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硬件工程师培训教程(15个doc)5硬件工程师培训教程（二）第二节计算机的体系结构一台计算机由硬件和软件两大部分组成。
硬件是组成计算机系统的物理实体，是看得见摸得着的部分。
从大的方面来分，硬件包括CPU(Central Processing Unit ——中央处理器)、存储器和输入/输出设备几个部分。
CPU 负责指令的执行，存储器负责存放信息(类似大脑的记忆细胞)，输入/输出设备则负责信息的采集与输出(类似人的眼睛和手)。
具体设备如我们平常所见到的内存条、显卡、键盘、鼠标、显示器和机箱等。
软件则是依赖于硬件执行的程序或程序的集合。
这是看不见也摸不着的部分。
一、Von Neumann (冯. 诺依曼)体系结构Von Neumann 体系结构是以数学家John Von Neumann 的名字命名的，他在20 世纪40年代参与设计了第一台数字计算机ENIAC 。
Von Neumann 体系结构的特点如下:·一台计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备5 大部分组成。
·采用存储程序工作原理，实现了自动连续运算。
存储程序工作原理即把计算过程描述为由许多条命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和所需的数据一起输入计算机存储器中保存起来，工作时控制器执行程序，控制计算机自动连续进行运算。
Von Neumann 体系结构存在的一个突出问题就是，外部数据存取速度和CPU 运算速度不平衡，不过可以通过在一个系统中使用多个CPU 或采用多进程技术等方法来解决。
二、CPUCPU 是计算机的运算和控制中心，其作用类似人的大脑。
不同的CPU 其内部结构不完全相同，一个典型的CPU 由运算器、寄存器和控制器组成。
3 个部分相互协调便可以进行分析、判断和计算，并控制计算机各部分协调工作。
最新的CPU 除包括这些基本功能外，还集成了高速Cache(缓存)等部件。
三、存储器每台计算机都有3 个主要的数据存储部件:主存储器、高速寄存器和外部文件存储器。
《NCR 二级培训》课程大纲一、课程基本信息课程名称：《NCR ATM二级培训》课程性质：专业技能课计划学时：120学时（25天）适用范围：所有在职的硬件工程师。
编制时间：2017-6-28编制人：陈世祥二、课程性质和任务课程性质：《NCR ATM二级培训》是一门介绍多品牌ATM厂家NCR公司目前在用主流设备的课程，是讲述硬件服务工程师在工作中如何维修NCR设备的必修课程。
课程任务：本课程的主要任务是使学员了解NCR在用的常见机型的机芯工作原理（模块组成及工作原理、机芯通讯原理、机芯供电原理），掌握NCR在用的常见机型的日常维护技术，能够熟练操作各机型的通用模块及现金处理模块，培养学员独立处理故障的能力和分析问题的能力。
三、课程特色本课程重点突出学员对NCR在用的常见机型的日常维护，各机型通用模块及现金处理模块的二级拆装与维修。
理论与实操相结合，注重学员实际操作和分析能力的培养。
四、课程内容和基本要求第一章取款机系列基础知识介绍课程目的和基本要求：了解取款机58系列与66系列的型号及命名规则；了解58系列与66系列取款机的区别；了解66系列取款机功能特点、技术参数、供电电源要求、等；掌握66系列各型号取机芯的通讯原理及工作原理；掌握66系列各型号取款机的通用模块的二级维修。
课程内容一、NCR机芯命名规则及型号二、NCR58系列机芯与66系机芯的区分三、NCR 66系列机芯模块功能特点、二级维修要点四、NCR 66系列机芯模块工作原理及常见二级维护要点第二章真空吸钞机芯的系统原理及模块介绍课程目的和基本要求：了解真空吸钞机芯的系统原理及结构部件；掌握各模块的功能作用。
熟悉机芯内部各类传感器、马达、真空阀门。
掌握机芯出钞原理及出钞路径。
课程内容一、真空吸钞机芯系统原理和主控板二、真空吸钞机芯结构部件及模块功能介绍三、真空吸钞机芯各类传感器、马达及真空阀门的分布及功能四、真空吸钞机芯出钞原理及出钞路径第三章真空吸钞机芯各模块的详细介绍课程目的和基本要求：掌握真空吸钞机芯各模块工作原理。
