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計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成及其性能維護(hù)分析
1、前言
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展， 計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于人們的生活與工作中， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步， 為了確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行， 計(jì)算機(jī)程序員應(yīng)全面了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件的各個(gè)部分，及時(shí)維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件性能， 避免由于計(jì)算機(jī)設(shè)備故障影響人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕睢?/p>
2、對計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)
2.1、主板
主板 （Mother Board， System Board） 是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要部分， 主板硬件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中就像人類的大腦一樣， 是指揮與控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行各種功能卡的運(yùn)行部件。 主板硬件是計(jì)算機(jī)功能是否安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障， 有助于維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的日常工作。 主板在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可以通用， 但計(jì)算機(jī)的顯示器、 鍵盤、 聲卡等在各個(gè)計(jì)算機(jī)中基本上可以通用。 計(jì)算機(jī)的主板芯片主要包括兩種， 一種是數(shù)字芯片， 一種是模擬芯片， 計(jì)算機(jī)主板硬件使用的芯片基本上都是數(shù)字芯片[1]。
2.2、CPU
CPU （Eentral Processing Unitr） 是計(jì)算機(jī)的中央處理器 ，CPU 是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中是一塊大規(guī)模的集成電路， 它和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主板硬件一樣， 都是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部件， 也是計(jì)算機(jī)的最高執(zhí)行單位。 CPU 在計(jì)算機(jī)中主要是負(fù)責(zé)執(zhí)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)指令， 同時(shí)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中發(fā)出的數(shù)字和邏輯運(yùn)算指令，將接收到的數(shù)據(jù)信息存儲在相應(yīng)的系統(tǒng)中， 此外， CPU 還能夠控制計(jì)算機(jī)向外或向內(nèi)輸入或輸出數(shù)據(jù)信息。 中央處理器的主要職責(zé)是執(zhí)行各個(gè)部門發(fā)出的指令， 并對接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理， 影響到計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)處理的速度。 不同性能的 CPU 硬件執(zhí)行能力與處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的速存在很大的區(qū)別。
2.3、芯片組
芯片組在計(jì)算機(jī)中其實(shí)就是一塊集成的電路片， 它主要是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部元件、 功能與接腳較多的芯片組成的集合體。 早期的計(jì)算機(jī)主板由一些 LST 芯片和許多 TTL 芯片組成，因此， 一塊較大的主板硬件上可能會出現(xiàn)上百塊芯片元件，生產(chǎn)一塊計(jì)算機(jī)主板硬件耗時(shí)較多并且成本高， 生產(chǎn)過程十分的復(fù)雜。 目前， 計(jì)算機(jī)設(shè)備在生產(chǎn)過程中， 將以往的上百個(gè)芯片元件進(jìn)行濃縮， 轉(zhuǎn)變成很多的芯片電路并都安置在一個(gè)狹小的芯片空間， 一旦計(jì)算機(jī)工作人員對芯片的材質(zhì)與制作技術(shù)的掌握程度不足， 會導(dǎo)致芯片組產(chǎn)生運(yùn)行不穩(wěn)定的情況， 以至于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的高頻干擾匹配方面出現(xiàn)問題。
2.4、內(nèi)存
