計算機數據處理中影響運算速度的因素分析

武澤青

[摘? ? 要]計算機數據的表現形式以數字、文字、圖形、聲音、影像為主，處理流程包括數據采集、存儲、檢索、加工、變換以及傳輸等。近年來，隨著信息技術的飛速發展，計算機的數據處理密度逐年增大，數據所涉足的領域也日漸增多，在這種形勢之下，計算機數據處理速度也受到嚴重影響，因此，為了提高數據處理效率，IT技術人員首先需要查找出影響運算速度的主要因素，并采取有效的應對措施對計算機數據處理功能進行優化和改進，進而為社會各領域提供更加便捷高效的服務。

[關鍵詞]計算機數據處理;運算速度;影響因素;改進措施

[中圖分類號]TP3 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–0–02

Analysis of the Factors Affecting the Operation Speed in Computer Data Processing

Wu Ze-qing

[Abstract]The forms of computer data are mainly digital， text， graphics， sound and image. The processing flow includes data acquisition， storage， retrieval， processing， transformation and transmission. In recent years， with the rapid development of information technology， the density of computer data processing is increasing year by year， and the fields involved in data are also increasing. In this situation， the speed of computer data processing is also seriously affected. Therefore， in order to improve the efficiency of data processing， it technicians need to find out the main factors that affect the speed of computing， And timely take effective measures to optimize and improve the computer data processing function， so as to provide more convenient and efficient services for all areas of society.

[Keywords]computer data processing;operation speed;influencing factors; improvement measures

目前，計算機技術已經在航天、航海、科研、醫療衛生、教育、工業生產等領域得到普遍推廣和應用，這種智能化的信息技術載體不僅給人們的日常生活提供了諸多便利，而且也提高了生產效率，為社會經濟的持續穩步發展提供了強大的技術支撐。進入21世紀后，由于社會生產經營活動日漸頻繁，社會各領域對計算機的應用功能與數據處理技術也提出了更高的要求，因此，如何提高數據處理與運算速度已經成為廣大IT技術人員工作的重中之重。

1 計算機數據處理概念與顯著特征分析

1.1 計算機數據處理概念

世界上第一臺電子管計算機于1946年誕生，這種計算機占地面積大，數據處理速度慢，而且只能執行一些簡單的運算程序。而隨著科學技術的迅猛發展，計算機逐步向微型化、網絡化、智能化方向發展，經過半個多世紀的發展演變，逐漸衍生出使用大規模集成電路作為邏輯元件與存儲器的微型計算機。這種微型計算機在對系統內部數據進行處理時，通常將數學模型輸入到計算機程序當中，然后利用計算機的邏輯門功能，對海量數據進行運算以及分析處理，最初的計算機數據處理僅僅停留在數據計算能力層面。隨著中央處理單元功能性的日漸強大，計算機的數據處理已經不單單局限于數據計算，而逐漸衍生出一些新型的數據處理技術。比如在處理圖像數據時，由于計算機的中央處理單元只能識別出二進制數據，即“0”和“1”，因此，這種處理方式從某種意義上來看，仍然屬于數據處理的一種高級表現形式，也正因為計算機中央處理器的這種特質，才使得被處理的圖像能夠轉換為二進制數據，這就使得計算機系統能夠快速準確地識別出這一信息，并對其進行加工處理。由此可以看出，微型計算機不但具備數據處理與運算能力，而且也能夠實現數據間的實時轉換。

1.2 計算機數據處理的顯著特征

計算機的數據處理過程包括數據采集、變換、加工、存儲、傳輸等內容，處理流程相對復雜。首先，計算機系統中的中央處理器發出數據處理指令，然后對系統采集的數據進行解碼與分析，這一過程主要是將數據轉換成為計算機系統能夠識別出的二進制代碼，這些代碼在內存中進行緩存，并同時進行兩到三次的緩存提取流程。由于二進制代碼的表述格式較為繁瑣，因此，計算機的執行指令通常用十六進制的代碼格式予以表述，這樣從格式表象特征看既簡潔又易于理解。二進制代碼格式與十六進制代碼格式的操作定義如表1所示。

通過以上對計算機數據處理流程的分析可以看出，計算機的數據處理具有三個顯著特征。

（1）二進制轉化特征。

二進制是計算機數據處理過程中廣泛應用的一種數制，計算機系統只能夠識別出這種數制，對其他數制則無法進行識別，因此，在處理海量數據資源時，需要將圖片、文字、圖像以及聲音的信息進行轉換，使之成為計算機系統可以識別出來的二進制代碼。比如人們在日常生活中需要在網絡客戶端觀看一部電視劇，而在沒有解碼器的情況下，計算機系統無法識別出這部電視劇的資源，因此，只有借助于解碼器的解碼功能，將其轉化為二進制代碼，用戶才能正常觀看電視劇。

（2）數據緩存特征。

目前，數據海量化特點已經表現得越加明顯，在這種情況下，計算機系統在處理這些數據時，勢必需要對數據進行存儲。在中央處理單元對數據庫存在的數據進行加工、整理以后，方可進入到數據傳輸環節。因此，為了提升數據處理速度，往往需要對數據緩存空間進行設置，并保證數據庫當中的緩存空間能夠容納足夠的數據信息，以便于計算機的中央處理器對其處理和加工，這樣，能夠確保終端用戶的正常使用。

