盘片的内道数据时，盘片旋转速度保持不变。而当激光头读取盘片外道数据时，则对盘片旋转速度进行提升，使数据传输率保持稳定。目前市场上销售的绝大多数高速光驱匀采用 PCAV 技术。 8．Ultra DMA/33 传输模式 Ultra DMA/33 是 1996 年推出的一种数据传输模式，首先运用于硬盘，而后应用到光驱上。有关 Ultra DMA/33 的内容在这不进行介绍，现在市场上的主流光驱均采用了这一技术。

8.2.5

CD-ROM 的安装

CD-ROM 驱动器的安装分为硬件和软件两部分，只有将这两部分都正确地完成安装后才能正常使用。下面介绍 CD-ROM 的安装过程。 1．硬件安装 1）定义光驱为主盘还是从盘，即根据安装情况在光盘驱动器的主/从跳线上进行跳线设置。通常将硬盘设为 MASTER（主盘），将光盘驱动器跳线跳在 SLAVE（从盘）上。 2）断开微机电源，打开微机机箱，选好一个 5.25 英寸驱动器的位置，并把该位置对应的机箱前面板上的挡板拆下。将光盘驱动器由前向后送入机箱，轻推到位，用 4 颗螺钉将光驱固定好。 3）将机箱中一根 5.25 英寸软驱使用的电源插头按 D 型方向插入光驱后部电源插座中，再将硬盘连接电缆上第二硬盘插头的标记“1”端对准光驱信号连接座的“1”端，将其插入即可。

第8章

234

多媒体设备

若安装了声卡，声卡上有一个 IDE 接口，也可另找一根与硬盘连接信号电缆相同的 40 芯电缆，一端连在声卡上的 IDE 接口上，另一端连接到光驱上。注意，电缆的“1”端与接口插座的 “1”脚对准。 4）将所附的音频连接电缆线分别插入光驱后面的“AUDIO”插座和声卡上的“CDIN”插座中。光驱的“AUDIO”和声卡“CDIN”插座上标有“G”的表示“地”，标有“D”的表示数字音频的“数字信号”。标有“R”、“L”的分别表示右声道和左声道音频信号，在连接时必须“L” 接“L”，“R”接“R” ，地接地。否则声卡就没有音频输出或左、右声道反向。如果音频线插头不配套，可以按要求另外改制。 5）重新检查一下安装过程和所有连接线等，如一切正常，就可开机引导系统。接着进行光盘驱动程序的安装。如果微机启动不正常，可关机重新检查一下，再开机。对于专用接口的光驱来说，其安装方法与上述方法基本相似。 2．软件安装购买 CD-ROM 驱动器时，随产品附有一张安装盘，上面有 CD-ROM 驱动器的驱动程序。不少人往往忽视安装过程的第二个步骤，即软件安装。除了部分 CD-ROM 驱动器不需要安装驱动程序即可直接播放唱碟以外（但不能读出光盘上的数据文件），对于其他的应用都必须安装驱动程序，否则光驱将无法工作。下面以安装 ACER.CD625 光盘驱动器为例，介绍驱动程序的安装过程。其他 CD-ROM 驱动程序的安装方法与此大致相同。 1）查看配置文件 AUTOEXEC.BAT ，确认“lastdrive=盘符”语句所定义的驱动器数是否为 CD-ROM 驱动器留有盘符空间。还要再查看一下 DOS 子目录中有无 DOS 下的 CD-ROM 驱动程序 MSCDEX.EXE，这个文件是不能少的。 2）在 DOS 状态下，将 CD-ROM 驱动器所附带的安装软盘插入驱动器中，运行盘上的“SETUP” （也有的安装盘上是“INSTALL”）程序。 3）此后，屏幕上将出现安装菜单，用户只需根据屏幕菜单的提示回答一些相关的问题，即可顺利完成安装过程。安装结束后将修改系统配置文件 CONFIG.SYS 和批处理文件 AUTOEXEC.BAT。写入 CONFIG.SYS 的语句为： DEVICEHIGH=C:\ACER\ACERCD.SYS/D:ACERCD00 写入 AUTOEXEC.BAT 的语句为： LH C:\DOS\MSCDEX.EXE /D:ACERCD00 4）重新启动计算机后，放一张光盘在 CD-ROM 驱动器中，用 DOS 命令试列光盘目录。如果可以正常读盘，则 CD-ROM 驱动器安装成功。软件安装成功后，按照以上的设置方式，系统将把 CD-ROM 驱动器自动设定为硬盘最后一个逻辑盘符的下一个字母。例如，硬盘划分由 3 个逻辑盘 C:、D: 和 E:，安装 CD-ROM 驱动器后， CD-ROM 驱动器就自动被设置成“F:”。

8.2.6

CD-ROM 驱动器常见故障及处理

CD-ROM 驱动器的硬件和软件都安装完成后，用户可以使用测试工具软件 QAPLUS/WIN 对

8.2

CD-ROM 光盘驱动器

235

CD-ROM 驱动器的几项重要参数（接口类型、传输速率、平均寻道时间以及缓存大小）进行测试，如果测试正常，用户就可以放心了。以下举例介绍一些 CD-ROM 驱动器常见的故障现象及处理方法。【例 8.9】硬盘和 CD-ROM 指示灯常亮或闪烁，硬盘不能启动。这种故障大多是由于 CD-ROM 驱动器的 IDE 连接电缆接反造成的。一般情况下，观察 CD-ROM 驱动器面板指示灯的状况，就可以判断光驱是否正常。不同厂家、不同型号的 CD-ROM 驱动器，在正常情况下指示灯亮灭状况不太相同。比如，SONYCDU55E 在正常情况下，面板指示灯应常绿（含无盘），读盘时指示灯闪烁。ACERCD625A 在正常情况下，光驱内无盘则指示灯不亮，有盘指示灯才常亮，读盘时指示灯闪烁。【例 8.10】系统启动后代表 CD-ROM 驱动器的盘符不能出现。这种情况说明微机系统目前还不能接受和控制 CD-ROM 驱动器，即自检未能通过。应首先检查信号线、电源线连接是否正确。再用高版本的杀毒软件检查硬盘是否有病毒。以上两项工作必不可少，且需要仔细检查。确信无问题后，再进一步检查 CD-ROM 驱动器所用 IDE 接口地址和中断是否已被系统的其他设备所占用。如果发生冲突，改变两者之一的接口地址或中断号即可解决问题。【例 8.11】 CD-ROM 驱动器不能读盘。如果能够出现 CD-ROM 驱动器的盘符，但在读盘时出现错误提示，表示系统未检测到光盘，不能读出光盘中的数据。遇到此种情况应首先检查所读的光盘是否清洁，有无变形，驱动器托盘门是否关严。确信以上都无问题后，一般说来是由于 CD-ROM 驱动器出现故障所致。进一步检查 CD-ROM 驱动器，再放入光盘，托盘门关闭，靠近 CD-ROM 驱动器能听到电机由慢到快加速旋转的声音，偶尔伴有轻微的“啪、啪”声，这说明光头沿光盘的径向不断地寻找光道，寻找光盘信息，但总不成功，最后在屏幕上报出读取失败的错误信息。这种情况就属于硬故障了。【例 8.12】读盘出错或出现无盘等提示。读 CD 盘数据出错有两种可能，一是操作不当，另一个可能就是激光头被污染。出现读盘出错或出现无盘等提示的现象大部分都是在换盘后 CD-ROM 驱动器还没有完全就位时，用户就对其进行操作引起的。因此对 CD-ROM 驱动器的任何操作都要等面板上指示灯显示为就位好后才可以进行。在播放电影碟时，也应将播放的时间指针调至零后才换盘，这样才可以避免出现此类故障。当 CD-ROM 驱动器使用了较长时间，使用的环境灰尘较多，或者 CD 盘上有尘埃时，都将导致灰尘颗粒掉落在光驱的读取头上。这样就会影响光学透镜对激光的聚焦精度，最终使得光驱读取数据出错或者根本无法读取数据。激光头被污染的故障，如果仅使用一般市售的光驱清洗盘，只能清除读取头上处于平面位上并且粘得不太牢的尘粒，而对粘附在曲面部分或平面上粘附得较牢的尘粒将是无法清洗掉的。在这种情况下，最好使用脱水棉蘸上少许无水酒精，轻轻地将光驱的读取头反复擦洗，然后快速将读取头吹干即可。【例 8.13】播放电影碟或卡拉 OK 碟时不正常。

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236

多媒体设备

MS DOS 6.0 以上版本中的磁盘调整缓存命令 SMARTDRV.EXE 虽然支持光驱，但在读取 VCD 等类文件时却有可能出现不正常，因而导致播放电影画面出现冻结或破碎现象。此时，应将自动批处理文件 AUTOEXEC.BAT 中的 SMARTDRV.EXE 语句放在 MSCDEX.EXE 语句之前，或者改写为 SMARTDRV.EXE/V 试一下。【例 8.14】光驱工作时硬盘指示灯一直闪烁。有的光驱工作时硬盘指示灯一直闪烁，用户会误认为是系统始终在读写硬盘，其实这只是一种假象。这种情况多出现在可自动转换“MASTER／SLAVE”关系的光驱上，硬盘灯始终闪烁，是因为它与光驱同接在一个 IDE 接口上，光驱工作时也控制了硬盘灯的结果。如果出现这种情况，可用跳线卡将光驱上的“SLAVE”短接（如果与硬盘共用一个 IDE 口）。若还不能解决问题，而系统上有两个 IDE 口的话，将光驱单独接在另一个 IDE 口上就会发现硬盘灯不再总是闪烁了。

8.3

DVD 光盘驱动器

1999 年初以来，几大专业光盘厂家都推出了自己最新的 DVD 产品，随着 DVD-ROM 驱动器及盘片价格的下跌，DVD-ROM 取代 CD-ROM 已是大势所趋。最早出现的 DVD 是“Digital Video Disc”的缩写，中文名称是数字视频光盘。随着技术的不断发展及创新，DVD 如今又有了更为广泛的内涵，不再限于视频这个范畴，而演变成为 “Digital Versatile Disc”，即数字多功能光盘。由于篇幅限制，本节对 DVD 仅做简单介绍。

8.3.1

DVD 的特点及分类

DVD 形成商品以来，就一直是一种统称。其实，DVD 有很多种，最常见的有 DVD-Video、 DVD-Audio、DVD-ROM、DVE-R、DVD-RW、DVD-RAM 等。DVD 与 CD-ROM 相比，确实有自己的优势。 1．DVD 的分类 DVD 光盘是一种新型的跨平台、跨行业应用的音像制品多媒体节目存储器，它有 120mm 和 80mm 两种规格，每种规格又分为如下几类。 1）DVD-ROM DVD-ROM 驱动器是只读型 DVD，它与 CD-ROM 的作用相类似，作为计算机外部设备存储器用。这类 DVD-ROM 光驱绝大部分可以播放 DVD-Video，并兼容 CD-ROM。但是否能够同时兼容 CD-R 盘片则要根据产品档次而定。 2）DVD-R DVD-R 是一次写入多次读出型 DVD，也称为 DVD 刻录机，一次性写入后，只能读不能复写，这一点与 CD-R 类似。其特点是只能按顺序一次写入数据，但可反复读出。早期所使用的单层盘容量为 3.95GB，而 1999 年中已统一为 4.7GB，双层可达到 8.5GB。 3）DVD-RW DVD-RW 属于可反复擦写（寿命约为数千次）型的 DVD，是由 HP、SONY、Philips 等厂商联合推出的，采用了类似 CD-RW 的相变技术，为获得较高数据传输率和随机访问速率，采用了 CAV （恒定角速度）技术，当前盘片的容量为 3.0GB。但从外表看 DVD-RW 与 DVD-R 没什么不同，但这

8.3

DVD 光盘驱动器

237

两类写入方式有很大区别。此外，DVD-RW 不能兼容 DVD-ROM 盘片，而 DVD-R 能兼容 DVD-ROM 盘片。 4）DVD-RAM DVD-RAM 也是可擦写型 DVD，它可以说是 DVD 系列中推进速度最快的产品，DVD-RAM 的记录格式也是采用相变技术。存储容量有两种规格：单面盘为 2.58GB，双面盘为 5.2GB。需要特别注意的是，该格式盘片不能在早期的 DVD-ROM 驱动器中读出，但可以在绝大多数 1998 年底以后生产的第三代 DVD-ROM 驱动器中正常读出。DVD-RAM 盘可重复使用十万次以上。 5）DVD-Audio DVD-Audio 一般作影视娱乐、家电用。它采用 LPCM（超高品质音效）技术，就是未经压缩的原音重视，也就是 5.1 声道。目前的 DVD-Audio 可达 94KHz、24bit（LPCM）的超高音质，每秒流量约 34Kbit/s。也可以采用 AC-3（杜比数码环绕）、DTS（数字化影院音效系统）这两种规格。但是 DVD-Audio 需要自己的机器，有些 DVD Player 可以兼容，在 PC 机上可能需要新的播放软件，或者解压缩卡。表 8-1 列出了 DVD 光盘标准物理格式容量。 2．DVD 的特点与 CD-ROM 相比，DVD 有突出的优势，其特点可归纳为以下几点。 1）高容量 DVD 盘与 CD 光盘一样，其直径均为 120mm。但 CD 光盘的容量为 680MB，仅能存放 74 分钟 VHS 质量的动态视频图像，而单面单层 DVD 记录层具有 4.7GB 容量，若以接近于广播电视图像质量需要的平均数据率 4.69Mbit/s，能够存放 133 分 20 秒的整部电影。双面双层 DVD 光盘的容量高达 17GB，可以容纳 4 部电影于单张光盘上。表 8-1 DVD 类别

物理格式

DVD 标准物理格式容量 120mm 光盘存储容量（GB）

80mm 光盘存储容量（GB）

DVD-ROM

单面单层

4.7

1.4

DVD-Video

单面双层

8.5

2.6

双面单层

9.4

3.9

双面双层

5.3

单面单层

3.9

1.2

双面单层

7.8

2.4

单面单层

2.6

0.7

双面单层

5.2

1.5

DVD-R DVD-RAM

值得一提的是，美国的 C3D 公司最近研究出一种新的光存储技术——FMD，即荧光多层盘片。采用这种技术制造出来的光盘容量最高可达到 140GB。这种光盘在外形与大小上与普通的 CD-ROM、DVD-ROM 盘片非常类似，直径为 120mm，由 10 层碟片所构成，可存储 20 个小时的 HDTV 电影，只不过整张盘是透明的。 2）高画质 DVD 采用国际通用的活动图像压缩标准 MPEG-2，可以实现更高清晰度的画质。DVD 还具有多结局（欣赏不同的多种故事情节发展）、多角度（从 9 个角度观看图像）、变焦和父母控制（切去

第8章

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多媒体设备

儿童不宜观看的画面）等新功能。画面的长宽比有 3 种方式可选择（全景扫描、4∶3 普通屏幕和 16∶9 宽屏幕方式）。视频图像质量出类拔萃，超过以影像品质优秀而著称的激光影碟（LD）。 3）高音质 DVD 具有 8 个独立的声频码流，足以实现数字环绕三维保真音响效果，采用 Dolby Digital(杜比)格式，通过 Dolby(杜比)AC-3 系统的 5.1 声道设计，能够产生 5 声道的高品质环绕立体声。 4）高兼容性 DVD 视盘机、DVD 唱机和 DVD-ROM/RAM 均可播放 CD 唱盘。DVD 视盘机和 DVD-ROM/RAM 均可播放 VCD 盘。DVD-ROM/R/RAM 也可读取 CD-ROM 盘。 5）高可靠性 DVD 采用了先进的纠错编码方式和信号调制方式，确保数据读取可靠，同时 DVD 的性能价格比高。尽管它比 CD-ROM 的容量高出数倍，但生产成本却高不了多少，价格也就高不了多少。

8.3.2

DVD-ROM 几代标准的划分

DVD-ROM 几代的划分目前并没有统一的标准，也没有哪个国家标准化组织给予规范的论述，只是按照性能指标的差异找到一个大致的方法，很多厂家也都是按这种方法给自己的产品划分属于第几代的。 1．第二代 DVD-ROM 驱动器第二代 DVD-ROM 驱动器，是指 1997 年以后出现的全功能型产品，它比第一代 DVD-ROM 驱动器有两个方面的改进。 1）速度上的提高第一代 DVD-ROM 驱动器读 DVD 光盘的速度只有 1 350KB/s（只能称为单倍速），而读 CD-ROM 光盘的速度仅为 900KB/s，这大致与 6 倍速 CD-ROM 光驱相当。第二代 DVD-ROM 驱动器，读 DVD 光盘的速度比第一代提高了一倍，达到 2 700KB/s（2 倍速），读 CD-ROM 光盘的速度提高得更快，能达到 3 000KB/s，这大致等同于 20 倍速 CD-ROM 光驱的速度。 2）支持的盘片格式更多，比如第一代不支持的 CD-R 光盘格式，第二代 DVD 驱动器已能提供支持。 2．第三代 DVD-ROM 驱动器第三代 DVD-ROM 驱动器是指 1998 年第三季度以后上市的 4 倍速以上产品。这类产品的主要特征如下： 1）速度更高第三代 DVD-ROM 驱动器最大传输率高达 5 400KB/s 以上，一些高速 DVD-ROM 已突破 8000KB/s 大关，读取 CD-ROM 数据的速度已达到 4 800KB/s（相当于 32 倍速）。平均访问时间已缩短到读 DVD-ROM 只有 110ms，读 CD-ROM 只有 800ms，而且绝大多数产品缓存已增加到 512KB。 2）一些产品还采用了独特的吸盘设计装置，在运行平稳性、无故障率、容错性（盘片兼容性）等方面都有一定改进。 3）支持的盘片格式更广泛。

8.4

8.3.3

CD-RW 光盘刻录机的使用和维护

239

DVD 所支持的压缩标准及特点

DVD 影碟的播放方式有两种：硬解压和软解压。 1．硬解压方式硬解压方式就是利用解码芯片构成解压卡，它的效果要比软件方式好得多，画面的清晰度及声音质量都相当不错。不仅如此，解压卡上通常还带 S/PDIF 接口，提供 AC-3 信号输出。 Creative 的 Dxr2 就是 DVD 硬解压卡中的典型代表。 2．软解压方式软解压方式与以前出现过的 VCD 作用一样。但必须有速度很高的 CPU 配合，否则很难有较理想的播放效果。虽然现在 CPU 的速度越来越高，实现软解压并不困难，但软解压仍然不能与硬解压方式平分秋色，尤其是在声音效果上更是逊色得多。软解压常用的软件有 SoftDVD、 XingDVD、PowerDVD 等。 DVD-ROM 作为 CD-ROM 的换代产品，已经渐渐成熟起来，不久的将来，必将告别 CD-ROM。

8.4

CD-RW 光盘刻录机的使用和维护

随着数据信息的迅猛增长，普通的软盘和外置式的 Zip 驱动器已经不能适应计算机用户的存储需要了，同时，随着光盘刻录机技术的发展，价格不断地下降，越来越多的用户开始使用光盘来保存自己的较大的硬盘数据信息。但是，要使用光盘保存数据，必须学会正确的光盘刻录技术及刻录机的维护，本节对上述内容做简单介绍。

8.4.1

光盘刻录的一些常识

在使用光盘刻录之前，我们有必要了解光盘刻录的方式、文件类型、容量等基本知识。 1．光盘刻录方式制作不同类型的光盘采用的刻录方式不尽相同，现在较常用的刻录方式有以下几种。 1）整盘刻录（Disc At Once），也就是通常所说的 DAO 模式。这种刻录模式主要用于光盘的复制，一次性完成整张光盘的刻录。其特点是能使复制出来的光盘与被复制的源盘完全一致。 DAO 写入方式可以轻松完成对音乐 CD、混合或特殊类型 CD-ROM 等数据轨道之间存在间隙长度的复制，且可以确保数据结构与间隙长度完全相同。不过要指出的是，由于 DAO 刻录方式是把整张光盘当作一个区段（Session）来进行处理，一些小的失误都有可能导致整张光盘的彻底报废，所以它对数据传送的稳定性和驱动器性能有较高的要求。 2）轨道刻录（Track At Once），也就是通常所说的 TAO 模式。这种刻录模式是以轨道为单位进行操作的刻录方式。它支持向一个区段分多次写入若干轨道的数据，主要应用于制作音乐光盘或混合、特殊类型的光盘。 3）快速刻录（On The Fly），也就是通常所说的 OTF 模式。这是一种常用的刻录方式。在早期，由于计算机运算速度无法满足要求，所以只能在刻录前将数据预先转换成使用 ISO-9660 格式的 Image File（映像文件），然后再进行刻录。目前的电脑处理速度已经可以实现完全实时转换，这种将数据自动实时转换成 ISO-9660 格式，然后进行刻录的方式就叫快速刻录。

第8章

240

多媒体设备

4）区段刻录（Session At Once），也就是通常所说的 SAO 模式。这种写入模式一次只刻录一个区段而非整张光盘，余下的光盘空间下次可以继续使用，常用于多区段 CD-ROM 的制作。其优点是适合于制作合辑类型的光盘。但每次刻录新区段时都要占用约 13MB 左右的光盘空间，用于存储该区段的结构以及上一区段的连接信息，并为建立下个区段做好准备。因此区段过多会浪费较多的光盘空间，并不一定是非常合理的刻录方式。 2．刻录光盘的文件系统类型光盘文件系统的作用与我们所熟悉的 FAT16、FAT32、NTFS 等硬盘文件系统的作用基本上是一致的，这些文件系统对于刻录光盘是很重要的。现在最常见的光盘文件系统有以下几种： 1）ISO-9660，由国际标准化组织于 1985 年颁布，是目前惟一通用的光盘文件系统。任何类型的计算机以及所有的刻录软件都提供对它的支持。因此，如果想让刻录好的光盘能被所有的 CD-ROM 驱动器都顺利读取的话，那就最好使用 ISO-9660 或与其兼容的文件系统。其他的文件系统有可能只能在 CD-R 或 CD-RW 上读取，限制了光盘的通用性。 ISO-9660 目前有 Level 1 和 Level 2 两个标准。Level 1 与 DOS 兼容，文件名采用传统的 8.3 格式，而且所有字符只能是 26 个大写英文字母、10 个阿拉伯数字及下划线。Level 2 则在 Level 1 的基础上加以改进，允许使用长文件名，但不支持 DOS。 2）Joliet，由微软公司自行定义的光盘文件系统，也是对 ISO-9660 文件系统的一种扩展。它支持 Windows 9x/NT/2000/XP 和 DOS，在 Windows xx 下文件名可显示 64 个字符，可以使用中文。 3）Romeo，由著名的 Adaptec 公司自行定义的文件系统，支持 Windows xx，文件名最多可有 128 个字符，支持中文，但不支持 DOS。 3．光盘格式、类型及其容量简介现在常见的 CD 光盘格式大致可分为以下 3 种：音乐 CD（CD-Digital Audio，即 CD-DA）、数据 CD（CD-ROM）和扩展类 CD（CD-ROM Extended Architecture，即 CD-ROM XA）。CD 光盘每扇区的字节数，CD-DA 为 2 352 字节/扇区，数据 CD 为 2 048 字节/扇区，扩展类 CD 为 2 336 字节 /扇区。正因为如此，这 3 种格式的数据容量存在明显的区别（以标准的 74 分钟光盘计算）。音乐 CD 的容量为：74×60×75×2 352÷1 024÷1 024=746.93（MB）数据 CD 的容量为：74×60×75×2 048÷1 024÷1 024=650.39（MB）扩展类 CD 的容量为：74×60×75×2 336÷1 024÷1 024=741.85（MB） CD 光盘的类型现目前可分为音乐 CD（AudioCD）、普通 CD-ROM（Normal CD-ROM）、混合模式 CD（Mixed-Mode CD）、特殊模式 CD（CD Extra Mode）、多区段 CD-ROM（Muiti-Session CD-ROM）等。

