計算機硬件現狀及其發展趨勢

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計算機硬件現狀及其發展趨勢

　　電腦硬件，包括電腦中所有物理的零件，以此來區分它所包括或執行的數據和為硬件提供指令以完成任務的軟件，接下來就由小編帶來計算機硬件現狀及其發展趨勢，希望對你有所幫助！

　　隨著信息技術的發展，計算機在我們的日常生活中扮演了越來越重要的作用，通過現有的技術以及當今在計算機領域還在研究中的尖端科技分析,計算機的發展將趨向超高速、超小型、平行處理和智能化，量子、光子、分子和納米計算機將具有感知、思考、判斷、學習及一定的自然語言能力，使計算機進入人工智能時代。這種新型計算機將推動新一輪計算技術革命，并帶動光互聯網的快速發展，對人類社會的發展產生深遠的影響。

　　計算機硬件發展主要體現在處理器和存儲器上，體現了計算機硬件在計算機產業中的發展。通過回顧計算機硬件的發展，探討計算機硬件的發展趨勢，從而使人們相信計算機硬件的發展前景會更加燦爛。

　　計算機硬件是指計算機系統中由電子，機械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱。這些物理裝置按系統結構的要求構成一個有機整體為計算機軟件運行提供物質基礎。簡言之，計算機硬件的功能是輸入并存儲程序和數據，以及執行程序把數據加工成可以利用的形式。

　　計算機硬件基本構件：雖然計算機的制造技術已經發生了極大的變化，但在基本的硬件結構方面，一直沿襲著馮。諾伊曼的傳統框架，即計算機硬件系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大基本構件組成。

　　1、運算器。運算器是計算機對數據進行加工處理的部件，包括算(加、減、乘、除等)和邏輯運算(與、或、非、異或、比較等)。

　　2、控制器。控制器負責從存儲器中取出指令，并對指令進行譯碼;根據指令的要求，按時間的先后順序，負責向其它各部件發出控制信號，保證各部件協調一致地工作，一步一步地完成各種操作。控制器主要由指令寄存器、譯碼器、程序計數器、操作控制器等組成。

　　3、存儲器。存儲器是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。計算機中的全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。

　　4、輸入設備。輸入設備是給計算機輸入信息的設備。它是重要的人機接口，負責將輸入的信息轉換成計算機能識別的二進制代碼，送入存儲器保存。計算機中常用的輸入設備是鍵盤和鼠標。

　　5、輸出設備。輸入輸出接口是外部設備與中央處理器之間的緩沖裝置，負責電氣性能的匹配和信息格式的轉換。計算機常用的輸出設備為顯示器和打印機。

　　計算機硬件的發展以用于構建計算機硬件的元器件的發展為主要特征，而元器件的發展與電子技術的發展緊密相關，每當電子技術有突破性的進展，就會促進計算機硬件的一次重大變革。因此，計算機硬件發展史中的“代”通常以其所使用的主要器件，即電子管、晶體管、集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路來劃分。

　　中國計算機硬件體系結構的發展主要體現在兩個方面的發展，一是研制新型計算機體系結構，提高并行計算和處理能力，并特別體現在智能體系結構的理論和應用方面，其次以硬件或固件為發展主線的大規模集成電路的研制和開發。而這里主要從處理器，存儲器和外圍設備三方面的發展現狀和發展趨勢進行探討。

　　中國現代計算機硬件中，外圍設備的價值一般已超過計算機硬件子系統的一半以上，其技術水平在很大程度上決定著計算機的技術面貌。外圍設備技術的綜合性很強，既依賴于電子學、機械學、光學、磁學等多門學科知識的綜合，又取決于精密機械工藝、電氣和電子加工工藝以及計量的技術和工藝水平等。

　　外圍設備包括輔助存儲器和輸入輸出設備兩大類。輔助存儲器包括磁盤、磁鼓、磁帶、激光存儲器、海量存儲器和縮微存儲器等;輸入輸出設備又分為輸入、輸出、轉換、模式信息處理設備和終端設備。在這些品種繁多的設備中，對計算機技術面貌影響最大的是磁盤、終端設備、模式信息處理設備和轉換設備等。

