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計算機(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， 計算機(jī)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于人們的生活與工作中， 計算機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行直接關(guān)系到整個經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步， 為了確保計算機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行， 計算機(jī)程序員應(yīng)全面了解計算機(jī)系統(tǒng)硬件的各個部分，及時維護(hù)計算機(jī)硬件性能， 避免由于計算機(jī)設(shè)備故障影響人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕睢?/p>
2、對計算機(jī)硬件系統(tǒng)
2.1、主板
主板 （Mother Board， System Board） 是計算機(jī)系統(tǒng)的主要部分， 主板硬件在計算機(jī)系統(tǒng)中就像人類的大腦一樣， 是指揮與控制計算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行各種功能卡的運行部件。 主板硬件是計算機(jī)功能是否安全穩(wěn)定運行的保障， 有助于維護(hù)計算機(jī)硬件設(shè)備的日常工作。 主板在計算機(jī)系統(tǒng)不可以通用， 但計算機(jī)的顯示器、 鍵盤、 聲卡等在各個計算機(jī)中基本上可以通用。 計算機(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） 是計算機(jī)的中央處理器 ，CPU 是在計算機(jī)系統(tǒng)中是一塊大規(guī)模的集成電路， 它和計算機(jī)系統(tǒng)的主板硬件一樣， 都是計算機(jī)系統(tǒng)的核心部件， 也是計算機(jī)的最高執(zhí)行單位。 CPU 在計算機(jī)中主要是負(fù)責(zé)執(zhí)行計算機(jī)系統(tǒng)的各項指令， 同時負(fù)責(zé)計算機(jī)系統(tǒng)中發(fā)出的數(shù)字和邏輯運算指令，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
芯片組在計算機(jī)中其實就是一塊集成的電路片， 它主要是計算機(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)一塊計算機(jī)主板硬件耗時較多并且成本高， 生產(chǎn)過程十分的復(fù)雜。 目前， 計算機(jī)設(shè)備在生產(chǎn)過程中， 將以往的上百個芯片元件進(jìn)行濃縮， 轉(zhuǎn)變成很多的芯片電路并都安置在一個狹小的芯片空間， 一旦計算機(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)生運行不穩(wěn)定的情況， 以至于計算機(jī)系統(tǒng)的高頻干擾匹配方面出現(xiàn)問題。
2.4、內(nèi)存
計算機(jī)內(nèi)存也是計算機(jī)系統(tǒng)中非常重要的一部分， 是計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的一個小部件， 內(nèi)存主要分為存儲 CPU 和部分計算機(jī)系統(tǒng)外圍設(shè)備。 對計算機(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， 一種是臨時性的存儲。 永久性數(shù)據(jù)存儲是將部分計算機(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。 而臨時性存儲是計算機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)運算時， 將數(shù)據(jù)臨時存放在內(nèi)存空間中， 在運行完畢后計算機(jī)系統(tǒng)會自動刪除數(shù)據(jù)。 計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存硬件的大小， 對計算機(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、計算機(jī)硬件組成
CPU 內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)存時間與速度不同 ， 受到計算機(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， 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、計算機(jī)硬件與性能的關(guān)系
計算機(jī)硬件的性能主要是由幾個指標(biāo)進(jìn)行綜合衡量， 而不是根據(jù)計算機(jī)硬件運行的速度作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量。 主要以光驅(qū)為例， CD-ROM 光驅(qū)運行的速度不能作為分辨光驅(qū)性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)， 因為 CD-ROM 光驅(qū)的運行速度主要由光區(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 的運行性能， 必須從以下幾方面來進(jìn)行評定。
�。�1） 計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率 。 計算機(jī)系統(tǒng)中任何一個硬件， 都要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸， 因此， 計算機(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） 平均訪問時間 。 平均訪問時間也被稱為平均尋道時間， 是 CD-ROM 光驅(qū)在讀取計算機(jī)數(shù)據(jù)時， 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)所需要花費的時間。
�。�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 時間。 CUP 時間是衡量驅(qū)動器性能的因素。
5、硬件對計算機(jī)使用的影響
計算機(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， 外部緩存等計算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸速率， 同時擁有一個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)記的價值， 十分接近計算機(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， 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， 計算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存容量在 64MB 以上， 計算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存是用來補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
在計算機(jī)硬件的 3D 顯示卡指標(biāo)中， 有一項指標(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 圖形在計算機(jī)環(huán)境下顯示時， 是否能夠達(dá)到最高幀速率， 同時， 它也是衡量 3D 顯示卡性能好壞的重要指標(biāo)， 3D 顯卡運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， 可以明確地找出計算機(jī)硬件部分參數(shù)對計算機(jī)使用會產(chǎn)生很大的影響， 大部分的計算機(jī)工作對計算機(jī)系統(tǒng)的硬件要求較高， 較低的電腦配置很難達(dá)到客戶對計算機(jī)的使用要求， 因此， 配置計算機(jī)系統(tǒng)時， 應(yīng)該針對客戶對計算機(jī)的使用要求， 選擇比較合適的計算機(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)注并使用計算機(jī)， 計算機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行就顯得非常重要。 計算機(jī)系統(tǒng)的運行主要受到硬件參數(shù)的制約， 因此， 為了確保計算機(jī)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行， 相關(guān)的計算機(jī)工作人員必須及時解決計算機(jī)系統(tǒng)硬件中出現(xiàn)的問題， 科學(xué)、 合理地分析計算機(jī)硬件性能， 配置合適的計算機(jī)硬件， 從而保證計算機(jī)系統(tǒng)的正常使用。
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