計算機的硬件及其有關系統(tǒng)的研究

趙大鵬

摘 要：完整的計算機系統(tǒng)由計算機硬件和計算機軟件兩部分組成，機械的電子物理器件構成計算機硬件，程序、文檔等構成計算機軟件。針對計算機硬件的測試有助于用戶全面地了解計算機整機和各個配件的性能。因此，用戶在完成計算機的組裝和系統(tǒng)軟件的安裝工作后，就需要利用各種測試軟件對自己的計算機進行檢查和測試。隨著科技的進步以及計算機的飛躍發(fā)展，計算機硬件知識系統(tǒng)也趨于完善，便于我們更好地認識與掌握。

關鍵詞：計算機硬件；測試系統(tǒng)；知識系統(tǒng)

一、計算機的硬件概況

所謂計算機硬件，是指組成計算機的各種物理設備，也就是我們在“認識計算機”中所介紹的那些看得見，摸得著的實際物理設備。它包括計算機的主機和外部設備。具體由五大功能部件組成，即：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。這五大部分相互配合，協(xié)同工作。其簡單工作原理為，首先由輸入設備接受外界信息（程序和數(shù)據(jù)），控制器發(fā)出指令將數(shù)據(jù)送入（內））存儲器，然后向內存儲器發(fā)出取指令命令。在取指令命令下，程序指令逐條送入控制器。控制器對指令進行譯碼，并根據(jù)指令的操作要求，向存儲器和運算器發(fā)出存數(shù)、取數(shù)命令和運算命令，經過運算器計算并把計算結果存在存儲器內。最后在控制器發(fā)出的取數(shù)和輸出命令的作用下，通過輸出設備輸出計算結果。

計算機系統(tǒng)中所使用的電子線路和物理設備，是看得見、摸得著的實體，如中央處理器（CPU）、存儲器、外部設備（輸入輸出設備、I/O設備）及總線等。

（一）存儲器。主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)，程序是計算機操作的依據(jù)，數(shù)據(jù)是計算機操作的對象。存儲器是由存儲體、地址譯碼器 、讀寫控制電路、地址總線和數(shù)據(jù)總線組成。

（二）中央處理器的主要功能是按存在存儲器內的程序 ，逐條地執(zhí)行程序所指定的操作。中央處理器的主要組成部分是：數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器、指令譯碼器、算術邏輯部件、操作控制器、程序計數(shù)器（指令地址計數(shù)器 ）、地址寄存器等。

（三）外部設備是用戶與機器之間的橋梁。輸入設備的任務是把用戶要求計算機處理的數(shù)據(jù)、字符、文字、圖形和程序等各種形式的信息轉換為計算機所能接受的編碼形式存入到計算機內。輸出設備的任務是把計算機的處理結果以用戶需要的形式（如屏幕顯示、文字打印、圖形圖表、語言音響等）輸出。

二、計算機硬件的測試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

計算機硬件是軟件運行的基石，其在計算機系統(tǒng)中起著關鍵作用。那么我們怎么去了解計算機的硬件設備及其結構呢？如果能有一個軟件來測試一下我們機器的配置，我們從而獲得關于該計算機的硬件配置，相信一定能解決許多人的困惑和不知所措。

傳統(tǒng)查看系統(tǒng)硬件配置的辦法一般是進入操作系統(tǒng)之后，在安裝硬件驅動程序的情況下可以利用設備管理器與DirectX診斷工具來查看硬件配置。進入桌面，鼠標右擊“我的電腦”圖標，在出現(xiàn)的菜單中選擇“屬性”，打開"系統(tǒng)屬性”窗口，點擊“硬件--設備管理器”，在“設備管理器”中顯示了機器配置的所有硬件設備。從上往下依次排列著光驅、磁盤控制器芯片、CPU、磁盤驅動器、顯示器、鍵盤、聲音及視頻等信息，最下方則為顯示卡。想要了解哪一種硬件的信息，只要點擊其前方的“+”將其下方的內容展開即可。

當然還可以在開機自檢中查看硬件配置。機器組裝結束后即使不裝操作系統(tǒng)也可以進行加電測試，在開機自檢的畫面中就隱藏著硬件配置的簡申介紹（由于開機畫面一閃而過，要想看清楚的話，需要按住“PAUSE”鍵）。

國內的硬件測試軟件更是特別多，像QQ電腦管家，360硬件大師等。QQ電腦管家，硬件檢測包含了CPU、主板、內存、顯卡、顯示器、硬盤、網卡、聲卡，以及所有接入的USB設備等信息，幾乎包含了電腦上的全部設備信息，可以點擊左側的各標簽頁查看各類設備的信息。同時，硬件檢測還會實時監(jiān)控當前的各硬件狀態(tài)，包括溫度、風扇轉速和電壓等等。360硬件大師，是一款專業(yè)易用的硬件工具，準確的硬件檢測可以協(xié)助辨別硬件的真?zhèn)危⑶蚁蚰峁┲形牡挠布Q，電腦配置一目了然，防止在購買電腦的時候被奸商蒙騙。此外還有溫度監(jiān)測、性能測試、一鍵電腦優(yōu)化等的功能。

三、計算機硬件的知識系統(tǒng)

計算機硬件的不斷發(fā)展，促進了計算機硬件知識體系中知識的更新與充實。特別是近年來，無論工程應用還是理論方法都得到了進一步的完善。硬件知識一般難以掌握，如存儲系統(tǒng)這個知識點，就涉及到存儲訪問局部性和相關替換算法的理論、存儲系統(tǒng)的組織與實現(xiàn)方法與技術、存儲器的結構與特點、存儲系統(tǒng)的應用等；計算機硬件知識的理論知識與實際要求之間相距較遠，比如CPU芯片是一個有形的器件，但卻看不到內部的物理結構；CPU芯片是計算機的核心器件，但卻看不到其具體表現(xiàn)形式；知識應用要經過長期嚴格的工程技術訓練與實踐。我們可以將計算機硬件知識體系分為四個系列：工作原理知識系列是計算機硬件技術的依據(jù)，它主要包括了“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結構”中的有關知識。組成結構知識系列是計算機硬件技術的核心，它主要包括了“數(shù)字邏輯”、“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結構”中的有關知識；編程應用知識系列是計算機硬件技術的目標，它主要包括了“匯編語言程序設計”、“微型計算機原理及其接口技術”和“計算機系統(tǒng)結構”中的有關知識；技術方法知識系列是計算機硬件技術的思想，它主要包括了“計算機組成原理”、“微型計算機原理及其接口技術”和“計算機系統(tǒng)結構”中的相關知識。

計算機硬件知識體系的合理、科學的劃分，有利于我們更加清晰的了解和掌握，也從另一個角度反映了計算機硬件的飛躍發(fā)展。

計算機自從誕生以來已經逐步發(fā)展成為了人們生活中必不可少的部分，隨著計算機的不斷更新和換代，對計算機相關的技術要求也越來越高，計算機硬件技術就是其中之一計算機硬件是計算機的重要組成部分隨著計算機技術的不斷發(fā)展，與計算機硬件相關的測試系統(tǒng)、知識系統(tǒng)也趨于完備，并加以廣泛的應用。

參考文獻：

[1]劉濤.硬盤數(shù)據(jù)丟失恢復軟件的設計與實現(xiàn)[D].北京郵電大學，2010.

[2]呂衛(wèi)祥.基于SATA硬盤陣列的高速數(shù)據(jù)存取技術研究[D].南京理工大學，2010.

[3]陳洪敏.科學知識體系的結構與演化規(guī)律[J].臨沂：臨沂師范學院學報，2003，25（2）：51-54.