　　中國計算機硬件產業包括兩大部門，即計算機制造業和計算機服務業。后者又稱為信息處理產業或信息服務業。計算機產業是一種省能源、省資源、附加價值高、知識和技術密集的產業，對于國民經濟的發展、國防實力和社會進步均有巨大影響。因此，不少國家采取促進計算機產業興旺發達的政策。

　　中國現代計算機硬件的誕生和發展

　　現代計算機問世之前，計算機的發展經歷了機械式計算機、機電式計算機和萌芽期的電子計算機三個階段中國電子數字計算機問世以后，模擬計算機仍然繼續有所發展，并且與數字計算機相結合而產生了混合式計算機。模擬機和混合機已發展成為現代計算機的特殊品種，即用在特定領域的高效信息處理工具或仿真工具。

　　20世紀中期以來，計算機硬件一直處于高速度發展時期，計算機由僅包含硬件發展到包含硬件、軟件和固件三類子系統的計算機系統。計算機系統的性能—價格比，平均每10年提高兩個數量級。計算機種類也一再分化，發展成微型計算機、小型計算機、通用計算機(包括巨型、大型和中型計算機)，以及各種專用機(如各種控制計算機、模擬—數字混合計算機)等。

　　在中國現代計算機硬件中，外圍設備的價值一般已超過計算機硬件子系統的一半以上，其技術水平在很大程度上決定著計算機的技術面貌。外圍設備技術的綜合性很強，既依賴于電子學、機械學、光學、磁學等多門學科知識的綜合，又取決于精密機械工藝、電氣和電子加工工藝以及計量的技術和工藝水平等。

　　中國計算機硬件是一種按程序自動進行信息處理的通用工具，它的處理對象是信息，處理結果也是信息。利用計算機解決科學計算、工程設計、經營管理、過程控制或人工智能等各種問題的方法，都是按照一定的算法進行的。這種算法是定義精確的一系列規則，它指出怎樣以給定的輸入信息經過有限的步驟產生所需要的輸出信息。

　　計算機硬件的核心技術是微電子技術和光電子技術。1995年0.35μm設計規則已經成為微電子技術的商用技術，1998年將普遍使用0.25μm設計規則。由此，CPU的集成度已可達單片1000萬個晶體管以上，工作頻率已經超過600MHz;256MbDRAM芯片則已成為主流存儲器件，中檔PC的主存儲器的容量已超過32MB。隨著微電子技術繼續飛速發展，主題的體積越來越小，速度越來越高，容量越來越大功耗越來越低，可靠性越來越高。輸入設備和輸出設備則朝高性能，多樣化，智能化和多媒體方向發展。輔助存儲器則繼續朝大容量，高速度方向發展。自從計算機誕生以來，硬件在計算機系統成本中一直占主要比重，直到進入80年代才開始發生明顯的變化。由于軟件在計算機系統中的地位日趨重要，其開發成本也越來越高，從而使得它在計算機系統成本中的比重迅速提高，進入90年代已逐漸與硬件平分秋色。從計算機硬件角度看，主機部分無論從重要性還是從成本看，其主導地位一直保持到70年代中期。后來，作為計算機的“手足”，“感官”和“數據倉庫”的外圍設備重重要性日益增長，新型高性能品種不斷涌現，加上數據庫技術的成熟要求越來越大的輔助存儲器，從而使得外圍設備在硬件成本中的比重越來越大。特別是由于輸入設備和輸出設備的發展，人同計算機的界面越來越友好。起初人們只能用枯燥的數字，文字同計算機打交道;80年代圖形用戶接口(GUI)技術的成熟將人們帶進了“圖文并茂”的多媒體時代。人們不再感到計算機只是一部冰冷的機器了。需要指出的是，外圍設備中已越來越多地嵌入微處理器和軟件進行控制以達到智能化和高性能的目標，另一方面也常常將原屬外圍設備或外圍設備控制器的部分功能直接設計進CPU，以降低成本和改善性能。下面，就讓我們來看看中國計算機硬件的發展趨勢。

　　未來的計算機技術將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發展。盡管受到物理極限的約束，采用硅芯片的計算機的核心部件CPU的性能還會持續增長。作為Moore定律驅動下成功企業的典范Inter預計2001年推出1億個晶體管的微處理器，并預計在2010年推出集成10億個晶體管的微處理器，其性能為10萬MIPS(1000億條指令/秒)。而每秒100萬億次的超級計算機將出現在本世紀初出現。超高速計算機將采用平行處理技術，使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理，這是改進計算機結構、提高計算機運行速度的要害技術。

