時(shí)間：2022-05-10 10:14:02
序論：在您撰寫(xiě)硬件技術(shù)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在人們生活中的作用也越來(lái)越重要，成為生產(chǎn)生活中不可或缺的一部分。人們對(duì)于計(jì)算機(jī)的技術(shù)要求也越來(lái)越高，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)作為重要的組成部分，成為重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目。本文對(duì)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)進(jìn)行了深入的探究。
【關(guān)鍵詞】中專(zhuān) 計(jì)算機(jī) 硬件技術(shù)
隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，逐漸融入人們的生產(chǎn)和生活當(dāng)中。計(jì)算機(jī)也在實(shí)踐應(yīng)用中在不斷的更新完善，計(jì)算機(jī)的升級(jí)發(fā)展需要強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)技術(shù)作為支撐，才能夠使計(jì)算機(jī)功能更加全面，為人們帶來(lái)更多的方便。計(jì)算機(jī)技術(shù)中，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)是其中較為重要的部分。計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)有其獨(dú)特的組成部分，在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，硬件技術(shù)也在不斷的發(fā)展，下面就是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的探討。
1 計(jì)算機(jī)硬件的組成部分
1.1 運(yùn)算器
運(yùn)算器在計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程中主要起到數(shù)據(jù)的加工處理功能，運(yùn)算器能夠根據(jù)輸入信號(hào)和指令的不同進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)處理，運(yùn)算器的運(yùn)算形式有邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算還有其他的數(shù)據(jù)運(yùn)算形式。計(jì)算機(jī)之所以能夠高效的運(yùn)算，就是因?yàn)榇嬖谶\(yùn)算器的緣故，所以說(shuō)運(yùn)算器在計(jì)算機(jī)運(yùn)行中起到了重要的作用。
1.2 控制器
控制器在計(jì)算機(jī)中的作用就好比人體的大腦，控制器在計(jì)算機(jī)硬件組成中接收其他部分傳來(lái)的信息，然后進(jìn)行相應(yīng)的控制?？刂破飨喈?dāng)于一個(gè)指揮中心，會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部指令進(jìn)行分析，根據(jù)指令的要求讓計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的運(yùn)作。
1.3 存儲(chǔ)器
存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)硬件組成中的記憶裝置，存儲(chǔ)器包含主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器兩種。存儲(chǔ)器在工作工程中主要是將數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制的轉(zhuǎn)化，能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行處理同時(shí)還能夠存儲(chǔ)大量的信息。存儲(chǔ)器能夠接收大量不同的信息，在有需要的時(shí)候能夠快速的對(duì)所需信息進(jìn)行讀取。存儲(chǔ)器就是實(shí)現(xiàn)對(duì)信息大量存儲(chǔ)功能的裝置。
1.4 輸入設(shè)備
常用的輸入設(shè)備有鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和攝像頭等，輸入設(shè)備也是整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件組成必不可少的部分。輸入設(shè)備的作用就是方便外界對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息的輸入，鼠標(biāo)能夠通過(guò)人為操作對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)行坐標(biāo)定位，處理操作過(guò)程中的圖形及軟件，鍵盤(pán)能夠通過(guò)輸入字母、符號(hào)、數(shù)字等信息對(duì)計(jì)算機(jī)指令?？傊斎朐O(shè)備就是實(shí)現(xiàn)外界和計(jì)算機(jī)之間的信息轉(zhuǎn)換的媒介。
1.5 輸出設(shè)備
輸出設(shè)備與輸入設(shè)備相反，是將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果輸出，呈現(xiàn)在操作者的面前。計(jì)算機(jī)能夠輸出圖像、聲音、數(shù)據(jù)等多種形式，計(jì)算機(jī)處理過(guò)的數(shù)據(jù)以及一些程序都能夠通過(guò)輸出設(shè)備輸出，常用的輸出設(shè)備包括打印機(jī)、顯示器和語(yǔ)音輸出設(shè)備等，這些輸出設(shè)備能夠讓計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)展現(xiàn)在人的面前，實(shí)現(xiàn)了人與計(jì)算機(jī)之間的信息交流。
2 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)
2.1 診斷技術(shù)
所謂診斷技術(shù)就是對(duì)計(jì)算及運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷，診斷系統(tǒng)對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行檢測(cè)，在這一過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)診斷，通常采用數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)和診斷系統(tǒng)相結(jié)合的方式。數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)內(nèi)輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件部分進(jìn)行檢測(cè)。診斷系統(tǒng)則是利用數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)提供的數(shù)字報(bào)告對(duì)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解決和報(bào)告。通常的診斷過(guò)程中都需要一臺(tái)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)作為診斷機(jī)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷以及微診斷等多種形式的診斷。診斷技術(shù)能夠?qū)τ?jì)算機(jī)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)的進(jìn)行檢測(cè)和處理，是計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行的保障。
2.2 存儲(chǔ)技術(shù)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)硬件存儲(chǔ)技術(shù)也得到了很好的發(fā)展和突破。存儲(chǔ)有DAS模式、SAN模式、NAS模式等多種模式。各種模式有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，比如DAS模式來(lái)說(shuō)，操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，低成本高性?xún)r(jià)比，但是也有其不足的地方，在擴(kuò)展性以及安全性方面比較欠缺。NAS 模式擁有良好的擴(kuò)展性，占用服務(wù)器資源方面也比較少，但是數(shù)據(jù)傳輸速度比較低，影響網(wǎng)絡(luò)的使用性能。SAN模式的優(yōu)點(diǎn)就是擴(kuò)展性強(qiáng)、傳輸速度快，但是這種技術(shù)比較復(fù)雜，在成本方面由于采用的是光纖與網(wǎng)絡(luò)連接的方式也是比較高的。
2.3 加速技術(shù)
人們追求的就是計(jì)算機(jī)高速處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，所以計(jì)算機(jī)在處理數(shù)據(jù)的速度方面要不斷的更新，計(jì)算機(jī)硬件加速技術(shù)也成為研究的重點(diǎn)。近年來(lái)，在計(jì)算機(jī)硬件加速技術(shù)的發(fā)展下，更加注重以硬件自身的功能特點(diǎn)來(lái)代替軟件算法的技術(shù)，硬件在處理信息的過(guò)程中充分發(fā)揮了數(shù)據(jù)分析處理和調(diào)用程序的功能，提升計(jì)算機(jī)的整體工作效率。要想實(shí)現(xiàn)硬件加速可以在計(jì)算機(jī)內(nèi)部增加一些集成軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，幫助CPU進(jìn)行運(yùn)算，這樣就能夠加快運(yùn)行速度，提升計(jì)算機(jī)的運(yùn)行能力和處理數(shù)據(jù)的速度。
2.4 開(kāi)發(fā)技術(shù)
就目前計(jì)算機(jī)的發(fā)展來(lái)看，開(kāi)發(fā)技術(shù)主要針對(duì)的是嵌入式硬件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。嵌入式硬件平臺(tái)包括嵌入式處理器和嵌入式控制器和嵌入式芯片。嵌入式控制器能夠在單片機(jī)內(nèi)部芯片上集成總線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)一系列的功能，降低了成本，同時(shí)也減小了體積，為計(jì)算機(jī)的微型發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在數(shù)字信號(hào)處理器的開(kāi)發(fā)方面也在不斷的努力，比如DSP高速微處理器的開(kāi)發(fā)，能夠使計(jì)算機(jī)的速度得到很大程度的提升，推動(dòng)計(jì)算機(jī)整體性能的提升。
2.5 維護(hù)技術(shù)
計(jì)算機(jī)維護(hù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)硬件正常運(yùn)行的保障，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中有時(shí)候會(huì)發(fā)生一些故障，在硬件維護(hù)過(guò)程中要對(duì)容易出現(xiàn)故障的部分進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，要學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)的保養(yǎng)方法，養(yǎng)成維護(hù)保養(yǎng)的習(xí)慣。對(duì)出現(xiàn)的一些常見(jiàn)的小問(wèn)題要及時(shí)處理，做好除銹、清潔等工作，讓計(jì)算機(jī)在良好的狀態(tài)下工作，提升工作效率。