8.4.2

光盘成功刻录的注意事项

作为一般用户，了解刻录的常识是不够的，要想成功刻录需要注意以下事项。 1．尽可能在配置高的机器上刻录在多次刻录的实践中发现，在高性能的计算机上刻录的成功率要明显高于在性能低的计算机上刻录的成功率。如果电脑的配置太低，刻录过程中大量的数据传输会使机器负荷不了。因此，为了减少刻录时废盘的几率，最好在配置高的计算机上进行刻录。

8.4

CD-RW 光盘刻录机的使用和维护

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2．刻录时最好选择先模拟然后刻录的模式尽管现在很多刻录机都支持直接写入功能，但为了保险起见，最好选择“模拟并刻录”的方式进行刻录。也就是让刻录机先模拟刻录一次，成功后再进行正式的刻录工作。这样可以避免由于刻录中的意外情况（例如计算机性能不稳定，光驱的读写速度跟不上，或者是读盘过程中出现了高噪音等等）而导致刻录失败。而在模拟刻录时一旦出现了这些问题，我们可以及时采取调整措施，并降低刻录的速度，直到上面的故障全部排除为止。可以认为，模拟刻录是正式刻录的演习，它可以让你了解在正式刻录过程中可能出现的故障。现在的刻录软件都有“刻录前先做模拟测试”的选项，尽管这会增加刻录的时间，但可以大大增加刻录的成功率。 3．刻录过程中尽量不要运行其他程序由于光盘刻录时需要消耗比较大的系统资源，如果这时我们再运行其他的程序，就有可能会造成数据传输过程不顺畅，从而导致刻录失败。所以，我们在刻录的过程中，尽量不要执行另外的程序，尤其是在刻录时不要随意打开或关闭窗口。 4．刻录时尽量选用慢速虽然刻录机的刻录速度可达到 40 倍速以上，但是速度太快可能会造成读写数据的不稳定。如果刻录中再遇到其他不稳定的因素，就会导致刻录的数据发生中断，严重时有可能损坏光盘。另外，较高的刻录速度可能会在数据传输的过程中产生较大的噪音，从而影响最终的光盘刻录效果。因此，在进行刻录时，如果没有什么特殊需要，应该尽量在保证刻录质量的情况下，合适地选择刻录速度。在刻录重要数据时，最好选择慢速刻录。 5．硬盘的容量要大、速度要稳定除了进行直接的光盘对拷外，在刻录时光盘刻录机通常都是从硬盘上将数据先读入到刻录机的缓存中去，然后再从缓存写到盘片中的。因此，硬盘是否能稳定地传输数据，对光盘刻录能否成功有着很大的影响。所以，选择一个传输速度稳定的硬盘至关重要。另外，在刻录期间输入的数据首先传送到缓冲区，然后该缓冲区可连续地将数据传输到刻录机的缓存中，硬盘的容量大可以提供较大空间的硬盘的缓冲区，从而可以确保数据传输的连续。 6．刻录前关闭省电功能现在的 Windows 操作系统支持硬盘、显示器等设备的省电功能，它会在某些设备在一段时间没有使用后启动，从而达到省电的目的。但是在刻录时如果这些功能被启动的话，会导致计算机突然失去响应而停止工作，从而有可能导致刻录的失败。因此，在刻录时应关闭省电功能。具体的操作步骤为：首先用鼠标打开控制面板窗口，在其中找到“电源管理”图标，然后用鼠标双击该图标，打开电源管理窗口，在该窗口中将电源使用方案设为“始终打开” ，而在“关闭监视器”及“关闭硬盘”两个选项中均设为“从不”模式。 7．其他一些在刻录前要做的准备工作 1）关闭病毒防火墙程序，由于刻录时要从硬盘读取数据，在后台运行的反病毒软件会对这些数据进行一一检查，这会大大延缓数据的传输；而且一旦刻录时发现病毒，它会中断刻录工作。因此，可以在刻录前对要刻录的数据用查病毒软件进行查杀工作，在刻录时将病毒防火墙关闭。 2）关闭光驱的自动插入通告功能。设置时，用鼠标依次单击“控制面板→系统→设备管理器→CD→属性→设置”，然后在弹出的窗口中将“自动插入通告”功能一项屏蔽掉。

第8章

242

多媒体设备

3）关闭屏幕保护程序。 4）对于选择执行计划任务的用户要暂时关闭计划任务。 5）为防止由于网上邻居的意外“访问”而导致刻录失败，必要时也要暂时终止网络共享。

8.4.3

光盘刻录的故障分析与排除

【例 8.15】刻录机在刻录过程中出现“Buffer Underrun”的出错提示，并且刻录机停止工作。分析与排除： “Buffer Underrun”意思是“缓冲欠载” ，由于种种原因在写盘时数据从计算机传送到驱动器时出现延误（简单地说，即输入数据的速度跟不上刻录的速度），导致缓存中数据用完。没有暂存资料，写入就会暂停。这样在数据信号盘片上就会留下很大的空隙，从而造成刻录失败。导致缓存欠载的原因有很多，一般为 PC 配置较低、硬盘读写速度或光驱传输速率较慢、多任务操作以及网络 I/O 的影响等。解决的方法是对硬盘进行碎片整理，减低文件系统的分散度，以及在刻录过程中尽量不要多任务操作。当然，最有效的解决方法还是配备“防刻死”技术的刻录机。【例 8.16】刻录的音乐 CD 有爆音或者其他杂音。分析与排除：估计是光驱抓取（Extracting）音频文件不干净的原因。可以试着降低 DAE （Digit Audio Extraction，数字音频抓取）的速度。大部分的刻录软件都可以通过对话框的方式进行设定，甚至还会显示光驱的属性。例如在 Easy CD Creator 中，可选择“Tools CD Drive Properties” ，然后再检查“Audio Resync”的对话框是否有选中。如果所用软件无法降低 DAE 速度，可以试试减低光驱原厂预设的数据读取速度。有一些光驱会自动降低音频抓取速度来配合。如果问题还没有解决，就直接利用你的 CD-R/RW 刻录机将文件抓取到硬盘上，而不要用 CD-ROM 光驱。然后再将这些文件复制到空白的 CD-R 或 RW 光盘上。【例 8.17】刚刚在一个区段（Session）里写进了数据，可是内容却显示不出来。分析与排除：先用其他计算机或光驱，确认数据的确已经刻录进去了。大部分 CD-R 刻录软件（例如 Easy CD Creator），它都会读光盘上的每个区段。可以用这种软件来关闭（完成）这张光盘，这样这张光盘就不能再写入任何资料了。如果这样做还是无效的的话，把这张光盘上的所有区段导入（Import）硬盘中，然后把所有的区段整合为一个大的区段，再刻录到一片新的光盘上，故障应该解决。如还不行，则是刻录机本身的固件需要升级才能更好地支持多区段，那就要向购买的厂商查询相关的信息了。【例 8.18】刻录机弹不出光盘。分析与排除：遇到这样的问题，首先应确定计算机没有在做刻录的工作，如果计算机正在刻录，完成时就自然会将 CD 片弹出来（刻录机上如果亮着红灯，就表示正在刻录）。如果不是的话，就要看看是不是有以下的问题。封包式写入软件（如 Direct CD）可能已经锁住了刻录机的退出键，此时要利用该软件才能退出光盘。还可以在资源管理器中找到刻录机，将鼠标指针指向该驱动器后单击右键，选“弹出” （Eject）。还有另一个可能：刻录软件、封包写入软件，或者是刻录机的 BIOS 毁坏了，这时候应退出程序，重新启动 Windows。如果还是没有见效的话，那就关掉计算机，等 10 秒之后重新开机即可。【例 8.19】 CD-ROM 光驱和音乐 CD 的播放机无法播放刻录的 80 分钟 CD-R 音乐。

习

题

243

分析与排除：相比较于 74 分钟（650MB）的光盘，新的 80 分钟（700MB）光盘的确充分运用了光驱的功能。但是，并不是所有的光驱都能够达到这样的规格，而且没有一个简便的方法可以分辨一台光驱可不可以达到这种规格。另外，并不是所有的刻录软件都可以在光盘上做 650MB 以上的刻录，有的软件虽然在 74 分钟的限定之外会有问题，但还是可以刻录。这些细节问题可以向软件供应商咨询。【例 8.20】以 On-The-Fly 刻录，刻录软件写入档案的速度很慢。分析与排除：如果没有事先做过硬盘传输率的测试，On-The-fly 刻录就会变得很慢，而且在把文件写入 CD-R 之前，它会先在硬盘上为每个文件做映像文件。如果要用 On-The-Fly 刻录，可先运行软件的硬盘测试，问题就可解决。【例 8.21】 Nero 找不到刻录机。分析与排除：估计是刻录机或者 Nero 两者之中有一个较旧导致的，解决的办法是到刻录机厂商的主页下载最新版本的 Firmware 并升级之，然后再安装最新版的 Nero，故障解决。

习

题

1．声卡的主要功能是什么？声卡由哪几个主要部分构成？ 2．与 ISA 声卡相比，PCI 声卡有什么优点？ 3．什么叫声卡的采样宽度和采样频率，各用什么形式来表示？ 4．CD-ROM 光盘驱动器有哪些主要技术特性？选择光驱时应该主要注重哪些因素？ 5．DVD-ROM 有哪些特点？ 6．简述声卡的安装过程。 7．声卡有哪些性能指标？ 8．CD-ROM 光盘的性能参数有哪些？ 9．光盘刻录的格式一般有哪几种？ 10．光盘刻录的文件类型一般有哪几种？ 11．光盘刻录的注意事项有哪些？

第9章

其他设备

本章主要介绍微机的外部设备中的键盘、鼠标器和扫描仪的原理及维护。

9.1

键

盘

键盘是计算机的一个必备的外部设备，也是最容易出现故障的外部设备之一。键盘通常有 101 键、102 键、104 键和 105 键等。键盘上分为 3 个区：功能键区、打字键区、光标控制和编辑的小键盘区。尽管键盘是一个价值不高的设备，但其中的技术竞争相当激烈。内部都采用了可靠的微处理器电路、固态电容开关以及触感反馈技术。我国应用范围较广的键盘主要有 101 键和 104 键。另外，人体工程学键盘、带写字板的多功能键盘、遥控无线式键盘、防水键盘等的相继推出增加了键盘的品种。

9.1.1

键盘工作原理及分类

键盘通常采用 Intel 8048 或 8049 单片机控制电路，其中的单片机芯片（Intel 8048）是控制电路的核心，该芯片内部有 CPU、RAM、ROM 及 I/O 等，ROM 中存放全部键盘的控制程序。该控制电路具有键扫描、消颤、生成键扫描码、检查被卡住的键等功能。键盘上的按键与一个 24 行×4 列的开关矩阵相连接，每按下一个键，就接通了矩阵中 X 行和 Y 列交点处的开关，通过译码电路来形成此键的代码，该代码信号由 8048 转换成称为“扫描码”的信息，然后单片机将键扫描码以串行方式送往主机，主机接收到键扫描码后首先通过接口电路将串行数据转换为并行数据，再送给 CPU，最后由软件将扫描码转换为该键的 ASCII 码。在开机过程中，8048 不断地对键盘矩阵扫描，先扫描第 1 列的各行，然后依次扫描其他列的各行，直到 4 列全部扫描完毕。在扫描过程中，8048 读出每个键开关的状态（开或关），并存入存储器，同时还要检查是否有几个键同时被按下，只有合法的两键或三键操作（即一个或两个键保持按下状态，同时另一键再按下）才可被接收。键盘可以有多种分类方法，下面介绍几种主要分类： 1．根据按键材料和构造分类根据按键开关的材料可分为有触点式和无触点式两种。无触点式键盘的按键开关多采用霍尔效应式（利用磁场变化）和电容式（利用电压或电流的变化），目前键盘大多数采用电容式开关。电容式键盘是质量最好的键盘，其价格相应较贵。有触点式按键的键开关有：微动式开关、薄膜式开关和导电橡胶式开关。有触点式键盘价格便宜，但存在开关易损坏、易污染、易老化等致命缺点，所以使用时间一长就会出现个别按键接触不良或出现“连键”现象。目前这种机械式按键的键盘已经不多见了。 2．根据接口类型分类根据接口类型分类有 PS/2 接口、AT 接口以及 USB 接口等。现在的键盘一般都采用 PS/2 接

9.1

键

盘

245

口。微机主板上一般都有两个 PS/2 接口，其中靠近左侧的一个就是用来接键盘的。许多电脑机箱的挡板上在此处画有键盘的图案。另外还有一种 AT 接口的老式键盘，老式的 AT 主板上才有这种接口。不过只要加上一个转换接头，这种键盘就能接在 PS/2 接口上使用。随着 AT 主板的淘汰，这种 AT 接口键盘已经很少用了。现在的键盘还有一种 USB 接口的，USB 接口在性能上没有多大提高。有的 USB 键盘上设有多个 USB 接口，可以连接数个 USB 设备。由于一般的主板只有 2~6 个 USB 接口，这项功能对于需要很多 USB 设备的用户是有帮助的。 3．根据传输方式分类根据传输方式分类有传统的有线式和无线式键盘两种。所谓有线式就是通常我们见到的那种带有电缆线的键盘，通过电缆线将键盘与主机连接起来完成通信。无线式键盘就不需要长长的连线了。无线键盘本身发送红外线信号或是无线电波信号，再由接收器接收。这种接收器则安装在主板的 PS/2、USB 等接口上。红外线信号传送要求一定的方向性，即要求键盘和接收器的位置有一定的角度、距离等等。无线电波传送没有这方面的限制。如图 9-1-1 所示为无线式键盘。 4．人体工程学键盘现在无论鼠标、键盘，都流行一种“人体工程学”技术。人体工程学键盘能让人的手臂保持一种比较自然的姿势，减少由于长期使用造成的手臂疲劳感。还可以减少一些键的误击率。如图 9-1-2 所示为人体工程学键盘。

图 9-1-1

无线式键盘

图 9-1-2

人体工程学键盘

5．手写式键盘手写式键盘是一种将键盘和手写笔结合在一起的产品，其主要包括有笔输入硬件部分和中文手写辨别软件部分，具有简繁同体识别、文字语音识别等功能，给不会打字的用户提供了一种操作和录入文字的方法，具有良好的发展前景。如图 9-1-3 所示为爱国者的一款手写式键盘。

9.1.2

键盘的维护及故障处理图 9-1-3

手写式键盘

键盘是人机交互使用频繁的一种外部设备，它的正确使用和维护对计算机正常工作和避免键盘故障是十分重要的。

246

第9章

其他设备

1．计算机用户应该注意的问题 1）键盘是根据系统的设计要求配置的，而且受系统软件的支持和管理，因此不同机型的键盘不许随意更换。更换键盘时，必须在切断计算机电源的情况下进行，且事先应将键盘背面的选择开关置于与机型相应的位置。 2）操作键盘时，切勿用力过大，以防按键的机械部件受损而失效。 3）注意保持键盘的清洁，键盘一旦有油渍或脏物，应该及时清洗，清洗时可以用柔软的湿布沾少量洗衣粉进行擦除，然后用柔软的湿布擦净，切勿用酒精清洗键盘。清洗工作应该在断电情况下进行。 4）切忌将液体洒到键盘上。因为大多数键盘没有防溅装置，一旦有液体流进，则会使键盘受到损害，造成接触不良、腐蚀电路和短路等故障。 5）注意防尘屑杂物。过多的尘土会给电路正常工作带来困难，有时甚至造成误操作。杂物落入键的缝隙中，会使键挤住，或者造成短路等故障。 6）当有必要拆卸计算机键盘时，应首先关闭电源，再拔下与主机连接的电缆插头。 2．常见的具体故障处理实例【例 9.1】字母无法键入。如：字母 D 就是敲不进去，没办法使用 DIR 命令，字母 A 时有时无。提示：清洗键盘内部。步骤：关机，拔下键盘（注意拔下时键盘接口上的箭头或“TOP”提示，以便插回）。反转键盘，拧下螺丝，打开键盘。使用酒精擦洗键盘按键下面与键帽接触的部分。注意，如果表面有一层比较透明的塑料薄膜，请揭开后清洗。说明：这是常见的故障，因为键盘上的一些字母常用，容易出问题。个别键盘不是脏了，而是弹簧失去弹性了，因为现在键盘价格已经很便宜，所以，可以考虑购买新键盘。【例 9.2】鼠标使用正常，键盘不可用。有时开机进入 Windows XP 后鼠标可以使用，但键盘不能使用。提示：检查键盘接口是否松动。步骤：使用鼠标软关机 Windows XP 系统。以防硬关机使系统瘫痪。关机后，拔出键盘接口一部分再稍用力插回。注意不要力气太大，以免损伤主板上的键盘接口部分。说明：有的键盘接口是因为维修维护电脑时或搬动电脑时使键盘接口松动。如果是刚组装的电脑，请注意是否键盘接口质量问题或主板上键盘接口质量问题，如果是，要及时更换，以免过保修期。键盘接口不好的情况时有发生，主板接口不好的情况很少发生。【例 9.3】键盘和鼠标都不能使用，有时开机进入 Windows XP 后鼠标不可使用，键盘也不能使用。提示：系统有不稳定的因素。这是死机的表现。说明：请拆下系统中不必要的部分，使系统只剩下主板、内存、CPU、显示卡、显示器、键盘和硬盘，看是否死机，然后，每次验证之后关机添上新的硬件，直到发现死机。【例 9.4】开机黑屏。提示：可能是鼠标和键盘接反。步骤：关机后，使键盘和鼠标接口交换一下。

9.2

鼠

标

器

247

说明：新的电脑主板上，鼠标和键盘接口都是一样的小口，接反了，开机就黑屏，不会烧坏设备。注意，通常鼠标接口在上面，键盘接口在下面。可以按轻的设备在上面的方法记忆。如果键盘和鼠标是在一行上更要注意正确连接。当然，黑屏还有其他情况，这里只是提醒键盘和鼠标接反的情况。【例 9.5】键盘无法插入主板接口。刚组装的电脑，键盘无法接入主板上键盘接口，有时可以接入，但很困难。提示：接口大小不匹配，主板太高或太低，个别键盘接口外包装塑料太厚。步骤：仔细检查接口是大是小，新的主板使用小接口，可以购买转接头。如果是同样的接口，注意检查主板上键盘接口与机箱给接口留的孔洞，看主板是偏高了还是偏低了，个别主板有偏左或偏右的情况，可能要更换机箱，否则，更换另外长度的主板铜钉或塑料钉。塑料钉更好，因为可以直接打开机箱，用手按主板键盘接口部分，插入键盘，解决主板偏高的问题。【例 9.6】一台电脑开机后，进入 Windows 2000 后马上发出怪叫声，且响声不停。提示：键盘电路有故障，或者是病毒的作用。步骤：首先检查病毒，没有发现病毒。其次检查 Windows 2000 的启动菜单有没有应用程序导致发声，也没有发现这类应用程序。重新启动进入 BIOS 查看各项设定情况，没发现问题，就得打开键盘检查电路的情况，发现导电橡胶有水，用电吹风对它强制烘干，再次开机，一切正常。【例 9.7】有些键盘上的 Shift 键、回车键、空格键用过一段时间后，经常出现按下后被卡住弹不起来的现象。提示：键盘的键帽下面有一个凸凹的导电橡胶，个别的键盘质量不好导电橡胶容易老化，失去弹性。步骤：可以单独调整每个导电橡胶的位置，将一些不常用的按键导电橡胶和 Shift 键调换一下，如果导电橡胶是一个整体，可以通过在导电橡胶和键位对应的电路板触点间加上一点厚度的导电体。同时建议用户应选择名牌键盘，因为他们很少出现卡键问题，这些名牌键盘从设计上看，它们在 Shift 键、回车键这些使用频繁且个头和体重较大的键下面用了两个导电橡胶与触点接触。这样既保证了弹性，也保证这些个头大的键只要从侧面按下就可以导通电路。不说这点，单就正常的消耗来看，劣质的导电橡胶很快就会失去弹性，更何况只有一个触点的情况下，导电橡胶要承受更多的“压力”，老化或是损坏的速度就会大大增加。

9.2

鼠

标

器

鼠标器（Mouse）简称鼠标，是一种最普通、最廉价的指点设备（pointing device）。鼠标体积小巧，操作起来方便、自然，与其他的指点设备（如数字化仪、光笔、触摸屏等）相比，它更为便宜和方便，已成为微机的基本配置之一。尤其是 Windows 的流行，对鼠标的普及起了极大的推动作用。

9.2.1

鼠标的分类

鼠标按检测原理可分为光电式鼠标和光机式鼠标。按接口形式可分为 PS/2 口鼠标、串口鼠

248

第9章

其他设备

标和 USB 口鼠标。按按键形式可分为双键鼠标、三键鼠标、滚动条控制鼠标等。除此之外还有一些特殊功能的鼠标。 1．按检测原理分类 1）光机式鼠标光机式鼠标也称为机电式鼠标。这种鼠标的底部有一个实心的橡胶球，内部有两个互相垂直的滚轴靠在橡胶球上。在两个滚轴的顶端上装有一个边沿开槽的光栅轮。光栅轮的两侧分别安装着由发光二极管和光敏三极管构成的光电检测电路。当移动鼠标器，橡胶球滚动时，带动滚轴及其上面的光栅轮旋转。因为光栅轮开槽处透光，未开槽处不透光，使得光敏三极管接收的光线时断时续，从而产生不断变化的脉冲电信号。互相垂直的两个轴对应着屏幕平面上的横、纵轴两个方向。脉冲信号的数量对应着位移的大小。 2）光电式鼠标器光电式鼠标器没有橡胶球和带光栅的轮及滚轴。这类鼠标器内的两对光电检测器互相垂直，工作时，鼠标在专用印有黑白网格的板上移动，X、Y 发光二极管发出的光经网格反射后再经镜头照在光敏 IC（input circuit，即输入电路）上，检出信号送到专用处理芯片处理后再通过接口送给微机。因此，光电式鼠标器工作时必须在下面垫有专用网格板。 2．按接口形式分类 1）串口（COM）接口从鼠标开始普及时起，鼠标器与主机之间的接口最先使用的是 9 针 COM1 口。老式的兼容机的主板上都配有一个 9 针 COM1 口，还配有一个 25 针的 COM2 口，一般是将带有 9 针 D 型插头的鼠标器接在 COM1 口上，另一个串口 COM2 则留给其他串行设备使用。 2）PS/2 接口 PS/2 接口实际上也是串行接口，只是占用了与 COM1 不相同的 IRQ 和 I/O 端口地址。现在的主板直接将 PS/2 做上了，不必再安装转接连线。通常提供的有键盘和鼠标两种端口，所以标准的 ATX 主板，就一定有 PS/2 接口。 3）USB 接口 USB 接口因其具有传输率高和热插拔的特点，已越来越多地用在外部设备上，鼠标也不例外。并且使主机与 USB 接口的鼠标的连接更方便。 3．根据按键形式分类 1）两键和三键式鼠标一般的大众型鼠标都采用这种形式，不论是光电式还是光机式，键功能定义基本上是一样的。左键是点击执行，右键具有取消或像现在的 Windows 98 操作系统提供设定指示的功能。至于第三个键（中间键），微软也在 Windows 98 中定义了它的使用方式及功能。将此键按下后在画面上会出现一个上下箭头的功能。此外，鼠标的解析度一般都是 400dpi，现在已有 800dpi 的鼠标产品，高解析度的鼠标可以将移动的距离缩短一半，同时也可以减少操作者手腕的移动范围。如图 9-2-1 所示就是常见的两键式鼠标。图 9-2-1 两键式鼠标 2）滚轮式鼠标这种鼠标是 Windows 操作系统流行以来出现的。经常上网的用户都知道，在浏览网页时最