模电部分（基本概念和知识总揽）1、基本放大电路种类（电压放大器，电流放大器，互导放大器和互阻放大器），优缺点，特别是广泛采用差分结构的原因。
2、负反馈种类（电压并联反馈，电流串联反馈，电压串联反馈和电流并联反馈）；负反馈的优点（降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用）3、基尔霍夫定理的内容是什么？基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。
电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出节点的支路电流代数和恒等于零。
电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。
4、描述反馈电路的概念，列举他们的应用？反馈，就是在电子系统中，把输出回路中的电量输入到输入回路中去。
反馈的类型有：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。
负反馈的优点：降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用。
电压（流）负反馈的特点：电路的输出电压（流）趋向于维持恒定。
5、有源滤波器和无源滤波器的区别？无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
6、基本放大电路的种类及优缺点，广泛采用差分结构的原因。
答：基本放大电路按其接法的不同可以分为共发射极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路，简称共基、共射、共集放大电路。
共射放大电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。
常做为低频电压放大电路的单元电路。
共基放大电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射放大电路相当，频率特性是三种接法中最好的电路。
硬件实习二指导书1 实习目标硬件实习二在专业基础课和部分专业课学完的基础上进行，是涉及理论设计、安装、软件编程调试的全过程训练。
既要有微机应用系统的理论设计、计算机布图，又要利用实验系统进行安装、编程、调试，同时还要对实验技能、仪器使用、实际操作等进行综合训练。
通过硬件实习二，要达到以下目标：(1) 依据《微机与接口技术》课程的教学内容，综合已学专业课和基础课的理论知识，围绕自己所选的课题进行系统的理论设计。
设计中强调按一般开发过程，从熟悉课题、明确要求、查阅资料、进行方案设计和技术设计，画出逻辑原理图，用计算机布图。
强调设计的正确性与合理性，透彻了解芯片。
掌握计算机布逻辑原理图和印制板线路图的方法和技能。
(2) 根据各人承担的设计任务，充分利用实验系统所提供的条件，把应用系统在实验台上进行安装调试。
掌握接线正确性检查测试的方法，软件编程，局部到整体调试的基本方法和技能，独立完成全过程。
(3) 通过实习提高分析和解决各种问题的能力，提高使用仪器和实验技能。
(4) 依据实习要求和实际执行过程，特别是在实习中所遇到的各种问题及其解决的方法等进行综合分析和小结，写出实习报告。
(5) 通过硬件实习二的实际锻炼，为毕业设计和参加工作后微机系统的应用开发打下良好基础。
2 实习阶段与要求硬件实习二总体上分二个阶段进行：理论设计阶段和安装调试考核阶段。
2.l 理论设计阶段每人根据下达的题目，采取个人自愿和组织分配(因设备条件限制)相结合的原则选定一课题；根据课题要求，遵循一般设计原则，完成该应用系统的完整设计，并进行计算机布图。
