一、计算机硬件的组成部分及其作用分析
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1.运算器。在计算机中,运算器是针对计算机中的数据进行计算、加工的部件,并且运算器是受控制器控制的硬件。其运算过程是在控制器的控制下,由运算器和存储器之间进行数据的交换工作,然后由运算器对传送过来的数据进行逻辑运算和算数运算等。在运算器中,还存在寄存器,其作用是可以对数据或是计算完成的结果进行暂时的存储。
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另外,运算器的主要组成部分有四个,分别为状态寄存器、累加器、通用计算器和算数逻辑单元。其中,算数逻辑单元是对传送过来的数据进行基本数学运算的模块,比如可以对数据进行加、减、乘、除等基本运算,还可以对数据进行与、或、非、异或等多种逻辑运算,同时,还可以对数据进行求补、比较和循环移位等操作。所以在计算机中,运算器是一个非常关键且必要的部件,关系到整个计算机的计算功能,运算器的状态直接关系到计算机是否可以高效工作。
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2.控制器。计算机中的核心部分是CPU,是计算机的中央处理器。而中央处理器就是由运算器和控制器一起组成。对于计算机而言,控制器相当于计算机系统的大脑,是综合的指挥中心,可以对计算机中产生的操作指令进行分析并根据指令的要求来控制计算机中的每一个部件,使得计算机中的部件可以有序地工作。
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控制器的主要组成部分有以下四个,分别为指令寄存器、指令指针寄存器、时钟控制电路和控制逻辑电路。在控制器的控制过程中,需要程序计数器进行计数操作、指令译码器进行译码操作、指令寄存器对数据等进行存储等。计算机中的控制器并不是自己进行操控,而是由计算机对其下发固定的指令,由控制器来发出控制信息来操控计算机。从某个角度来讲,控制器相当于计算机中的神经中枢。
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3.存储器。计算机能够记录很多数据,就是由于计算机中的存储器在发挥作用。计算机系统能够存储的数据量大小就取决于计算机中的存储器。存储器不仅能够对数据进行保存,还能够接收计算机系统中的各种信息,并且可以读取存储器中的信息。
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存储器的主要组成部分有以下两个,分别为主存和辅存。其中,主存就是计算机的内存,在整个计算机系统中作为具有主要存储功能,计算机中的程序和数据都保存在计算机的内存(主存)空间中。计算机的内存又分为可读存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。而外存是副主存储器,主要是针对一些数据和程序进行加工和处理。而外存中的信息也是由内存和外存交换信息之后得来的。
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4.输入设备。输入设备主要包括键盘、鼠标等,是计算机硬件中非常重要的部分。其中,鼠标可以定位计算机屏幕中的位置,使得人们更加便捷地操作计算机。而键盘更是计算机中必不可少的部分,上面含有字母键、数字键、符号键等,这些按键都具有自己的代码,按键之后,计算机系统就可以反映出按键的信息。
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5.输出设备。输出设备是作为人和计算机进行信息交换的设备,对计算机内部的数据进行输出。这一设备将计算机中的程序或是数据以图形、声音等多种形式展现在人们面前。输出设备主要包括显示器、音响、打印机等,可以让人们直观地看到计算机所呈现出的信息。
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二、技术探讨
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1.诊断技术。针对计算机硬件的诊断技术是在计算机硬件运行时出现故障时,对计算机出现的故障进行检测的技术。硬件出现故障后所体现出的自动诊断程序是需要数据生成系统和诊断控制系统共同作用的结果。所谓数据生成系统,就是需要计算机建立起故障模型,使得计算机能够根据计算机中的各种硬件的测试数值来判断计算机可能出现的故障。而诊断控制系统就是将想要检测的计算机硬件进行相关数据的扫入,由数据生成系统分析计算机硬件,从而可以对计算机硬件的故障进行更加精确的诊断。在应用诊断技术的过程中,由一台计算机作为诊断机对其他机器进行诊断,并且诊断技术可以分为远程诊断、微诊断和互诊断等。
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2.维护技术。对计算机硬件的维护不应该是在计算机发生故障之后对其进行维修,而是需要在其未发生故障时进行维护。一般来讲,计算机的硬件发生的故障主要出现在计算机的主板、内存和硬盘、显卡中,所以要做好计算机的维护工作,首先就需要机主具有一个良好的使用习惯,经常对计算机进行检测,并且在平时的使用中及时对部件进行保养。比如,平时需要清理计算机中的灰尘,清理CPU的风扇等。一旦风扇的转速过快或是过慢,或是内部器件生锈,都需要做好清洁工作,以保证CPU正常运行。
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3.开发技术。针对计算机硬件而言,开发技术主要是针对嵌入式硬件平台的开发。嵌入式的硬件平台是为嵌入式微芯片提供工作条件的平台,使得嵌入式微芯片能够正常工作。通过对嵌入式处理器和嵌入式控制器、数字信号处理器等进行开发,使得计算机硬件能够更加高效地工作。嵌入式的控制器可以通过单片机的内部芯片实现,将多种功能集成在一起,使得控制器的整体成本降低,并且整体的体积缩小,使得计算机硬件工作效率提高的同时,计算机趋于微控制方向。而将数字信号处理器进行开发,也可以减小处理器的体积,并且使得处理效率得到提高,使得计算机硬件的整体性能在各个方面都能得到提升。
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4.加速技术。近年来,科学技术在不断地进步,很多软件所占用的内存也越来越大,同时人们对计算机的处理速度的要求也越来越高,所以计算机的加速技术是目前计算机硬件开发的重点。目前而言,我国针对计算机的加速技术有Huffman硬件加速、XML硬件加速、CUDA硬件加速等。对计算机硬件的加速就是使用硬件模块来替换掉软件算法,使得计算机处理信息的速度更快,工作效率更高。比如,可以使用一些芯片和处理器来处理一部分问题,减轻CPU的工作压力,这样CPU就可以有空间来完成更多的指令,同时,数据的处理过程不拥挤也可以提升计算机的运行速度。
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5.存储技术。目前而言,计算机硬件的存储技术主要包括三种模式,分别为DAS、NAS和SAN。其中,DAS模式就是使用存储设备直接连接计算机,进行数据的存储。这种模式的优势在于其低成本和高性能,同时其操作比较简单,易于操作。但是其劣势在于DAS模式使用的存储设备扩展性比较差,并且在备份信息时还会占用很多服务器资源。NAS模式采用了福利的PC服务器,其扩展性较DAS模式有所提升,但是其信息的传输速度比较低,比较容易出现单点故障。SAN模式是以存储网格的形式出现,利用光纤交换机来连接存储设备和计算机,具有传输数据速度快的特点,但是其建造的成本比较高,目前的使用不够广泛。
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三、结语
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在计算机硬件技术方面,我国已经取得了比较大的突破,但是还有必要对计算机硬件技术具有进一步的掌握和认识,才能够在计算机硬件技术的发展上更进一步。