9.2

鼠

标

器

249

麻烦的就是反复用鼠标拉动画面右方的滚动条，虽然是一个小小的动作，但不断重复还是感觉到很麻烦。滚轮鼠标的出现，可以说是很好地解决了这个问题。在滚轮式鼠标中，中间键被设计成了滚轮，不管是在浏览网页还是编辑 Word 文档时，都可以使用它来上下移动画面，相当方便。如图 9-2-2 所示为滚轮式鼠标器。 3）轨迹球式鼠标这是一种特异鼠标，大多数人可能没有使用过。如图 9-2-3 所示为轨迹球式鼠标。可以把它看做是将整个鼠标反过来使用，本来应该在下方滚动的球体被移动到上面，并将该球体露出来以便进行操作。这种鼠标适合于操作空间小、无法将鼠标放在桌上移动的用户。使用者只需将球体拨动即可移动屏幕画面上的鼠标指针。轨迹球鼠标有中、食指式和拇指式两种，上面配有两键或三键。所以在选购这种鼠标时，一定要注意是否适合于自己的操作方式。

图 9-2-2

滚轮式鼠标

图 9-2-3

轨迹球式鼠标

4）多功能合一的鼠标多功能鼠标如图 9-2-4 所示，它是将滚轮、轨迹球以及三键式鼠标的各种功能集合在一只鼠标上。采用这种方式，可以用鼠标搭配专用软件随个人喜好不同而设定各种功能。例如鼠标上有两组滚轮，可以通过专用的设定程序对这两组滚轮的功能进行调整。比如说设定其中的一组滚轮功能为水平卷动，另一组滚轮功能为垂直卷动等等。 5）无线式鼠标无线式鼠标如图 9-2-5 所示，和其他的鼠标不同，它并不使用连线与微机进行信息传输，而是利用无线接收来传输信息。在一些特殊的工作场合，它的作用就十分明显，但价格也较贵。

图 9-2-4

多功能鼠标

图 9-2-5

无线式鼠标

6）智能式鼠标这是一种新式的鼠标，它是不需要特殊鼠标垫的光电鼠标。智能鼠标内设计了一个微型光学镜头和一个小型光源。鼠标移动时，光源发出的光照射在物体的表面上，让镜头不断地摄取图像，传递给鼠标中的微处理器进行处理，经过比较分析后得出的鼠标移动方向的信息被传送给计算机，让其相应控制屏幕上鼠标指针的运动。

第9章

250

其他设备

智能鼠标的摄像头内嵌在 3/4 英寸长、不到 1/4 英寸宽的一块芯片上，每秒能拍摄 1500 幅图片，由于分辨率极高，鼠标可以读取任何平面上的信息，就是白纸上的纤维也不例外。智能鼠标中的处理器每秒钟处理的指令多达 1800 万条（相比之下，康柏公司出品的第一台 386 电脑每秒只能处理 400 万条指令），因此完全有能力对 1500 幅图像进行及时处理，发现鼠标移动的方向。由于其优良的性能和先进的技术，将是以后发展的趋势。

9.2.2

鼠标的结构和工作原理

各种类型的鼠标工作原理都相差不大，都以串行方式与主机通信。主机接收从串行口传送来的反映鼠标移动的方向、位移、键位的信号编码，用以确定屏幕上鼠标指针的位置，实现对微机的各种操作。下面以光机式鼠标为例简要介绍鼠标的结构和工作原理。光机式鼠标的机械部分主要包括与滚动橡胶球直接接触的铜质滚轴，铜质滚轴的一端连着一个活动的轮子，该轮子套在另一个固定的板子上，活动的轮子上有许多均等的栅格，而固定的板子上有对称的一对栅格，当活动轮子的栅格与固定板子上的栅格相重合时，发光二极管发出的光就会通过栅格缝隙照到光敏器件上。光机式鼠标的光电部分包括两对发光二极管和光敏三极管，当发光二极管的光通过栅格的缝隙照到光敏三极管上时，光敏三极管就会导通，输出脉冲信号。互相垂直的一对带有栅格的轮子，转过的栅格数分别反映了在 X 和 Y 两个方向上的位移，将此信号通过光敏器件输出给专用的处理芯片进行处理，再通过 PS/2 口送给微机，就可以决定鼠标指针在屏幕上的位置。

9.2.3

鼠标的优化处理

鼠标是大家使用最多的一个设备，对其优化设置之后能够让我们使用起来更加便利。针对鼠标进行优化主要通过以下两方面来实现。首先就来了解一下如何调整鼠标的属性，在控制面板中双击“鼠标”图标激活鼠标设置窗口，此时分别进入“鼠标键”标签，拖拽“双击速度”滑块条来调整双击鼠标的时间间隔，一般建议稍微偏快一些为好。接着进入“移动”标签，并拖拽“调整指针移动速度”滑块条来调整指针的移动速度，同样建议大家将其调整到偏快一些为好。其次在“硬件”标签中单击“属性”按钮，在菜单窗口中单击“高级设置”标签，并且将 “采样速度”调整为 100 次/秒，这样就提高了鼠标的采样频率，使得速度和定位都达到了平衡，鼠标的性能也就得到了提高。

9.2.4

鼠标的常见故障及处理

鼠标是微机最常用的外部设备，使用率也较高。尽管价格低廉，但故障率较高，且一旦出故障，会给用户造成很大的不便。下面举例说明常见故障及处理方法。【例 9.8】鼠标短路引起的 CMOS 检测错误。电脑启动时开始自检，但当显卡检测通过后，电脑便显示“CMOS CHECK ERROR”，然后就死机了。分析与排除：出现这种现象，通常就按机箱上的“重启”按钮重新启动，然而故障依旧。

9.2

鼠

标

器

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开始估计 CMOS 有故障，但打开机箱检查没发现问题。又怀疑键盘有问题，拿下换到别的机器上一试，也没问题，这时就觉得鼠标可能有问题。换下鼠标开机，一切正常。打开鼠标，发现两根线因被扭曲在一起而接触短路，把两根“打架”的电线分开，重新装好，装上电脑后，开机一切都正常了。【例 9.9】一台电脑由于更换了显示卡，却导致串口鼠标无法使用。分析与排除：这种故障是因为 PCI 显卡与串口“争抢”系统中断资源造成的。显卡必然占据一个系统中断号，通常为 IRQ11。首先尝试进入 BIOS 中，把系统中断分配设定为“自动” ，然后把串口中断地址更改。如果故障无法解决，可进入操作系统的硬件设备列表中，找到显卡的选项，右击选择“属性” 。然后在资源中滚动窗口，查看 IRQ 中断是否为 11。如果不是，就取消自动分配，手动指定为 IRQ11。完成这项工作后，再继续查看鼠标的资源属性，同样检查系统资源中是否有冲突。可以与显卡属性两个窗口比较一下。在这里不要相信系统报告的无冲突，一定要自己目视检测，并调整到无冲突状态。然后重新启动机器，故障得到解决。另外，可以更换一个 PS/2 口的鼠标也可消除故障。【例 9.10】光电式鼠标“失灵”。分析与排除：在使用光电式鼠标时，应注意不要让强烈的阳光照在鼠标板上，否则会引起阳光对鼠标“内光”的干扰，使鼠标“失灵” 。如果出现这种“故障” ，只要挡住阳光， “故障” 立刻消失。【例 9.11】机械鼠标（即光机式鼠标）移动不灵敏。一只 GST 牌机械鼠标，在使用过程中发现移动鼠标时，屏幕上的指针不动，只有当操作者迅速地大幅度推动鼠标时，鼠标指针才会移动。且无论在使用 Windows 或 DOS 下的各种应用软件时，故障现象相同，使用起来非常不方便。分析与排除：当大幅度移动鼠标时，鼠标指针能正常移动，基本上可以确认为是机械方面的故障。取下鼠标底部带有小圆孔的塑料板（下文简称底部塑料板），小球与光栅计数器的轴都很干净，看起来似乎都正常。取来一只原装 AST 486 微机所配的机械鼠标，将两个鼠标仔细进行比较，结果发现两者底部塑料板上的圆孔直径不同，GST 鼠标的圆孔要比 AST 鼠标的小。该圆孔的作用是让小球露出一部分，使小球能在桌面上滚动。用小圆锉适当地将塑料板上的圆孔扩大。经修理后的鼠标指针移动灵活自如。【例 9.12】鼠标指针跳动的故障。一台 Pentium 4 微机，开机后进入 Windows XP 环境，移动机械式鼠标时，鼠标指针跳动，不稳定。分析与排除：由于没有安装另外的串行设备，不存在中断冲突的问题。启动 Windows XP 后，检查鼠标的驱动程序，安装正确，且驱动程序没有受到破坏。用 KV3000 检查，没有发现病毒。将鼠标与主机的接口插头拔插一次，故障仍未排除。最后用替换法，将另一只正常的相同型号的鼠标与主机联接，故障现象消失。确定这是鼠标本身的硬件故障。打开鼠标底盖，发现滚动球和接触点上都很脏。用清洁剂清洗滚动球，并将两个轴上与滚动球的接触点弄干净，然后将滚动球上的残留液体擦干净，故障即可排除。【例 9.13】机械式鼠标不能移动。一台 Pentium Ⅲ兼容机，配一个机械式鼠标，使用一段时间后，发现鼠标箭头横向移动困难，有时甚至原地不动。分析与排除：将该鼠标拆下，安装到另一台 Pentium Ⅲ兼容机上使用，出现同样的故障，

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第9章

其他设备

故估计鼠标内部已经损坏。拆开鼠标，将整个鼠标电路板取出。仔细观察电路板，发现该鼠标横向电路的发光二极管的一端的焊点虚焊，焊好后故障排除。【例 9.14】解决鼠标器无法使用一例。故障现象：一台 Pentium Ⅲ微机，通过一块 NE2000 兼容网卡与 LAN 相连，COM1 口与一台 Modem 相连，鼠标器插在 COM2 口上。无论在 DOS 下还是在 Windows 下，鼠标器均无法使用。故障分析：首先，从 COM1 口取下与 Modem 相连的通信线，把鼠标器插到 COM1 口上测试，一切正常，说明鼠标器及其驱动程序没有问题，检查驱动程序的配置也没有问题。其次，根据上一步检查结果怀疑多功能卡上的 COM2 口损坏。把多功能卡拆下来装到一台未联网的微机上测试，COM2 口正常。第三，根据上面的情况分析，问题只可能是由网卡引起。经过进一步检测发现，网卡配置时使用了 IRQ3，而 COM2 口使用的是 IRQ3，中断发生冲突，所以鼠标器无法使用。解决方法：把网卡的配置盘插入驱动器，修改网卡使用的中断号。

9.3

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扫描仪是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备，尤其是近两年来，扫描仪从专业用途逐渐向家用发展，成为继打印机之后的又一热门家用外设。用户可以利用扫描仪输入自己的电子影集，输入各种图片建立自己的网站。扫描手写信函再用 E-mail 发送出去以代替传真机，还可能利用扫描仪配合 OCR 软件输入报纸或书籍的内容，免除键盘输入汉字的辛苦。所有这些为我们展示了扫描仪的多种功能。本节从扫描仪的结构入手，阐述它的工作原理、性能参数和应用。

9.3.1

扫描仪的组成与工作原理

扫描仪是图像信号输入设备。它对原稿进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换成为数字信号，最后通过计算机接口送至计算机中。如图 9-3-1 所示为鸿兴科技公司的一款扫描仪外形图。在扫描仪获取图像的过程中，有两个元件起到关键作用。一个是 CCD（Charge Couple Device，电荷耦合器件），它将光信号转变为电信号。另一个是 A/D 转换器，它将模拟电信号转换为数字信号，这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标，同时也关系到我们选购和使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。图 9-3-1 鸿兴科技的扫描仪扫描仪的扫描过程描述如下： 1）首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃上，原稿可以是文字稿件或者图纸照片。 2）启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源“c” （如图 9-3-2 所示）开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件，扫描仪光源为长条形，并沿 Y 方向扫过整个原稿。 3）照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿 X 方向的光带（图 9-3-2 中只表示了光路而没有表示光带），又经过一组反光镜“d”，由光学透镜“e”聚焦并进入分光镜 “f” ，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的 R、G、B 三条彩色光带分别照到各自的 CCD“g”上，

9.3

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CCD 将 R、G、B 光带转变为模拟电子信号，此信号又被 A/D 转换器“h”转变为计算机能够接受的二进制数字信号，最后通过串行或者并行等接口送至计算机。扫描仪每扫一行就得到原稿 X 方向一行的图像信息，随着沿 Y 方向的移动，在计算机内部逐步形成代表原稿全图的信息。 CCD 是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能。CCD 在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵式 CCD，即包括 X、Y 两个方向用于 a—扫描仪机箱 b—扫描原稿 c—光源 d—反光镜摄取平面图像。而扫描仪中使用的是线性 CCD， e—透镜 f—分光镜 g—电荷耦合器件 h—A/D 转换器它只有 X 一个方向，Y 方向扫描由扫描仪的机械图 9-3-2 扫描仪结构示意图装置来完成。CCD 芯片上有许多光敏单元，它们可以将不同的光线转换成不同量的电荷，从而形成对应原稿图像的电荷图像。如果想增加图像的分辨率，就必须增加 CCD 上的光敏单元数量。实际上，CCD 的性能决定了扫描仪的 X 方向的光学分辨率。 A/D 转换器是将模拟量转变为数字量的半导体器件。从 CCD 获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号，就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同电平来表示，它们是连续变化的，即所谓的模拟量。A/D 转换器的工作是将模拟量数字化，如果说明书上标明扫描仪的灰度 10 等级是 10bit，则说明这个扫描仪能够将图像分成 1024(2 )个灰度等级。显然，其等级越高，表现的图像越逼真。

9.3.2

扫描仪的性能指标

扫描仪可以分为手持式扫描仪、台式扫描仪和滚筒式扫描仪（鼓形扫描仪）。鼓形扫描仪的分辨率在 8 000dpi 以上，动态范围、彩色位数等指标都较高。扫描仪的主要性能指标有 X、Y 方向的分辨率，动态范围，最大成像面积，色彩分辨率（色彩位数），扫描幅面和接口方式等。各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。 1．分辨率扫描仪对图像细节的表现能力用分辨率来衡量，分辨率通常用每英寸扫描图像上所含有的像素点的个数表示，记做 dpi（dots per inch）。目前，多数扫描仪的分辨率在 300~2 400dpi 之间。分辨率有水平与垂直之分，水平分辨率取决于扫描仪使用的 CCD 元件本身和光学系统的性能。例如最大扫描范围为 210mm×297mm（适合于 A4 纸）的扫描仪可扫描的最大宽度为 8.5 英寸，它的 CCD 含有 5100 个单元，其水平分辨率为 5100 点/8.5 英寸=600dpi。垂直分辨率则取决于步进电机的步长。所以扫描仪的参数说明中会有诸如 300×600dpi 或 600×1 200dpi 的写法。需要特别指出的是，扫描仪的分辨率的单位 dpi 与打印机分辨率的单位 dpi 含义不太相同。扫描仪的 dpi 严格说应是 ppi，即指每英寸的像素数目，每一个像素不使用 0 或 1 来进行简单的描述，而是用 24bit、36bit 等色彩数来描述。打印机的分辨率单位 dpi 的 d 是指英文中的 dot

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第9章

其他设备

（点），每一个点没有深浅之分，只有 0 和 1 的区别。所以说用 1 440dpi 打印机输出 1 : 1 的图像，扫描时用 100~150dpi 即可。 2．最大分辨率最大分辨率又叫做内插分辨率，它是用在相邻像素之间求出颜色或者灰度的平均值的方法来增加像素值。内插算法增加了像素数，但不能增添真正的图像细节，因此，应该更重视分辨率这个参数。 3．色彩分辨率色彩分辨率又叫做色彩精度、色彩模式、色彩位或色阶。色彩精度能标示出扫描仪在色彩空间上的识别能力。色彩的位数越高，对颜色的区分就越细腻。色彩数表示彩色扫描仪能产生的颜色范围，通常用表示每个像素点上颜色的数据位数（bit）表示。比如常说的真彩色图像指 24 的是每个像素点的颜色用 24 位二进制表示，共可表示 2 =16.8M 种颜色，通常称这种扫描仪为 24bit 真彩色扫描仪。色彩数越多，扫描图像就越生动艳丽。色彩位数作为衡量扫描仪色彩还原能力的主要指标，经历了 24bit、30bit、36bit 直到 42bit 的过渡，而 36bit 是保证扫描仪实现色彩校正和准确还原色彩的基础。从理论上讲，色彩位数越多，颜色就越逼真，但对于非专业用户来讲，由于受到计算机处理能力和输出打印机分辨率的限制，追求高色彩位有时只是个浪费。 4．TWAIN TWAIN（Technology Without An Interesting Name）属于扫描仪厂商所共同遵循的一种规格，是应用程序与影像捕捉设备间的一种标准软件接口。只要是支持 TWAIN 的驱动程序，就可以启动符合这种规格的扫描仪。例如： 1）在 Microsoft Word 中就可以启动扫描仪，方法是依次选择菜单栏的“插入” 、 “图片” 、 “来自扫描仪”。 2）利用 Adobe Photoshop 也可以启动扫描仪，方法是依次选择“File”、 “Import”、 “Select TWAIN_32Source”。 5．动态范围动态范围是衡量扫描仪专业水准的重要参数，能从整体上反映高端扫描仪与普通扫描仪的最大区别。动态范围也称为密度范围，是指扫描仪能够获取的色调范围，也就是从接近纯白到纯黑之间的范围。动态范围越大，越能更好更正确地捕捉到原图像中各种色调的层次，从而得到更多图像细节。平板扫描仪的动态范围一般在 3.0~3.7 之间，而高端的平板扫描仪和滚筒扫描仪可达到 4.0 以上。对一般用户来讲，能达到 3.2 左右就够用了。 6. 最大成像面积扫描仪最大能扫多大尺寸的图像，即是扫描仪的最大成像面积。一般的平板扫描仪的成像面积尺寸和一台复印机差不多，从 8.5*11 到 11*17(平方英寸)不等。 7．接口方式这里所说的接口方式是指扫描仪与计算机之间的接口类型。常用的有 USB 接口、SCSI 接口和并行打印机接口。SCSI 接口的传输速度最快，而采用并行打印机接口则更简便。

9.3

9.3.3

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扫描仪的种类

在使用和选择扫描仪时，要清楚它到底有哪些种类，一般的来说常见的有以下几类： 1．手持式扫描仪手持式扫描仪是由 1987 年推出的技术而形成的产品，它的特点是重量轻、体积小、便于携带。手持式扫描仪外形很像超市收款员拿在手上使用的条码扫描仪，其绝大多数采用 CIS 技术，光学分辨率多为 200dpi。手持式扫描仪有黑白、灰度、彩色等多种类型，其中彩色的一般是在红、绿、蓝三色通道上采用 1.56%的步进做 64 级取样得到 18 位彩色，这个有点类似于 LCD 的色彩显示能力。这类型的扫描仪也有个别高档产品采用 CCD 作为感光器件，可实现 24 位真彩色，扫描效果较好。这种类型的扫描仪在便携方面是扫描仪家族里面最好的，也是可以和数码相机在这个方面勉强可以抗衡的产品，但是因为其扫描精度较低、扫描幅面较窄和只能“扫描”不能“照”，所以市场竞争力不大。在未来的发展中如果没有特殊的技术出现，那就只能以较低的价位、相对数码相机较高的 dpi 获取能力为依托在某些特殊使用领域保留着一小块市场。 2．平台式扫描仪又称平板式扫描仪或台式扫描仪。目前在市面上大部分的扫描仪都属于这种类型，是市场上的主流。平板式扫描仪的光学分辨率在 300~8 000dpi 之间，常见的是 600dpi 和 1 200dpi 的产品；色彩位数从 24~48 位，较新的都是 42 位或者 48 位的；扫描幅面一般为 A4 或者 A3，其中 A4 幅面的产品较多。平板式的好处在于像使用复印机一样，只要把扫描仪的上盖打开，不管是书本、报纸、杂志、照片、底片都可以放上去扫描，相当方便，而且扫描出的效果也是所有常见类型扫描仪中最好的。 3．小滚筒式扫描仪这是手持式扫描仪和平台式扫描仪的中间产品（这几年有新的出现，因为是内置供电且体积小，有时候也被称为笔记本扫描仪）。这种产品绝大多数采用 CIS 技术，光学分辨率为 300dpi，有彩色和灰度两种，彩色型号一般为 24 位彩色。也有及少数小滚筒式扫描仪采用 CCD 技术，扫描效果明显优于 CIS 技术的产品，但由于结构限制，体积一般明显大于 CIS 技术的产品。小滚筒式的设计是将扫描仪的镜头固定，而移动要扫描的物件通过镜头来扫描，运作时就像打印机那样，要扫描的物件必须穿过机器再送出，因此，被扫描的物体不可以太厚。这种扫描仪最大的好处就是体积很小，但是由于使用起来有多种局限，例如只能扫描薄薄的纸张，范围还不能超过扫描仪的大小。 4．滚筒式扫描仪这是一类主要用于专业领域的产品。这类扫描仪处理的对象往往是大幅面图纸，所以一般采用滚筒式结构，其技术指标等多个方面为扫描仪家族之冠，不过价格往往也较昂贵。随着印刷和设计行业在国内的发展，滚筒式扫描仪的发展势头也相当不错，配套的矢量化软件和光栅模式下处理软件的发展同时也推动着其大量走入专业市场。扫描仪的种类纷繁芜杂，这里选了比较有代表性的 4 种简单地说了一些，如果我们更换分类标准还会出现更多的类别，这里就不一一列举了。不过有几点需要提醒，专用的底片扫描仪和平板扫描仪加透扫是不同的产品，实物扫描仪和具有实物扫描能力的扫描仪也是不同的产品。

