計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的應(yīng)用研究

陳亞星 梁曉 張春年 畢玉 王薇

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī) 硬件設(shè)備 硬件維護(hù) 硬件管理

1引言

隨著社會(huì)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)逐漸走進(jìn)人們的生活并成為不可或缺的工具。因此，進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)與管理工作以增加其使用壽命成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)的核心部分，只有對(duì)計(jì)算機(jī)硬件加以保護(hù)才可以使計(jì)算機(jī)得以穩(wěn)定運(yùn)行。由此可見(jiàn)，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行日常管理與維護(hù)極為重要。

2計(jì)算機(jī)硬件及其作用

計(jì)算機(jī)硬件主要由兩部分構(gòu)成[1] ，分別是內(nèi)部硬件與外部設(shè)備。其中，內(nèi)部硬件包括硬盤(pán)、內(nèi)存以及CPU;外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤(pán)以及顯示器等。這兩部分實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的控制功能、運(yùn)算功能、存儲(chǔ)功能以及輸入與輸出功能。因此，硬件體系是計(jì)算機(jī)的核心部分，無(wú)論其中哪個(gè)部位或者環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。

計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)與設(shè)備功能相匹配，包括運(yùn)算器以及控制器等。計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)與設(shè)備可以對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與加工，從而使存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)與運(yùn)算器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換、運(yùn)算等。

運(yùn)算器擁有短時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備，其可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行短時(shí)儲(chǔ)存和邏輯運(yùn)算等。同時(shí)，運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)硬件中較為關(guān)鍵的組成部分，其可以計(jì)算與分析數(shù)據(jù)，使計(jì)算機(jī)快速運(yùn)行和正常工作。

在計(jì)算機(jī)硬件中，控制器與運(yùn)算器組成了中央處理系統(tǒng)，即CPU。前者承擔(dān)著計(jì)算機(jī)的管理、控制以及指揮任務(wù)，并通過(guò)分析系統(tǒng)內(nèi)部指令向各個(gè)部件發(fā)出信號(hào)，以此確保計(jì)算機(jī)得以協(xié)調(diào)運(yùn)行。

首先，控制器發(fā)布控制信息數(shù)據(jù)（這一數(shù)據(jù)來(lái)自事先指令），從而使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)指令運(yùn)行?？刂破飨喈?dāng)于人體的神經(jīng)中樞，發(fā)揮著管控整體的作用。

其次，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之所以具備較強(qiáng)的儲(chǔ)存功能與記憶功能，是因?yàn)榇鎯?chǔ)器可以?xún)?chǔ)存、接收讀取和處理不同類(lèi)型的信息數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器主要由兩部分組成———主存與輔存。前者是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，計(jì)算機(jī)運(yùn)行信息數(shù)據(jù)主要儲(chǔ)存于內(nèi)存之中;后者則為計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)設(shè)備，在計(jì)算機(jī)進(jìn)行外部?jī)?chǔ)存與處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中，信息數(shù)據(jù)首先需要儲(chǔ)存到內(nèi)存之中，然后才可以為輔存所用。

計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等，這些設(shè)備可以為運(yùn)行與操作系統(tǒng)提供便利，如對(duì)各類(lèi)軟件進(jìn)行操作以及對(duì)系統(tǒng)圖形進(jìn)行處理等;計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備可以為操作人員與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交換提供便利，如輸出信息數(shù)據(jù)等。

3計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)及其發(fā)展

3.1診斷技術(shù)

診斷技術(shù)可以對(duì)計(jì)算機(jī)硬件故障進(jìn)行檢測(cè)。為了達(dá)到自動(dòng)化診斷目的，我們需要管理與控制故障數(shù)據(jù)體系。該體系的建立以故障模型為基礎(chǔ)，將故障模型的數(shù)據(jù)信息錄入系統(tǒng)即可建立故障數(shù)據(jù)體系，從而對(duì)測(cè)試信息進(jìn)行分析與運(yùn)算。