　　同時計算機將具備更多的智能成分，它將具有多種感知能力、一定的思考與判定能力及一定的自然語言能力。除了提供自然的輸入手段(如語音輸入、手寫輸入)外，讓人能產生身臨其境感覺的各種交互設備已經出現，虛擬現實技術是這一領域發展的集中體現。

　　傳統的磁存儲、光盤存儲容量繼續攀升，新的海量存儲技術趨于成熟，新型的存儲器每立方厘米存儲容量可達10TB(以一本書30萬字計，它可存儲約1500萬本書)。信息的永久存儲也將成為現實，千年存儲器正在研制中，這樣的存儲器可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕。如是，今日的大量文獻可以原汁原味保存、并流芳百世。

　　計算機硬件的維護方案

　　1.計算機工作環境的維護

　　計算機常見故障中有一部分是內部器件因為溫度、濕度、灰塵、電源等原因引起的。

　　1.1溫度

　　計算機工作環境一般在20-25℃，溫度過高會使計算機工作時產生的熱量不能及時散發，會縮短計算機的壽命或者燒毀計算機的器件。

　　1.2濕度

　　計算機工作的濕度不能太大，要保持良好的通風，否則計算機內部的線路很容易腐蝕，使板卡老化。

　　1.3灰塵

　　計算機的各種器件都非常精密，如果灰塵太多的話，就有可能造成計算機接口堵塞，使計算機不能不能正常工作，最好定期清理計算機機箱內部的灰塵，建議一個月為一個清理周期。

　　1.4電源

　　穩定的電源是計算機正常工作的一個前提，比如突然停電就會造成數據丟失，電壓經常波動的情況下就會造成器件的燒毀，建議電壓不穩定的地方配備一個穩壓器，以保證計算機穩定正常的工作。

　　2.計算機機箱的維護

　　計算機主機通常要平穩的放在一個通風的位置，保留必要的工作空間，在計算機不用的情況下最好能蓋上防塵罩，防止灰塵對計算機的影響。

　　3.計算機器件的維護

　　計算機主板的日常維護應該做到防塵和防潮，CPU、主板、內存條、磁盤、顯示器、光驅和鍵盤鼠標等都是用戶維護的重點。

　　3.1CPU的維護

　　它是計算機的一個發熱較大的器件，如果CPU不能很好的散熱，會導致系統運行不正常、機器重起、死機等，所以為CPU選擇一個好的風扇是必不可少的。

　　3.2主板的維護

　　在使用的過程中，堅決避免熱插拔，以免燒毀主板。

　　3.3內存條的維護

　　對于內存條來說，需要注意的是在升級內存條的時候，盡量要選擇和以前品牌、外頻一樣的內存條來和以前的內存條來搭配使用，這樣可以避免系統運行不正常等故障。

　　3.4磁盤的維護

　　現在的磁盤轉速很高，在硬盤進行讀寫操作時，硬盤處于高速旋轉狀態，如遇突然斷電，會使磁頭與盤片之間發生猛烈磨擦而隨壞硬盤計算機軟硬件的日常維護硬件維護。在關機的時候一定要注意機箱面板上的硬盤指示燈是否還在閃爍，如果硬盤指示燈閃爍不止，說明硬盤的讀、寫操作還沒有完成，此時不宜馬上關閉電源，只有當硬盤指示燈停止閃爍，硬盤完成讀、寫操作后方可關機。

　　3.5顯示器的維護

　　顯示器的屏幕常常會受到各種灰塵或者雜質的影響，這不僅會在很大程度上降低其顯示效果，而且對于用戶的視力也有很大的影響，除塵過程不能使用酒精，最好使用專業的工具。

　　3.6光驅的維護

　　計算機的光驅易出毛病，盡量使用正版光盤，但由于質量低劣，盤上光道有偏差，光驅讀盤時頻繁糾錯，這樣激光頭控制元件容易老化，會加速光驅內部的機械磨損，如果長時間的使用盜版光盤，不但光驅糾錯能力大大下降，影響正常使用，還會降低光驅的使用壽命