第9章

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9.3.4

其他设备

使用扫描仪的注意事项

在清楚扫描仪性能指标的基础上，特别要重视在使用扫描仪时需要注意的事项。 1．保护好扫描镜头扫描仪的光学成像部分的设计最为精密，光学镜头或反射镜头的位置稍有变动就会影响 CCD 成像的质量，甚至可能使 CCD 接收不到图像信号。为了避免在运输中由于扫描镜头前后撞击而造成的损坏，扫描仪上都安装了一个锁定装置（机械装置或电子装置），专门用于锁定扫描仪的镜头组件，确保其不被随意移动。用户在第一次使用扫描仪前，一定要先开锁，且保证电源开关置于“OFF”才能插入电源插头（某些品牌的扫描仪若不开锁就开电源，将有可能导致扫描仪传动系统瘫痪）。同样，扫描仪如需长途搬运时，则必须先用该锁定装置把镜头重新锁定。 2．保持工作环境的清洁扫描仪工作时，光从灯管发出后到 CCD 接收期间要经过玻璃板以及若干反光镜片及镜头，其中任何一部分落上灰尘或其他微小杂质都会改变反射光线的强弱，从而影响扫描图像的效果。为此，工作环境的清洁是确保图像扫描质量的重要前提。 3．除去网纹被扫描的原稿若是印刷品，由于印刷品采用大小不同的点来表示颜色的深浅，人眼很难看出来，但是扫描出来就全是网纹了。因此，许多扫描仪有去网纹的功能，该功能可由软件完成或由硬件完成，去网纹功能简化了后期处理的手续，经过调整可以直接得到无网纹的扫描图像。 4．选择原稿类型扫描仪驱动程序的用户界面会提供扫描方式设置菜单，扫描方式的设置与原稿类型直接相关。扫描设置共有 3 项可以选择：黑白图像、灰度图像以及彩色图像。 “黑白图像”适用于白纸黑字的原稿，扫描仪会按照 1 个位来表示黑与白两种像素，这样会节省磁盘空间。 “灰度图像” 则适用于既有图片又有文字的图文混排稿样。 “彩色图像”适用于扫描彩色照片，这种方式要对红绿蓝三个通道进行多等级的采样和存储。总之，进行适当的选择可以在满足要求的情况下节省磁盘空间。不同的扫描仪，可能会提供不同的原稿类型选择。 5．选择扫描分辨率扫描分辨率越高得到的图像越清晰，但是考虑到如果超过输出设备的分辨率，再清晰的图像也不可能打印出来，仅仅是多占用了磁盘空间，没有实际的价值。因此选择适当的扫描分辨率就很有必要。一般情况下，扫描分辨率=放大系数×打印分辨率/N，其中 N 为打印机喷头色数。比如在家庭应用中，彩色喷墨打印机的打印输出精度为 1 440dpi，如果用 1 440dpi 打印机配 600dpi 扫描仪可以将照片放大 5~8 倍，而配 300dpi 扫描仪只能将照片放大 2~3 倍。显然，如要输出 10 英寸大的照片，300dpi 扫描仪的精度是无法胜任的。一般来说，对普通 5 英寸照片而言，若用于网页，72dpi 就够了，而若用于打印，150dpi 足矣。 6．使用 OCR 软件 OCR（Optical Character Recognition）是字符识别软件的简称，原意是光学字符识别。它的功能是通过扫描仪等光学输入设备读取印刷品上的文字图像信息，利用模式识别的算法，分析文字的形态特征从而判别不同的汉字。中文 OCR 一般只适合于识别印刷体汉字。使用扫描仪加 OCR 可以部分地代替键盘输入汉字的功能。

9.3

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要想提高扫描仪的 OCR 识别率，首先就要把原稿中的杂质过滤掉（如准确地框选目标扫描区域，用涂改液等去掉文中杂质等），另外扫描时注意放正原稿。其次，将扫描分辨率设为 300dpi （黑白方式）。要想 OCR 有效识别，必须注意以下 3 点： 1）选择适当的分辨率，太低或太高的光学分辨率都会造成不好的识别效果。 2）调整适当的明亮度，使扫描输出的图像既不断线也不会模糊成黑块。 3）根据特殊的版面情况，进行自动或手动版面分析。

9.3.5

扫描仪的安装

现在常用的扫描仪大多是平板式的，其整体为塑料外壳，由顶盖、玻璃平台和底座构成。玻璃平台用于放置被扫描图稿。塑料顶盖内侧有一黑色的胶垫，其作用是在顶盖放下时以压紧被扫描文件。当前大多数扫描仪采用了浮动顶盖，以适应扫描不同厚度的对象。 1．准备工作 1）有些扫描仪有锁定装置，买回扫描仪后，一定要注意先将扫描仪的锁打开，否则有可能造成扫描仪的损坏。以后在搬动扫描仪时要加锁，以便防止损坏扫描仪的镜头。 2）一定要清楚所买扫描仪的接口方式，市场上常见的平板扫描仪按接口方式分，主要有 3 种：SCSI 卡接口方式的扫描仪、EPP（高速并行接口）接口方式的扫描仪和 USB（通用串行总线）接口方式的扫描仪。 3）禁止带电插拔扫描仪的 SCSI 卡和接口。 2．SCSI 卡接口扫描仪的安装早期的扫描仪以及国外产品大多采用 SCSI 卡与计算机连接，连接时操作复杂。容易与其他板卡发生地址冲突。但它的数据传输速度较快，大大提高了扫描仪与计算机的通信速度，所以有很多的用户。我们以 HP 6100C 为例，介绍一下 SCSI 接口扫描仪的安装。 1）安装 SCSI 接口卡，连接扫描仪：退出 Windows 操作系统，关闭计算机及外围电源，并拔掉计算机电源插头。打开机箱，选择一个空 ISA 槽，取下防尘片。先放掉身上的静电，因为接口卡对静电非常敏感，从防静电包装袋内取出接口卡时只可接触接口卡的金属支架和接口卡边缘，切勿触摸电路。将接口卡稳固地插入插槽，并用防尘片螺丝固定好。盖上机箱后，即可连接计算机、扫描仪及其他外围设备。 2）安装扫描软件：执行扫描仪附带的 HP DESKSCAN II 的 SETUP 文件，采用预定设置进行安装。当屏幕显示设置成功，从软盘驱动器中取出软盘，选择“OK”重新启动计算机。 3）安装驱动程序：打开扫描仪电源，再打开计算机电源。Windows 会报告已找到 HP 的接口卡和 HP 6100C 扫描仪，并要求将 HP DESKSCAN II 的 1 号盘插入软盘驱动器中，计算机复制完 SCSI 卡驱动程序后，提示重新启动计算机。 4）测试扫描仪：重新启动计算机后，打开控制面板，双击 HP Scanjet 图标，选择“测试” 标签，单击“扫描仪” ，按屏幕提示进行测试。当一个无彩的气球在屏幕上升起来，表明 HP 6100C 通过了测试。在安装完 HP 公司赠送的图像处理、文通 OCR 等软件后，便可利用扫描仪进行工作了。 3．EPP 接口扫描仪的安装采用 EPP 接口的扫描仪安装起来要简单得多。目前 Pentium 主板都支持 EPP 并口，只要设

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第9章

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置好 CMOS，安装好驱动程序，连接扫描仪就会像连接打印机一样简单。Microtek ScanMaker V600 就是一款 EPP 接口的扫描仪。 1）关闭计算机和所有外围设备的电源，从计算机并行口上拔掉打印机电缆或其他设备。将扫描仪电缆线一端连接扫描仪 Port-A 端口，另一端连接到计算机并行口上；再将打印机电缆线一端连接打印机，另一端连接到扫描仪 Port-B 端口。 2）连接扫描仪电源线，打开扫描仪电源开关，启动计算机并进入 CMOS。选择“Integreted Periherals” ，将“Parallel Port Mode” （并口工作模式）设置成 EPP 模式，保存 CMOS 设置并退出。进入 Windows 98 后，安装 ScanMaker 附送光盘中的 ScanWizard，安装过程中选择 EPP 工作模式。 3）选择“设置”标签，在方框内键入“/n/v/sf=5”。连续选择“确定” ，计算机重新启动并进入 Windows 98 后，运行 ScanMaker V600 的测试程序，并按提示进行测试。测试通过后，安装附送的软件，就可以开始工作了。 4）安装 EPP 接口扫描前，一定要仔细看看安装软件中的说明文件中是否要求进行参数设置和如何设置。 4．USB 接口扫描仪的安装 USB 接口的扫描仪安装也很简单，只是对计算机软、硬件要求有些特殊。我们以 HP 6200C 为例，介绍一下 USB 接口扫描仪的安装。 1）计算机要有 USB 接口。 2）操作系统要支持 USB 接口。Windows 98/Me/2000/XP 没有问题，Windows NT 4.0 不支持 USB。 3）要在 CMOS 的“PNP/PCI Configuration”中将“Assign IRQ USB”设置为“Enabled”。 4）现在开始安装 HP 6200C。设置好 CMOS，进入 Windows 98 并运行 Usbsupp，重新启动计算机。系统会提示找到新硬件，并自动为 USB 配置驱动程序。 5）将 HP 6200C 所附带的光盘放入光驱中，安装程序会自动运行，选择“典型安装” ，智能化的安装就开始了，扫描控制、图像处理和管理等软件会一次安装完成。安装结束时，安装程序还会提示可以使用 USB 接口连接扫描仪，并建议关闭计算机。 6）关机后，用扫描仪附带的 USB 电缆线连接扫描仪和计算机。打开锁定装置，把电源线与扫描仪连接。 7）启动计算机，Windows 98 安装完驱动程序后，按测试 HP 6100C 的方法，对扫描仪进行测试。 8）通过测试后，只要按一下扫描仪正面的绿色按钮，就可以利用 6200C 的智能技术启动扫描软件进行扫描工作了。

9.3.6

扫描仪的常见故障及维修

目前扫描仪还未在计算机用户中普及，但配置扫描仪的用户已越来越多。下面介绍几种扫描仪的常见故障及维修办法。【例 9.15】开启扫描仪时出现“SCSI card not found”提示。分析与排除：SCSI 卡上设置了保险丝，当遇到不良电路状况（电压不稳或短路）保险丝会

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自动断开，待线路良好或测得温度降低后会自己连接。平常要注意避免不良电路状况对扫描仪造成的损坏。【例 9.16】扫描时产生的噪音太大。分析与排除：这是扫描仪工作时机械部分的移动产生的，与扫描速度密切相关。根据各品牌机器的具体软件，把扫描速度设置成中速或低速就可以解决问题。【例 9.17】找不到扫描仪。分析与排除：确认是否先开启扫描仪的电源，然后再启动扫描仪。如果不是，可以按 Windows 98 中的“设备管理器”的“刷新”按钮，查看扫描仪是否有自检，绿色指示灯是否稳定地亮着。如果答案肯定，则可排除扫描仪本身故障的可能性。如果扫描仪的指示灯不停地闪烁，表明扫描仪状态不正常。应先检查扫描仪与电脑的接口电缆是否有问题，以及是否安装了扫描仪驱动程序。此外，还应检查 Windows 98“设备管理器”中扫描仪是否与其他设备冲突（IRQ 或 I/O 地址），若有冲突，可以更改 SCSI 卡上的跳线。【例 9.18】扫描仪指示灯为橘黄色。分析与排除：若打开扫描仪以后，其指示灯一直呈橘黄色，则应关闭扫描仪电源，并检查扫描仪电源是否插紧在插座上，以及是否接地，大约 60 秒后再打开扫描仪电源开关。【例 9.19】扫描仪的 Ready 灯不亮。分析与排除：打开扫描仪电源后，若发现 Ready 灯不亮，先检查扫描仪内部灯管，若发现内部灯管是亮的，可能与室温有关。解决的办法是让扫描仪通电半小时后，关闭扫描仪，1 分钟后再打开电源，问题即可迎刃而解。若此时扫描仪仍是不能正常工作，则先关闭扫描仪，断开扫描仪与电脑之间的连线，将 SCSI ID 的值设置成“7” ，大约 1 分钟后再打开扫描仪，在冬季气温较低时，最好在使用前先预热几分钟，这样就可避免开机后 Ready 灯不亮的现象。【例 9.20】输出图像色彩不够艳丽。分析与排除：如果扫描的图像色彩不够艳丽，可以先调节显示器的亮度、对比度和灰度值。灰度值是人眼从暗色调到亮色调的一种感觉曲线。灰度值越高，感觉色彩的层次就越丰富。在扫描仪自带的扫描应用软件中，可以对亮度、对比度、灰度和色彩等进行调整。当然也可以在 Photoshop 软件中对灰度值 “事后调整”。【例 9.21】扫描仪扫出来的画面颜色模糊，有些颜色不正常。分析与排除：这种现象可以从以下几方面找原因。 1）可能是扫描仪的平板玻璃脏了，请将此玻璃用干净的布或纸擦干净。注意不要用酒精之类的液体来擦，那样会使扫描出的图像呈现彩虹色。 2）请检查扫描仪使用的分辨率是多少。如 300dpi 的扫描仪扫 1 200dpi 以上的影像会比较模糊。因为 300dpi 的扫描仪扫 1 200dpi 图像相当于一点放大至 4 倍大。 3）请检查显示器设置是否为 16bit 色以上。

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1．键盘有几种分类方法？现在常用的是哪种键盘？ 2．键盘与主机之间是串行通信还是并行通信？键盘与主机之间传送的是键的 ASCII 码还是键的扫描码？ 3．AT 接口的键盘能否改接在 PS/2 接口上？可否改接在 USB 接口上？

第9章

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其他设备

4．一个 PS/2 接口的鼠标能否改接在串口插座上？ 5．一个鼠标，当其在桌面上移动时，屏幕上的鼠标指针只在水平方向上移动，而在垂直方向上没有任何反映，试分析其故障原因。 6．简述扫描仪的工作原理。 7．如何根据图像质量、图像大小以及打印机的类型等条件正确选择扫描仪的分辨率？ 8．扫描仪的种类有哪些？ 9．扫描仪的使用注意事项有哪些？

第 10 章

计算机网络

近几年来，计算机网络技术的发展非常迅猛，尤其 Internet 网络的应用普及，使得家庭用户能够便利地上网。家庭上网不仅丰富我们的生活，而且改变了社会的经济生活。有人说，21 世纪是网络经济，网络已成为人们重要的工具。本章将对计算机网络的基本概念、局域网、广域网及 Modem 等知识进行简要介绍并介绍有关网络的维护与维修知识。

10.1

计算机网络概述

本节主要介绍计算机网络的定义、组成、功能及分类，计算机网络的体系结构、网络传输介质及其连接、网络操作系统、Internet 网络等相关知识。

10.1.1

计算机网络基本概念

1．计算机网络定义计算机网络是计算机技术和通信技术发展的产物，是随着社会对信息共享、信息传递的要求而发展起来的。所谓计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，以功能完善的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统。 2．计算机网络的组成计算机网络通常由 3 部分组成，即资源子网、通信子网和通信协议。通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分，通信传输介质可以是双绞线、同轴电缆、无线电、微波、光导纤维等。资源子网是计算机网络中面向用户的部分，负责全网络面向应用的数据处理工作，其主体是连入计算机网络内的所有主计算机（比如通常所说的服务器、工作站）以及这些计算机所拥有的面向用户端的外部设备、软件和可供共享的数据。为使网络内计算机之间的通信可靠有效，通信双方必须共同遵守的规则和约定称为通信协议，计算机网络与一般计算机互连系统的区别就在于有无通信协议的作用。结合实际网络，可以把网络看成是由服务器、工作站、外部设备和通信协议组成的。服务器是整个网络系统的核心，它为网络用户提供服务并管理整个网络。根据服务器的功能不同又可分为文件服务器、通信服务器、备份服务器、打印服务器、邮件服务器等类型。工作站是指连接到网络上的计算机，在不同的网络中又称为“节点”或“客户机” 。外围设备是连接服务器与工作站的一些连线或连接设备，如集线器、交换机、网卡、调制解调器等设备。 3．计算机网络的主要功能计算机网络的主要功能表现在两个方面，一是资源共享；二是提供强有力的通信手段。资源共享所指的资源包括硬件资源和软件资源。硬件资源如具有特殊功能的高性能处理部

第 10 章

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计算机网络

件、高性能的输入输出设备（如激光打印机、绘图仪等）以及大容量的辅助存储设备（如磁带机、大容量的硬盘驱动器等）。这些资源的共享可以节省硬件开销。软件资源包括软件和数据。有了计算机网络，就可以使网上分散在各处的计算机能共享网上的所有资源。网络在通信方面的功能主要指通过网络的电子邮件系统实现数据信息的快速传输，方便用户之间信息的交换。 4．计算机网络的分类从不同的角度出发，计算机网络有不同的分类方法。根据网络的交换功能可把计算机网络分为电路交换、报文交换、分组交换和混合交换（同时采用电路交换和分组交换）等 4 种。根据网络的拓扑结构的不同一般可分为总线型拓扑、星型拓扑和环型结构 3 种。根据计算机网络覆盖的地理范围的大小不同又可分为广域网（WAN）、城域网（MAN）和局域网（LAN）。这里只就广域网、城域网和局域网进行简单介绍。 1）广域网（WAN）将相距遥远的用户连接在一起的网络称为广域网 WAN（Wide Area Network）。广域网也叫远程网，覆盖范围通常为几十到几千 km，是一种可以跨越国家的遍布全球的计算机网络，一般由高速电缆、光缆、微波天线或卫星等远程通信形式连接。著名的 Internet 网就是一种广域网。 2）城域网（MAN）城域网也叫市域网，是在一个城市范围内操作的网络，或者在物理上使用城市基础电信设施（如地下电缆系统）的网络，有时把它们从广域网中分出来，称为城域网 MAN（Metropolitan Area Network）。城域网是一种介于局域网和广域网之间的网络。城域网的传输速率在 1Mbit/s 以上，作用距离约为 5~50km。 3）局域网（LAN）局域网也叫局部网。相对短距离的 PC 之间的通信由局域网 LAN（Local Area Network）技术支持。局域网是由某种类型的电缆把计算机直接连在一起的网络。通常，一个 LAN 的范围不超过 10km，并且经常局限于一个单一的建筑物或一组距离很近的建筑物。LAN 的特点是组建方便，使用灵活。把许多的局域网连在一起也就构成了广域网。

10.1.2

计算机网络的体系结构

所谓网络的体系结构指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。网络体系结构广泛采用的是国际标准化组织（ISO）在 1979 年提出的开放系统互连（OSI，Open System Interconnection）的参考模型。OSI 参考模型用物理层、数据链路层、网络层、传输层、对话层、表示层和应用层 7 个层次描述网络的结构。它的规范对所有厂商是开放的，具有指导国际网络结构和开放系统走向的作用。网络体系结构直接影响总线、接口和网络的性能。目前常见的网络体系结构有 FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。从网络互连的角度来看，网络体系结构的关键要素是协议和拓扑。 1．网络协议网络协议是对数据格式和计算机之间交换数据时必须遵守的规则的正式描述。简单地说，网络中的计算机要能相互顺利地通信，就必须使用同样的语言，这就是协议的作用。依据网络的不同通常使用 Ethernet、NetBEUI、IPX/SPX 以及 TCP/IP 协议。

10.1

计算机网络概述

263

1）Ethernet（以太网）协议 Ethernet 协议是最常见的一种协议，属于网络底层，主要支持物理层和数据链路层的操作。利用数据速率为 10Mbit/s（兆比特/秒）的同轴电缆，将多个工作站网卡上的 BNC-T 连接器连接起来，就可以构造一个简单的总线型网络系统。然后安装上 Ethernet 协议就可以实现网络传输控制任务。 2）NetBEUI（NetBIOS Enhanced User Interface）协议 NetBEUI 主要是为小型局域网设计的，用于 NetBEUI 网、Windows for Workgroups 以及 Windows 2000 网。Microsoft 从 80 年代中期一直在自己的联网产品中支持该协议，Windows 95 对 NetBEUI 的实地址模式和保护模式都支持。对无需跨经路由器与大型主机通信的小型局域网，安装 NetBEUI 协议就足够了。但如果需要路由到另外的局域网，就必须安装 TCP/IP 或 IPX/SPX 协议。 3）IPX/SPX 协议 IPX/SPX（Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange）协议是 NetWare 网络操作系统中的两层通信协议。他们造就了 Novell 网络的特色，几乎成了 Novell 网的代名词。使用 IPX/SPX 能运行通常需要 NetBEUI 支持的程序，通过 IPX/SPX 可以跨经路由器访问其他网络。 4）TCP/IP 协议 TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）协议即传输控制协议/网间协议。TCP/IP 是开放系统互联协议中最早的协议之一，也是目前最完全和应用最广泛的协议，它为连接跨越不同操作系统和不同硬件体系结构的互联网络提供通信，是一种网络通信语言，可使实际存在的各种计算机平台能互相连接、交流。著名的 Internet 网就采用了 TCP/IP 协议。 2．网络拓扑结构网络的拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式。主要有总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑以及它们的混合型。 1）总线拓扑结构总线拓扑采用单根传输线作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到干线电缆及总线上。在这种网络中，其中任何一个节点发出的信息都会通过总线传送到每一个节点上，属于广播方式的通信。每台工作站接到信息时，先分析该信息的目的地址是否与本地地址相一致。若一致，则接收此信息；否则拒绝接收。这种结构的网络适合于连接较少的计算机（一般少于 20 台），网络的稳定也较差，任一节点出现故障时都将导致整个网络的瘫痪。 2）星型拓扑结构星型拓扑结构中所有站点都连接到一个中心点，此中心站点称为网络的集成器（Hub）或交换机。当一个工作站要传输数据到另一个工作站时，都需要通过中心节点。Hub 或交换机可以进行级连，但级连最多不能超过 4 级。任何一个工作站介入或退出时都不会影响网络系统的正常工作。这种网络一般是用双绞线进行连接。 3）环型拓扑结构这种结构的网络是把所有站点彼此串行连接，就像链子一样，构成一个回路或称做环。在环型结构网络中，一个信号依次通过所有的工作站，最后再回到起始工作站。每个工作站会逐

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264

计算机网络

次地收到环路上传输过来的信息，并对此信息的目标地址进行比较，当与本地地址相同时，才决定接收该信息。局域网之间互联后，会出现某几种拓扑结构的混合形式，即混合型拓扑。