3 總結(jié)
目前，我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平正在不斷的突破，計(jì)算機(jī)硬件部分在其中起著重要的作用，要想實(shí)現(xiàn)良好的性能，就要注重硬件部分的利用，明確硬件各組成部分的重要作用，從診斷、存儲(chǔ)、加速和開(kāi)發(fā)等方面的技術(shù)進(jìn)行研究。在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的研發(fā)方面應(yīng)該加大力度，促進(jìn)硬件技術(shù)的發(fā)展才能夠使整個(gè)計(jì)算機(jī)的綜合性能得提升。
作者單位
江蘇省沭陽(yáng)中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校 江蘇省沭陽(yáng)縣 223600
[摘 要]當(dāng)前計(jì)算機(jī)已經(jīng)深入到廣大普通家庭，怎樣維護(hù)與保養(yǎng)各自的計(jì)算機(jī)，盡量增加計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，是每個(gè)計(jì)算機(jī)用戶(hù)十分關(guān)心的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)需要對(duì)硬件進(jìn)行日常清潔以及科學(xué)有效的保養(yǎng)方法。
[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)硬件；維護(hù)；應(yīng)用
1 電腦硬件的日常維護(hù)以及故障的判斷應(yīng)當(dāng)遵循的基本原則
（1）防塵和防潮在電腦主板的日常維護(hù)工作過(guò)程中比較重要，中央處理器、內(nèi)存條以及顯示卡等關(guān)鍵部件全部插在主機(jī)板上，假如上面有太多灰塵，容易使得主板和其它部件之間接觸不好，出現(xiàn)一些未知故障，給用戶(hù)的工作以及娛樂(lè)造成一定的麻煩；假如環(huán)境過(guò)于潮濕，主板極易變形而出現(xiàn)接觸不良等問(wèn)題，就會(huì)影響用戶(hù)的正常使用。日常需要注意的事項(xiàng)：①電腦周?chē)沫h(huán)境狀況：比如電腦的位置、電源、濕度與溫度等。②電腦體現(xiàn)的故障問(wèn)題、顯示器所顯示出來(lái)的內(nèi)容和正常狀況下的相同與不同之處。③電腦內(nèi)外的物理狀況：比如粉塵、線(xiàn)路板以及零件、部件的形狀以及指示燈的顯示情況等。④電腦的軟件、硬件配置情況：比如所安裝的軟、硬件；系統(tǒng)資源的配置，軟件方面使用何種操作系統(tǒng)，硬件配置的驅(qū)動(dòng)程序的哪種類(lèi)型的版本。
（2）通過(guò)所觀察到的現(xiàn)象判斷產(chǎn)生故障的原因，判斷依據(jù)主要有：①元件、芯片方面的故障；②連線(xiàn)以及接插件等硬件故障；③部件產(chǎn)生的故障；④硬件兼容產(chǎn)生的故障；⑤跳線(xiàn)以及設(shè)置產(chǎn)生的故障；⑥電源產(chǎn)生的故障；⑦軟故障。在對(duì)故障進(jìn)行分析的時(shí)候，盡可能利用自己的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)加以判斷，不明之處，向有經(jīng)驗(yàn)的相關(guān)人員請(qǐng)教。
2 電腦硬件故障排除的主要方法
（1）觀察法。具體的做法包括：對(duì)電腦硬件的環(huán)境、插座、插頭、用戶(hù)操作電腦的習(xí)慣等進(jìn)行仔細(xì)觀察。
（2）最小系統(tǒng)法。電腦硬件最小的系統(tǒng)包括電源、主板和中央處理器。該系統(tǒng)并無(wú)信號(hào)線(xiàn)的連接，僅僅存在電源到主板的連接電源。在故障判斷的時(shí)候是通過(guò)聽(tīng)聲音或主板故障診斷卡來(lái)對(duì)該核心部分是不是能夠正常運(yùn)行進(jìn)行判斷；電腦的軟件最小系統(tǒng)包括電源、主板、中央處理器、內(nèi)存條、顯示卡（或者顯示器）、硬盤(pán)以及鍵盤(pán)等。通過(guò)判斷確定系統(tǒng)是不是能夠正常的啟動(dòng)以及運(yùn)行。
（3）逐步添加法。該方法以最小系統(tǒng)為前提，每一次僅僅給系統(tǒng)添加一個(gè)設(shè)備或者軟件，來(lái)判斷故障現(xiàn)象是不是消失或者出現(xiàn)變化，從而判斷并且準(zhǔn)確定位故障產(chǎn)生的部位。
（4）隔離法。該方法是先將容易妨礙故障判斷的軟、硬件進(jìn)行屏蔽。同時(shí)也是一種將相互沖突的軟、硬件隔離開(kāi)從而判斷故障是不是出現(xiàn)變化的方法。
（5）替換法。該方法是通過(guò)好的部件去替換可能出現(xiàn)故障的部件，從而判斷故障是不是消失的方法。好的部件并無(wú)型號(hào)方面嚴(yán)格的要求。
（6）比較法。這種方法和替換法較為接近，也就是通過(guò)好的部件和懷疑存在故障的部件的外觀、配置以及運(yùn)行現(xiàn)象等各個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，也可以在兩臺(tái)電腦之間加以對(duì)比，從而判斷故障電腦在環(huán)境的設(shè)置、硬件的配置這幾個(gè)方面的區(qū)別，以便查明故障的準(zhǔn)確部位。
總而言之，排除電腦的故障最好是遵循：先排除外部設(shè)備然后排除主機(jī)，先電源然后部件，先簡(jiǎn)后繁等原則。外設(shè)方面的故障比較容易查出并排除，首先應(yīng)當(dāng)依據(jù)系統(tǒng)的報(bào)錯(cuò)信息對(duì)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)以及顯示器等外部設(shè)備的基本工作狀況。假如不存在問(wèn)題，就應(yīng)當(dāng)考慮主機(jī)方面存在的問(wèn)題。
3 電腦硬件的日常維護(hù)與保養(yǎng)工作
（1）整機(jī)。電腦最好放在通風(fēng)狀況比較好、衛(wèi)生清潔較好的房間，以免灰塵與高溫對(duì)電腦產(chǎn)生不利影響。電腦如果長(zhǎng)時(shí)間不用的話(huà)應(yīng)當(dāng)將電源切斷，但是需要定期開(kāi)機(jī)運(yùn)行，以免由于潮氣損壞電腦的零部件。
（2）電源。①確保所購(gòu)置的電源質(zhì)量，并且定期對(duì)電源盒進(jìn)行清潔。②電腦電源必須使用專(zhuān)用的插座。
（3）顯示器。對(duì)電腦的液晶顯示器定期進(jìn)行清潔是十分重要的，但是不能用酒精進(jìn)行擦拭，由于酒精對(duì)其涂層產(chǎn)生腐蝕作用，容易對(duì)電腦的液晶屏幕產(chǎn)生損傷。正確的做法是利用擦鏡頭的鏡頭紙，稍微沾上純凈水就可以進(jìn)行擦拭了。
（4）主板。在電腦的機(jī)箱不開(kāi)啟的情況下，通常不會(huì)接觸到主板，日常存在最多的問(wèn)題是任意熱插拔電腦的零部件，容易對(duì)接口造成損壞，甚至?xí)沟眯酒蛘唠娐钒鍩龤А?
（5）中央處理器。①目前主流的中央處理器的運(yùn)行頻率速度非?？?，超頻沒(méi)有必要。②中央處理器通常在75℃以下就能夠工作。③中央處理器的風(fēng)扇對(duì)保護(hù)CPU非常重要。風(fēng)扇的葉片上應(yīng)當(dāng)定期清除其灰塵并且給在其軸承上添加適量的潤(rùn)滑油。
（6）內(nèi)存。①如果只安裝一根內(nèi)存條的時(shí)候，首選與CPU插座類(lèi)似的內(nèi)存插座。②在對(duì)內(nèi)存進(jìn)行升級(jí)的時(shí)候，宜選擇與原有內(nèi)存一致的，否則容易出現(xiàn)無(wú)法兼容的問(wèn)題。安裝內(nèi)存條的時(shí)候動(dòng)作必須規(guī)范。
（7）硬盤(pán)。電腦中的硬盤(pán)比較脆弱，使用不正確比較容易出現(xiàn)問(wèn)題。尤其是電腦在運(yùn)行的時(shí)候切忌搬動(dòng)，因?yàn)檎饎?dòng)對(duì)硬盤(pán)的傷害比較大。此外，硬盤(pán)是電腦中最關(guān)鍵的存儲(chǔ)介質(zhì)，大部分人容易忽視了對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，常常使得硬盤(pán)超負(fù)荷運(yùn)行：下載容量很大的各種影視劇、游戲等、頻繁使用Windows的系統(tǒng)還原操作。一次性開(kāi)啟過(guò)多（超過(guò)3個(gè)）的上傳或者下載的窗口。這些做法容易對(duì)電腦硬盤(pán)產(chǎn)生傷害。此外，在BT運(yùn)行的時(shí)候，宜設(shè)置任務(wù)管理器將優(yōu)先權(quán)調(diào)整到低于標(biāo)準(zhǔn)值。
（8）鼠標(biāo)。鼠標(biāo)出現(xiàn)故障的頻率比較高。要求注重平常的維護(hù)。對(duì)于光電鼠標(biāo)應(yīng)當(dāng)定期清洗光敏二極、三極管上面的灰塵、污垢。
（9）驅(qū)動(dòng)器。光驅(qū)出現(xiàn)讀盤(pán)的時(shí)候如果出現(xiàn)速度變慢甚至是不讀盤(pán)的問(wèn)題，主要是由于激光頭存在問(wèn)題造成的。除了激光頭自身的壽命問(wèn)題，灰塵也是對(duì)激光頭壽命產(chǎn)生影響的重要原因?；覊m不但會(huì)對(duì)激光頭的讀盤(pán)以及壽命產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)光驅(qū)內(nèi)部的一些機(jī)械部件的精度產(chǎn)生影響。因此，確保光驅(qū)的清潔非常關(guān)鍵。光驅(qū)的機(jī)械部件的擦拭通常選擇棉簽酒精進(jìn)行擦拭，但是激光頭不可以使用酒精以及清潔劑，應(yīng)該利用氣囊對(duì)準(zhǔn)激光頭將灰塵吹掉。
摘 要：近年來(lái)，人們的生活水平明顯提高，計(jì)算機(jī)逐漸進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)，已經(jīng)成為人們工作、學(xué)習(xí)和生活的重要工具。計(jì)算機(jī)設(shè)備在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，硬件系統(tǒng)很容易出現(xiàn)各種故障，嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，給人們帶來(lái)很多的不便和麻煩，因此要積極采取有效的維護(hù)和保養(yǎng)措施，減少計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的故障率。本文分析了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)故障的影響因素，闡述了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)故障的維護(hù)措施和計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的保養(yǎng)策略。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；硬件系統(tǒng)；維護(hù)；保養(yǎng)技術(shù)
當(dāng)前，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人們辦公和生活的一個(gè)不可替代的重要作用。和軟件系統(tǒng)相比，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)在使用過(guò)程匯總更容易出現(xiàn)各種故障，因此必須做好計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)，最大程度地延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的使用壽命，保障計(jì)算機(jī)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。
1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)故障的影響因素