診斷技術(shù)包括遠(yuǎn)程診斷、互相診斷以及細(xì)微診斷。

3.2維護(hù)技術(shù)

為了使計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，需要做好管理與維護(hù)工作。在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中，顯卡、硬盤(pán)、主板等設(shè)備容易出現(xiàn)故障。對(duì)于這類(lèi)容易出現(xiàn)故障的設(shè)備，對(duì)其維護(hù)與管理不僅要更加細(xì)致，還應(yīng)增加維護(hù)次數(shù)。

及時(shí)處理部件生銹、散熱風(fēng)扇積灰等問(wèn)題。而在內(nèi)存出現(xiàn)無(wú)法讀取等問(wèn)題時(shí)，需要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行檢查，必要時(shí)更換內(nèi)存條。此外，定期完成殺毒、維護(hù)工作，從而為內(nèi)存的正常運(yùn)行提供更好的環(huán)境。

3.3開(kāi)發(fā)技術(shù)

為了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，可以深入研究嵌入系統(tǒng)。將系統(tǒng)外部設(shè)施以及嵌入系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，可以建立一個(gè)良好的工作環(huán)境，使得系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。嵌入系統(tǒng)包含控制器和處理器等。

在嵌入系統(tǒng)中，控制器可以執(zhí)行集成、儲(chǔ)存、控制總線以及邏輯處理等任務(wù)。由于控制器位于芯片之上，這可以有效降低成本、縮小計(jì)算機(jī)的體積。

3.4加速技術(shù)

近年來(lái)，加速技術(shù)快速發(fā)展。隨著社會(huì)不斷進(jìn)步，人們對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度要求越來(lái)越高。因此，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度成為研究人員的主要目標(biāo)。其中，加速技術(shù)包含XML、像素光照急速處理等。在加速技術(shù)的幫助下，硬件系統(tǒng)中的處理模塊可以取代軟件中的算法與處理模塊，從而使硬件系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理與分析以及對(duì)程序進(jìn)行調(diào)用等，進(jìn)而提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作質(zhì)量與工作效率。

在加速技術(shù)的運(yùn)用中，需要將處理器或者處理芯片等加入硬件系統(tǒng)，以提升處理速度，并發(fā)揮其輔助作用———幫助CPU 應(yīng)對(duì)與處理特殊情況，使得中央處理器可以有更多時(shí)間與精力處理其他關(guān)鍵性指令與任務(wù)，最終提升計(jì)算機(jī)的處理速度與運(yùn)行效率。

3.5儲(chǔ)存技術(shù)

隨著存儲(chǔ)技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步，其可以在更多行業(yè)與領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用價(jià)值以及取得突破[2] 。當(dāng)前，硬件存儲(chǔ)技術(shù)主要包含NAS 和DAS 等。

DAS 可以使計(jì)算機(jī)與外部存儲(chǔ)設(shè)施進(jìn)行直接連接，其優(yōu)勢(shì)在于方便性與經(jīng)濟(jì)性。不過(guò)，DAS 的缺點(diǎn)是擴(kuò)展性較弱、安全措施不健全、服務(wù)器資源占用過(guò)多等;NAS 是針對(duì)信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而開(kāi)發(fā)的服務(wù)器技術(shù)，其可以借助獨(dú)立服務(wù)器進(jìn)行信息存儲(chǔ)工作。與DAS 相對(duì)比，NAS 具備更好的擴(kuò)展性，而且NAS 不會(huì)對(duì)服務(wù)器造成較大影響。當(dāng)然，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中還需要對(duì)NAS 進(jìn)行效率方面的優(yōu)化，否則容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障等問(wèn)題。