10.1.3

网络的传输介质和连接

传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。目前常用的网络传输介质有双绞线、同轴电缆和光缆等。双绞线多用于局域网。RG-58 型电缆（10BASE-2）是广泛使用的细同轴电缆，它可用于连接局限于单独办公室或建筑物内的局域网。RG-11（10BASE-5）型电缆是一种比较粗也比较结实的同轴电缆，能承受得住更严酷的环境。光缆成本高，在计算机网络中主要用于主干线。在建立一个计算机网络时，需要相应的网络连接硬件才能把单台计算机连接到传输媒介上。网络接口卡、集线器以及调制解调器（Modem）等就是常用的网络连接硬件。 1．网络接口卡网络接口卡（NIC）也称网卡，是计算机网络中最重要的连接设备。计算机主要通过网卡接入网络。网卡的作用是双重的：一方面它负责接收网络上传过来的数据包，解包后将数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络。 1）网卡的分类根据工作对象的不同，网卡一般分为普通工作站用网卡和服务器专用网卡。服务器专用网卡是为了适应网络服务器的工作特点而专门设计的，其价格较贵，但性能很好。我们平时使用的多为普通机器上的兼容网卡，其种类较多，性能也有差异，可按以下的标准分类：按网卡所支持的带宽不同可分为 10M 网卡、100M 网卡、10/100M 自适应网卡、1000M 网卡几种；根据网卡总线类型的不同，主要分为 ISA 网卡、EISA 网卡和 PCI 网卡 3 大类，其中 PCI 网卡较常用，ISA 网卡和 EISA 网卡用的越来越少。 2）网卡的接口类型为了实现与不同传输介质的连接，网卡也出现了 AUI（粗缆接口）、BNC 接口（细缆接口）和 RJ-45 接口（双绞线接口）3 种接口类型。所以在选用网卡时，应该注意网卡所支持的接口类型，否则可能不适应你的网络。常见的 10M 网卡主要有单口网卡（RJ-45 接口或 BNC 接口）和双口网卡（RJ-45 和 BNC 两种接口），带有 AUI 粗缆接口的网卡比较少。在选用网卡时还需要注意是否支持无盘启动。必要时还要考虑网卡是否支持光纤连接。 3）网卡的安装及设置安装网卡及驱动程序的具体过程如下： ① 安装网卡安装网卡与安装其他的接口卡（如显卡、声卡）的过程是相同的。 a．关闭电脑及其他外部设备的电源，最后将主机箱的电源拔掉。 b．卸掉主机外壳螺丝，打开外壳。 c．将网卡插入空的插槽，并拧紧固定螺丝。ISA 接口的网卡对应 ISA 插槽，ISA 插槽是黑色的长插槽；PCI 接口的网卡则对应 PCI 插槽，PCI 插槽是白色的短插槽，很容易辨认。当然，插错了根本插不进去。

10.1

计算机网络概述

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d．装上主机外壳，拧紧螺丝，并接上电源。 e．打开电源，如果顺利开机进入 Windows 2000，就表示硬件安装成功了。 ② 设置网卡早期的网卡在使用时必须要进行跳线的设置，现在一般网卡上再也看不到跳线插座，而是使用无跳线设置，一切都通过网卡附带的软件来完成。使用软件对网卡进行设置时，主要包括 IRQ（中断请求）和 I/O 地址。通常情况下，网卡的缺省值为 IRQ3。如果与其他设备发生冲突时可进行适当的调整。网卡在工作中确保没有硬件冲突时，还要视不同的操作系统进行软件设置。有些人在安装网卡时已解决了硬件设置上的问题，但是在操作系统中进行设置时却将 IRQ 设为另外的值。例如使用 SETUP 设置时将 IRQ 设置为 3，但到了 Windows 2000 等操作系统平台上却将 IRQ 设置为 5 或其他的值，致使网卡无法正常工作。我们这里所说的设置网卡，指的是设置网卡的驱动程序。目前，即插即用（PnP）功能一直被作为所有支持 Windows 2000 硬件设备的基本要求。完成网卡即插即用安装必须满足 3 个条件：首先是计算机主板支持即插即用；其次是网卡支持即插即用；再次是安装了 Windows 2000 操作系统。如果这 3 个要求都达到了，那么在安装了网卡并启动计算机后，一般情况下会出现一个对话框，提示计算机发现了新设备，要求安装设备驱动程序。但是有些设备则不然，安装后并不会出现发现新设备的提示，这就要按以下步骤安装网卡驱动程序。 a．单击“开始”→“设置”→“控制面板” ，屏幕上会出现“控制面板”的窗口，双击其中的“添加新硬件”图标。 b．双击“添加新硬件”图标后，在弹出的“添加新硬件向导”对话框中，单击“下一步” 按钮。 c．在新弹出的对话框中，单击“下一步”后几分钟，如果屏幕上没有任何反应，这时不要着急，等待 Windows 2000 搜索即插即用设备。 d．在搜索即插即用设备时，会出现一个对话框，提示我们选择“自动搜索”或“人工搜索” ，两者的区别是后者指定搜索的范围，可以加快搜索的速度。因为现在是安装网卡，所以应选择 “否，希望从列表中选择硬件”的提示框，然后单击“下一步”按钮。 e．屏幕上会出现“添加新硬件向导”对话框，在“硬件类型”列表中，选择“网络适配器” 后，单击“下一步”按钮。 f．屏幕上就会出现“选择设备”对话框，Windows 2000 安装盘上集成了许多主流产品的设备驱动程序，如果清楚地知道自己的网卡品牌和型号，就可在对话框的“厂商”下拉列表中，选择自己所用网卡的生产厂商，然后选择“型号”下拉列表中具体的型号。这个型号一定要和产品标识一样，然后单击“确定”按钮。这里要注意的是，如果所选网卡是非主流产品，或者是假冒产品，在对话框的“厂商”列表中找不到厂家，在“型号”下拉列表中当然也找不到对应型号了。另外，如果网卡虽然在“厂商”列表中可以找到，但在“型号”列表中找不到，那就是该网卡太新了，Windows 不认识。其实，不管是哪一种产品，在购买网卡时，包装盒内一般都有一张软盘或光盘，这是厂家设计的设备驱动程序，请将软盘插进软驱（或将光盘插进光驱）后，单击“从磁盘安装”。

第 10 章

266

计算机网络

Windows 2000 将会自动在磁盘中搜索厂家的驱动程序。 g．不管用磁盘安装，还是用 Windows 2000 的安装盘安装，只要找对了设备驱动程序，屏幕就会出现“添加新硬件向导”对话框，单击“下一步”按钮，即可安装网卡驱动程序。 h．在安装设备驱动程序的过程中，屏幕上会显示一个进度表对话框，这时千万不要按“取消”按钮，直到进度表上显示 100%后，才完成了设备驱动程序的安装。 i．安装完成后，屏幕上又会弹出“添加新设备向导”对话框，单击“完成”即可。 2．集线器集线器（Hub）是对网络进行管理的最小单元，像树的主干一样，它是个分枝会聚点。Hub 是一个共享设备，其实质是一个中继器。而中继器的主要功能是对接收到的信号进行再生放大，以扩大网络的传输距离。正是因为 Hub 只是一个信号放大和中转的设备，所以它不具备自动寻址能力，即不具备交换作用。所有传到 Hub 的数据均被广播到与之相连的各个端口，这容易形成数据堵塞，因此有人称集线器为“傻 Hub”。 1）Hub 在网络所处的位置 Hub 主要用于共享网络的组建，是完成从服务器直接到桌面的较方便、经济的方案。在交换式网络中，Hub 直接与交换机相连，将交换机端口的数据送到桌面。使用 Hub 组建网络灵活，它处于网络的一个星型节点，对那些与节点相连的工作站进行集中管理，不让出故障的工作站影响整个网络的安全，并且用户的加入和退出也很自由。 2）Hub 的分类 Hub 分类可以有多种方法，根据总线带宽的不同可分为 10M、100M、10/100M 自适应 3 种。根据配置形式的不同分为独立型、模块化和对叠式 3 种。根据管理方式的不同分为智能式和非智能式两种。根据端口数目的不同分为 8 口、16 口、24 口等几种。 3）Hub 在网络中的应用在前些年组建的网络中，10Mbit/s 网络几乎成为网络的主要配置，有很多 10Mbit/s Hub 作为分散式布线中为用户提供长距离信息传输的中继或作为小型办公室的网络核心，但这种应用现在已过时了，100Mbit/s 网络越来越普及，10Mbit/s 网络被淘汰已为时不远了。

10.1.4

网络操作系统

网络操作系统是整个网络的灵魂，它决定了网络的功能并由此决定了不同网络的应用领域及方向。目前比较流行的网络操作系统主要有 UNIX、NetWare、Windows 2000 及 Linux。它们在技术上各有特色。 1．UNIX 操作系统 UNIX 出现于 60 年代末期，除主要作为操作系统外，还可以作为单机操作系统使用。UNIX 是一种多用户系统，它支持联网和分布式文件系统。UNIX 作为一种开发平台和台式操作系统而获得广泛使用。目前主要用于工程应用、计算机辅助设计和科学计算等重要领域。UNIX 具有以下特点： 1）安全可靠对使用 DOS 和 Windows 的用户来说，很少有哪位的机器未被计算机病毒感染过，而 UNIX 在抵御病毒的入侵方面具有比其他任何一种操作系统更明显的优势。虽然近年来也有部分病毒开

10.1

计算机网络概述

267

始进入 UNIX 系统，但数量和种类极少。这主要是因为 UNIX 一开始就是为多任务、多用户环境而设计，它在用户权限、文件和目录权限、内存管理等方面有非常严格的规定，使系统的安全性、可靠性得到了充分保障。 2）广泛的网络互联兼容性可以这样讲，不管什么标准、什么品牌的计算机，也不管是哪一种操作系统，几乎都可以方便地接入 UNIX 网络，并保持良好的兼容性。UNIX 具有悠久的历史，大量的软、硬件生产商在开发自己的产品时都充分考虑了与 UNIX 的兼容问题，并充分利用了 UNIX 中的优秀技术。 3）可方便地接入 Internet Internet 的基础是 UNIX，Internet 中运用的 TCP/IP 协议也是随 UNIX 发展不断发展和完善起来的。所以，当局域网接入 Internet 时，UNIX 操作系统是首选。 4）存在的不足 UNIX 的微内核使用 C 语言和汇编语言编写，这些程序代码的可移植性较差，致使 UNIX 只能运行在很少的硬件平台上，所以在硬件的兼容性方面不够好。 2．NetWare 操作系统 Novell 公司的 NetWare 是基于 Intel 系列计算机的网络服务器的操作系统。在 80 年代到 90 年代，在微型机上拥有大量的用户，但近几年来，由于 Internet 应用的普及，多数操作系统都把注意力集中到在可访问 Internet 或网络互联功能的实现上。而 NetWare 操作系统在这方面存在明显缺陷，直到 NetWare 5 的推出，才使用户重新接受了它，但用户数量已大不如前。NetWare 操作系统的特点如下： 1）对 DOS 的兼容 NetWare 在许多方面虽然脱离了 DOS 的约束，但它的安装和运行仍离不开 DOS。几乎 DOS 环境下的所有应用程序和数据库都可以不加任何修改地运行于 NetWare 网络中。所以当自己的机器配置较低时或工作站的操作系统以 DOS 为主时，NetWare 是最好的选择。 2）需要专用的服务器 Novell 网络是一个专用网络，它至少要有一台专用的文件服务器，而且一旦运行 NetWare 操作系统后，文件服务器就不能作为其他用途。Novell 网络服务器的主要任务是提供对磁盘、打印机、文件服务器和设备的统一管理，为各工作站实现资源共享服务，并且这种服务主要体现在作为一个文件服务器和打印服务器上。 3．Windows 2000 Server 网络操作系统微软的 Windows 2000（以下简称 WIN）产品分为单机操作系统和网络操作系统两种。应用较多的是 Windows 2000 Server，其主要特点有： 1）内置的网络功能通常的网络操作系统是在传统的操作系统之上附加网络软件，但与此不同的是，WIN 则是把网络功能放在了操作系统之中，并将其作为 WIN 中输入、输出的一部分。 2）可实现“复合型的网络”结构在由 NetWare 操作系统组成的 LAN 中，只能存在客户机/服务器模式，而由 WIN 组成的 LAN 中，因为 WIN 内置的网络功能，可以同时存在客户机/服务器网络与点对点对等式网络两种模式，各工作站可通过不同的登录方式选择不同的共享对象。在对等网络中，各站点既是工作站，又

268

第 10 章

计算机网络

是服务器，所有站点均处在对等地位。 3）良好的用户界面 WIN 采用全面图形化的用户界面，使用户很方便地通过鼠标进行操作，这与 NetWare 形成鲜明的对比。 4）组网简单、管理方便与 NetWare 相比，组建和管理 WIN 网络非常简单，基本不需要学习太深的网络知识。在 NT 中实现资源的共享、用户组和账号的管理都很方便，但是 WIN 网络对工作站的要求比 NetWare 高。除上述的网络操作系统以外，还有 Linux 网络操作系统、Windows for Workgroups 操作系统等，其中 Linux 用户越来越多，是一个非常有潜力的操作系统，这里不再详述。

10.2

调制解调器

随着国内 BBS（电子布告栏系统）及 Internet 联网业务的日益普及，Modem（调制解调器）已成为计算机上不可缺少的组成部分。要上 BBS 和 Internet 当然需要一部 Modem，一条电话线，这就是所说的采用电话线连线上网。

10.2.1

Modem 的内部组成及工作原理

Modem 是能把计算机信号和电话信号相互转换的硬件设备。一般来说，计算机信号是“数字的”，电话信号是“模拟的”。把计算机的数字信号转换成电话的模拟信号的设备叫调制器（ Modulator ）；把电话线上的模拟信号转换成计算机能接收的数字信号的设备叫解调器（Demodulator）。当我们用电话线连接计算机时，既需要使模拟信号转换成数字信号，又需要把数字信号转化成模拟信号，向两个方向传送数据需要使用调制解调器（Modem）。 Modem 在硬件结构上主要包含发送器和接收器两大部分。发送部分包含有：数据编码器、调制器、放大器、过滤器和波形形成及信号控制电路。发送器的主要功能是把数字直流脉冲转换成一个模拟波形信号，并且在一条电话线上发送。其中数据编码器（即数据处理器 DSP）完成数据的编码和解码功能。控制器主要完成数据的纠错压缩、基本数据传输协议、响应 AT 指令等功能。接收器部分含有一个解调器及附属电路，接收部分的功能是反向转换模拟电话信号为一系列计算机和终端设备可以使用的数字脉冲信号。一个 Modem 的总体组成框图如图 10-2-1 所示，其各部分功能简述如下。 1．数字信号处理器（DSP） DSP 完成对发送数据的编码纠错、调制以及对接收数据的解码、纠错、解调等功能，它是 Modem 的核心部件。集成的 CPU 完成对外围芯片 SRAM、Flash Memory、A/D、D/A 转换及接口芯片的控制。 2．快闪存储器（Flash Memory）早期的 Modem 程序存储器大都是 EPROM 或 PROM。56Kbit/s Modem 上市后，由于不同厂家协议不兼容，为了便于程序升级，大多数 56Kbit/s Modem 都采用了 Flash 存储器（EEPROM）。Flash

10.2

调制解调器

269

存储器是在线可擦除、可烧录的非易失性存储器，用它来作为程序存储器，可便于程序升级。

图 10-2-1

Modem 组成框图

3．数/模、模/数（D/A、A/D）转换主要完成数字信号到模拟信号之间或模拟信号到数字信号之间的转换。 4．DAA（Direct Access Arrangement，直接存取设备）电路经运放调节混合起来的信号通过鉴定 1 : 1 的音频变压器来耦合到 DAA 电路。电话线上的信号与 Modem 内部的信号在电气上不能直接相连，音频变压器起到电气隔离及阻抗匹配的作用。在 DAA 内部主要使用分离元件组成了一个电流大约 25mA 的恒流电路作为直流负载。 Modem 上有两个 RJ-45 插座，一个接电话线，另一个接电话机。在待机状态下，通过继电器，电话机应连接到电话线，可正常拨打、接听电话。当发送和接收数据时，继电器切换到调制解调器通路，同时断开电话机通路，这是为了防止在数据传输时，误拿起话筒从而影响通信质量。 5．接口电路 Modem 通过 RS-232 接口与计算机相连。Modem 中有一个 DSP 到 RS-232 的接口芯片，这是一个集成的多功能接口芯片，它可提供 RS-232 接口的各种控制信号。接收的数据通过并行口送到 DSP。除上述主要几个部分以外，还有混合电路、摘机检测电路和振铃监测电路等，这里不再详述。

10.2.2

Modem 的性能指标

对一般用户而言，选择 Modem 时主要考虑的指标有两个：传输速率及纠错能力。 1．传输速率工作速度是调制解调器最重要的指标，用 bit/s 来表示。速度越快，传递同样多的数据需要的时间就越少，目前常用的高速 Modem 的传输速率为 56Kbit/s。 2．纠错能力使用不带硬件纠错能力的 Modem，在通信线路稍差一点的情况下会出现很多乱码甚至断线。因此在选择 Modem 时一定要选择支持硬件压缩和纠错能力的。要选择带有 V.41（通信协议标志）或其他有硬件压缩纠错能力的，不要贪图便宜选择只能由软件进行压缩纠错的 Modem。

第 10 章

270

10.2.3

计算机网络

Modem 的分类

调制解调器一般分为 3 种： 1．外置式这种调制解调器方便灵活，易于安装，可连接到任何地方的任何计算机上。调制解调器上设计有指示灯，便于用户监视工作状态。工作时，它需要另外的电源插座和电缆，相对价格略高。 2．内置式这种调制解调器相对体积较小，不需要额外的电源及电缆。工作时，插在主机的总线插槽上，其安装对于一般的用户可能比较困难。 3．PCMCIA 卡式这种调制解调器主要用于笔记本计算机，体积较小，如果再配合使用有专用接口的手提电话，可以随时随地联入 Internet，满足移动办公的需求。不久的将来，另外一类调制解调器将推广普及，即电缆调制解调器。它可利用已有的有线电视网络进行信号传送。相比传统意义的调制解调器，电缆调制解调器的传输速率要高出很多。

10.2.4

Modem 的安装

Modem 的安装分硬件连接和软件安装两部分，下面将分别介绍内置式 Modem 的硬件安装及软件安装。 1．内置式 Modem 的硬件安装内置式 Modem 的价格比较便宜，而且在性能上与外置式 Modem 并无本质上的差异，所以对于消费者来说，内置式 Modem 还是比较好的选择。内置式 Modem 可以根据总线接口的不同，分为 ISA 类型和 PCI 类型两种。因为 PCI Modem 采用 PCI 技术，所以比传统的 ISA Modem 具有更宽的带宽。而且所有的 PCI Modem 都支持即插即用（PnP）功能，但大部分传统的 ISA Modem 则不支持即插即用的功能。因此在安装时，需要进行设置，来解决有可能发生的中断冲突等问题。内置式的 Modem 都应有以下配件： 1）Modem 主机、驱动盘、安装说明书、一根两头为水晶头的电话线。 2）安装前先关闭计算机电源，打开机箱盖。然后辨认出自己手中的内置式 Modem 为何种总线类型，把它插到相应的插槽中，紧固好 Modem 卡。 3）Modem 依照电话线的连接方式，又分为串联方式的 Modem 和并联方式的 Modem。串联方式的 Modem 接法是将电话线的水晶头插入“LINE”口，而“PHONE”口则连接在电话线上。这样如果有电话拨入，电话机会振铃。当到网上浏览时，它具有自动切断电话机线路连接的功能。其缺点是如果将电话机与“LINE”口连接，而“PHONE”口与电话线连接，次序正好相反，当拨号时，会出现无拨号音之类的错误。并联方式的 Modem 就克服了串联方式 Modem 的“LINE”口与“PHONE”口之分，电话线可随意插入任何一个插孔，另一个插口则接电话机。但其缺点在于只要有人不小心拿起电话机，便自动脱网了。 2．Modem 的软件安装

10.3

Internet 网络简介

271

当硬件安装完成以后，便需要在 Windows 2000 环境下配置这台 Modem 的软件。打开电脑和调制解调器，这时调制解调器上至少有一个指示灯是亮的，表示处于待机状态。 1）首先，依次选择“开始”菜单、“设置”、“控制面板”。 2）然后在控制面板中找到电话形状的调制解调器图标，双击该图标调出设置窗口。 3）如果没有安装 Modem，窗口中会提示“安装新的调制解调器”。 4）Windows 2000 软件中本身带有各种类型的 Modem 驱动程序，可以按照提示中的步骤去安装。但为了使所安装的 Modem 有最佳表现，建议选择“不检测 Modem”一项，选择随机携带驱动程序，单击“下一步”。 5）选定“从磁盘安装”，出现提示插入磁盘的画面，然后插入携带的安装磁盘，单击“确定”。 6）第 5）步骤之后会出现选择调制解调器型号的画面，选定与购买型号匹配的 Modem，单击“从磁盘安装”。 7）第 6）步骤后会出现选定的 Modem 的名称、型号及要连接的接口（COM 口），单击“下一步”。最后单击“完成”，至此就完成了全部软件配置工作。

10.3

Internet 网络简介

“Internet”是一个遍布全球的信息资源网，已遍布 137 个国家和地区，使用它可以获得全球范围内各类信息资源。目前，我国也正在兴起一个建设和使用 Internet 的热潮。本节对这一热门技术进行简要介绍。

10.3.1

Internet 的结构

事实上，Internet 是由不同用户使用的不同网络上的不同机器组成的一个复杂的网络。 Internet 发展变化的速度之快令人难以想象，可以把复杂的 Internet 的物理结构描述成计算机构成的“云彩”，这云彩总是在合并和变换之中。 Internet 的参加者包括各种各样类型的机器，各色各样的组织和个人，他们之间都可通信和共享信息。在这一结构中最基本的运算单元是主机，或称节点。主机由网络连在一起，支持从每秒几百万字节到每秒数百兆字节的数据传输。构成 Internet 的主机要负责给指定的目的地发信息，获得到来的信息并进行分类，把它们分发给适当的接收者，在主机间转发数据，转换数据格式和协议。作为一个用户，同 Internet 打交道只是通过两个结构来进行：名字结构和数据存储结构。数据存储结构依赖于具体操作系统的文件结构。 1．域名结构为了简洁、统一而又包括尽可能多的信息，Internet 采用被称为域名系统（DNS）的命名方法。DNS 定义一个名字的结构的模板，从左到右，所指定的范围越来越大。一个名字由多个部分，即标识符组成，各部分之间用间隔符（或。）隔开，一个名字的一般格式如下： <账号>@<<子域名>.<子域名>.<……>.<域名>> 标识符不得超过 63 个字符，以字母开头，只包含字母、数字和连字符。如图 10-3-1 所示给出了一个有多个部门，每个部门又有多个组的子域结构，从高到低的每一级子域都使子域中

第 10 章

272

计算机网络

的用户名中增加一个子域名。每个名字都有一定的长度限制，根据 DNS 的名字编码方法，这一长度与名字中标识符的个数有关。RFC1035 规定一个名字不能多于 255 字节。每个标识符的开头是一个长度字节，然后