計(jì)算機(jī)內(nèi)存也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中非常重要的一部分， 是計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的一個(gè)小部件， 內(nèi)存主要分為存儲 CPU 和部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外圍設(shè)備。 對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲部件來說，內(nèi)存硬件的存儲方式有兩種， 一種是永久性的存儲， 一種是臨時(shí)性的存儲。 永久性數(shù)據(jù)存儲是將部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲起來， 只要沒有人將數(shù)據(jù)刪除， 數(shù)據(jù)就會永遠(yuǎn)存在系統(tǒng)中。 而臨時(shí)性存儲是計(jì)算機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)， 將數(shù)據(jù)臨時(shí)存放在內(nèi)存空間中， 在運(yùn)行完畢后計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會自動刪除數(shù)據(jù)。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存硬件的大小， 對計(jì)算機(jī)存儲數(shù)據(jù)功能以及數(shù)據(jù)的傳輸速度起到?jīng)Q定性的作用。
3、計(jì)算機(jī)硬件組成
CPU 內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)存時(shí)間與速度不同 ， 受到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)規(guī)格和型號影響。 比如 ROM， 有 27010-15 和 27010-20 兩種不同的型號， 它們傳輸數(shù)據(jù)的速度也就各不相同。 ROM 的傳輸數(shù)據(jù)速度與 RAM 的速度相比， 是比較慢的， RAM 有不同的型號規(guī)格， 如 411000-6 和 411000-7， 這兩種型號之間的數(shù)據(jù)傳輸速度也不同。 計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存主要劃分為以下幾類。
3.1、常規(guī)內(nèi)存 （Conventional Memory）
常規(guī)內(nèi)存在計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)存分布表中， 位置比較靠前，地址從 0KB 到 640KB， 一共占用容量 640KB。 由于常規(guī)內(nèi)存的存儲位置比較靠前， 屬于 DOS 的管理區(qū)域， 又可稱之為低DOS 內(nèi)存 ， 使用該區(qū)域執(zhí)行的程序主要有 DOS 操作系統(tǒng) 、 外圍設(shè)備的驅(qū)動程序、 以及一些基本的應(yīng)用軟件。
3.2、高位內(nèi)存 （Upper Memory）
高位內(nèi)存與 DOS 內(nèi)存相比， 位置很高， 經(jīng)常存儲在常規(guī)內(nèi)存最上面的一層， 高位內(nèi)存的存儲位置是在 640KB～1024KB之間。
3.3、高端內(nèi)存區(qū) （High Memory Area）
高位內(nèi)存區(qū)的位置又高于高位內(nèi)存， 并在高位內(nèi)存的上面一層， 地址是 100000H～10FFEFH， 內(nèi)存容量只有 64KB，主要位于 1024KB～1088KB 之間， 在 CPU 上尋找地址時(shí)， 一般是通過地段地址偏移的方法來尋找地址， 高端內(nèi)存尋址的最大內(nèi)存空間是 10FFEFH。
3.4、擴(kuò)展內(nèi)存 （Extended Memory Block）
擴(kuò)展內(nèi)存是對計(jì)算機(jī)硬件的內(nèi)部內(nèi)存進(jìn)行部件擴(kuò)展， 擴(kuò)展內(nèi)存的擴(kuò)展空間必須在 1MB 以上， 擴(kuò)展地址為100000H———，也就是說從 100000H 開始進(jìn)行擴(kuò)展， 持續(xù)向上擴(kuò)展內(nèi)存， 內(nèi)存擴(kuò)展的大小受到 CPU 尋址能力的影響[2]。
4、計(jì)算機(jī)硬件與性能的關(guān)系
計(jì)算機(jī)硬件的性能主要是由幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合衡量， 而不是根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件運(yùn)行的速度作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量。 主要以光驅(qū)為例， CD-ROM 光驅(qū)運(yùn)行的速度不能作為分辨光驅(qū)性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)， 因?yàn)?CD-ROM 光驅(qū)的運(yùn)行速度主要由光區(qū)內(nèi)系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速來決定， 它的運(yùn)行速度快只能表明驅(qū)動電氣的轉(zhuǎn)速快， 并不能用來衡量 CD-ROM 光驅(qū)的性能。 綜合地衡量 CD-ROM 的運(yùn)行性能， 必須從以下幾方面來進(jìn)行評定。
（1） 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率 。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中任何一個(gè)硬件， 都要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸， 因此， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率是衡量 CD-ROM 光驅(qū)的性能指標(biāo)。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率是 CD-ROM 光驅(qū)在每一秒內(nèi)能讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)的最大量。 倍速/四倍數(shù)/八倍數(shù) CD-ROM 光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸速率分別為 150KBps/600KBps/1.2MBps。