4計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)原則

在對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程中，需要采取的原則是“預(yù)防為主，防治結(jié)合，防重于治”。因此，在日常使用計(jì)算機(jī)的過(guò)程中需要養(yǎng)成科學(xué)、合理的使用習(xí)慣，如將計(jì)算機(jī)盡量擺放在通風(fēng)的地方，并避免其被陽(yáng)光直接照射;定期清潔計(jì)算機(jī);在正規(guī)渠道下載與購(gòu)買(mǎi)軟件;關(guān)機(jī)時(shí)需先關(guān)閉系統(tǒng)再關(guān)閉總電源。

當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要先檢查外部設(shè)備再檢查主機(jī);先檢查電源問(wèn)題再檢查計(jì)算機(jī)部件問(wèn)題;先檢查簡(jiǎn)單部位再檢查復(fù)雜部位。

5計(jì)算機(jī)硬件問(wèn)題分析

5.1內(nèi)部原因

在計(jì)算機(jī)硬件問(wèn)題中，內(nèi)部原因分為兩種：設(shè)備沖突問(wèn)題和軟件問(wèn)題。前者產(chǎn)生的主要原因是計(jì)算機(jī)在調(diào)用資源的過(guò)程中，其外部設(shè)備與本地資源出現(xiàn)沖突，從而使計(jì)算機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。而后者產(chǎn)生的主要原因則源于病毒。眾所周知，為保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行需要軟件與硬件互相配合，但在很多情況下，軟件故障會(huì)引起硬件故障，其中最為常見(jiàn)的是軟件攜帶病毒。雖然每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都會(huì)安裝相關(guān)的殺毒軟件，但是病毒依舊有可能襲擊計(jì)算機(jī)，從而破壞計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)。

5.2外部原因

除了內(nèi)部硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的問(wèn)題之外，外部環(huán)境也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)遭到損壞。和其他電器相同，假設(shè)計(jì)算機(jī)所使用的電源較差，那么就會(huì)對(duì)硬件造成損壞[3] ，如電壓不穩(wěn)定、停電等。此外，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)還會(huì)受到電磁干擾，這很有可能會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)硬盤(pán)造成損壞。

6計(jì)算機(jī)硬件的管理與維護(hù)

6.1主機(jī)的管理與維護(hù)

主機(jī)是計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部位。主機(jī)包含許多關(guān)鍵的組件，包括顯卡、主板等。因此，需要做好對(duì)主機(jī)的管理與維護(hù)工作。其一，在關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源之前需要先關(guān)閉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而防止出現(xiàn)文件損壞或丟失等問(wèn)題。其二，在計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)的過(guò)程中，盡量不要挪動(dòng)主機(jī)，以免出現(xiàn)短路問(wèn)題，導(dǎo)致主機(jī)損壞或者燒毀。除此之外，還要避免主機(jī)接近液體，以免對(duì)硬盤(pán)造成損壞。

6.2硬件的管理與維護(hù)

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的外部設(shè)備包含顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤(pán)等。

在日常使用的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將顯示器擺放在平整的桌面上，并且保持其整潔與干燥。當(dāng)顯示器表面出現(xiàn)灰塵時(shí)，嚴(yán)禁用濕巾進(jìn)行擦拭。同時(shí)，在拔掉電源之前，需要先關(guān)閉顯示器，否則其容易被電流脈沖所影響，從而造成損壞[4] ;在使用計(jì)算機(jī)的過(guò)程中，鼠標(biāo)屬于高頻使用設(shè)備。因此，在使用鼠標(biāo)的過(guò)程中，需要為其配備鼠標(biāo)墊，以免造成磨損;鍵盤(pán)同樣屬于高頻使用設(shè)備。在使用鍵盤(pán)的過(guò)程中，不要用力敲擊以及吃瓜子等碎屑較多的食物，以避免碎屑掉入鍵盤(pán)。此外，我們需要定期對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行清潔，避免由于清潔不到位而出現(xiàn)靈敏度降低等問(wèn)題。

7結(jié)語(yǔ)