图 10-3-1

域和子域结构示例

是标识符的字符，所有名字的最后都有一个“0”字节，所以，每个名字除了间隔符外实际能有的字符数为：254 – 名字中的标识符数。实际的名字通常没有那么多子域，每个子域名的长度应很短，所以达不到这个长度。最左边的标识符定义用户或账号，与其他标识符用@字符隔开。用户标识符通常表明了所有者的真实身份，例如林刚在主机上有一个账号，他的用户名将用类似下面的这些标识符； LINGANG 或 LINGA 或 LG 实际上许多主机的名字都很长，有好多子域，人们很难记忆，好在可以使用一个化简的办法 KK 定义别名。通过定义别名，主机管理员可“提升”主机所在子域的级别，在第 5 级子域上的主机，其名字看上去在第 2 级子域。用这种方法，主机名 “lzg@host.level4.level3.level2.edu”可被表示为“lzg@hostalias.edu”，这样的名字就好记多了。域名字段是名字最右面的字段。域代表 Internet 最上层的逻辑划分，在 Internet 中很少像域这样规范的划分。在美国，每个 Internet 上的主机根据其用途被分到如表 10-1 所示的某个域中。表 10-1 域

名

说

明

域

名

说

明

gov

非军事政府部门

mil

军方

edu

大学和其他教育部门

org

其他组织

com

商业和工业机构

net

网络操作和服务中心

2．IP 地址如上所述，DNS 提供逻辑化的命名办法，并按一定意义把名字分组。实际上，在 DNS 的命名方法之下还隐藏着一种更为基本的命名方法 KK.IP 地址。这一地址是协议用来管理 Internet 信息交换的底层标识符，用户很少访问到它。主机在路由选择时，先要将 DNS 名字转换成 IP 地址，信息经过的中间机器也要使用 IP 地址。主机的 IP 地址是由主管部门分配用来惟一标识一个主机实体的，它是面向机器而不是面向

10.3

Internet 网络简介

273

用户的。一个主机的 IP 地址是一个 32 位的数值。像 DNS 名字一样，IP 地址也包括多个字段，字段间用“.”隔开，因此，IP 地址有时也被称为点地址。IP 地址的字节数固定为 4（每个字段 8 位），但地址的解释方法依第一字段值的不同而不同。地址包括网络 ID 和网内的用户 ID，第一字段的值表明了这两个标识符各自的长度。如果第一字节的值为 1~126，则该 IP 地址为 A 型。在 A 型地址中，头一个字节为网络 ID，其余字节为用户 ID，最多可有 126 个网络，每个网络最多可有 16 777 214 个主机，这样的地址仅供主要的服务提供者和参与者使用。 B 型地址第一个字节的范围是从 128~191，前 2 个字节用于网络 ID，后 2 个字节用于主机 ID，这样可以有 16 382 个网络 ID 值，65 534 个主机 ID 值。B 型地址被分配给较大的网络组织使用，如大学的校园网或较大的商业部门。 C 型地址的第一个字节值为 192~223，头 3 个字节用于网络 ID，最后一个字节用于主机 ID，该型地址支持多于 2 000 000 的网络 ID，但在每个网络内只支持 254 个主机 ID。C 型地址通常用于小网络或不在局域网上的机器。 D 型地址的第一个字节值为 224~239，该型地址用于小组广播。小组广播允许一个主机动态地加入或退出一个广播小组。当报文被发往小组广播地址时，所有在这一组内的主机都接收该报文，这种方法使得给一组主机发送报文变得十分容易，而且更有效地利用了带宽。 E 型地址，首字节从 240~247，该类型地址保留为以后使用。表 10-2 包括了各类型地址的实例。除了这些地址类型，还有两个特殊的 IP 地址。如果一个消息的主机 ID 被置为全 1，则该消息将广播给网络上的所有主机。当主机在一个它不知道其网络 ID 的网络上通信时，它可以把网络 ID 置为 0，在这种情况下，网络 ID 为 0 即指为“本主机所在的网络” ，在该主机收到这一消息的回答消息时，就可以从中获得真正的网络 ID，并开始用这一地址进行通信了。表 10-2 IP 地址

网络所有者

IP 地址与 IP 地址类型实例

地址类型

IP 地址

网络所有者

地址类型

12.0.0.0

ATT

128.30.0.0

MIT

128.5.0.0

Ford

192.122.59.0

Kellogg

3．DNS 概述用户信息从发送者传送到接收者的过程十分复杂，用户如果清楚 DNS 操作，就能了解主机如何为发出的信息找到目的地，这里熟悉名字服务器、名字缓冲器、分辨器、主文件、区段等概念是很有帮助的。如图 10-3-2 所示给出了 DNS 操作的简单图解。 1）名字服务器在早期的 Internet 实现中，每个主机都有一个包括寻找网上任何主机所需信息的文件，这种方法使一个主机可以很容易找到其他主机并交流信息。但是不久，Internet 的迅速扩大和不断改进使得每个主机都包含 Internet 的完整状况变得不可能了。由于发展速度快，这样的列表很快就过时了，更新这些列表所需要的网络信息流量已大得难于接受。为了解决这个问题，开发了一种集中的方式。在这种方式下，某些主机被设计为名字（域）

274

第 10 章

计算机网络

服务器，负责提供路由信息和目的 IP 地址，其他主机只知道一个或两个名字服务器的地址，在需要时从那里得到最新的地址信息。在名字服务器上列出的主机称为注册主机。任何注册主机的名字都至少列在两个名字服务器上，这样当主机或者网络出故障时，仍然可以使用另一名字服务器获得主机路由信息。

图 10-3-2

DNS 操作的简单图解

2）分辨器分辨器是在主机上运行的决定指定地址在何处的软件。当数据被发向指定目的地时，分辨器就向它知道的名字服务器查询接收主机的 IP 地址。发送主机知道把数据发给谁了，但这还不够，在 Internet 这样一个结构极其复杂的网络上，可以有几千条传送数据的路径，因此名字服务器还为分辨器提供引导信息到达目的地的路由信息。为了加快速度，分辨器保持一个名字缓冲器。名字缓冲器利用先进的技术，访问一个含有最近分辨的地址的文件。根据网络信息流量的统计分析，如果有人给某人发送了一次信息，那么此发送人可能很快又会给他发送信息。名字缓冲器就利用了这一统计结果，避免查询刚分辨了的名字。 3）主文件每个名字服务器都有一个包含所有注册主机的数据库，该数据库被称为主文件，它由 InterNIC 每周更新三次（星期一、星期三、星期五），并由 Internet 本身传播给服务器。各名字服务器利用主文件查找区段、IP 和路由信息，返回给查询的主机。 4）区段如果网络中只有注册主机，那么 DNS 操作只要求主机找到名字服务器，并提出查询就可以了，但事实上并不是所有的主机都是注册的，甚至大部分是没有注册的。其实这是一件好事，如果要求所有使用 Internet 的主机都注册，结果会令人头痛。例如，一个公司在它的网络上增加、减少一台机器或把机器移到另一个网络位置都需要改变注册状态，这样太麻烦了。为了避免这个问题，域名空间又被分为区段，每个区段有一个注册主机负责该部分的名字空间。在这部分名字空间内，可以加入和删除子域。例如，一个名为 myzone.myprovider.edu

10.3

Internet 网络简介

275

的注册主机负责在它之下的主机和名字空间的分配和维护，其下的一个主机可以是 myhost. mysubdomain.myzone.myprovider.edu。区段和子域的一个不同点是非注册主机也可以有子域，但只有在一个注册主机之下的名字空间才能成为区段。就像子域内还可以有子域一样，区段之下还可以有区段。每个名字服务器都知道其他的负责不同区段的名字服务器，当它收到某区段内 IP 地址或路由新闻的请求时，就与该区段的名字服务器联系获得信息，或引导查询主机与适当的区段名字服务器联系。前一种方法是递归分辨，一个名字服务器要调用另一个服务器，这个服务器可能又要调用另一个服务器。这样一直进行下去，直到名字被分辨。后一种方法是非递归分辨，每次被引导一个新的名字服务器，查询主机都要重新开始分辨过程。

10.3.2

远程登录

为了正确使用 Internet，充分利用其提供的资源，必须了解 Internet 提供的各项服务设施。这些服务包括：远程登录、文件传送、电子邮件、网络新闻等。远程登录服务提供了一个名为 TELNET 的协议，该协议用于登录到 Internet 的其他计算机上以便访问共享资源，例如数据库等。 TELNET 是 Internet 的远程登录协议，是用户进行远程登录的工具，其基本功能是将本地终端连接到其他计算机上，这些计算机可以是邻近计算机也可以是网络上任何计算机。一旦登录允许，该终端就成为登录机的一个远程终端，和其他本地终端享受同等待遇，登录机上的所有资源信息对该终端都是开放的。例如，该终端可以利用登录机上的命令查看所有用户目录，显示文件内容。如果允许的话，还可对这些文件进行修改、删除等操作。此外，还可利用登录机上的软件完成一定的工作等等。所以，利用远程登录服务设施，可以将 Intenet 上任一终端连接到其他任意一台计算机上，使网络上一切资源得到共享，充分发挥所有计算机的功用。 1．TELNET 的使用方法 TELNET 可以看做是一个应用程序，它提供了一个命令 TELNET。使用 TELNET 的一般格式是：在操作系统（UNIX）命令级键入“TELNET xxx”，其中 xxx 是远程主机的名字，TELNET 是命令名，例如：jida12% telnet jidall.jlu.edu.cn。在此例中，首先让 TELNET 寻找一个名为 jidall.jlu.edu.cn 的远程计算机，如果未找到，则给出该机不存在的应答。如果找到，则要登录的终端就成为该计算机的远程终端，以后的操作过程和一个本地终端的操作毫无区别。在此过程中，首先要输入用户登录名和用户口令（如果有的话），当系统确认后，即可进入命令解释程序。当用户要终止对话时，只要输入 logout 即可促使其终端与远程机脱离连接，并退出 TELNET 的执行过程，返回到该终端所在的主机的操作系统命令解释程序，以后的命令均在本地执行。 2．TELNET 的工作原理 TELNET 的实现依赖两个进程，一个是运行于用户上的顾客进程，另一个是运行于远程服务主机上的服务员进程。这两个进程相互合作，共同完成远程机和登录用户之间的会话，而这两个进程又是通过连接其主机的网络（使用 TCP 或 UDP 协议）进行通信的。顾客进程用来处理要求服务的终端在对话期间的一切事物。一旦用户通过其所在主机的终端键入 TELNET 命令，顾客进程即被启动。具体地说，顾客进程在启动后做以下几项工作：

第 10 章

276

计算机网络

1）在顾客和服务员之间建立一个 TCP 网络连接。 2）接受终端用户的输入。 3）将用户的输入转换为标准格式并发送给服务员进程。 4）接受服务员提供的回答，并将其转换为普通格式显示给用户。服务员进程运行于提供服务的远程主机上，在提供服务之前，该进程必须处于运行状态，否则远程机无法提供任何服务。在 UNIX 系统中，该服务员始终是作为系统作业运行于后台，并一直循环等待服务请求，即处于准备接收请求的状态。一旦收到请求，它立即开始工作。具体包括： 1）告知网络软件其已准备好接收连接。 2）等待一个请求的到来，该请求必须是标准格式。 3）为该请求服务。 4）将结果以标准格式发送给顾客进程。 5）等待下一个请求。这里的服务员应该能够处理各种各样的顾客。无论是运行于 IBM PC 机上的顾客还是运行于 SUN 工作站上的顾客或者运行于其他任何机器上的顾客，服务员都应该根据其特点进行不同的连接并提供同等的服务，所以这里的服务员带有通用性。为了实现这样的服务，就必须对顾客与服务员之间的通信制定一些规则，这些规则被称为“协议”或“应用协议” （TELNET 被看做是一个应用协议）。

10.3.3

文件传送

人们使用 Internet 时常要在各计算机之间传送文件。例如，把其他计算机上的文件取到自己的本地机以便进行更进一步的研究、将其他计算机上的某些程序段插入到自己的文件中以及将其他计算机上的文件打印出来以便长期保存等等。所有这些操作都意味着要把其他计算机上的文件复制到本地计算机上，FTP 正是 Internet 上完成此功能的一个工具。 FTP 的名字取自于“File Transfer Protocol”（文件传送协议）的字头。该协议用于在 Internet 上的两个计算机之间传送文件。当然，对于不同类型的机器，在使用 FTP 时也可能存在一些差别，但基本的命令结构是相同的。在计算机中，对文件及其结构的操作方法很多，文件的存取方法也很多（二进制的或 ASCII 码；压缩形式或非压缩形式等）。为了保证各种文件的正确传送，在 FTP 的实现中要考虑到各种各样的情况。因此，相对于 TELNET 而言，FTP 程序要复杂一些。 1．FTP 的使用方法下面介绍如何在两个用户已有账号的计算机之间传送文件。运行 FTP 类似于 TELNET，在执行 FTP 的命令中也要指出另一台要与用户进行文件交换的计算机的名字或地址。命令为：%ftp xxx，其中，xxx 是远程计算机的名字或地址。当用户输入该命令后，FTP 首先在远程计算机和本地计算机之间建立连接，一旦连接成功，就给用户一个提示，要求用户输入登录名和口令字。例如：jidal2%ftp jidall.Jlu.edu.cn。在上述例子中，一旦用户输入的名字和口令字都是正确的，在系统给出提示符 ftp>后，用户就可使用其他命令进行传送了。以上介绍的 FTP 的一个前提就是使用者在本地机和远程机上都已建立了账号，在进入 FTP

10.3

Internet 网络简介

277

时必须正确指出用户名和口令字。这样，用户只能对那些已有自己账号的计算机上的文件进行传送，不仅使 Internet 上一些文件的使用范围受到了限制，而且也增加了文件编写者和使用者的麻烦。比如，某人编写了一个软件包，将其放在 Internet 上，希望用户广泛使用，以验证其值正确性。如果使用普通的 FTP，编写者就必须给出一个登录名和一个口令字，然后把它们告诉给每一个要使用该软件包的用户，以便用户登录使用。显然，这是一件很讨厌的事情。而“无记名”FTP 则没有这样的局限性，它允许用户在没有自己的账号的情况下也可以访问某些机器上的某些软件。运行“无记名”FTP 的方法与运行普通 FTP 的方法一样，都是在 FTP 后加上要连接的计算机名字。但是登录时输入的不是用户的注册名字（当然用户很可能没有），而是一个特殊的匿名 “anonymous” 。口令字也有所不同。一般机器对口令字没有什么要求，任何字符串都可以；也有些机器要求用户以一个有效的 E-mail 地址作为口令字。建议用户最好使用 E-mail 地址作为口令字，使“无记名”FTP 的管理者了解正在使用该软件的是谁，以便与其联系。进入“无记名” FTP 后，用户就可以使用普通 FTP 的 get 或 mget 命令复制那些允许被复制的文件。 2．大文件和文件组的传输大型的文件或文件组需很大的存储空间，传送时也要花费很长的网络传输时间。为了减少存储空间，缩短传输时间，大文件往往不是直接存储而是将其压缩后再存储。将文件压缩的软件很多，而且每种软件采用的方法都不同，所以得到的压缩文件也不同。一般地，压缩软件可以将文本文件压缩到原来长度的 30%～70%。在网络上传送压缩文件很简单，只要使用 FTP 的相应命令且把传送方式设置为二进制即可。但是，在接收方将压缩文件还原可就不那么简单了。由于对文件压缩的软件很多，而且不同的软件之间可能存在着很大的差别，因此，对文件还原的方法也是多种多样的。一般地，在每个压缩文件名字的最后都有一个特殊的后缀，比如 Z、gz 等等，这个后缀是由压缩程序为文件自动加上的。当然，不同的压缩程序所给出的文件后缀也是不同的，表 10-3 给出了一些常用的压缩程序及相应的后缀，另外也给出了每一种压缩程序的还原程序。表 10-3 压缩文件

常用压缩程序

还原程序

文件后缀

典型文件名

Compress

Uncompress

Reuqest.c.Z

Gzip

gunzip

.z 或.gz

Aaa.gz

Pack

Unpack

Yfn7.z

Stuffit

Unsit

.Sit

Main.sit

PackIt

Unpit

.pit

Init.pit

PKZIP

Unzip41

.ZIP

Space.ZIP

Zoo210

.zoo

Arth.zoo

如果用户从远程机上所复制文件的名字中带有表中的某个后缀，那么这个文件很可能就是一个压缩文件，其还原程序的名字也隐含在该后缀后，那么这个文件应采用相应还原程序进行还原。但是，选择哪个还原程序是一个很麻烦的事儿，它不仅与所用的压缩程序有关，而且与用户所使用的计算机类型有关。在 UNIX 系统中，一般采用 uncompress 程序进行还原。

第 10 章

278

10.3.4

计算机网络

电子邮件

1．基本工作原理目前，越来越多的人们已开始使用计算机网络传递信件，这种方式被称为电子邮件（E-mail）。通过 E-mail 传递信件不仅可以保证信件的快速到达和准确投递，而且还使繁忙的办公室人员改善了通信条件并更有效地支配工作时间，同时还可以减少传统的办公室文件成堆和纸张浪费状态以及减少电话和文件搬动的噪声等等。此外，电子邮件还可以使人们能够通过电子会议与世界上任何国家的任何人讨论当今世界市场情况、股市动态以及国际局势等任何话题。例如，1996 年亚特兰大奥运会的赞助商们就是通过 IBM 公司为其配备的电子邮件系统进行意见、观点等的交流的。和其他的计算机网络一样，Internet 也提供了电子邮件服务。用户使用电子邮件传递信件之前，需要对这种服务设施有些初步的了解，另外，还要选择一个好的邮件程序。目前，每种计算机上都有很多电子邮件程序，好的程序可使用户很快熟练使用并建立自己的信箱以及让系统满足自己的各种需要。为了让读者拥有一些决策前的准备知识，在这一节中，将首先介绍电子邮件的基本原理、基本设施，然后通过介绍 UNIX 系统中的 mail 程序，使读者了解 E-mail 软件包的特性以及利用这些特性移动文件、解决所遇到的问题等。此外，还要介绍 Internet 对邮件程序的一些扩充。电子邮件不同于 Internet 上的其他应用程序。前面已经介绍了 TELNET 和 FTP，它们是点到点的服务，即服务过程中只涉及本地和远程两台计算机而且要求两台计算机间必须直接通信。电子邮件并不要求发信方和接收方能直接通信，而且一个信件从起始点到目的地可能会经过很多台计算机。实际上，一个 E-mail 信件的传递过程类似于邮局信件，因此，让我们先来看一个信件通过邮局传送的过程。电子邮件服务同样要有邮局和信箱。运行于网络中每一台邮递计算机上的电子邮件管理软件就相当于邮局，每个进行信件传送的工作站就相当于一个电子信箱。实际上，每个用户的电子信箱只是用户工作站上的一段存储区域，工作站上的每个信件写好后，需要原始邮局、中间若干邮局以及目的邮局的共同处理，才能从出发点到达目的地，最终放到用户的电子信箱中，用户每次进入电子邮件服务程序时，系统都会告诉用户在其信箱中是否有新的信件。对于信件发送者而言，只需给出一个准确的地址，其信件就会由网络负责自动传送，整个传送过程对发信人是透明的。同样，电子邮件也可以跨网络传送。也就是说，E-mail 信件可以在 Internet 和其他具有邮件服务的网络（简称 E-mail 网）之间进行传送，但此时的地址可能要复杂一些。另外，当源和目的分别被连接在不同的网络上时，还需要增加一个转接站，来自一个 E-mail 网。E-mail 网络之间的转接站通常由一些计算机来承担，这些计算机被称为应用网关。之所以称其为应用网关，是因为它们不仅是通向世界的大门，而且还必须熟知两个 E-mail 网络的 E-mail 服务，以便将一个网络上的信件变成合乎另一个网络要求的新信件。最后，E-mail 同样需要一个信封。在 E-mail 中，这个信封被称为“邮关” 。实际上，邮关只是一些词名，比如 To、From 等，它们是在信件传递过程中加到信件首部的，以便在信件停止传送时让用户对其信件经过的路径有个初步了解。 2．E-mail 地址的构成一个 E-mail 信件能否准确到达目的地，很大程度上取决于其地址是否正确。当然，并不排

10.3

Internet 网络简介

279

除某些机器或某段网络失效的情况，但在这种情况下，E-mail 信件在几天后还会被重发的。 E-mail 地址要比前面看到的主机地址复杂一些，原因有二。第一，E-mail 的世界比 Internet 大得多，它可以实现网间的信件传递；第二，E-mail 地址指出的是某机器上某人的情况而不只是机器的名字或地址，所以要麻烦一些，除了机器名字或地址外，还要写上用户的名字。下面就讨论一下 Internet 中 E-mail 地址的构成规律。 Internet 邮件地址的核心部分是一个主机名字，这台主机被称为邮件代理，它负责对邮件进行处理。实际上，一旦一个邮件被传送到代理服务器上，网络的任务就完成了，余下的工作（例如，信件分类、信件归档、信件选择等）就由代理机完成。为了将每个邮件正确地发放到每个用户的电子信箱内，在 E-mail 地址中还要写出用户的注册名字。这个名字可以是用户的真实名字，也可以是名字的缩写，还可以是其他的代表用户本人的名字。在 E-mail 地址中，用户名在前，主机地址在后，二者之间以@ 符隔开。另外主机名字应该是一个完整的名字，各级所属必须全面。例如，Errison@macc.com 以及 Wang@jida2.jlu.edu.cn 等，都是 Internet 上正确的 E-mail 地址。从 Internet 发往其他网络的邮件，E-mail 地址的构成要比内部地址的构成复杂一些。对于大多数的网络，例如 ATTmil、Delphi 等，Internet 与它们之间的网关都很简单，从 Internet 发往其上的邮件，E-mail 地址与 Internet 的内部地址一样，也具有 user.hostname 的形式，但其中的 user 不是简单的用户名字，而应在用户原标识符中再增加一些信息。对于一些复杂的网络，例如 UUCP、Bitnet 等，网间 E-mail 地址的构成就不这么容易了，往往需要加上网关的名字甚至更多的信息。 3．邮件退回的几种原因有的时候，电子邮件可能未被送到目的地。这时，未送出去的信件将被退回发信人的信箱，并被系统注明了失败原因。例如： %mail “/usr/spool/mail/zzs”：1 message 1 new >N 1 MAILER-DAEMON2 ksuvxdcom Sat Apr 22 06:18 19/“Retured Mail:Hostunknown” 看到这种情况，用户就该明白其信件并没有发送出去，而是被退了回来。读一下返回信件，就可以知道未发送的原因了。电子邮件被退回原因主要有三个，一个是邮件系统找不到收信人的计算机；另一个是收信人计算机上找不到收信人；还有一个是邮件系统虽然找到了收信人，但仍不能传送信件。

10.3.5

连入 Internet 的方法

当人们连入 Internet 时，首先应该了解一下 Internet 所提供的服务的服务级及其各级的含义和功能特点，以便于选择要连入的服务级（或服务方式）。 1．Internet 提供的服务级目前，Internet 提供下述几种服务级。 1）Internet 专线访问公司和大的院校应当采用专线访问来使用 Internet，这种方式可使用户充分使用 Internet 上的所有资源。服务提供者租给用户一条用户选定速度的专用电话线（线路的速度越快则花费越多），并给用户所在的位置安装一个路由计算机（也称路由器）。该路由器用于控制从该处所