1.1 人為因素。人為原因是導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，一些計(jì)算機(jī)用戶(hù)忽視對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的維護(hù)和管理，亂卸亂拆、亂改亂跳，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的零器件丟失，或者在計(jì)算機(jī)操作過(guò)程中，用戶(hù)用力過(guò)大，損壞計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備。另外，計(jì)算機(jī)設(shè)備在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中，如果沒(méi)有采取相應(yīng)的保護(hù)措施，遭受劇烈的震蕩，會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
1.2 內(nèi)部因素。內(nèi)部因素主要是指計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)自身質(zhì)量存在問(wèn)題，一些零器件性能較差，如硬件系統(tǒng)元件發(fā)生腐蝕、虛焊或者脫焊等，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件電路板銅斷、觸點(diǎn)被氧化、漏電等[1]。
1.3 外部因素。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)在使用過(guò)程中容易受到多種外部因素的影響，如計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)備老化嚴(yán)重、性能下降；電壓不穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)電路出現(xiàn)短路甚至電源損壞；計(jì)算機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，內(nèi)部散發(fā)大量的熱量，如果散熱不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)元器件被燒壞。
2 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)故障的維護(hù)措施
2.1 電源故障維護(hù)。計(jì)算機(jī)設(shè)備接通電源后，如果不能運(yùn)行，指示燈不閃爍、電風(fēng)扇也不轉(zhuǎn)動(dòng)，很可能是計(jì)算機(jī)電源發(fā)生了故障。計(jì)算機(jī)電源發(fā)生故障的原因主要有電源燒壞、計(jì)算機(jī)電源發(fā)生斷路、啟動(dòng)按鈕接觸不良等。遇到這種情況，計(jì)算機(jī)用戶(hù)要仔細(xì)檢查電源的通電情況，判斷計(jì)算機(jī)設(shè)備是否處于通路狀態(tài)，同時(shí)檢查計(jì)算機(jī)電源的插頭和導(dǎo)線(xiàn)接頭是否連接好。如果這些都沒(méi)有問(wèn)題，很可能是計(jì)算機(jī)電源已經(jīng)被燒壞，用戶(hù)要及時(shí)更換計(jì)算機(jī)電源。
2.2 計(jì)算機(jī)CPU故障維護(hù)。計(jì)算機(jī)CPU的散熱情況對(duì)于硬件系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有著直接的關(guān)系，一旦計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)散熱出現(xiàn)問(wèn)題，大量的熱量集聚在計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)部，溫度過(guò)高會(huì)影響計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)備的性能，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)執(zhí)行不暢、運(yùn)行緩慢等，甚至?xí)⒂?jì)算機(jī)CPU燒壞。因此，用戶(hù)在日常使用計(jì)算機(jī)設(shè)備的過(guò)程中，必須要注意計(jì)算機(jī)設(shè)備的散熱處理，特別是在炎熱的夏天，要及時(shí)清理計(jì)算機(jī)設(shè)備的排風(fēng)扇，最好為計(jì)算機(jī)配置一個(gè)電風(fēng)扇，加速計(jì)算機(jī)設(shè)備的散熱速度。
2.3 計(jì)算機(jī)內(nèi)存故障維護(hù)。計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)行之后，顯示器沒(méi)有畫(huà)面或者出現(xiàn)一些錯(cuò)誤信息，始終不能進(jìn)入操作系統(tǒng)，總是聽(tīng)到“嘟嘟嘟”的聲音[2]，這說(shuō)明計(jì)算機(jī)的內(nèi)存卡發(fā)生了故障。這時(shí)，用戶(hù)要將計(jì)算機(jī)電源關(guān)閉，將計(jì)算機(jī)機(jī)箱拆開(kāi)，把內(nèi)存條取出，然后進(jìn)行開(kāi)機(jī)檢測(cè)。對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行多次檢測(cè)，檢查是哪一根內(nèi)存條出現(xiàn)了問(wèn)題。仔細(xì)檢查之后，如果內(nèi)存卡不存在問(wèn)題，要仔細(xì)將內(nèi)存卡插在溝槽中，確保接觸良好。
2.4 顯卡和聲卡故障維護(hù)。顯卡是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)散熱的主要位置，對(duì)于計(jì)算機(jī)顯示卡故障，檢查溝槽中顯卡，特別需要仔細(xì)檢查計(jì)算機(jī)顯示器信號(hào)線(xiàn)的接頭和顯卡插座之間的接觸是否良好，在計(jì)算機(jī)的日常使用過(guò)程中，要注意計(jì)算機(jī)顯卡風(fēng)扇，檢查風(fēng)扇是否產(chǎn)生噪聲、運(yùn)轉(zhuǎn)是否有摩擦。對(duì)于計(jì)算機(jī)聲卡，用戶(hù)在使用語(yǔ)音操作時(shí)，要盡量避免帶電進(jìn)行，在拔或者插耳機(jī)時(shí)，最后關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源，防止計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)損壞。
2.5 硬盤(pán)故障維護(hù)。計(jì)算機(jī)硬盤(pán)故障主要是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別硬盤(pán)。用戶(hù)要注意檢查計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)線(xiàn)和電源線(xiàn)是否接好或者是否發(fā)生脫落，確保計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的扁平信號(hào)或者電源線(xiàn)裝好，同時(shí)要合理插接硬盤(pán)，避免發(fā)生沖突，如果計(jì)算機(jī)的IDE接口上插接了CM-ROM，重新插接一些數(shù)據(jù)線(xiàn)，如果仍然不能正常運(yùn)行，很可能是計(jì)算機(jī)硬盤(pán)發(fā)生了損壞，用戶(hù)可以更換一個(gè)新的硬盤(pán)。
3 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的保養(yǎng)策略
3.1 正確使用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)用戶(hù)要掌握一些最基本的常識(shí)，例如在雷雨天氣，要盡量避免使用計(jì)算機(jī)，防止計(jì)算機(jī)遭受雷擊。計(jì)算機(jī)設(shè)備要擺放在房間靠窗戶(hù)的位置，確保計(jì)算機(jī)良好通風(fēng)。同時(shí)用戶(hù)要正確使用計(jì)算機(jī)，養(yǎng)成良好的習(xí)慣，例如，在計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，先打開(kāi)電源，等待一段時(shí)間之后，再打開(kāi)計(jì)算機(jī)，由于我國(guó)家庭用戶(hù)的電源多是220V標(biāo)準(zhǔn)電壓，但是通常情況下計(jì)算機(jī)電源的電壓多是110V的，如果打開(kāi)電源之后立即運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，會(huì)使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)突然遭受較大的電壓，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)備老化或者損壞。另外，在關(guān)閉計(jì)算機(jī)時(shí)，要盡量使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)關(guān)機(jī)，不能直接關(guān)閉計(jì)算機(jī)主機(jī)上的開(kāi)關(guān)，要盡量延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的使用壽命，關(guān)閉計(jì)算機(jī)設(shè)備后，盡量關(guān)閉電源，不僅有利于杜絕火災(zāi)隱患，而且可以節(jié)約大量的電能。
3.2 檢測(cè)到位，保持環(huán)境清潔。計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境最好保持在15-28攝氏度之間[3]，如果外界環(huán)境溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生老化。因此，要避免將計(jì)算機(jī)設(shè)備放置在陽(yáng)光直射的地方，陽(yáng)光的直接照射會(huì)進(jìn)一步提升計(jì)算機(jī)溫度，影響計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。另外，要盡量控制計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的濕度，如果空氣濕度過(guò)小，計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備很容易產(chǎn)生靜電，損壞硬件系統(tǒng)元器件。如果空氣濕度過(guò)大，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)電路板會(huì)出現(xiàn)發(fā)霉或者銹蝕等問(wèn)題，造成電路板短路或者發(fā)生故障。
3.3 選擇質(zhì)量較高的硬件設(shè)備。在選擇計(jì)算機(jī)電源時(shí)，用戶(hù)不能貪圖便宜選擇劣質(zhì)、功率不合適的電源設(shè)備，為了確保計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)有持續(xù)、穩(wěn)定和穩(wěn)定可靠的供電環(huán)境，要盡量選擇具有大品牌、優(yōu)質(zhì)的電源，配置插孔重組、具有自動(dòng)斷電功能的插座，嚴(yán)禁在同一個(gè)插座上安插很多計(jì)算機(jī)設(shè)備。另外，根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)備型號(hào)，從防止靜電、注意兼容性等方面，選擇合適的硬件設(shè)備，為計(jì)算機(jī)CPU安裝優(yōu)質(zhì)風(fēng)扇，定期進(jìn)行除塵，充分發(fā)揮風(fēng)扇降溫的重要作用。
3.4 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)顯示器維護(hù)保養(yǎng)。雖然計(jì)算機(jī)顯示器只具有顯示功能，長(zhǎng)期暴露在灰塵較多的場(chǎng)所，不僅會(huì)影響顯示器的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也會(huì)影響計(jì)算機(jī)用戶(hù)的視力，因此用戶(hù)要做好計(jì)算機(jī)顯示器設(shè)備的防塵和除塵工作，在用戶(hù)不使用計(jì)算機(jī)設(shè)備時(shí)，為計(jì)算機(jī)顯示器蓋上防塵罩，關(guān)閉計(jì)算機(jī)后要注意將顯示器也關(guān)閉，定期使用專(zhuān)業(yè)的除塵液和除塵布輕輕擦拭顯示器罩殼和表面，嚴(yán)禁直接使用水或者酒精擦拭顯示器，高濃度的酒精很可能損壞計(jì)算機(jī)顯示器。