2 計算機數據處理中影響運算速度的主要因素與改進措施

2.1 中央處理器的影響因素及改進措施

中央處理器也稱之為CPU，是計算機中的核心配件，其功能主要是解釋計算機指令以及處理各種數據。判斷中央處理器是否能夠影響運算速度，首先需要對該核心配件1s之內的運算次數進行考慮，也就是通常人們所說的CPU內核工作的時鐘頻率，單位用兆赫來表示。如果時鐘頻率與中央處理器的處理速度成正比，在時鐘頻率越慢的情況下，計算機數據處理中的運算速度也就越慢，當時鐘頻率加快，運算速度也隨之加快。另外，由于計算機系統本身由多個電子零配件組成，一旦計算機處于超負荷運轉狀態， 就會加快這些零配件的老化速度， 進而影響數據運算速度。

為了切實解決這一問題，技術人員可以在中央處理器和內存之間設置一個緩存區域，這樣不但能夠降低計算機的運轉負荷，同時，也能夠解決時鐘頻率慢的情況，這就使得計算機的數據處理功能得到進一步優化，計算機的各方面性能也得到大幅提升。

2.2 計算機內存的影響因素及改進措施

計算機內存也稱之為內存儲器，主要用來存放中央處理器中的各種運算數據，以及計算機硬盤等外部存儲器產生的各類數據。當系統采集到相關的數據以后，首先需要存儲在內存當中，然后由中央處理器進行運算處理，當運算流程結束后，被處理過的數據將經由CPU被傳輸至用戶端，因此，內存是否能夠正常運行與計算機的安全穩定運行有著直接關聯。內存主要由內存芯片、金手指以及電路板等零配件組成，當計算機進入到工作狀態以后，因為內存裝置的存在，計算機的各個使用功能才能得到切實體現。

如果計算機本身并不存在內存，或者內存容量較小，則極有可能產生以下問題：①計算機的操作系統無法正常啟動，打開計算機以后，整個顯示界面一般處于黑屏狀態。②計算機系統即便正常啟動，其系統的綜合性能也有所下降，主要表現為啟動遲緩，運行卡頓等，使數據運算速度受到嚴重影響。③由于內存的存儲空間較小，當計算機的中央處理器需要識別的數據量較大時，有限的存儲空間已經無法滿足數據存儲的基本要求，在這種情況下，計算機內存已經處于超飽和運行狀態，就容易縮短計算機的使用壽命，或者由于散熱性能欠佳而燒毀系統內部組件。

針對這一問題，應當采取以下改進和優化措施，以此將內存影響運算速度的概率降到最低。①內存擴容，即通過提高內存容量的方法來改善計算機的運算速度。過去，計算機的內存儲器容量通常只有128 M、 256 M以及512 M， 隨著科學技術的迅猛發展，目前，內存儲器的運行速度已經提升至2G、4G甚至以上，因此，技術人員可以對在用的計算機內存條進行更換或者升級，也可以直接選購已經具備高運轉速度的計算機，這樣一來，用戶在使用計算機時便不會出卡頓的情況，對提高生產與工作效率將大有幫助。②合理調整內存制式。過去，多數計算機的內存制式都屬于二級緩存，為了擴充數據緩存空間，技術人員可以將二級緩存提升至三級緩存，這樣一來，計算機在處理各種數據信息時，其運算速度將大幅提升。③定期清理內存。當計算機運行一段時間后，內部存儲器當中將產生大量的垃圾程序與文件，如果不及時予以處理，將嚴重影響計算機的運行速度，因此，計算機用戶應當定期對系統內存的垃圾文件進行清理，清理時應當選用正規廠家研發的垃圾清理工具，以避免清理過程中給計算機系統帶來安全風險隱患。

2.3 計算機硬盤的影響因素及改進措施

硬盤作為計算機的重要存儲介質，也會給計算機的運算速度造成一定的負面影響，但是相比于中央處理器和內部存儲器，影響程度相對較小。轉速是衡量硬盤質量的一個重要指標，目前，多數計算機用戶所使用的硬盤，其轉速大多為5 400 R或者7 200 R，由于轉速與數據讀取速率呈現出正比關系，即硬盤轉速度越高，數據讀取速率越大，系統在處理各種數據時運算速度也越快。如果硬盤轉速低，數據讀取速率也相應下降，這時，就會影響計算機系統的運算速度。另外，如果計算機始終處于持續運轉狀態，系統內部的文件碎片量就會增加，在這種情況下，計算機的運行速度也會下降。

為了解決這一問題，在計算機出廠設計時，技術人員可以在系統內部加裝一個自動的磁盤碎片處理程序，一旦發現硬盤堆積的文件碎片過多，該程度就會自行啟動，對這些碎片進行清理。同時，也可以考慮安裝固態硬盤，這種硬盤主要采用固態的存儲芯片，數據讀取速度幾乎接近于內存條，因此，也能夠大幅提升計算機的運算速度。

3 結語

通過對影響計算機運算速度主要因素的分析可以發現，中央處理器、內部存儲器對運算速度的影響程度較大，而硬盤的影響程度相對較小。因此，廣大IT技術人員應準確判斷和識別出各影響因素，并通過對系統性能的進一步優化和調整，來改善運算速度慢的狀況，使計算機在各行各業的實際應用能夠體現最大化價值。

參考文獻

[1] 楊成.計算機數據處理中影響運算速度的因素分析[J].電腦編程技巧與維護，2018（1）：108-109，126.