具体要求：①分析题目要求，应用所学知识，查阅相关资料，提出该课题的设计思想，确定初步设计方案；②在技术设计阶段，要恰当选用器件，正确进行原理设计，画出系统原理图；③按系统功能要求，进行软件编程，画出程序流程图，编写程序；④进行系统印制板设计，要求按抗干扰设计原则对印制板合理布局；在计算机上进行系统逻辑原理图和印制板线路的布图，并将逻辑原理图打印输出，印制板图由指导老师在计算机上检查评定。
硬件工程师培训教程（二）
第二节计算机的体系结构
一台计算机由硬件和软件两大部分组成。
硬件是组成计算机系统的物理实体，是看得见摸得着的部分。
从大的方面来分，硬件包括（——中央处理器）、存储器和输入输出设备几个部分。
负责指令的执行，存储器负责存放信息（类似大脑的记忆细胞），输入输出设备则负责信息的采集与输出（类似人的眼睛和手）。
具体设备如我们平常所见到的内存条、显卡、键盘、鼠标、显示器和机箱等。
软件则是依赖于硬件执行的程序或程序的集合。
这是看不见也摸不着的部分。
一、（冯. 诺依曼）体系结构
体系结构是以数学家的名字命名的，他在世纪年代参与设计了第一台数字计算机。
体系结构的特点如下:
•一台计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出
设备大部分组成。
•采用存储程序工作原理，实现了自动连续运算。
存储程序工作原理即把计算过程描述为由许多条命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和所需的数据一起输入计算机存储器中保存起来，工作时控制器执行程序，控制计算机自动连续进行运算。
体系结构存在的一个突出问题就是，外部数据存取速度和运算速度不平衡，不过可以
通过在
一个系统中使用多个或采用多进程技术等方法来解决
是计算机的运算和控制中心，其作用类似人的大脑。
不同的其内部结构不完全相同，一个典型的由运算器、寄存器和控制器组成。
个部分相互协调便可以进行分析、判断和计算，并控制计算机各部分协调工作。
最新的除包括这些基本功能外，还集成了高速（缓存）等部件。
三、存储器
每台计算机都有个主要的数据存储部件:主存储器、高速寄存器和外部文件存储器。
主存储器通常是划分为字（典型的是位或位）或字节（每字含或字节）的线性序列。
高速寄存器通常是一个字长的位序列。
一个寄存器的内容可能表示数据或主存储器中数据或下一条指令的地址。
高速缓存通常位于主存储器和寄存器之间作为从主存储器存取数据的加速器。
外部文件存储器包括磁盘、磁带或日益普及的等，通常以记录划分，每个记录是位或字节的序列。
四、输入输出（）设备输入设备类似人的眼睛、耳朵和鼻子，负责信息的采集，并提交给处理。
具体产品如键盘、鼠标和扫描仪等。
输出设备类似人的手，执行大脑（）发出的指令，可完成一定的功能，输出计算机的运算结果。
具体产品如打印机、显示器和音箱
五、总线微型计算机的体系结构有一个最显著的特征是采用总线结构。
总线就像一条公共通路，将所有的设备连接起来，达到相互通信的目的。
与并行计算机（各部件间通过专用线路连接）相比，采用总线结构的微型计算机简化了设计、降低了成本、缩小了
体积，但在同等配置条件下，性能有所下降。
总线又分用于传输数据的数据总线（）、传输地址信息的地址总线（）和用于传输控制信号、时序信号和状态信息的控制总线（）。
六、操作集每台计算机都有一内部基本操作集与机器语言指令相对应。
一个典型的操作集包括与内部数据类型相关的基本算术指令（即实数和整数加法、减法、乘法和除法等）、测试数据项性质（如是否为零，是正数或负数等）的指令、对数据项的某一部分进行存取和修改（如在一个字中存取一个字符，在一条指令中存取操作数的地址等）的指令、控制输入输出
设备的指令及顺序控制指令（如无条件跳转等）。
七、顺序控制在机器语言程序中下一条要被执行的指令通常是由程序地址寄存器（也称为指令计数器）的内容确定的。
为了将控制权转到程序某处，程序员可使用一些操作修改该寄存器的内容。
解释器作为一部计算机操作的核心，每次执行的都是
简单的循环算法。
而对于每次循环，解释器都会从程序地址寄存器取得下一条指令的地址（并增量寄存器的值为下一条指令的地址），从存储器取得指定的指令，对指令进行解码，分解为操作码和一组操作数并取得操作数（如果必要的话），
使用操作数作为参数调用指定的操作。
