計算機硬件系統的組成及其性能維護分析

1、前言

隨着信息技術的飛速發展， 計算機技術被廣泛地應用於人們的生活與工作中， 計算機系統的安全穩定運行直接關係到整個經濟社會的進步， 為了確保計算機系統的安全穩定運行， 計算機程序員應全面瞭解計算機系統硬件的各個部分，及時維護計算機硬件性能， 避免由於計算機設備故障影響人們日常的工作和生活。

2、對計算機硬件系統

2.1、主板

主板 （Mother Board， System Board） 是計算機系統的主要部分， 主板硬件在計算機系統中就像人類的大腦一樣， 是指揮與控制計算機系統執行各種功能卡的運行部件。 主板硬件是計算機功能是否安全穩定運行的保障， 有助於維護計算機硬件設備的日常工作。 主板在計算機系統不可以通用， 但計算機的顯示器、 鍵盤、 聲卡等在各個計算機中基本上可以通用。 計算機的主板芯片主要包括兩種， 一種是數字芯片， 一種是模擬芯片， 計算機主板硬件使用的芯片基本上都是數字芯片[1]。

2.2、CPU

CPU （Eentral Processing Unitr） 是計算機的中央處理器 ，CPU 是在計算機系統中是一塊大規模的集成電路， 它和計算機系統的主板硬件一樣， 都是計算機系統的核心部件， 也是計算機的最高執行單位。 CPU 在計算機中主要是負責執行計算機系統的各項指令， 同時負責計算機系統中發出的數字和邏輯運算指令，將接收到的數據信息存儲在相應的系統中， 此外， CPU 還能夠控制計算機向外或向內輸入或輸出數據信息。 中央處理器的主要職責是執行各個部門發出的指令， 並對接受的數據進行加工處理， 影響到計算機執行指令和數據處理的速度。 不同性能的 CPU 硬件執行能力與處理系統數據的速存在很大的區別。

2.3、芯片組

芯片組在計算機中其實就是一塊集成的電路片， 它主要是計算機系統的內部元件、 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上百塊芯片元件，生產一塊計算機主板硬件耗時較多並且成本高， 生產過程十分的複雜。 目前， 計算機設備在生產過程中， 將以往的上百個芯片元件進行濃縮， 轉變成很多的芯片電路並都安置在一個狹小的芯片空間， 一旦計算機工作人員對芯片的材質與製作技術的掌握程度不足， 會導致芯片組產生運行不穩定的情況， 以至於計算機系統的高頻干擾匹配方面出現問題。

2.4、內存

計算機內存也是計算機系統中非常重要的一部分， 是計算機進行數據存儲的一個小部件， 內存主要分為存儲 CPU 和部分計算機系統外圍設備。 對計算機系統的存儲部件來説，內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。 永久性數據存儲是將部分計算機系統中的'數據存儲起來， 只要沒有人將數據刪除， 數據就會永遠存在系統中。 而臨時性存儲是計算機在進行數據運算時， 將數據臨時存放在內存空間中， 在運行完畢後計算機系統會自動刪除數據。 計算機系統內存硬件的大小， 對計算機存儲數據功能以及數據的傳輸速度起到決定性的作用。

3、計算機硬件組成

CPU 內的數據內存時間與速度不同 ， 受到計算機系統規格和型號影響。 比如 ROM， 有 27010-15 和 27010-20 兩種不同的型號， 它們傳輸數據的速度也就各不相同。 ROM 的傳輸數據速度與 RAM 的速度相比， 是比較慢的， RAM 有不同的型號規格， 如 411000-6 和 411000-7， 這兩種型號之間的數據傳輸速度也不同。 計算機硬件內存主要劃分為以下幾類。

3.1、常規內存 （Conventional Memory）

常規內存在計算機硬件內存分佈表中， 位置比較靠前，地址從 0KB 到 640KB， 一共佔用容量 640KB。 由於常規內存的存儲位置比較靠前， 屬於 DOS 的管理區域， 又可稱之為低DOS 內存 ， 使用該區域執行的程序主要有 DOS 操作系統 、 外圍設備的驅動程序、 以及一些基本的應用軟件。

3.2、高位內存 （Upper Memory）

高位內存與 DOS 內存相比， 位置很高， 經常存儲在常規內存最上面的一層， 高位內存的存儲位置是在 640KB～1024KB之間。

3.3、高端內存區 （High Memory Area）

高位內存區的位置又高於高位內存， 並在高位內存的上面一層， 地址是 100000H～10FFEFH， 內存容量只有 64KB，主要位於 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， 高端內存尋址的最大內存空間是 10FFEFH。