4 結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的系統(tǒng)工作，計(jì)算機(jī)用戶(hù)在日常使用過(guò)程中，要注意掌握基本的使用常識(shí)和故障維護(hù)技巧，正確的診斷計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)故障，從而有針對(duì)性的采取故障維護(hù)措施，盡量延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的使用壽命，確保計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，提升計(jì)算機(jī)設(shè)備的運(yùn)行效率，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)功能。
作者單位：遵義職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)科系，貴州遵義 563000
Intel HT
超線(xiàn)程技術(shù)
Intel自從奔騰4后期就加入HT超線(xiàn)程技術(shù)試水，在旗下酷睿和至強(qiáng)等產(chǎn)品上得到廣泛應(yīng)用。按照Intel的說(shuō)明，HT超線(xiàn)程技術(shù)在不增加物理核心的情況帶來(lái)10～20%的性能提升。
對(duì)于普通家庭用戶(hù)，超線(xiàn)程是否真如Intel所說(shuō)的那么神奇？最常見(jiàn)的兩個(gè)使用場(chǎng)景就是WinRAR這樣的壓縮解壓縮軟件和諸多視頻后期軟件，在開(kāi)啟超線(xiàn)程后確實(shí)會(huì)有10～20%不等的性能提升，直觀體現(xiàn)在完成所需的時(shí)間上立竿見(jiàn)影。但在游戲領(lǐng)域又完全是另外一回事，絕大多數(shù)游戲?qū)τ诙嗪诵闹С值貌⒉缓?，在很多游戲還只是支持雙核的當(dāng)下，對(duì)超線(xiàn)程技術(shù)的支持更是無(wú)從談起。玩家使用同一款CPU做過(guò)測(cè)試，有半數(shù)以上的游戲在關(guān)閉超線(xiàn)程技術(shù)時(shí)的平均幀數(shù)大于默認(rèn)狀態(tài)。這也讓超線(xiàn)程技術(shù)在游戲領(lǐng)域十分尷尬。
不過(guò)隨著2014年底游戲大作紛紛更換引擎，對(duì)PC硬件的壓力達(dá)到史無(wú)前例的高度。不僅要6GB以上內(nèi)存的游戲越來(lái)越多，切實(shí)支持處理器多核心（八核以上）的游戲也逐漸出現(xiàn)。對(duì)于超線(xiàn)程技術(shù)今后在游戲領(lǐng)域的表現(xiàn)是值得期待的。
可以裝APP的電源
DIY領(lǐng)域發(fā)展到現(xiàn)在，機(jī)箱內(nèi)部任何一個(gè)配件幾乎都能通過(guò)對(duì)應(yīng)的軟件進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)節(jié)，但負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)電力和穩(wěn)定的電源依舊孤零零地位于機(jī)箱角落，顯得格格不入。其實(shí)電源的運(yùn)行狀態(tài)、穩(wěn)定與否對(duì)整個(gè)PC系統(tǒng)至關(guān)重要，甚至超過(guò)傳統(tǒng)“三大件”。
以往也有過(guò)通過(guò)PC前光驅(qū)面板安裝控制臺(tái)來(lái)監(jiān)控電源的案例，不過(guò)那大多都是發(fā)燒友們自行改造實(shí)現(xiàn)，普通用戶(hù)怕是難以企及。TT看準(zhǔn)這一市場(chǎng)需求，推出80PLUS金牌的全模組電源Toughpower DPS TPG系列，不過(guò)規(guī)格高并非它的最大賣(mài)點(diǎn)，能夠安裝智能數(shù)位控制APP才是其獨(dú)一無(wú)二的“絕活”。
TT能夠智能監(jiān)控電源的軟件名為DPSApp，可以在PC端實(shí)時(shí)監(jiān)控電腦功耗、溫度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等基本信息，還可以根據(jù)電源監(jiān)控的功耗來(lái)計(jì)算電費(fèi)。所有這些信息都不是死板的文字表述，都通過(guò)簡(jiǎn)單明了的圖形和圖表展現(xiàn)出來(lái)，軟件的使用程度和表現(xiàn)力甚至超過(guò)了很多傳統(tǒng)板卡控制程序。DPSApp還可以智能化管理資料，并通過(guò)微博等平臺(tái)分享，是不是有一種智能手機(jī)的感覺(jué)？在DPSApp面前，Toughpower DPS TPG系列80PLUS金牌和全模組設(shè)計(jì)反倒不那么顯眼了。
SLC 閃存的家用 SSD
固態(tài)硬盤(pán)在近年的發(fā)展突飛猛進(jìn)，可供選擇的品牌從最初的兩三種發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)十種。為了能在龐大的SSD大軍中脫穎而出，要不就在產(chǎn)品本身下足功夫，要不就另辟蹊徑賜予產(chǎn)品更高的附加值。
SSD所用的閃存種類(lèi)當(dāng)中，SLC>MLC>TLC，這是由閃存顆粒的特性決定的。一般我們家用購(gòu)買(mǎi)的都是中間這個(gè)檔次的MLC產(chǎn)品，售價(jià)位于中游，性能也比較中庸。一般用戶(hù)不會(huì)過(guò)分關(guān)心閃存種類(lèi)問(wèn)題，不過(guò)自從三星840 SSD系列開(kāi)始使用TLC閃存，SSD閃存的老文件掉速問(wèn)題也逐漸被用戶(hù)重視起來(lái)。
富士通的至尊版系列SSD是他們最新的產(chǎn)品線(xiàn)，至尊版最大的賣(mài)點(diǎn)就是使用了Intel的SLC閃存。這類(lèi)Intel 25nm SLC閃存性能比MLC閃存直接強(qiáng)上一個(gè)檔次，而且壽命也遠(yuǎn)非MLC閃存產(chǎn)品可比。售價(jià)雖然并不便宜，但是比起頂級(jí)MLC產(chǎn)品，這樣的SLC SSD更受愛(ài)好者歡迎。
三星
Magician
三星的SSD從830系列開(kāi)始讓人眼前一亮，旗下每代產(chǎn)品的性能都在市售同類(lèi)產(chǎn)品前茅。不僅性能出色，三星還為其打造了獨(dú)特的軟件，輔助用戶(hù)操作和管理自己的SSD，這就是Magician。
Magician的功能經(jīng)過(guò)幾代進(jìn)化更簡(jiǎn)單易用，很適合初學(xué)者使用。用戶(hù)界面通過(guò)圖形化的顯示方式，可以輕松查看SSD的健康狀態(tài)、SATA及AHCI的兼容性和狀態(tài)。對(duì)于新手更有意義的是，軟件提供3個(gè)優(yōu)化配置文件，包括最高性能、最大存儲(chǔ)量和最佳可靠性，我們通過(guò)選項(xiàng)卡就能從中切換。
這三個(gè)選項(xiàng)并非是噱頭，是有實(shí)際功效的。最高性能選項(xiàng)以稍微縮短SSD使用壽命為代價(jià)獲取最快的性能，它開(kāi)啟了一些需在SSD中進(jìn)行額外寫(xiě)入操作的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)提速。最大存儲(chǔ)量功能可以自動(dòng)去掉系統(tǒng)的休眠模式、虛擬內(nèi)存文件和一些自動(dòng)備份功能，釋放SSD的大量空間，非常適合一些購(gòu)買(mǎi)64GB或者128GB的用戶(hù)。最佳可靠性將禁止運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生額外寫(xiě)入操作的功能，以有效延長(zhǎng)SSD的使用壽命。如果用戶(hù)使用的是840系列TLC產(chǎn)品，這個(gè)功能可以十分有效地減少SSD寫(xiě)入/擦除的次數(shù)。
三星通過(guò)Magician軟件輕松滿(mǎn)足三類(lèi)常見(jiàn)用戶(hù)的需求：尋求最高性能的用戶(hù)、尋求最大存儲(chǔ)量的用戶(hù)和尋求最長(zhǎng)使用壽命（可靠性）的用戶(hù)。以往復(fù)雜的操作系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)置，現(xiàn)在可以通過(guò)軟件輕松實(shí)現(xiàn)。
閃迪 SSD Dashboard
最早閃迪的SSD相關(guān)軟件叫SSD Toolkit，不過(guò)當(dāng)時(shí)由于界面不友好導(dǎo)致很難用。閃迪的SSD其實(shí)非常出色，但軟件不好用難免美中不足，SSD Toolkit通過(guò)回爐重做變身為SSD Dashboard，各方面都有明顯的改進(jìn)。
SSD Dashboard的界面做得比較美觀，而且功能也非常完善，通過(guò)圖形化的界面，讓用戶(hù)監(jiān)控了解SSD的運(yùn)行狀況。界面包括SSD狀態(tài)、性能、工具、設(shè)置等功能，狀態(tài)中可以查看硬盤(pán)的容量、剩余使用時(shí)間等等基本狀況，溫度和接口信息也可以顯示在內(nèi)。性能一項(xiàng)提供了SSD的性能測(cè)試，和主流測(cè)試軟件一樣也分為傳輸速度及隨機(jī)性能，但比起其他測(cè)試軟件密密麻麻都是文字的方式，SSD Dashboard以圖表的形式直觀呈現(xiàn)給用戶(hù)。關(guān)于TRIM在一些操作系統(tǒng)中很難打開(kāi)的現(xiàn)狀，閃迪軟件可以通過(guò)一鍵開(kāi)啟系統(tǒng)TRIM的功能十分適合新手。
工具中的Secure Erase、Sanitize、Cypto Erase不能亂點(diǎn)，是閃迪提供的三種SSD擦除功能。固件更新功能也非常方便，不用像以前那樣去官網(wǎng)手動(dòng)下載固件然后冒險(xiǎn)升級(jí)，在這里就像更新手機(jī)APP一樣操作就能完成SSD固件的更新。除此之外工具也提供了硬盤(pán)的S.M.A.R.T信息查看，有了這款軟件我們就可以?huà)仐塇Dtune了。
從SSD Toolkit到SSD Dashboard，能很明顯看出閃迪SSD軟件的進(jìn)步。雖然SSD Dashboard只支持閃迪硬盤(pán)比較可惜，但作為一款品牌SSD的功能軟件已經(jīng)相當(dāng)出色了。
希捷混合硬盤(pán) SSHD
希捷是傳統(tǒng)HDD硬盤(pán)雙雄之一，近幾年傳統(tǒng)硬盤(pán)被固態(tài)硬盤(pán)沖擊嚴(yán)重，老牌硬盤(pán)廠商希捷雖然也推出了旗下的SSD，但市場(chǎng)反響不溫不火。去年間接收購(gòu)了兩大主控之一的SandForce，但融合之后的實(shí)際產(chǎn)品還需時(shí)日才能推出。眼下希捷如何應(yīng)對(duì)SSD對(duì)硬盤(pán)市場(chǎng)的攻勢(shì)呢？答案就是SSHD。
SSHD主體依然是盤(pán)體與磁頭，不過(guò)在SSHD的PCB上集成了一個(gè)SSD模塊主控和小容量MLC閃存，SSHD的核心技術(shù)就是通過(guò)這個(gè)獨(dú)特的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。首先通過(guò)一種名為Adaptive Memory的技術(shù)實(shí)現(xiàn)一種自學(xué)習(xí)算法，它逐漸讓系統(tǒng)最常用的應(yīng)用程序和文件能夠?qū)崿F(xiàn)類(lèi)似SSD的響應(yīng)。比如說(shuō)操作系統(tǒng)或者程序啟動(dòng)時(shí)會(huì)讀取大量零散文件，HDD由于尋道原理速度有限，而SSHD將這部分壓力轉(zhuǎn)至閃存，啟動(dòng)和讀取速度能夠大大加快。
希捷的這種“SSD緩存記憶”技術(shù)其實(shí)并沒(méi)有改變HDD的持續(xù)讀寫(xiě)速度，而加強(qiáng)了隨機(jī)性能。在最新一代SSHD當(dāng)中希捷甚至將盤(pán)體轉(zhuǎn)速降為5400rpm，而單單加強(qiáng)了主控方面的學(xué)習(xí)和記憶能力。有人可能會(huì)質(zhì)疑5400rpm盤(pán)體的性能，但其實(shí)希捷如此處理是十分合理的。我們?nèi)粘Ｊ褂糜脖P(pán)感覺(jué)到慢，十有八九是其隨機(jī)讀寫(xiě)性能滿(mǎn)足不了我們的要求，絕非持續(xù)讀寫(xiě)速度跟不上。如果用戶(hù)的硬盤(pán)位只有一個(gè)，又想在硬盤(pán)容量和隨機(jī)性能上有所兼顧，希捷這類(lèi)SSHD是非常合適的。