　　3.7鍵盤鼠標的維護

　　鼠標要避免摔碰和強力拉拽，而鍵盤要注意過多的灰塵會給電路正常工作帶來困難，有時造成誤操作，雜質落入鍵位的縫隙中會卡住按鍵，甚至造成短路。在清潔鍵盤時，可用柔軟干凈的濕布來擦拭，按鍵縫隙間的污漬可用棉簽清潔，不要用醫用消毒酒精，以免對塑料部件產生不良影響。清潔鍵盤時一定要在關機狀態下進行，濕布不宜過濕，以免鍵盤內部進水產生短路。

　　計算機硬件保養知識

　　硬盤高速運轉時不要突然關機

　　硬盤高速運轉時如果我們中途突然關閉電源，可能會導致磁頭與盤片猛烈磨擦而損壞硬盤，因此要避免突然關機。怎么判定硬盤是不是在運轉可以看面板硬盤指示燈只有在其指示燈停止閃爍、硬盤讀寫結束后方可關閉計算機的電源開關。

　　關機后不要立即重新啟動電腦

　　使用電腦的時候關閉計算機后不要立即又去開機，建議等待5s左右再去開機，因為硬盤關機的時候硬盤高速磁盤正在運行，并且速度在變慢，相當于反響旋轉，電腦剛關閉，一般硬盤由于慣性動作還在轉動，如果立即開機相當給硬盤施加了很大反向作用力，容易導致硬盤磁頭磨損，所以因該等待一下，讓硬盤緩沖結束再開機。

　　防止高溫引起硬盤壞道

　　溫度對硬盤的壽命也是有影響的。硬盤工作時會產生一定熱量，使用中存在散熱問題。溫度以20～25℃為宜，過高或過低都會使晶體振蕩器的時鐘主頻發生改變。濕度過高時，電子元器件表面可能會吸附一層水膜，氧化、腐蝕電子線路，以致接觸不良，甚至短路，還會使磁介質的磁力發生變化，造成數據的讀寫錯誤；濕度過低，容易積累大量的因機器轉動而產生的靜電荷，從而燒壞CMOS電路，吸附灰塵而損壞磁頭、劃傷磁盤片。

　　定期清理電腦垃圾文件

　　在硬盤中，頻繁地建立、刪除文件會產生許多碎片，碎片積累多了，日后在訪問某個文件時，硬盤可能會花費很長的時間，不但訪問效率下降，而且還有可能損壞磁道。為此，我們應該經常使用windows系統中的磁盤碎片整理程序對硬盤進行整理，整理完后最好再使用硬盤修復程序來修補那些有問題的磁道。

　　定期查殺電腦病毒

　　現在的病毒攻擊范圍越來越廣泛，而硬盤作為計算機的信息存儲基地，通常是其攻擊的首選目標。我們應該注意利用最新的殺毒軟件對病毒進行查殺，同時要注意對重要數據進行保護和經常性的備份。

　　電腦運行狀態下不要去移動電腦

　　硬盤是一種高精設備，工作時磁頭在盤片表面的浮動高度只有幾微米。當硬盤處于讀寫狀態時，一旦發生較大的震動，就可能造成磁頭與盤片的撞擊，導致損壞。所以不要搬動運行中的微機。在硬盤的安裝、拆卸過程中應多加小心，硬盤移動、運輸時嚴禁磕碰，最好用泡沫或海綿包裝保護一下，盡量減少震動，以免產生磁盤損壞。

　　關于硬盤的保養知識，電腦百事網就為大家介紹到這里，總的來說，硬盤內部有高速高精度磁盤旋轉運行，切不可在硬盤高速運行時去震動或移動主機，不然很容易對硬盤產生傷害，進而影響硬盤壽命，另外硬盤保養要注意的地方還有不少，以上幾點是最主要的，最新的固態硬盤相對來說安全性并不受多少影響。