280

第 10 章

计算机网络

发出的信件到其目的地的通信，当然也包括发向它的信件的到达控制。使用这种方法的费用很高。不过，一旦建立了这种连接，就可以将许多计算机连入 Internet。这种情况可以通过将这些计算机组成一个局域网并将该局域网与路由器相连来实现。专线访问提供了最灵活的连接，以这种方式连入的每一台计算机均是真正的 Internet 用户，它们可以执行任何网络功能。 Internet 专线访问通常对局域网的支撑结构有一定要求。开始时服务器提供者会帮助用户完成一些初始化工作，而一旦运行起来，服务提供者只负责路由器和电话线的维护，至于局域网所发生的故障就完全由用户负责了。 2）SLIP 和 PPP 在最近几年，出现了一些较为便宜的近似专线访问的技术——SLIP 和 PPP。它们是运行于通常电话线上的 Internet 软件，使用标准的高级调制解调器（Modem）。用户需要购买 SLIP 或 PPP 软件和一个调制解调器，但不必为一个很高速的连接而花费。用户甚至可以不必使用专用电话线，只需在访问 Internet 时使用 SLIP 或 PPP 拨入，而在不访问时将其挂掉即可。SLIP 或 PPP 的真正优点是它允许与 Internet 进行完全的连接，无需使用别人的系统作为“访问点”。 SLIP 或 PPP 非常适合将一台家用电脑通过一个较大的局域网与 Internet 相连，也适合将一台家用电脑（或一个很小的局域网）连入服务提供者，而后者可提供 Internet 专线访问。但它们不适合于将一个中等规模或较大的网络与 Internet 相连，因为它们的通信速度不能支持很多用户同时访问 Internet。 SLIP 或 PPP 的费用适中，它能提供很好的服务但费用相对较低。 3）ISDN 访问 ISDN（Integrated Service Digital Network）即综合业务数据网，其含义是用户与电信局交换机中心用数字电话线路进行连接。ISDN 访问可使用拨号（在需要时连接）或专线访问（与 Internet 进行永久性连接）方式。 ISDN 的最大优点以相对较低的价格提供高速访问。一条 ISDN 信道包括两条 56KB 或 64KB 的数字通信信道（依赖于电信部门的具体实现）。目前，ISDN 服务还不是很普及，很多服务提供者还没有配备处理 ISDN 呼叫的设备。 4）拨号访问拨号访问方法是在一台已具备专线访问的多用户计算机上获得一个账号（account），然后用家用电脑登录到这个远程系统网上即可进行网络操作了。但这时电脑并没有真正成为 Internet 的一部分，它只是访问了一个与 Internet 有永久性连接的服务器。很多组织提供这种服务。这种连接方法因为与他人共享这个连接，所以费用大大减少。 5）UUCP 访问 UUCP 访问也是一种拨号访问，它在标准的电话线上传递数据，所有的 UNIX 系统均支持这种服务方式。若用户找到了一个合作服务提供者（如 UUNET），就可以使用 UUCP 来收取 Internet 邮件及 USENET 的新闻了。 UUCP 比较便宜，因此也较普及。若使用 UNIX 系统并且有调制解调器，那么就可以使用了。 6）通过其他网络访问

10.3

Internet 网络简介

281

诸如 BITNET 及 CompuServe 之类的多数网络提供网关（gateway）以允许用户与 Internet 上的其他系统交换电子邮件；有的还建立了可读 Internet 公告板（USENET 新闻）的网关；有些网络还提供以电子邮件获取文件的服务，这种服务将取出指定文件并自动将其邮递给请求者，这虽然不如直接获取文件好，但还是能解决不少问题。使用这种连入方式用户绝对没有建立一个 Internet 连接，它只能获得某些服务，而且是很少的一部分。 2．服务提供者 Internet 的服务提供在市场上竞争激烈。对于一种给定的服务，常常有多个服务提供者，他们各具特色，而且价格也不相同。在调查选择时，用户或许要在如下方面折衷考虑，如服务质量与价格、初始费用与月费用、长话访问等等。在美国和加拿大的服务提供者通常分为两类：区域的和全国的。区域提供者将国家分成几个部分并分别在各自的区域中拥有市场；而全国的服务提供者则拥有全国所在区域的市场，可为全国的任何区域提供服务。但用户不论选择哪级提供者，只要连入了 Internet，便拥有了整个世界，因此两者的差别也仅在于用户的喜好而已。国际提供者（指能给不止一个国家提供 Internet 连接的服务者）较难分类。全国及很多区域提供者也提供国际的 Internet 服务，而且一些区域提供者甚至很早就开始了这项业务，并一直进行着。所以当用户需要国际间连接时，全国和区域提供者均需考虑到。所提供的服务包括服务提供者所能提供的一般服务，主要有以下几种：各种速度的专线访问、ISDN、拨号、SLIP/PP/CSLIP、UUCP、Frame Relay 等。 3．连入 Internet 的具体步骤确定了自己所需的服务级并选定了服务提供者后，用户就可以将自己所在的节点连入 Internet。当然，具体的连接工作也可委托给服务提供者或相关的机构完成，但用户也需要了解连接大致的过程。将一个节点连入 Internet 的步骤如下： ① 获得一个惟一的 IP 地址（或称为 IP 网络号）。 ② 建立一个域。 ③ 确定一个物理连接位置。 ④ 将所需软件（如 TCP/IP 协议、路由选择协议）安装并设置好。 ⑤ 将所需硬件（如网关）安装并设置好。 ⑥ 用电话线路将网关与所选用的 Internet 访问点连接起来。上述许多步骤可同时进行。有些步骤可由所选定的服务提供者免费完成。如，提供者可与 Internet 网络信息中心（NIC）联系以获得一个 IP 网络号，有的提供者还负责给安装相应的网络软件并负责从电话公司租一段线路。不管服务提供者是否完全或部分地负责完成上述步骤，了解一下这些联网步骤对用户是很有益处的。 1）获得 IP 地址所有欲与 Internet 相连的节点必须具有一个公认的 IP 地址。每个实现了的或将要实现的 IP 网络也最好提前申请一个 IP 地址，因为从登记机构处获得一个 IP 地址也要费一些周折。登记管理机构只负责分配网络部分的地址，关于主机地址的分配要由本地网络管理人员负责。在申请 IP 地址时，需要给登记管理机构提供一些信息，包括所在网络及其情况以及谁作为接洽联

第 10 章

282

计算机网络

络点等，只有这样才能获得一个适合自己的、惟一的 IP 地址。 2）建立一个域建立一个旨在 Internet 上所有节点的分散数据库中加一个关于该新增节点的登记项（实现名字到地址的转换），以便于相互间的通信。域名系统（DNS）按层次结构包含 Internet 网际上每一个节点的名字，其最上层是根区域，负责在最高层维护域名系统。目前，Internet 网络信息中心注册服务（InterNIC.Registration services）作为根区域，所有高层、许多二层和一些三层域的登记均须经过它。建立域这项工作通常由 InterNIC 来完成，它将要求用户填一张信息表，该表包括域名、至少两台主机的名字和地址等。这些主机作为名字服务器以及用户管理和解决技术问题的接洽联络点。 3）连接点定位连接点定位即寻找要连入的网络。在与网络提供者联系时，首先应问清他们的可接收使用策略，该策略定义了在某个具体网络上可接收的业务报文（如商业业务还是科研报文，UUCP 报文还是 OSI 报文）；还应当问清用户发送给其他使用不同策略的网络时的限制；然后再根据自己的需要决定连入哪个网络。 4）安装所需硬件在本地网络和 Internet 之间还需要一台机器作为网关或路由器，它负责进行路由选择以使发送包正确迅速地到达目的地。用户所选定的网络提供者会提供路由器或告诉用户应购买哪种路由器，他们往往还提供安装、初始化等一系列服务。 5）安装所需软件只有在软件的支持下用户才能访问 Internet。若用户所连入的网络运行 UNIX 系统，则可省去 TCP/IP 协议的安装，但仍需安装合适的路由选择协议软件。若所连入的网络不是基于 TCP/IP 协议的（如 DECnet），则需安装相应的格式转换软件，该软件能将其所发报文转换为网络上所有其他主机可以理解的形式。例如，基于 DOS 的微机只要安装上相应的转换软件包便可方便地实现对 Internet 的访问，而且这种软件包常常很容易搞到。 6）通信线路在美国，大多数节点是通过从电话公司租用专线来实现其与 Internet 的连接的。远距离的节点，如国外节点，可以通过卫星或微波天线进行连接。专用线有多种速度，速度越快则价格越高。用户还应当考虑到高峰期间所选用线路的负载能力。总之，要综合考虑，用最少的钱办最多的事。

10.4

TCP/IP 协议安装和测试

由于 TCP/IP 协议在网络中的应用比较多，所以本节针对 TCP/IP 的使用进行简要介绍。 TCP/IP 协议在工作站和服务器上安装后整个网络就可以工作在 TCP/IP 协议上了。 Windows 2000 Server、UNIX/Linux 和 Netware 等，工作站 UNIX/Linux、Windows 2000 均支持 TCP/IP 协议，下面举例说明该协议的安装和测试。

10.4

10.4.1

TCP/IP 协议安装和测试

283

TCP/IP 协议在 Windows 2000 上的安装

1．在“控制面板”中双击“网络”图标，在弹出的窗口选择“配置” ，单击“添加”按钮。 2．在弹出的“请选择网络组件类型”窗口中，单击“协议”，然后单击“添加”按钮。 3．在弹出的“选择网络协议”窗口中，在左边“厂商”栏中选定“Microsoft”后，选定右边的“网络协议”栏中的“TCP/IP”，然后单击“确定”按钮。 4．在“配置”标签中，单击“TCP/IP”，然后单击“属性”按钮。 5．弹出的“TCP/IP 属性”的窗口中，在“IP 地址”标签中选定“指定 IP 地址”按钮，然后用户正确填写“IP 地址” （“201.222.5.121” ）和“子网掩码” （“255.255.255.234” ）选项，在“网关”标签中，添加相应的网关地址；如果局域网没有 DNS 服务器，则在“DNS 配置”标签中，设置使 DNS 选项无效，否则选定“启用 DNS” ，并分别在“主机”和“域”项中填写相应的主机名和域名，在“DNS 服务器搜索顺序”中填写 DNS 服务器的地址，然后按“确定”按钮。 6．单击“确定”按钮，系统自动修改配置并提示重启 Windows 系统，这样，用户就完成了 TCP/IP 协议的操作。

10.4.2

利用 Ping 命令测试网络

Ping 命令通过发送测试信息包和接收返回信息包，可以判断接入线路和网络连接状况，对我们检测网络来说是非常简单实用的。下面介绍 Ping 命令的工作原理和使用方法。 Ping 这个工具最先使用在 UNIX 操作系统中，后来，渐渐也在网络设备里采用，微软在 Windows 98 / 2000 / XP 里也有类似的工具，利用 DOS Command Shell 就可应用这种工具，由于 Windows 2000 / XP 应用比较普遍，这里就以 Windows 2000 操作系统自带的 Ping 命令为例，介绍它在检测网络和判断网络故障中的应用，至于 UNIX/Linux 等系统的 Ping 命令使用方法也与之类似。 Ping 命令执行后，它发出一个名为 Internet Control Message Protocol（简称 ICMP， Internet 控制信息协议）Echo Request Packet（回送请求包）的信息包。ICMP 信息包是一种特殊 IP 的控制信息，它主要用于在两个主机之间交换网络信息。当一台机器接收到一个 Echo Request（回送请求）信息包时，它会返回一个 Echo Reply（回送答复）信息包，并将原来的 Echo Request 信息包放在 Echo Reply 信息包的数据中。 Ping 命令的使用很简单，用户可以在“开始”的“运行”状态直接键入 Ping 命令，也可以先进入 MS-DOS 方式，再键入 Ping 命令。 Ping 命令的通常使用方式为： “Ping 主机名” ，主机名可以是机器名（DNS 域名）或者是具体的 IP 地址，为了介绍 Ping 命令的使用方法，下面使用 Ping 命令测试 Internet 上的 microsoft 站点，正常情况下 Ping 的输出结果应该如下：键入“Ping www.microsoft.com”命令，屏幕显示： Ping www.microsoft.com[207.46.230.219] with 32 bytes of data: Reply from 207.46.230.219: bytes=32 time=1098ms TTl=234 Reply from 207.46.230.219: bytes=32 time=1074ms TTl=234 Reply from 207.46.230.219: bytes=32 time=1011ms TTl=234

第 10 章

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计算机网络

Reply from 207.46.230.219: bytes=32 time=1194ms TTl=234 在上例中，用 Ping 检查www.microsoft.com站点，即每秒钟向www.microsoft.com 发送一个 ICMP回送请求信息包，当 Ping 程序从远程主机（www.microsoft.com）收到回送答复信息包时，它屏幕上显示一些回复信息，回复信息中含有许多有用的含义，根据这些含义就可以用来及检测网络运行情况。第 1 行信息代表用户 Ping 主机 DNS 域名对应的 IP 地址。第 2 行到第 4 行是收到主机返回信息的情况，格式都一样，这里以第 2 行为例：第 1 条信息是返回答复的主机的 IP 地址（如本例的www.microsoft.com 的 IP 地址为 207.46. 230.219）；第 2 条信息是字节数（bytes），通常是 32 个字节；第 3 条信息是获得答复所用的时间（time，单位 ms）；最后一条是 Time To Live (TTL)。每一个被发送出的 IP 信息包都有一个 TTL 域，该域被设置为一个较高的数值（在本例中 Ping 信息包的 TTL 值为 255）。当信息包在网络中被传输时，TTL 的域值通过一个路由器递减 1；当 TTL 递减到 0 时，信息包被路由器抛弃，IP 规范规定 TTL 应设置为 60，但通常 Ping 信息包的 TTL 设置则为 255，这样设置主要是为了让信息包永远在网络中存在。TTL 信息具有非常有用的特殊含义，我们可以使用 TTL 大致确定该信息包经过了多少个路由器。用 255 减去 N，N 是返回的回送答复的 TTL，就是信息包经过路由器的数目，如本例中信息包从www.microsoft.com 站点返回用户端经过了 255 – 234 = 21个路由器，如果 TTL 值在连续几个 Ping 中发生变化，这说明返回的信息包经过了不同的路由途径。 Time 显示了信息包到达远程主机的时间，计算单位默认为s。通常情况下，来回时间变化不大，如果看到来回时间变化很大的话，这说明用户同主机之间的连接状况很差。这样读者对 Ping 命令的使用有了一个初步的了解，可以对 Windows 2000 进行循环测试，输入“Ping 127.0.0.1”命令后，如果正确的话，发送给 127.0.0.1 地址的信息不向外传递，只能传回给自己，专门用于测试。还可以用 Ping 命令给主机自己的 IP 地址发送信号，以检查本机地址是否与网上其他主机冲突。

10.5

网络故障诊断及日常维护

任何一个像网络这样的复杂的系统，都会产生各种各样的错误与问题。比如在关于 Windows 2000 的系统资料中，一致都认为 Windows 2000 软件至少包含 200 0000 条代码，这么多的代码都不出现问题是不可能的。微软公司推出的 Windows 2000 的纠错盘意义也说明了这一点。而当系统联网后，其出错的可能性将大幅度增加。在此不可能列出系统运行时的各种可能碰到的问题和维修方式，只能选择一些最为常见的例子列出。【例 10.1】 Windows 2000 安装失败。安装 Windows 2000 系统时，出现错误可能由于以下原因： 1）网络接口卡（NIC）

10.5

网络故障诊断及日常维护

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NIC 最常见的问题与 I/O 地址、中断（IRQ）及跨接线设置有关。中断冲突容易引起系统崩溃，显示错误号为 0x000000A——IRQ 希望小于它或者至少相等。Windows 2000 对于中断特别敏感，相同硬件情况下对于 DOS 或 Windows 9x 完全能容忍的情形它都无法装入。特别地，Windows 2000 不能允许两个硬件设备共享同一个中断。对于网络接口卡或其他设备安排使用 IRQ3 的系统，由于 IRQ3 多为 COM2 所用，所以这是一个典型的问题。在这种情况下，有必要中止 COM2 的使用，要么用机器制造商提供的 CMOS 启动应用程序，要么在物理上移去 COM2 端口卡。用来替代的（也更容易的）另一种方法是，可以考虑在网络卡上使用不同的 IRQ 设置。对 I/O 地址及卡跨接线设置也有相同的问题，要么是 I/O 地址与另一个设备 I/O 地址重复，要么卡的跨接线设置与 Windows 2000 安装过程提供的设置不匹配。这些故障通常都还是允许系统起动的，这时可以从事件管理器上观察出现的问题。最好的解决方法是关闭 Windows 2000，把怀疑有问题的卡拿出来，检查跨接线设置，查看卡所带的硬件文档，了解到底怎么设置。当用软件为一些未编程的卡进行设置时，这些应该是用软件构造的卡所在 Windows 2000 下不能正常工作，这时就必须用 DOS 构造应用程序重新设置该卡，然后运行 Windows 2000。还有一种有效的方法，那就是检查 NETWORK.HLP 文件，这是 Windows for Workgroups 资源箱提供的。为 Windows 2000 的用户推荐 Windows for Workgroups 资源箱看上去有点奇怪，不过，这个资源箱的帮助文件含有大部分网络卡的全面描述，还包括一些在线显示跨越的设置，建立 IRQ 和接线地址的联系。在洞悉网络卡问题时，这能节省大量时间。注意其他常见 IRQ 冲突包括 COM1（COM2）及打印口。另外，Windows 2000 绝对不允许共享中断。如果操作系统已经启动，事件管理器表明没有驱动器的硬件错误，这时就应检查确认在网络中没有重复使用的计算机名，不然就联不进网络中去。 2）RAM 当启动程序指示说存储空间不够，无法装载系统，而能确认装载系统的空间足够时，很可能是由于存储器升级后系统组成还没有重新设置。对于 EISA 和 MCA 系统就更是这样。对某些 ISA 系统这也会发生。在运行硬件制造商提供的系统结构应用软件时，如果试图在一个系统上安装 Windows 2000，而该系统没有足够内存，无法运行 Windows 2000 CD-ROM 的图形安装程序，也可以用 WINNT.EXE ——基于 MS-DOS 的 CD 安装程序完成一次安装。不过要注意到这种情况下的 Windows 2000 在 12M 下运行时，性能要比现在流行的 124M 差得多。如果 BIOS 无法识别大的 RAM，这时就需要设法使 BIOS 升级。需要时可与硬件制造商联系。如果出现存储区奇偶校验错误，Windows 2000 也无法运行，这时最好的方法只是更换 RAM 芯片。【例 10.2】 Windows 2000 启动失败。配置不当造成的系统自举失败有许多种因素。如果用户能够成功地引导系统，系统能运行只是启动后屏幕空白，则错误可能是：在建立 Windows 2000 时，显示器类型设定与用户特定硬件不兼容。

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第 10 章

计算机网络

因此，对于一种自举故障，第一件事便是从“Last Known Good”配置菜单中，选出一个上次成功的配置。如果仍然不起作用，可以试着使用 Windows 2000 紧急启动盘。其方法是：将最初 Windows 2000 的引导盘插入驱动器 A 中，重新启动计算机。这时系统将询问用户是需要安装还是进行维修。选择选项“修理” ，然后插入紧急启动盘，则系统将自我修复。所幸的是，系统拥有自我修复功能。如果上述方法仍行不通，则可能是其他原因，下面就常见的情况加以说明。 1）使用了老版本的 BOOT.INI 文件此问题最关键的一点便是 Windows 2000 无法从 BOOT.INI 中获得正确的安装路径。不同的 Windows 2000 版本中的 BOOT.INI 文件格式不同，因而指向的目录有时便不一致。如 C:\WINDOWS 或 C:\WINNT\WINDOWS 或 D:\WINNT。但有的 BOOT.INI 文件标注成“只可读”，这时 Windows 2000 的版本变动便不影响到 BOOT.INI，该文件没有更新。所以有 Windows 2000 虽然能够引导，但没有完成整个引导进程。所以在安装一个新的 Windows 2000 版本之前，要先使得 BOOT.INI 文件是既可读又可写的。也可以编辑查看 BOOT.INI 文件是否指向了正确的安装路径。最后说明一点，由于容错性及驱动器号的易变，在“Boot Manager” （引导管理程序）中的驱动器字母可能不同于 Disk Administrator（磁盘管理程序）或 File Manager（文件管理程序），因此最好使用 ARC 式的句法。这一点将在下面的“不可识别分区类型”中谈到。 2）不可识别分区类型当系统的分区设置与众不同，分区类型不被 Windows 2000 系统认可时，安装 Windows 2000 也能装入，但分区类型将判断错误。如，自举子系统会认为系统文件位于 0 分区上，而实际系统文件会在 1 分区上。对于这类错误，也须通过编辑检查“BOOT.INI 文件,确保其提供的分区、逻辑磁盘驱动器、目录等信息正确。另外，用户还可能要检查、校正一下初始分区地址的 ARC 系统格式句法，如下所示： SCSI（0）DISK（0）RDISK（0）PARTITION（0）\WINDOWS“Windows 2000” 这儿最可能出问题的便是 PARTITION（0），其次是 SCSI（0）。按照分区表的内容，将分区数改为 0、2 或别的数。分区表内容在 DOS 系统机器上可用 FDISK 程序来检查。 3）OS Loader 的问题有时候，BOOT.INI 文件在 OS 开始装载时正确，却引导了错误路径。这时可能开动了 OS loader 的蓝色屏幕，但会出现两种错误中的一类： Could not read from the selected boot disk，或 The system did not load because if could not find the following File：… 这种现象表明，BOOT.INI 文件仍有问题。处理办法是：回到另一个操作系统中，从软盘启动，或者在 RISC 机器上使用内部监控程序来查看此磁盘目录结构。手工编辑 BOOT.INI，对前面查出的文件与目录的不当之处修改，再重新进入系统。 4）删除了文件 NTDETECT.COM