東芝無(wú)線(xiàn)
SD卡
我們用單反照相，然后想把相片從相機(jī)存儲(chǔ)卡里拷貝到手機(jī)或者平板電腦上觀看，一般大家都怎么做？最原始的方法就是把存儲(chǔ)卡取出，先將數(shù)據(jù)移至電腦，然后將手機(jī)/平板接入電腦拷入觀看，這個(gè)步驟太麻煩了。后來(lái)有部分單反/微單品牌設(shè)計(jì)了獨(dú)特的移動(dòng)智能終端APP，旨在簡(jiǎn)化取卡步驟，直接用手機(jī)/平板訪(fǎng)問(wèn)相機(jī)存儲(chǔ)內(nèi)容，不過(guò)需要在同一個(gè)Wi-Fi環(huán)境下，同時(shí)移動(dòng)端是否支持還需APP決定，總之多種限制并不方便。
東芝推出的這種無(wú)線(xiàn)SD卡解決了這種問(wèn)題，SD卡從硬件上解決了無(wú)線(xiàn)連接問(wèn)題。只需將SD卡插入相機(jī)并開(kāi)機(jī)，打開(kāi)手機(jī)或者平板電腦的無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)，搜索到無(wú)線(xiàn)SD卡提供的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接（flashair_xxx），輸入初始密碼連接后打開(kāi)瀏覽器就形成了連接。一般4MB左右的照片傳輸一張需要8秒左右，速度雖然不快但也不比很多相機(jī)無(wú)線(xiàn)傳輸APP慢。
問(wèn)題也并非完全沒(méi)有，首先部分單反機(jī)身由于是金屬構(gòu)造，無(wú)線(xiàn)SD卡形成的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)肯定會(huì)受此影響，速度和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。其次SD卡和其無(wú)線(xiàn)功能所需的電力肯定是相機(jī)提供，有很多相機(jī)屏幕自動(dòng)關(guān)閉時(shí)進(jìn)入省電模式，此時(shí)無(wú)線(xiàn)SD卡的無(wú)線(xiàn)功能也會(huì)隨之一同關(guān)閉。最后比較關(guān)鍵的一點(diǎn)是由于手機(jī)或平板電腦在傳輸時(shí)連接的是無(wú)線(xiàn)SD卡形成的虛擬網(wǎng)絡(luò)，并沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)功能，如果想邊傳邊分享就是硬傷。手機(jī)可以利用3G信號(hào)，而多數(shù)平板電腦只能乖乖等傳輸完畢后才可以重新連接Wi-Fi進(jìn)行分享。
金士頓
HyperX
閃存盤(pán)
大家印象里的閃存盤(pán)（U盤(pán)）的讀寫(xiě)速度是多少？一般也就是30-40MB/s這個(gè)程度，滿(mǎn)足一般的文件拷貝似乎問(wèn)題不大，但高端用戶(hù)肯定無(wú)法接受如此緩慢的傳輸速度。金士頓旗下的HyperX品牌是其高端的存儲(chǔ)品牌，而現(xiàn)在HyperX也推出了頂級(jí)品質(zhì)的閃存盤(pán)DataTraveler HyperX Predator。
DataTraveler采用USB 3.0接口，它沒(méi)有像其他USB 3.0閃存盤(pán)一樣只是規(guī)格上支持，在讀寫(xiě)速度上標(biāo)稱(chēng)可達(dá)240MB/s和160MB/s，完全突破了USB 3.0能夠達(dá)到的速率。外觀方面金士頓的解釋是大巧不工，金屬外殼方方正正的造型，十分符合其高端大氣的身份。容量方面金士頓提供了512GB和1TB兩種容量，4999元和9999元的售價(jià)也嚇跑了大多數(shù)用戶(hù)。
不過(guò)DataTraveler HyperX Predator的表現(xiàn)配得上這樣的價(jià)格，多種軟件實(shí)測(cè)其讀寫(xiě)速度并非虛標(biāo)，一部10GB左右的電影通過(guò)閃存盤(pán)不到1分鐘就可以傳輸完畢，這是很多移動(dòng)硬盤(pán)都難以實(shí)現(xiàn)的。
Cherry MX
軸鍵盤(pán)
要說(shuō)鍵盤(pán)，這兩年機(jī)械鍵盤(pán)火了。機(jī)械鍵盤(pán)本來(lái)是在薄膜鍵盤(pán)之前的產(chǎn)物，但隨著薄膜鍵盤(pán)的盛行，造價(jià)相對(duì)高昂的機(jī)械鍵盤(pán)被薄膜鍵盤(pán)所取代。但近年來(lái)由于用戶(hù)對(duì)外設(shè)品質(zhì)的要求逐漸提高，機(jī)械鍵盤(pán)的關(guān)注度正慢慢回升。
目前市面上常見(jiàn)的機(jī)械鍵盤(pán)均使用德國(guó)確勵(lì)公司（Cherry）的MX機(jī)械軸，愛(ài)好者們俗稱(chēng)櫻桃，擁有標(biāo)志性的十字口設(shè)計(jì)，目前我們見(jiàn)到的大多數(shù)機(jī)械鍵盤(pán)其實(shí)都屬于這一派系。根據(jù)種類(lèi)分為茶軸、青軸、黑軸以及紅軸四種，也有白軸等稀有品種。用文字描述機(jī)械鍵盤(pán)與普通鍵盤(pán)的區(qū)別稍有難度，由于每一個(gè)按鍵都由一個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)組成，按鍵的段落感根據(jù)軸體各異，但普遍都要大幅超越薄膜鍵盤(pán)。現(xiàn)通常為高端游戲外設(shè)，希望有條件的用戶(hù)親自體驗(yàn)。
微軟藍(lán)影技術(shù)
可能很多用戶(hù)連光學(xué)引擎鼠標(biāo)和激光引擎鼠標(biāo)都分不清楚，現(xiàn)在微軟又來(lái)了個(gè)號(hào)稱(chēng)集合二者優(yōu)勢(shì)于一身的藍(lán)影鼠標(biāo)，它們之間究竟有何區(qū)別？它們都該稱(chēng)作是光學(xué)引擎，不過(guò)不同的捕捉原理決定了光學(xué)鼠標(biāo)必須借助鼠標(biāo)墊，而激光鼠標(biāo)則能夠在更多的表面上自如使用。
微軟全新推出的Blue Track藍(lán)影技術(shù)更是要超過(guò)激光引擎，利用激光引擎的鏡面反射原理，通過(guò)更強(qiáng)的光學(xué)傳感器每秒鐘拍攝數(shù)千張，經(jīng)過(guò)對(duì)比最終得出鼠標(biāo)移動(dòng)的軌跡。藍(lán)影技術(shù)的表面適應(yīng)能力超強(qiáng)，定位能力比激光更為精確，在一些粗糙的表面依舊可以準(zhǔn)確定位鼠標(biāo)移動(dòng)。
摘 要：隨著社會(huì)進(jìn)步與科技的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)成為我們生活工作中的一個(gè)重要組成部分。因此，我們需要掌握一些基本的計(jì)算機(jī)硬件組裝與維護(hù)技術(shù)。本文主要介紹了計(jì)算機(jī)硬件組裝的基本部件，分析了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)以及硬件驅(qū)動(dòng)的兩種安裝方法，并總結(jié)了硬件維護(hù)一些要領(lǐng)。希望能夠給廣大的計(jì)算機(jī)應(yīng)用人員帶來(lái)一定的幫助。
關(guān)鍵詞：硬件組裝；維護(hù)技術(shù)；系統(tǒng)安裝
1 計(jì)算機(jī)硬件的組裝
1.1 計(jì)算機(jī)的組成。計(jì)算機(jī)是由硬件和軟件兩大部分組成，下圖1是計(jì)算機(jī)硬件中常見(jiàn)的部件。
圖1 計(jì)算機(jī)硬件組成
1.2 計(jì)算機(jī)硬件的組裝過(guò)程。第一步：要先打開(kāi)主機(jī)箱的蓋。將主板固定在機(jī)箱里并擰緊螺絲；第二步：電源的安裝，機(jī)箱電源通常是安裝在機(jī)箱內(nèi)左上方并固定好四顆螺絲，需要注意電源的風(fēng)扇是朝機(jī)箱外面的，其好處就是起到散熱的作用，否則無(wú)法正常安裝；第三步：CPU安裝：CPU是主板上的核心部件，由于CPU的針腳較細(xì)，容易插壞，所以一定要細(xì)心，對(duì)位入座。CPU發(fā)熱量較大，為了增加散熱功能，建議在CPU背面與小風(fēng)扇間涂上散熱的硅膠，然后再固定風(fēng)扇上的四顆螺絲或者掛鉤。另外還需要將風(fēng)扇電源線(xiàn)接入主板對(duì)應(yīng)的接口上；第四步：內(nèi)存安裝，將內(nèi)存安裝在主板的插槽上，插槽兩邊各有一個(gè)扣，扣住內(nèi)存條。需要注意內(nèi)存缺口要與插槽對(duì)應(yīng)，然后再垂直壓下內(nèi)存即可；第五步：硬盤(pán)安裝，硬盤(pán)需要用四顆螺絲擰緊到機(jī)箱前面中間的位置。同時(shí)需要將硬盤(pán)數(shù)據(jù)線(xiàn)和電源線(xiàn)分別接主板和機(jī)箱電源，以此實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及讀取功能；第六步：顯卡安裝，找到主板上顯卡插槽位置，將顯卡對(duì)準(zhǔn)主板插槽上接口往下壓，并用螺絲擰緊在機(jī)箱上（說(shuō)明：有些主板是集成顯卡、網(wǎng)卡和聲卡，不需我們手工安裝）；第七步：控制線(xiàn)的連接，首先要確定機(jī)箱面板上的指示燈以及開(kāi)關(guān)機(jī)、重啟按鈕與主板之間的接口連接位置（有對(duì)應(yīng)的英文文字），需要注意區(qū)分好正負(fù)極之間的連接。接線(xiàn)英文的說(shuō)明：HDD LED是指硬盤(pán)燈、PWR SW是指機(jī)箱外開(kāi)關(guān)機(jī)的電源線(xiàn)、Reset是指重啟電腦、Speaker是指主板喇叭線(xiàn)、Keylock是指鍵盤(pán)鎖的接口線(xiàn)以及PowerLED是指板電源燈的接線(xiàn)；第八步：上面的工作完成之后，需要完成機(jī)箱外部設(shè)備的安裝，外設(shè)包括：鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、音箱、光驅(qū)（如果需要通過(guò)光盤(pán)安裝操作系統(tǒng)的，一定需要裝上光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器）以及顯示器等接線(xiàn)；第九步：確保前面的工作準(zhǔn)確無(wú)誤后再接通電源，觀察計(jì)算機(jī)屏幕顯示情況，然后再安裝操作系統(tǒng)。
2 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝
計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)安裝前的基本設(shè)置。首先需要啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，按DEL鍵進(jìn)入到主板BIOS進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。其次是從BIOS主菜單中找到Advanced BIOS Features 選項(xiàng)，按回車(chē)進(jìn)入子菜單項(xiàng)。再次是在子菜單項(xiàng)中選擇First Boot Device 選項(xiàng)，然后通過(guò)鍵盤(pán)上的上下方向鍵來(lái)設(shè)置為USB-CDROM或者USB-HDD（U盤(pán)啟動(dòng)），這樣就把系統(tǒng)設(shè)置為光盤(pán)驅(qū)動(dòng)（或者U盤(pán)）啟動(dòng)了。最后，按F10鍵保存設(shè)置并退出BIOS界面。
2.1 標(biāo)準(zhǔn)安裝法。第一步，將市面上購(gòu)買(mǎi)的Win8系統(tǒng)盤(pán)放入光驅(qū)，或者網(wǎng)上下載Win8系統(tǒng)存入U(xiǎn)盤(pán)中并接U盤(pán)接口（細(xì)節(jié)略）；第二步，通過(guò)BIOS自動(dòng)引導(dǎo)光盤(pán)（U盤(pán)）啟動(dòng)；第三步，此時(shí)我們會(huì)見(jiàn)到屏幕上的提示：“press aany key to boot from CD or DVD...”看到這個(gè)提示時(shí)按任意鍵就可以進(jìn)行win8的安裝了；第四步：在安裝界面的language to install項(xiàng)中選擇English，其它兩個(gè)選都選Chinese，點(diǎn)Next按鈕，然后點(diǎn)擊Install Now就可以正式安裝Win8系統(tǒng)了，最后等待安裝完成（細(xì)節(jié)略）。