　　如何清潔液晶顯示器

　　1、確保液晶顯示器已關閉

　　2、切勿將任何液體直接噴灑在屏幕或機箱上。

　　清潔屏幕：

　　1、用干凈、柔軟、不起毛的布擦拭屏幕，以便除去灰塵和其他微粒。

　　2、如果還不干凈，請將少量不含氮、不含酒精的玻璃清潔劑倒在干凈、柔軟、不起毛的布上，然后擦拭屏幕。

　　清潔機箱：

　　1、用柔軟的干布擦拭機箱。

　　2、如果還不干凈，請將少量不含氨、不含酒精的柔和非磨損性清潔劑倒在干凈、柔軟、不起毛的布上，然后擦拭表面。

　　免責聲明

　　建議不要使用含氨或含酒精的清潔劑來擦拭液晶顯示器屏幕或機箱。已發現一些化學清潔劑對液晶顯示器的屏幕和/或機箱會造成損壞。對因使用含氨或含酒精的清潔劑而導致的損壞不承擔任何責任。

　　計算機硬件維護小貼士

　　1、光驅不退盤時，可用針刺光驅面板上如同針眼大的小孔，可強制退盤。

　　2、關于顯示器的底座，在安裝的時候可把顯示器倒置，這樣裝起來方便，效果穩定。

　　3、對于由灰塵引起的顯卡、內存金手指氧化層故障，大家應用橡皮或棉花沾上酒精清洗，這樣就不會黑屏了。

　　4、當只需要安裝一根內存時，應首選和CPU插座接近的內存插座，這樣做的好處是：當內存被CPU風扇帶出的灰塵污染后可以清潔，而插座被污染后卻極不易清潔。

　　5、清潔光盤和顯示器屏幕千萬不要用酒精，只能使用鏡頭紙和絨布。

　　6、當主機面板上的硬盤燈在閃爍時，千萬不要重新啟動電腦，這樣容易讓硬盤產生壞道或導致分區表出錯。

　　7、光驅、硬盤、軟驅、刻錄機等硬件設備在安裝時一定要上足螺絲，上穩螺絲，以避免讀盤或其他振動對硬件的不良影響。

　　8、當顯示器使用后有了不易清除的污垢后，可對著被污染部位用嘴哈熱氣，緊接著配合用絨布去擦拭清潔，效果明顯。

　　9、主機內部雜亂的數據線，電源線可用扎絲或橡皮筋扎起來，這樣不但給人整潔的感覺，還方便主機散熱。

　　20、手機不要放在顯示器或者音箱旁邊，因為短信或來電時，會干擾音箱和顯示器的工作，發出雜音和顯示出波紋。

　　21、電腦使用久了，最少應該一季度清潔維護一下主機內部，對顯示器進行一次消磁。液晶除外!

　　22、在連接IDE設備時，應遵循紅紅相對的原則，讓電源線和數據線紅色的邊緣線相對，這樣才不會因插反而燒壞硬件。

　　23、在安裝硬件設備時，如果接口一直插不進，應檢查連接的接口有無方向插反，插錯，因錯誤的連接是無法插入接口的。

　　24、根據PC99規范，主板廠家在各接口中都標注了相應的顏色，這些顏色分別和鼠標，鍵盤、音箱線接頭的顏色相對應，這樣方便用戶拔插。

　　25、當你想打開機箱面板對主機內硬件進行維護維修時。應首先切斷電源，并將手放在墻壁或水管上一會兒，以放掉自身靜電。

　　26、光電鼠標勿在強光條件下使用，也不要在反光率高的鼠標墊下使用。

　　27、在安裝CPU散熱風扇的三針電源插口時，應連接主板上的CPU風扇接口，這樣在BIOS中才能偵測并顯示出風扇轉速。

　　28、硬件中斷沖突會導致黑屏，當更換了顯卡、內存后仍無法點亮機器時，可考慮更換插槽位置。

　　29、在重新安裝顯卡驅動或重新拔插顯卡后，應重新設置顯示器的刷新率，否則刷新率可能因顯卡出錯而自動設定為"優化"(對眼睛有害的50MHz)。

　　30、安裝各硬件時，應充分避免PCB板上金屬毛刺帶來的傷害，注意手拿方向。

　　31、USB設備不要在站起來后才進行拔插，這樣容易損害USB的接口，發生物理變形。

　　32、在安裝CPU風扇時，最后動用鉗子等工具進行輔助安裝，這樣可控制力度和方向。

　　33、面對超頻過度帶來的黑屏故障，我們可以更改主板中的CMOS跳線，讓BIOS恢復到出廠狀態。

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