3.4、擴展內存 （Extended Memory Block）

擴展內存是對計算機硬件的內部內存進行部件擴展， 擴展內存的擴展空間必須在 1MB 以上， 擴展地址為100000H———，也就是説從 100000H 開始進行擴展， 持續向上擴展內存， 內存擴展的大小受到 CPU 尋址能力的影響[2]。

4、計算機硬件與性能的關係

計算機硬件的性能主要是由幾個指標進行綜合衡量， 而不是根據計算機硬件運行的速度作為標準進行衡量。 主要以光驅為例， CD-ROM 光驅運行的速度不能作為分辨光驅性能好壞的標準， 因為 CD-ROM 光驅的運行速度主要由光區內系統的驅動電機轉速來決定， 它的運行速度快只能表明驅動電氣的轉速快， 並不能用來衡量 CD-ROM 光驅的性能。 綜合地衡量 CD-ROM 的運行性能， 必須從以下幾方面來進行評定。

（1） 計算機系統的數據傳輸速率 。 計算機系統中任何一個硬件， 都要進行數據傳輸， 因此， 計算機系統內的數據傳輸速率是衡量 CD-ROM 光驅的性能指標。 計算機系統的數據傳輸速率是 CD-ROM 光驅在每一秒內能讀取系統數據的最大量。 倍速/四倍數/八倍數 CD-ROM 光驅的數據傳輸速率分別為 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 光驅在讀取計算機數據時， 光驅的激光頭從原先的位置轉移到新的指定位置， 讀取指定位置上的數據所需要花費的時間。

（3） CPU 使用率。 是指 CD-ROM 驅動器根據一定的傳輸速率佔用的 CPU 時間。 CUP 時間是衡量驅動器性能的因素。

5、硬件對計算機使用的影響

計算機系統硬件性能中的數據傳輸速率常常會發生變化。計算機數據傳輸速率分為內部與外部數據傳輸速率。 系統的內部數據傳輸速率主要指頭部， 高速緩存， 外部緩存等計算機系統之間進行的數據傳輸速率， 同時擁有一個特定的傳輸速率的硬盤， 目標硬盤驅動器被製造商標記的價值， 十分接近計算機硬盤數據的傳輸能力[3]。

3D 顯示卡與 2D 顯示卡相比 ， 3D 顯示卡所生成圖像速度慢， 主要是描述系統內數據顯示的最快速度， 因此， 對 3D 顯示卡的技術指標主要有 4 個， 分別是 AGC 紋理、 三角形生成數量、 像素填充率與紋理貼圖量。

5.1、AGP 紋理

AGP 紋理是指， 計算機系統的內存容量在 64MB 以上， 計算機系統的內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、三角形生成數量

在計算機硬件的 3D 顯示卡指標中， 有一項指標是， 每一秒鐘能夠生成三角形數量， 或每一秒鐘能處理的三角形數量，即為三角形生成數量， 是體現 3D 模型分辨率大小的重要指標。 系統微型機想要顯示出 3D 圖形， 應該使用多邊形建立一個三維繫統模型， 然後按 3D 圖形的着色進行加工處理， 物體模型外觀的真實性受到三角形數量的影響。

5.3、像素填充率和紋理貼圖量

對 3D 顯示卡來説， 像素填充率對 3D 顯示卡的運行速度會產生很大的影響， 像素填充率決定着 3D 圖形在計算機環境下顯示時， 是否能夠達到最高幀速率， 同時， 它也是衡量 3D 顯示卡性能好壞的重要指標， 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， 它要表達的意義和提供的數據都和像素填充率之間存在很多相似之處。

根據上面的分析， 可以明確地找出計算機硬件部分參數對計算機使用會產生很大的影響， 大部分的計算機工作對計算機系統的硬件要求較高， 較低的電腦配置很難達到客户對計算機的使用要求， 因此， 配置計算機系統時， 應該針對客户對計算機的使用要求， 選擇比較合適的計算機系統硬件規格。

6、結語

隨着多媒體技術的發展， 越來越多關注並使用計算機， 計算機系統的安全穩定運行就顯得非常重要。 計算機系統的運行主要受到硬件參數的制約， 因此， 為了確保計算機系統的安全穩定運行， 相關的計算機工作人員必須及時解決計算機系統硬件中出現的問題， 科學、 合理地分析計算機硬件性能， 配置合適的計算機硬件， 從而保證計算機系統的正常使用。