2.2 快速ghost安裝法。由于標(biāo)準(zhǔn)安裝win8所花時(shí)間較長(zhǎng)且麻煩。因此，我們可以通過(guò)Ghost來(lái)進(jìn)行快速安裝操作系統(tǒng)。有了ghost軟件就變得十分方便，只需十多分鐘就能夠把Win8系統(tǒng)安裝完成，下面說(shuō)一說(shuō)ghost安裝Win8系統(tǒng)的詳細(xì)步驟：
到市面上購(gòu)買(mǎi)ghost克隆軟件光盤(pán)（里面包含有g(shù)host.exe文件及ISO系統(tǒng)鏡像文件等），或者到網(wǎng)上下載ghost..exe和系統(tǒng)鏡像文件到U盤(pán)。
第一步：開(kāi)機(jī)后運(yùn)行g(shù)host程序，選擇恢復(fù)系統(tǒng)，進(jìn)入ghost；第二步：菜單操作順序是：local->partition->from image；第三步：在Ghost新窗口的下拉列表中，選擇之前已準(zhǔn)備好Win8的gho文件所在路徑；第四步：選擇好后Wind8的ghost文件后，雙擊open按鈕，并依次點(diǎn)擊OK即可；第五步：此時(shí)會(huì)出現(xiàn)將系統(tǒng)安裝到哪一個(gè)盤(pán)的選項(xiàng)，選C盤(pán)即可（通常系統(tǒng)是安裝在C盤(pán)）；第六步：按順序點(diǎn)擊確定就可以快速安裝Win8系統(tǒng)了。
3 安裝硬件驅(qū)動(dòng)程序
系統(tǒng)安裝完畢后需要在安裝硬件驅(qū)動(dòng)程序，主板，聲卡，顯卡，網(wǎng)卡等等。安裝硬件驅(qū)動(dòng)程序也有兩種方法：第一種是最原始的方法一個(gè)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行手工化安裝，首先需要從主板光盤(pán)中找到主板驅(qū)動(dòng)、聲卡驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)、顯卡驅(qū)動(dòng)。如果主板光盤(pán)中無(wú)法找到相匹配的驅(qū)動(dòng)時(shí)，則需要到網(wǎng)上下載，相對(duì)來(lái)說(shuō)復(fù)雜一點(diǎn)；第二種方法：自動(dòng)安裝法，即是借助于第三方驅(qū)動(dòng)安裝軟件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序的自動(dòng)安裝。常用的驅(qū)動(dòng)安裝軟件有：驅(qū)動(dòng)精靈、360驅(qū)動(dòng)大師等。使用這些驅(qū)動(dòng)軟件可以自動(dòng)識(shí)別主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，然后直接到網(wǎng)上下載相匹配的驅(qū)動(dòng)并自動(dòng)安裝。
4 計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)技術(shù)要領(lǐng)
下面筆者總結(jié)了一些常見(jiàn)計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)技術(shù)以供大家參考。
4.1 電腦的日常工作環(huán)境。通常電腦是工作在20～25℃之間的環(huán)境下；需要做好防靜電的工作，另外電壓不穩(wěn)定會(huì)容易造成對(duì)電腦電路以及部件造成不良的損害；盡量防止機(jī)箱的震動(dòng)以及外部的噪音，因?yàn)檎饎?dòng)與噪音有可能會(huì)對(duì)電腦中的某一些部件造成損壞。
4.2 維護(hù)計(jì)算機(jī)時(shí)不要急著拆開(kāi)機(jī)箱，首先需要認(rèn)真觀察計(jì)算機(jī)四圍設(shè)備情況，例如：計(jì)算機(jī)的外設(shè)、連接線(xiàn)、電源、溫度以及濕度等。其次是計(jì)算機(jī)機(jī)箱的內(nèi)外面是否有過(guò)多的灰塵、電路板與元器件顏色是否有變化，如鼓起則需要拿去維修店維修。指示燈的顯示是否正常等。最后分析計(jì)算機(jī)的軟硬件配置是否正確，如不兼容的需要更換配件，系統(tǒng)資源的使用是否過(guò)多等；現(xiàn)安裝了哪個(gè)版本的操作系統(tǒng)，已安裝的軟件是否有沖突；硬件驅(qū)動(dòng)程序版本是否為最新的等。
4.3 按照觀察到的實(shí)際情況來(lái)判斷故障產(chǎn)生的具體原因，首先我們需要想到是一些什么故障，怎么樣會(huì)產(chǎn)生如此的故障？我們?cè)撛趺礃尤ヌ幚砟亍Ｆ浯问?，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)較發(fā)達(dá)，將發(fā)現(xiàn)的故障現(xiàn)象，到互聯(lián)網(wǎng)上查找，這樣可以快速解決故障，節(jié)省成本。另外一定需要堅(jiān)持“先軟后硬”的故障排除原則，即查找在整機(jī)維護(hù)判斷過(guò)程中，我們需要先判斷是否是屬于軟件的故障，如果可以正常開(kāi)機(jī)時(shí)，那么可以考慮重新安裝操作系統(tǒng)，假設(shè)故障無(wú)法從軟件中排除掉，那么只好從硬件方面進(jìn)行認(rèn)真檢查。
4.4 計(jì)算機(jī)環(huán)境維護(hù)即是電源接地是否屬于正常，工作電壓是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，我們需要對(duì)計(jì)算機(jī)工作室環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行控制以及做好日常清潔工作等?；覊m是計(jì)算機(jī)的最大殺手，通常計(jì)算機(jī)的硬件故障大都是由于機(jī)器內(nèi)部的灰塵過(guò)多而引起的。因此，我們需要在日常生活中多做好計(jì)算機(jī)內(nèi)外部的清潔工作。
作者單位：廣東省高級(jí)技工學(xué)校，廣東惠州 516100
摘 要
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，雖然計(jì)算機(jī)給人們生活帶來(lái)了方便，但是計(jì)算機(jī)的硬件維護(hù)保養(yǎng)是用戶(hù)的基本工作，若對(duì)計(jì)算機(jī)硬件故障不及時(shí)處理，容易給人們的生活造成極大的困擾，因此，本位探討計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)保養(yǎng)的常見(jiàn)方法，以作為計(jì)算機(jī)使用者的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 硬件故障 維護(hù) 保養(yǎng)方法
計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中扮演著重要角色，不管是商業(yè)領(lǐng)域還是辦公室，都需要利用計(jì)算機(jī)開(kāi)展經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，所以計(jì)算機(jī)在生活、商業(yè)、娛樂(lè)等活動(dòng)中具有重要作用。但是，如何排除計(jì)算機(jī)硬件故障是值得人們思考的問(wèn)題，因此，本文對(duì)計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)技術(shù)和日常養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行探討。
1 計(jì)算機(jī)硬件故障維護(hù)的基本原則
（1）計(jì)算機(jī)需要在良好的工作環(huán)境下運(yùn)行，如果計(jì)算機(jī)工作場(chǎng)所有大量的灰塵，或工作場(chǎng)所比較潮濕，容易造成計(jì)算機(jī)使用壽命減端，在一定程度上影響了計(jì)算機(jī)電源的穩(wěn)定性，若計(jì)算機(jī)工作場(chǎng)所的灰塵較多，容易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)部件老化、設(shè)備接觸不良等故障，因此，保持環(huán)境清潔是計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)的基本原則，為了避免工作場(chǎng)所積累的灰塵對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的影響，用戶(hù)應(yīng)將計(jì)算機(jī)放置在防塵、防潮的地方，若用戶(hù)長(zhǎng)期不使用計(jì)算機(jī)，則應(yīng)在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)開(kāi)機(jī)2個(gè)小時(shí)左右，并做好計(jì)算機(jī)周?chē)h(huán)境的灰塵清潔，使計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行。
（2）計(jì)算機(jī)故障分析應(yīng)從各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)設(shè)備入手，計(jì)算機(jī)元器件、內(nèi)部芯片故障；計(jì)算機(jī)設(shè)備接觸故障；計(jì)算機(jī)部件老化現(xiàn)象；計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的故障；電源穩(wěn)定性、連接故障；計(jì)算機(jī)軟件故障等。
2 計(jì)算機(jī)故障排除方法
計(jì)算機(jī)在使用過(guò)程中，容易出現(xiàn)硬件故障等現(xiàn)象，做好硬件故障的排除是計(jì)算機(jī)維護(hù)的前提，因此，探討計(jì)算機(jī)故障排除法是非常重要的。第一，插拔替換法是計(jì)算機(jī)故障排除的最有效的方法，由于插拔替換法可以直接反映計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障部位，因此，當(dāng)前大多數(shù)計(jì)算機(jī)工作人員都采用插拔替換法排除計(jì)算機(jī)故障。插拔替換法的工作原理是用出現(xiàn)故障的相同部件更換到正常運(yùn)行的計(jì)算機(jī)上，從而檢查計(jì)算機(jī)硬件故障，例如計(jì)算機(jī)內(nèi)存條故障檢驗(yàn)，采用相同內(nèi)存條更換到可以正常工作的計(jì)算機(jī)上，若計(jì)算機(jī)能正常工作，則說(shuō)明計(jì)算機(jī)的內(nèi)存條接觸良好；第二，系統(tǒng)最小化法，若工程師無(wú)法確定計(jì)算機(jī)的故障部位，采用系統(tǒng)最小化法可以確定故障部位，其工作原理是將計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備全部摘除，如主板、CPU等，待設(shè)備摘除完后，運(yùn)行計(jì)算機(jī)，若計(jì)算機(jī)不能正常工作，則采用插拔替換法對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行故障排除，如果沒(méi)有出現(xiàn)計(jì)算機(jī)故障，則說(shuō)明計(jì)算機(jī)主板、顯卡等硬件出現(xiàn)了故障；第三，采用專(zhuān)門(mén)的診斷軟件排除計(jì)算機(jī)故障，目前市場(chǎng)上使用較多的診斷軟件是諾頓工具箱，其可以迅速檢測(cè)出不容易發(fā)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)故障，不僅可以檢測(cè)出計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備等運(yùn)行情況，同時(shí)也可以檢測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行情況，諾頓工具箱對(duì)計(jì)算機(jī)故障檢測(cè)完成后，將自動(dòng)生成分析報(bào)表，以便于用戶(hù)找出計(jì)算機(jī)故障部位，并采取有效的措施排除故障。
3 計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)措施