基本操作可能修改内存和寄存器中的数据，和输入输出设备进行通讯，通过修改程序地址寄存器
的内容改变程序的执行流程。
在执行基本操作后，解释器将重复上述循环。
八、数据存取除了操作码，每条机器指令还需要指定操作码所需的操作数。
一般操作数可以被存放在主存储器或寄存器中。
计算机必须包含一个指定和存取操作数的机制。
同样道理，运算的结果必须被存放在某一地址。
上述机制称为数据存取控制。
一般的方式是，对每个存储器地址用一个整数标记，同时提供一个机制对于给定的地址存取该地址的内容（或将一个新值存入给定的地址）。
同理，寄存器一般也采用一个简单的整数标明。
九、存储管理设计电脑的一个原则是保证能方便地操作计算机包含的所有设备（如内存、和外部设备）。
实现该原则的主要困难是每次操作的时间一般是以毫微秒计，而内存存取时间是微秒级。
为了对速度进行平衡，需要采用不同的存取管理机制。
如果仅在硬件中采用简单的存取管理机制，则在整个程序的执行过程中数据都被存放在内存中，每个时刻只有一个程序被运行。
尽管必须等待数据，但无需额外的硬件。
为了平衡中央处理器速度和外部数据读取速率之间的矛盾，操作系统通常使用多进程技术，在等待读取数据的毫秒时间段内，计算机可运行另一个程序。
为了允许多个程序在同一时刻能共存于内存中，可直接在硬件中使用页或动态程序分配机制。
页算法对将来最有可能被使用的数据和程序做出预测并存取，只要数据和指令所在的页在主存中，程序就可以一直
执行下去。
如果出现了页错误（即正确的地址不在内存中），则通知操作系统从外部存储器读入相应的页。
另外，为了平衡主存和中央处理器间的速度差异，可使用缓存。
缓存是位于主存和中央处理器间的一个较小的高速数据存储器，大小一般为〜，包含中央处理器最近使用的数据和指令，当然也包括了将来最有可能被使用到的程序代码或数据。
如果所需的数据恰在缓存中，则中央处理器就直接调用该缓存中的数据，被修改的数据在相对较慢的主存速率下被存至主存。
如果指定的地址不在主存中，则读取包含该地址的一段数据块，这些相近地址中的数据有可能马上会被使用。
使用缓存可达到的命中率（在缓存中找到所用数据的概率）。
十、操作环境计算机的操作环境包括外围存储器和输入输出设备。
这些设备代表了计算机的外部世界，任何与计算机的通讯都必须通过操作环境进行。
操作环境按照不同的存取速率分为不同类别，如高速存储器（外存）、中速存储器（磁盘和）、低速存储器（磁带）和输入输出设备（阅读器、打印机、数据通信线）等。
值得指出的是，计算机硬件的组织通常都具有不同的形式。
本章介绍的只是其中的“体系结构”，当然还有其他的体系结构。
十一、计算机状态从静态角度观察一台计算机，可以把它视为是由数据、操作和控制结构等组成的一个完整的系统。
因此对计算机的了解还应包括对它的动态行为，即程序执行过程的了解。
这个了解也就要包括其程序执行前不同存储器的内容、所
执行的指令序列、程序执行过程中数据内容是如何被修改的及程序执行的最后结果是什么等。
描述计算机动态行为的一个简便方法是使用“计算机状态”。
将计算机上程序的执行看成是计算机状态的一个变化序列，每个状态由程序执行过程中某一时刻的内存、寄存器和外部设备的内容确定。
这些存储器的初始内容定义了计算机的初始状态，每一步程序的执行都是通过修改存储器的内容将当前的状态转换为一个新的状态，该过程称为状态转
换。
当程序执行结束后，最终状态定义就是这些存储器的内容。
程序的执行可以看成是由计算机状态序列的转换，如果能预测状态的转换序列，就可以说理解了计算机的动态行为。
第二章的发展及相关产品技术
（），即中央处理单元，也称微处理器，是整个系统的核心，也是整个系统最高的执行单位。
它负责整个系统指令的执行、数学与逻辑运算、数据存储、传送以及输入输出的控制。
因为是决定电脑性能的核心部件，人们就以它来判定电脑的档次，于是就
有了、（）、口、川、之分。
既然关系着指令的执行
和数据的处理，当然也关系着指令和数据处理速度的快慢，因而有不同的执行功能，不同的处理速度。
一般的功能和处理速度，我们可以从它的型号和编号来判断，如系列是机种的，型号
后的数字即为它的工作频率（时钟频率），单位是。