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网络故障诊断及日常维护

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Windows 2000 在 x86 系统上启动时，要利用文件 NTDETECT.COM 来探查系统的硬件配置，并依此来更新配置注册处的硬件信息，开始进行自举进程。这种模式也避免了在硬件系统发生变化时，Windows 2000 系统出错。但是，反过来，如果 NTDETECT.COM 文件丢失，系统也就无法完成自举功能。且出现非常严重的错误提示：0x00000067 号系统错误——配置初始化错误。当然这个错误号也说明 BOOT.INI 文件有错。具体表现是在 BOOT.INI 文件中，除了有 Windows 2000 安装时所设置的内容，还另外多出了一行。因此还有必要检查 BOOT.INI 文件。如果此文件完好无损，则说明 NTDETECT.COM 有误，需从安装软盘或安装 CD 上重新装入 NTDETECT.COM 文件。 5）丢失引导 NTLDR 文件在自举过程中，还需要引导 NTLDR 文件。如果此文件丢失（在 C 驱动器根目录下无法找到），则 Windows 2000 无法自举。解决方法是：利用紧急修复盘修复或者从磁盘（或 CD）中将此文件拷回硬盘中。 6）无法引导回到先前的操作系统此症状的原因在于一个名为 BOOTSECT.DOS 的隐含文件丢失或找不到。此文件存储了硬盘的物理位置分布信息，借助它 Windows 2000 系统才可以从 Windows 2000 中引导回到了 DOS（或其他操作系统中）。而一旦文件丢失或在引导过程中找不着，则引导过程失败，生成失败信息：Couldn’t open boot sector file。而且此文件没有好方法恢复。该文件存放的信息与各台机器的硬盘实际布局有关，如果能够找到一台磁盘布局、分区、目录结构与此台机器完全一致的计算机，并将其 BOOTSECT.DOS 文件拷贝到出问题的机器上，或许能够引导成功。实在没有办法时，用户只有重新回到 Windows 2000 中，备份所有文件，用原先操作系统重新对硬盘格式化，并重装系统。 7）OS/2 Boot Manager（引导管理程序）的兼容性问题 Windows 2000 中有个文件 Windows 2000 Flexboot，与 IBM 提供的 2.0 版本、2.1 版本 OS/2 的文件 Boot Manager 不兼容。它们虽然功能相似，但是若先装入了 OS/2 Boot Manager，在装入 Windows 2000 Flexboot，则难以正常工作。解决方法有两种。最简单的一种方法是，不使用 OS/2 的 Boot Manager 程序，而由 OS/2 Dual Boot 特性及 Windows 2000 共同作用，来完成其功能。不过带来的缺憾是：对于磁盘的多分区引导，不如原先那么灵活。另一种方式是，先装入 Windows 2000 Flexboot，再装入 Boot Manager。其步骤是：从安装盘上引导 OS/2 系统，在首次遇到 OS/2 命令行时按 Escape 键，导出 OS/2 的 Fdisk 程序，再重装 Boot Manager，为系统中的每一个可引导分区加上入口。这样处理操作时不太会出问题。OS/2 的 Boot Manager 提供一个引导至 DOS 或 OS/2 的选项。如果选择了 DOS，则引导后将得到 Windows 2000 Flexboot，由它给出 Windows 2000 或 DOS 的选项。不过这时还存在的一个问题，Boot Manager 及 Windows 2000 Flexboot 对于系统中哪个字母代表哪个分区看法不一。为了解决这个问题，简单的处理是把 OS/2Boot Manager 放在驱动器

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的最后一个分区上，Windows 2000 则放在驱动器当时启动时最靠前的分区中。这时，两个系统对所有分区的指定字母就一致了。【例 10.3】 Windows 2000 中的 CPU 故障。 CPU 如果有故障，系统根本无法运行。但个别情况也是需要用户注意并加以防止的。如果运行过程异常缓慢，处理器好像被什么任务所阻滞（实际上不该有），则应检查下面两种情况是否存在： 1）首先查看“涡轮开关（turbo switch）” 是否被抑制： 2）重新启动计算机，查看 CMOS 的设置。看看计算机的单个或多个存储区是否设置为等待状态（等待状态下计算机有效运行的效率只有指定的计算机 CPU 时钟速率的一半。因为每经过一个涉及存储器存取的时钟周期，都要等待或空闲一个周期，直至存储器状态稳定下来）。如果用户系统确实处于这种状态，再进一步将其设置为零状态，看看这时计算机是否拒绝运行。假定确定如此，便说明处理器上的存储器无能力全速运行。用户必须更换一个速度更快的存储器芯片。【例 10.4】 Windows 2000 磁盘驱动器或 CD-ROM 故障。 1．磁盘驱动器失灵这一种故障出现的不多，如出现的话其原因常常是由于无法终止一个 SCSI 链。其处理检查过程是，先确保链中最后一个设备已被终止，系统也确有终止的能力。如果 Windows 2000 系统的磁盘驱动器在安装时一切完好，而运行一段时间后失灵，则原因可能是 BOOT.INI 文件有问题。处理方法可按前面所述，恢复配置，使用紧急启动盘。 2．CD-ROM 故障在 Windows 2000 中，有关 CD-ROM 最棘手的问题便是：在一个先前没有 CD-ROM 的系统中装入 CD-ROM，由此产生许多问题。使 Windows 2000 识别的过程很简明，先运行“Control Panel Services Apple”，选择对象“SCSI CD-ROM”，将启动值设置为自动即可。这样，系统引导时，便启动了此机构（对于特定的 CD-ROM，可能还需要将 CD audio 入口设置为自动）。如果用户要立即使用 CD-ROM，且不想重新启动 Windows 2000 系统，可以用人工方式开启此机构。下面，将从 3 个方面介绍使用 CD-ROM 时，可能出现的故障及处理方式。 1）无法识别 CD-ROM 上的数据这种情况主要源于使用了 ISO 9660 CD 的扩展格式。 Windows 2000 只支持 ISO 9660 CD-ROM 格式，对其扩展格式，则不支持。其扩展格式，如 Rock Ridge CD-ROM 格式目的在于为使用 CD-ROM 的系统提供附加特性。如 UNIX 之类的系统，要求文件名比较长，目录结构性能比较复杂，这些都在补充的扩展格式中得到满足。虽然 CD-ROM 操作器能够识别这些格式，在 Windows 2000 中这类 CD 也是不可读的，故需避免。 2）Windows 2000 性能受到影响使用 CD-ROM 运行时，某些 CD-ROM 操作器对 Windows 2000 性能产生很多戏剧性的影响，其中 NEC 的 Intersect 系列操作器的问题，尤为突出。产生这种现象的原因是 CD-ROM 阅读器上跳接开关的设置，该开关在读取操作时防止了脱

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接。但 CD-ROM 的磁盘阅读操作速度非常慢，如果没有可能脱接，则在磁盘读取操作结束之前，其他设备便没有办法访问 SCSI 接口卡。故解决方法应是在查阅有关 CD-ROM 的文献，在必要时重置跳接开关，保证在读操作期间，能激活磁盘的连接。 3）非 SCSI CD-ROM 设备的使用在现在 Windows 2000 中，适合于专用的 CD-ROM 的驱动软件到目前为止仍未出现。没有一种简明的方法让 Windows 2000 识别这类 CD-ROM 设备，包括“Creative Labs SoundBlaster Pro.”卡。有一种替代的权宜之计是：将 CD-ROM 安装在一台 Windows for Workgroups 计算机上，然后用 MSCDES.EXE 程序中的“/s extension”来共享网络中的 CD-ROM，这样 Windows 2000 将把共享的 CD-ROM 驱动器视为虚拟磁盘驱动器而通过网络对它进行访问，但无法直接识别这类驱动器。【例 10.5】 Windows 2000 显示器故障。有种最常见的显示器故障是：用户利用 Windows 2000 Setup 来改变显示器的设置，想因此提高显示器的分辨率，可是效果却出现一片空白或者图像不稳定。对于这种情况，只要用户不曾改动系统其他配置，一般使显示器工作正常的方法是：首先等待一段时间，使所有硬盘活动都停止（时间不少于 15 秒）。然后使用复位开关。Windows 2000 重启动时，首先是用字符方式起动，避开显示器分辨率的问题。随后，出现“Press Escape for Last Known Good Menu”选项，用户可迅速按下 Escape 键，并选择“Last Good Configuration” ，系统将返回工作正常的显示器状态下。【例 10.6】 Windows 2000 打印故障。 1．中断冲突 Windows 2000 中许多打印故障与通信端口故障性质相似，都是由于中断引起（不允许两个设备同时拥有中断）。行打印机 1#端口使用的典型中断是 7，它与许多声音卡（包括 SoundBlaster Pro 卡）在缺省时使用的中断号一致，因而造成许多麻烦。如果 Windows 2000 拒绝识别连接在 LPT1 上的打印机，则在命令行提示符下键入命令： mode LPT 1：如果这时出现的信息为“Device Not Found” ，则说明 IRQ7 已被别的硬件设备占用。解决的办法是，在系统注册处找出谁在使用它，或者将此占用设备移开，修改设备的设置，或者学会适应这种情况，避免再发生中断冲突。 2．打印驱动程序的问题在通常的 Windows 2000 系统中，远程打印机可以利用安装在打印机服务器上的打印驱动程序来进行打印操作。但在网络中，如果同时拥有 RISC 版本和 Intel 版本的 Windows 2000，那种常用的打印驱动程序的处理方法就不适用了。因为一个 Intel 打印驱动软件对于 MIOS RISC 机器不起作用，且在用户连接一台打印机时，出现错误提示，告诉用户，服务器没有装入合适的打印驱动程序。对这种情况的处理办法是，用户在本地机器上装入打印驱动程序或者在打印服务器上装入

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其他类型的打印驱动程序。例如打印服务器是一台 RISC 机器，则用户可以补充装入 Intel 打印驱动程序。而对于装入其他类型的打印驱动程序，则： 1）使用系统管理员的账号登录到非本组的计算机上。如要在 MIPS 机上装入 Intel 驱动软件，则登录到 Intel 机上：如果在 Intel 机上装入 MIPS 驱动软件，则从 MIPS 机登录。 2）启动打印管理程序，选择菜单项“Server Viewer” ，从中选出要装入驱动软件的服务器。 3）选出所安装的驱动程序所对应的打印机然后选择“Print Properties”，按下“OK”按钮确认。 4）这时系统将询问打印机驱动软件的来源，用户可以根据实际情况回答是 CD-ROM 设备，还是打印服务器，或是指定的磁盘。这样，便在服务器中装入了需要的打印驱动软件。上述操作，亦可以在任意一工作站上完成。只要人们拥有对于服务器的系统管理员账户及对应于相应的 RISC（或者 Intel）打印驱动程序的访问权限，便可以利用“文件管理程序”远程操作，完成同样作用。这时，任何与打印服务器相连接的系统，均能够找到适合于它的驱动软件。这样开始时提的问题将得到解决。登录到打印服务器上的 Intel 机器会找到 Intel 的打印驱动程序；而 RISC 机器则能找到 RISC 服务器。如果在使用过程中，同时有多个 RISC 类型的机器，情况将更复杂，需要更多的内存。这种情况，我们将不进行分析。【例 10.7】 Windows 2000 的连接故障。 1．网络卡故障网络卡最常见的故障现象便是用户无法联入网络中，造成此现象最可能的原因是网络电缆的连接问题。在这种现象发生时，应进行下列检查： 1）网络电缆与计算机之间的连接； 2）网络电缆与墙上走线的连接； 3）对于 10 base 2（Coax）Ethernet 连线，还应注意其连接链是否断开。网络电缆常常并未真正插入计算机中，造成许多故障。若是 10 base 2 电缆，则断开了所有的子网用户。故出现网络故障时，第一步应检查并确保所有的连接无误。然后再运行 Windows 2000 的事件管理程序，看看其是否报告了什么网络错误。 2．判断软、硬件错误首先应该判别一下用户的计算机是否一直在进行网络通信，借以判断故障原因是由于软件的误配置引起的软件错误，还是由于网络工作期间硬件出了故障。具体方法是使用命令： net send/BROADCAST 此命令之所以有用，因为它属于系统中比较低的层次上操作的命令，故而可以可靠地告诉用户网络的安装是否适当。当网络安装顺利并能进行网络通信，只是计算机不能正常地登录到网络中时，使用此命令将能够把一条广播信息送至子网的全部计算机的屏幕上。也就是说，当打入命令“net send/BROADCAST Can anyone hear me？”时，消息“Can anyone

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hear me？”如果会在本地子网所有 Windows 2000 工作站或服务器中以弹出消息窗口的形式出现，这样处理后，便可以立即判断出故障不是硬件原因。当命令并没有在其他用户的屏幕产生指示，可是返回的信息却说“广播消息已经发送到当地网络域内的用户那了” ，而且低层次的 Windows 2000 软件、驱动器和传送器工作也正常（能从网卡中得到指示），则说明故障原因是网络电缆不良，由此使网络传输没有正常进行，以致计算机外某处信号便被阻滞了。 3．TCP/IP 配置错误由于 TCP/IP 设置文件，如 HOSTS，LMHOSTS 等，并没有纳入 Windows 2000 配置注册处，故无法利用配置注册处的特性来检查配置的故障，也没法利用重装“已知良好”的配置方法来更新此部分内容，清除故障。用户只能借助于命令 Ping 来查出故障所在，然后利用文本编辑器来重新编辑出错的文件，以便消除故障。所以正确的 TCP/IP 配置文件，最好能留备份，以便出故障时能迅速排除错误。 4．中断设置问题有时候，网络卡的中断等级设为 3，由于中断 3 一般为 COM2 端口占用，Windows 2000 又不允许共享中断，则很容易出现网络故障。当网络卡的中断等级定为 3 时，有这样两种可能： 1）NT 能够启动，但网络拒绝运行； 2）NT 启动时，便在蓝色屏幕上出现信息：“Error 0x0000000A-IRQ expected to be less than or equal”。这是一种最严重的情况。无论怎样，要解决这种中断冲突的故障，必须对网络卡重新进行中断设置，然后在菜单 “Control Panel/Network”中，改变相关网络卡以改变 IRQ 设置。 5．其他故障另外还有一种情况：计算机能够自举，但网络卡不起作用。这时，关机取出网络卡，并改变其设置，放回原处后，重新开机，再改变“Network Control Panel applet”中的设置，再次关机后启动，系统一般就能恢复正常了。如果不行的话，说明不是中断故障。若同时确定了不是电缆故障的话，可以从头进行故障寻找，看看网络卡是否连接好了，还可用 Ping 命令（针对 TCP/IP 网络）或 net send/BROADCAST 命令（针对 NetBEUI 及其他 SMB 网络）进行相关检查。还有个别情况下，网络卡上有可编程的中断 I/O 设置，低层次的网络软件查看时网络连接良好，但开始时便无法工作。这种故障可沿用下述的步骤： 1）计算机热启动，关闭 Windows 2000 后，选用“Restart”开关，再启动。 2）用“net send”命令若操作正常，说明所用的网络卡进行软件设置时要经过两个步骤。用户可以通过更新配置来进行重配置（如允许的话）；或者用户在使用网络卡之前必须再热启动一次系统。若操作结果表明由于网络故障而未能送出网络广播消息，则说明和网络卡有关的低层次的软件出了故障。这种故障一般会列入系统的事件日志中去。这种低层次的故障表明，由于种种原因，软件

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无法识别网络卡，或许是因为网络卡配置不当，或许是由于网络使用了错误的驱动器，总之要查看一遍网络卡，看看其设置与“Network Control Panel”中的是否一致，并检查驱动器是否正确。【例 10.8】 Windows 2000 下检测不到 Modem 的处理。 1．解决资源冲突虽然 Windows 2000 具有自动检测功能。但是，如果 Modem 所使用的通讯端口被设置为计算机上其他设备使用时，那么 Modem 将无法工作，自然，Windows 2000 也就无法检测到它。通过下面的方法可确认 Modem 是否存在资源冲突问题：单击“开始”→“设置”→“控制面板” ，双击“系统”图标。如果对话框中“设备管理器”选项上的某项设备旁边出现带感叹号的黄圈，那么表明该设备可能与 Modem 端口使用了同样的设置，从而发生了资源冲突。双击该设备，单击“资源”标签，在“冲突资源列表”中查找资源冲突，试着将与 Modem 发生冲突的设备配置为使用其他资源，一般来讲，Windows 2000 会自动显示该设备的可用资源，只需从中进行选择即可。需要注意的是，由于在大多数计算机中，COM1 和 COM2，COM3 和 COM4 共用一个串行口，因此 COM1 和 COM3，COM2 和 COM4 不能同时使用。如果 COM1、COM2 上有其他设备，如串行鼠标，就不能再在 COM3、COM4 上使用 Modem。此外，如果将 COM1 或 COM2 重新定义成 COM3 或 COM4，还必须在 COMS 设置中进行重新设置，为它们分配正确的地址和 IRQ。如果将 Modem 配置为使用 COM4，而显示卡使用的是早期的 S3 芯片，那么 Modem 也可能无法正常工作。这是因为某些早期的 S3 芯片在 Windows 2000 中执行 I/O 地址映射来解码时会出错，这些芯片包括 810、805 和 928 版本、Diamond Stealth32、Diamond Stealth64、Orchid Technology Fahrenheit128。解决的方法有 4 种： 1）更新显示卡的驱动程序； 2）改变 Modem 所使用的物理端口，将它与其他可用端口相连； 3）降低显示器的分辨率和色彩，关闭显示卡的硬件加速功能； 4）使用 Windows 3.1 下的 S3 显示驱动程序。注意，如果在 Windows 98 中使用 Windows 3.1 的显示卡驱动程序，会丢失一些 Windows 功能，如动画鼠标指针、鼠标指针轨迹和 fallback 视频支持等。再次运行“添加新硬件”向导，如果 Windows 98 自动检测到该端口并且该端口也出现在“设备管理器”选项中，但是仍然检测不到 Modem，请确认 Modem 自身是否存在问题。如果 Modem 所使用的端口仍未出现在“设备管理器”选项中，请进行下一步。 2．手工安装 Modem 如果 Windows 2000 没有自动检测到 Modem，就需要用“安装新硬件”向导手工安装 Modem。单击“开始”→“控制面板” ，双击“Modem” 。如果“安装新硬件”向导没有启动，单击“添加” 启动它。单击“不检测 Modem” ，直接从列表中选择取“复选框，再单击下一步” 。在“厂商”和 “型号”下面，选择与 Modem 相匹配的类型，在“请选择此 Modem 使用的端口”下面，单击安装 Modem 的通讯端口，然后单击“下一步/完成”。如果不能肯定 Modem 安装在哪个通讯端口，请参考 Modem 的安装说明。安装完毕后重启“控制面板/Modem” ，在“诊断”选项上单击 Modem 端口，单击“详细信息” ，如果收到出错信息或是“标识符”框中没有显示任何信息，那么表明 Modem 安装不正确，需进行下一步。

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网络故障诊断及日常维护

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3．安装与 Hayes 兼容的 Modem 或标准 Modem 与 Hayes 兼容的驱动程序是大多数 Modem 常用的驱动程序，因此，安装与 Hayes 兼容的驱动程序并将其设置为 Modem 支持的最大波特率，通常是解决问题的好办法。为避免冲突，在安装新的 Modem 前应将计算机上其他的 Modem 拆除。安装与 Hayes 兼容的驱动程序步骤与手工安装 Modem 一样，只要注意在“厂商”下面单击 “Hayes” ，在型号下面单击与 Modem 支持的最大波特率（此数据请查阅 Modem 的说明书）匹配的驱动程序（与 Hayes 兼容的），然后单击“下一步/完成”即可。如果 Windows 2000 仍收不到来自 Modem 的信息，那请为 Modem 安装标准 Modem 驱动程序。在“厂商”下面单击与 Modem 支持的最大波特率匹配的驱动程序。执行测试 Hayes 兼容的 Modem 的步骤，查看 Windows 2000 是否收到来自 Modem 的信息。 4．检查 Modem 是否已被启用、所选端口是否正确单击“开始”→“设置”→“控制面板”选项下单击“端口” （COM1 和 LPT）分支边上的加号（+），单击选中“Modem”，再单击“属性”按钮，查看“在此硬件配置文件中禁用”复选框是否已被清除。同时，在“常规”选项下检查列出的端口是否正确，如果不正确，请选择正确的端口，然后单击“确定”。 5．确认 Modem 是否存在问题要确定问题是否与硬件有关，请按如下程序进行下列测试： 1）检查在命令提示符下用 Modem 能否进行通讯。方法是：选择启动菜单上的“Safe mode command prompt only”模式，在提示符下执行以下命令：echo atdt>com《x》，其中《》代表 Modem 所使用的通讯端口，此时 Modem 应当用拨号音或通讯信号应答。在提示符下执行下列命令可停止拨号音：echo ath0〉com 《x》。注意：在测试过程不能总让 Modem 发出拨号音，因为并没有将电话号码作为命令输入。但是，Modem 应当给出某种信号，表示信息已经收到。 2）检查所有电缆连接是否正确，特别是要保证 Modem 上所有跳线设置均正确。 3）将 Modem 与计算机的不同端口相连，确认 Modem 是否已损坏。 6．确定计算机是否能识别 Modem 所在的 COM 端口方法如下：用“Command prompt only”模式重启计算机，在命令提示符后面键入“debug” 。在随后出现的“–”后键入“d40：0” ，屏幕上将出现 BIOS 数据列表和连字符提示符，类似于以下内容： 0040：0000 f8 03 f8 02 e8 03 00 00——78 –3 00 00 00 00 00 00 其中，连字符左边的值表示 LPT 端口。此例说明计算机有地址为 03F8（高字节在前）的 COM1、地址为 02F8 的 COM2 和地址为 03E8 的 COM3。而 COM4 未找到。此时，应向计算机厂商查询，以解决计算机不能识别分配给 Modem 使用的 COM 端口问题。【例 10.9】 FTP 传输文件时的故障。使用 FTP 传输文件时，有时会出现问题，下面介绍几种情况供用户参考。 1．使用 FTP 传输文件时，文件属性不被传送，即目标文件的属性将由其本地机按照新文件设置，源文件的属性将不被目标文件拥有。一般说来，系统赋予新文件的属性中都不带有可以执行这个属性，如果用户要在本地机上运行取来的这个文件，就必须在运行前使用 chmod+x 命令在该文件属性中加上一个“可执行”特征。

第 10 章

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计算机网络

2．尽管 FTP 中提供了对远程机上的文件和目录进行创建、删除或更名等命令，但这些命令只适合于偶尔使用，如果用户需要经常做这样的工作，最好使用 TELNET，使用 TELNET 做这些工作要比 FTP 容易得多。 3．一般的 FTP 软件对“无记名”FTP 说明都很粗糙，而且一些免费软件或大的公共档案都分布在各种各样的目录中。如果用户找不到其所要用的东西，那么检查一个登录后的缺省目录中的 README、index 或其他类似的文件，也许在其中能找到一些有用的信息。 4．有些 FTP 允许用户在传送的文件名中加上.Z 或.tar 后缀，比如 get xyz.Z。当 FTP 看到这个后缀时，将自动产生 xyz.Z 文件，如果该文件已经存在，那么只把它复制到本地机，而不做其他工作。对于.tar 文件也同样，用户可以在要传送的文件名或目录名后面加上.tar 后缀，如果已有同样的文件，由按正常情况进行操作；否则，将把某文件或某目录下的文件变成 tar 档案后再传送，具有这样功能的 FTP 目前还没有，不过将来一定会有。用户使用时可以试一试。 5．在 UNIX 系统中，FTP 允许将一些指示（如文件名、用户名等）写在 home 目录下的“.netrc” 中。在与远程计算机进行连接时，由“.netrc”文件自动给出登录时所用的那些指示，这样就节省了每次登录时的很多输入麻烦。但是，对于那些要求口令字的远程机而言，用户可能还需采用通常的方式，因为用户一般不愿意把其保密的口令字明显地写在“.netrc”文件中，然而，对于“无记名”FTP，情况就不同了，用户完全可以在“.netrc”文件中写上这些信息。

习

题

1．网络的主要功能是什么？网络如何分类？ 2．网络有哪几种拓扑结构？每种拓扑结构的优缺点是什么？ 3．网络接口卡、Hub、Modem 的主要功能是什么？ 4．Modem 由哪几个部分组成，每部分的功能是什么？ 5．Internet 的结构是什么？IP 地址的含义是什么？ 6．电子邮件的工作原理是什么？ 7．连入 Internet 的方法有哪些？

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