計(jì)算機(jī)主要有顯示器、主板、鼠標(biāo)、內(nèi)存、硬盤(pán)、電源等硬件設(shè)備組成，做好計(jì)算機(jī)硬件的日常維護(hù)，以提高計(jì)算機(jī)的使用性能。第一，計(jì)算機(jī)顯示器的維護(hù)，雖然顯示器由屏幕、外殼保護(hù)，但是顯示器容易受灰塵的影響，若顯示器上積累了大量的灰塵，不僅影響了計(jì)算機(jī)的顯示效果，也造成使用者視力的損傷，因此，顯示器的維護(hù)應(yīng)做好防塵除塵處理，可以在顯示器上帶一個(gè)防塵罩或用專(zhuān)業(yè)的清潔劑清洗電腦顯示器；第二，計(jì)算機(jī)內(nèi)部CPU的日常維護(hù)，CPU是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的主要工具，CPU運(yùn)行容易受到溫度的影響，若環(huán)境溫度過(guò)高，容易造成計(jì)算機(jī)運(yùn)行緩慢，因此，控制CPU工作環(huán)境的溫度，以70度為最佳溫度，并且改用性能較好的風(fēng)扇，如英特爾原裝風(fēng)扇，風(fēng)扇可以降溫除塵；第三，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的維護(hù)，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)是使用者存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的主要設(shè)備，硬盤(pán)在計(jì)算機(jī)中具有重要作用，但是，由于使用者操作頻繁，并且硬盤(pán)由于告訴運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致硬盤(pán)設(shè)備容易損壞，因此，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的維護(hù)加強(qiáng)使用者的維護(hù)意識(shí)，即要求使用者減少硬盤(pán)的使用負(fù)荷，減少文件下載、讀寫(xiě)等操作；第四，計(jì)算機(jī)內(nèi)存的維護(hù)，若計(jì)算機(jī)長(zhǎng)期處于未使用的狀態(tài)下，電腦容易出現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)、黑屏等問(wèn)題，其主要原因可能是電腦內(nèi)存存在問(wèn)題，在檢查內(nèi)存過(guò)程中，首先需要檢查內(nèi)存條是否接觸良好，然后清理內(nèi)存條、插槽后，重新插入內(nèi)存條，最后重啟電腦，內(nèi)存維護(hù)應(yīng)確保內(nèi)存條接觸良好性、防止靜電、兼容性等；第五，鼠標(biāo)維護(hù)保養(yǎng)，鼠標(biāo)是使用者操作電腦的基本設(shè)備，由于使用者使用鼠標(biāo)頻率過(guò)高，鼠標(biāo)容易出現(xiàn)控制失靈、和按鍵彈性消失等問(wèn)題，針對(duì)鼠標(biāo)出現(xiàn)的故障，首先需要拆開(kāi)鼠標(biāo)設(shè)備，其次對(duì)鼠標(biāo)內(nèi)部進(jìn)行清潔檢查，以排除鼠標(biāo)故障。
4 計(jì)算機(jī)硬件的日常保養(yǎng)技術(shù)
計(jì)算機(jī)硬件日常保養(yǎng)有助于提高電腦的使用性能，尤其是計(jì)算機(jī)內(nèi)部的灰塵清潔，首先將主機(jī)箱內(nèi)部的連接線(xiàn)拆除，并將機(jī)箱內(nèi)的主板、CPU風(fēng)扇、驅(qū)動(dòng)器吧、硬盤(pán)、顯卡等設(shè)備安全拔出，采用毛刷清潔辦卡接口的灰塵，并用吹風(fēng)機(jī)清除CPU風(fēng)扇、光驅(qū)、硬盤(pán)表面的灰塵；其次，灰塵清除干凈后，需要將拆卸的各個(gè)部件按順序依次安裝，裝上吉祥外殼后，需要對(duì)計(jì)算機(jī)的顯示器屏幕進(jìn)行灰塵清理；最后，啟動(dòng)電腦，檢查計(jì)算機(jī)是否運(yùn)行正常。使用者是計(jì)算機(jī)的主要實(shí)施者，在計(jì)算機(jī)使用過(guò)程中，使用者使用完后，應(yīng)用防塵罩改善電腦，為了延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)電源的使用壽命，在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常性設(shè)置電源的保護(hù)程序，避免手機(jī)、電子產(chǎn)品等設(shè)備靠近計(jì)算機(jī)，這些設(shè)備容易干擾計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行，使用者也應(yīng)養(yǎng)成良好的使用習(xí)慣，如正確關(guān)機(jī)、開(kāi)機(jī)等。
5 結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算機(jī)的使用雖然給人們的生活帶來(lái)了方便，但是人們的不正確使用容易造成計(jì)算機(jī)硬件出現(xiàn)故障，因此，做好計(jì)算機(jī)硬件的日常維護(hù)和保養(yǎng)，尤其是使用者的保養(yǎng)措施，維護(hù)和保養(yǎng)措施到位，才能提高計(jì)算機(jī)的使用性能。
作者單位
遼寧本溪市機(jī)電工程學(xué)校信息技術(shù)教研室 遼寧省本溪市 117000
摘 要：體育館工作范圍面積較大，內(nèi)容復(fù)雜多變，計(jì)算機(jī)技術(shù)的涉入是必然趨勢(shì)。但是在計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行中，如果不對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行檢查維護(hù)，就有可能帶來(lái)計(jì)算機(jī)安全隱患，嚴(yán)重的話(huà)可能會(huì)造成系統(tǒng)癱瘓，體育館工作管理不能正常進(jìn)行。本文簡(jiǎn)要分析了計(jì)算機(jī)硬件的組成，指出在體育館內(nèi)計(jì)算機(jī)硬件將如何維護(hù)以及維護(hù)的重要性，探討計(jì)算機(jī)在體育館內(nèi)硬件維護(hù)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；體育館；硬件維護(hù)和應(yīng)用
在科技迅速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)應(yīng)用成為我們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯囊徊糠?，?duì)于體育館內(nèi)的計(jì)算機(jī)，由于體育館的工作量大，涉及內(nèi)容較多，就要求計(jì)算機(jī)硬件一定要過(guò)硬，以此滿(mǎn)足高強(qiáng)度、多數(shù)據(jù)的體育館工作。除了計(jì)算機(jī)硬件質(zhì)量過(guò)硬的要求之外，計(jì)算機(jī)的日常維護(hù)和管理也是必不可少的，需要維修部門(mén)和工作人員保持定期檢查和日常維護(hù)的習(xí)慣。
1 體育館中計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成
體育館需要用到的設(shè)備都比較大型，硬件組成一般包括控制設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、運(yùn)算設(shè)備、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，除此之外，體育館還配有專(zhuān)門(mén)的維修部門(mén)來(lái)定時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行日常檢查和維護(hù)，保證體育館內(nèi)計(jì)算機(jī)設(shè)備的正常工作不受影響。
體育館內(nèi)計(jì)算機(jī)的控制設(shè)備是放在日常維護(hù)中的第一位的，一般采用工作效率更快的控制器，控制器是計(jì)算機(jī)的核心部分，其他硬件都是通過(guò)控制設(shè)備發(fā)送信號(hào)指揮而進(jìn)行正常工作的。計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存設(shè)備分為主動(dòng)儲(chǔ)存和輔助儲(chǔ)存兩種，通過(guò)接受控制設(shè)備的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理來(lái)保持正常工作的，對(duì)于體育館需要儲(chǔ)存大量數(shù)據(jù)而言，計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備容量必須足夠大才能滿(mǎn)足需要。運(yùn)算設(shè)備是計(jì)算機(jī)的重要組成部分，具有將數(shù)據(jù)加工為更具體化的信息的作用。輸入設(shè)備運(yùn)用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)將文字圖片信息輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)等待處理。輸出設(shè)備是將需要的信息通過(guò)圖片、文字和聲音的形式展現(xiàn)出來(lái)的計(jì)算機(jī)設(shè)備。這五個(gè)硬件設(shè)備相互聯(lián)系、相互作用，共同作用于體育館內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的需要。
2 體育館中計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)
計(jì)算機(jī)的硬件常見(jiàn)問(wèn)題有計(jì)算機(jī)設(shè)備之間出現(xiàn)沖突、外部原因造成計(jì)算機(jī)硬件故障等。多種設(shè)備共同使用服務(wù)于一項(xiàng)工作時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)工作資源沖突問(wèn)題，或是各個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行了混合安裝，一起使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的沖突偏差。外部環(huán)境會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成一定影響，比如說(shuō)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)或是停電現(xiàn)象，計(jì)算機(jī)硬件容易遭到損壞；電磁干擾也會(huì)出現(xiàn)意外重啟或是顯示器偏差等問(wèn)題。
對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件隨時(shí)可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，維修部門(mén)就需要一定的診查技術(shù)，通過(guò)對(duì)硬件的檢測(cè)和計(jì)算機(jī)的運(yùn)行情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)可能產(chǎn)生故障的原因，養(yǎng)成對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行日常維護(hù)的習(xí)慣，掌握好正確的維修方法，保護(hù)體育館內(nèi)計(jì)算機(jī)設(shè)備，保證其良好的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于體育館內(nèi)的硬件設(shè)備，要掌握相應(yīng)的加速技術(shù)，通過(guò)適當(dāng)?shù)募铀?，有效率地使用?jì)算機(jī)硬件，讓計(jì)算機(jī)能更有效地輸出顯示。
掌握一定的維修技術(shù)就要將其應(yīng)用到實(shí)踐中，對(duì)于體育館內(nèi)的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備，首先要做的就是進(jìn)行觀察，通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)硬件是否正處于正常的工作狀態(tài)，進(jìn)行判斷后再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行下一步檢查。檢查的原則為先外后內(nèi)，先檢查外部設(shè)備再檢查內(nèi)部設(shè)備，外部設(shè)備比較簡(jiǎn)單，一般是各種顯示器外部鼠標(biāo)鍵盤(pán)等的檢查。內(nèi)部設(shè)備要先檢查電源再檢查其他，其余部分按照由易到難的原則入手。當(dāng)無(wú)法確定計(jì)算機(jī)故障發(fā)生在何處時(shí)，就要通過(guò)替換法進(jìn)行檢查，這樣比較容易快速地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。