（2） 平均訪問時(shí)間 。 平均訪問時(shí)間也被稱為平均尋道時(shí)間， 是 CD-ROM 光驅(qū)在讀取計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)， 光驅(qū)的激光頭從原先的位置轉(zhuǎn)移到新的指定位置， 讀取指定位置上的數(shù)據(jù)所需要花費(fèi)的時(shí)間。
（3） CPU 使用率。 是指 CD-ROM 驅(qū)動器根據(jù)一定的傳輸速率占用的 CPU 時(shí)間。 CUP 時(shí)間是衡量驅(qū)動器性能的因素。
5、硬件對計(jì)算機(jī)使用的影響
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件性能中的數(shù)據(jù)傳輸速率常常會發(fā)生變化。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速率分為內(nèi)部與外部數(shù)據(jù)傳輸速率。 系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率主要指頭部， 高速緩存， 外部緩存等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸速率， 同時(shí)擁有一個(gè)特定的傳輸速率的硬盤， 目標(biāo)硬盤驅(qū)動器被制造商標(biāo)記的價(jià)值， 十分接近計(jì)算機(jī)硬盤數(shù)據(jù)的傳輸能力[3]。
3D 顯示卡與 2D 顯示卡相比 ， 3D 顯示卡所生成圖像速度慢， 主要是描述系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)顯示的最快速度， 因此， 對 3D 顯示卡的技術(shù)指標(biāo)主要有 4 個(gè)， 分別是 AGC 紋理、 三角形生成數(shù)量、 像素填充率與紋理貼圖量。
5.1、AGP 紋理
AGP 紋理是指， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存容量在 64MB 以上， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存是用來補(bǔ)充顯卡在整理許多文理貼圖所需的容量， 但是不是全部的硬件 AGP 文理顯卡都有這方面的功能。
5.2、三角形生成數(shù)量
在計(jì)算機(jī)硬件的 3D 顯示卡指標(biāo)中， 有一項(xiàng)指標(biāo)是， 每一秒鐘能夠生成三角形數(shù)量， 或每一秒鐘能處理的三角形數(shù)量，即為三角形生成數(shù)量， 是體現(xiàn) 3D 模型分辨率大小的重要指標(biāo)。 系統(tǒng)微型機(jī)想要顯示出 3D 圖形， 應(yīng)該使用多邊形建立一個(gè)三維系統(tǒng)模型， 然后按 3D 圖形的著色進(jìn)行加工處理， 物體模型外觀的真實(shí)性受到三角形數(shù)量的影響。
5.3、像素填充率和紋理貼圖量
對 3D 顯示卡來說， 像素填充率對 3D 顯示卡的運(yùn)行速度會產(chǎn)生很大的影響， 像素填充率決定著 3D 圖形在計(jì)算機(jī)環(huán)境下顯示時(shí)， 是否能夠達(dá)到最高幀速率， 同時(shí)， 它也是衡量 3D 顯示卡性能好壞的重要指標(biāo)， 3D 顯卡運(yùn)行的速度受到很大影響。 有小部分的 3D 顯卡很難提供準(zhǔn)確的像素填充率， 但能提供很多文理貼圖量。 如， 顯卡每一秒能整理出多少 MB 紋理貼圖， 它要表達(dá)的意義和提供的數(shù)據(jù)都和像素填充率之間存在很多相似之處。
根據(jù)上面的分析， 可以明確地找出計(jì)算機(jī)硬件部分參數(shù)對計(jì)算機(jī)使用會產(chǎn)生很大的影響， 大部分的計(jì)算機(jī)工作對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件要求較高， 較低的電腦配置很難達(dá)到客戶對計(jì)算機(jī)的使用要求， 因此， 配置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)， 應(yīng)該針對客戶對計(jì)算機(jī)的使用要求， 選擇比較合適的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件規(guī)格。
6、結(jié)語
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展， 越來越多關(guān)注并使用計(jì)算機(jī)， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行就顯得非常重要。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行主要受到硬件參數(shù)的制約， 因此， 為了確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行， 相關(guān)的計(jì)算機(jī)工作人員必須及時(shí)解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件中出現(xiàn)的問題， 科學(xué)、 合理地分析計(jì)算機(jī)硬件性能， 配置合適的計(jì)算機(jī)硬件， 從而保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常使用。
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