3 體育館中計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)應(yīng)用
體育館的占地面積較大，計(jì)算機(jī)硬件的日常維護(hù)比較困難，由于輸出設(shè)備功率較大，主機(jī)一般有多臺(tái)，選擇合適的環(huán)境安放主機(jī)，防止過(guò)熱導(dǎo)致硬件停止運(yùn)行現(xiàn)象的出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)不用時(shí)最好切斷電源以防漏電現(xiàn)象而導(dǎo)致火災(zāi)的出現(xiàn)，選擇合格的電源，對(duì)于舊電源的維護(hù)要頻繁，插座以防亂搭亂插和松動(dòng)情況的出現(xiàn)。對(duì)于顯示器、顯示屏、投影儀等外部設(shè)備一般進(jìn)行定期清潔，清潔時(shí)防止注意腐蝕表面，對(duì)于鏡頭等敏感部件，要在鏡頭紙上沾上清水再進(jìn)行擦拭。
計(jì)算機(jī)一旦出現(xiàn)故障就要接觸主板，硬件插拔法是檢查計(jì)算機(jī)故障的最容易方法，但是使用比較頻繁，所以在計(jì)算機(jī)的維修前應(yīng)充分運(yùn)用診斷技術(shù)，避免不必要的損失。日常生活的處理器在75度以下進(jìn)行工作，但是體育館一般采用大功率工作，溫度容易上升，在日常的維護(hù)中就要注意處理清潔處理器的散熱器和風(fēng)扇，為其工作提供一個(gè)好的環(huán)境，因?yàn)榄h(huán)境對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的影響是不容忽視的，理想的工作環(huán)境溫度應(yīng)該在10℃-35℃之間，不論太高或者太低都會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件造成不良的影響。一般現(xiàn)在的體育館中都安裝了空調(diào)，因此要充分利用空調(diào)調(diào)節(jié)好體育館內(nèi)的溫度。體育館內(nèi)的濕度應(yīng)該保持在30%-80%左右，如果濕度過(guò)高就會(huì)使計(jì)算機(jī)硬件的性能受到影響，甚至?xí)鹣嚓P(guān)設(shè)備的短路。如果天氣比較潮濕，最好保證每天都要使用電腦或者通電。不少人認(rèn)為如果減少電腦的使用次數(shù)可以使相關(guān)硬件的使用壽命更長(zhǎng)久，這種觀點(diǎn)是片面的，如果長(zhǎng)時(shí)間不用，那么硬件中就會(huì)變得潮濕并積攢灰塵，這樣反而會(huì)損壞硬件。不過(guò)，如果天氣過(guò)于潮濕，像顯示器或者主機(jī)表面已經(jīng)出現(xiàn)了水汽，在這種情況下絕對(duì)不可以給電腦通電。如果濕度太大，而維持時(shí)間較長(zhǎng)，就會(huì)使硬件的電路板遭到侵蝕，所以，體育館中最好也要配備抽濕機(jī)和吸塵器。
計(jì)算機(jī)對(duì)電源也有較高的要求，正常的交流電范圍應(yīng)該維持在220V±10%，頻率應(yīng)該維持在50Hz±5%，并且要裝備好接地系統(tǒng)。如果條件允許，應(yīng)該使用UPS電源來(lái)保護(hù)計(jì)算機(jī)，這樣即便市電中斷，計(jì)算機(jī)還能保持一段時(shí)間的運(yùn)行，有助于及時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和正常關(guān)機(jī)。體育館內(nèi)需要儲(chǔ)存大量數(shù)據(jù)，安裝的硬盤(pán)容量要大，存貯的內(nèi)容較多，因此日常維護(hù)十分重要。
在日常使用的習(xí)慣也會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)各個(gè)硬件造成較大的影響。首先開(kāi)關(guān)機(jī)的順序要正確，開(kāi)機(jī)時(shí)要先開(kāi)外設(shè)電源，再開(kāi)主機(jī)電源，而關(guān)機(jī)的順序恰恰相反。這樣可以減少對(duì)主機(jī)的傷害。如果主機(jī)通電，那么在開(kāi)關(guān)外設(shè)的一瞬間，主機(jī)會(huì)受到很大的沖擊。同時(shí)也不能頻繁地開(kāi)關(guān)主機(jī)，在關(guān)機(jī)后至少等待30s再開(kāi)機(jī)，否則，會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件造成極大地傷害。如果計(jì)算機(jī)正在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，切忌突然關(guān)機(jī)，不然會(huì)對(duì)硬盤(pán)造成損害。此外，關(guān)機(jī)時(shí)最好先關(guān)閉所有桌面上打開(kāi)的應(yīng)用程序，再按正確的開(kāi)關(guān)機(jī)順序關(guān)機(jī)，否則有可能損壞應(yīng)用程序，導(dǎo)致下次不能正確運(yùn)行。在電腦運(yùn)行時(shí)不要隨便搬動(dòng)主機(jī)，避免不必要的震動(dòng)，防止硬盤(pán)造成損傷而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
4 結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)如今，體育館的工作已經(jīng)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)，除了在對(duì)計(jì)算機(jī)的利用之外，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)也是十分重要的。體育館的維修人員要加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的培訓(xùn)，采用綜合的方法對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行高效的維護(hù)，使其保持正常的工作狀態(tài)。通過(guò)對(duì)體育館內(nèi)計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)，提高體育館的工作效率，為體育館的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。同時(shí)還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)尋求幫助，碰到的問(wèn)題越多，相應(yīng)也會(huì)積累更多的經(jīng)驗(yàn)，在日常維護(hù)就會(huì)更加順手，這有利于保證體育館計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)和計(jì)算機(jī)的正常使用，從而使體育館的工作效率得到有效地提高。
作者單位：淮陰工學(xué)院體育部，江蘇淮
【摘 要】隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于作為底層系統(tǒng)的硬件，也提出了更高的要求。本文針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行了由淺入深的分析。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)；硬件；系統(tǒng)
1 計(jì)算機(jī)硬件簡(jiǎn)介
計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子、機(jī)械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱(chēng)。這些物理設(shè)備按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體為計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)行提供物質(zhì)基礎(chǔ)。簡(jiǎn)言之，計(jì)算機(jī)硬件的功能是輸入并存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，以及執(zhí)行程序，把數(shù)據(jù)加工成可以利用的形式。從外觀上看，微機(jī)由主機(jī)箱和外部設(shè)備組成。主機(jī)箱內(nèi)部主要包括：CPU、內(nèi)存、主板、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光驅(qū)、各種擴(kuò)展卡、連接線(xiàn)、電源等；外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、顯示器、音箱等，這些設(shè)備通過(guò)接口和連接線(xiàn)與主機(jī)相連[1]。
2 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)
計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理為核心，逐步掌握各個(gè)硬件模塊的原理與功能，從而能夠利用硬件技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。
3 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的范疇
計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)主要面向計(jì)算機(jī)軟方向?qū)I(yè)開(kāi)設(shè)，因此是一門(mén)綜合性的硬件技術(shù)課程，其范疇包括：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述、電路元器件、計(jì)算機(jī)數(shù)制、常用邏輯部件、硬件結(jié)構(gòu)及原理、指令與匯編語(yǔ)言、接口與外部系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)[2]。
其中，對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都做了詳細(xì)的分析，以計(jì)算機(jī)組成為例，如下圖所示：
圖1 計(jì)算機(jī)硬件組成
圖中涵蓋了計(jì)算機(jī)五大硬件模塊：運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲(chǔ)器，箭頭表明了各種信息流向。圖中，我們首先要了解各個(gè)硬件模塊的功能，從而根據(jù)箭頭分析各種信息在硬件設(shè)備中如何傳遞。
4 硬件技術(shù)的核心
硬件技術(shù)的核心包括如下幾個(gè)方面：
（1）計(jì)算機(jī)硬件組成原理
計(jì)算機(jī)硬件組成原理為掌握硬件技術(shù)的基礎(chǔ)。
（2）微處理器
微處理器是計(jì)算機(jī)核心部件，主要包括運(yùn)算器和控制器。微處理器技術(shù)，重點(diǎn)是對(duì)指令和指令系統(tǒng)的理解。
同一廠商會(huì)在一個(gè)處理器產(chǎn)品的基礎(chǔ)上不斷研發(fā)下一代新的兼容產(chǎn)品，而新一代處理器與前一代要實(shí)現(xiàn)指令兼容，即新一代指令系統(tǒng)包含前一代處理器的全部指令，同時(shí)可能增加新指令。而不同廠商之間也可能生產(chǎn)指令兼容的處理器產(chǎn)品。如何提高處理器性能，也是各個(gè)廠商爭(zhēng)先研究的對(duì)象，一般采取的技術(shù)包括：流水線(xiàn)、超標(biāo)量、超線(xiàn)程、Cache、擴(kuò)展指令集、多核心等。
（3）總線(xiàn)
總線(xiàn)就是嚴(yán)格定義的信號(hào)線(xiàn)集合，用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)各個(gè)部件之間信息傳輸?shù)耐ǖ繹3]?？偩€(xiàn)具備公共性、標(biāo)準(zhǔn)型和可擴(kuò)展性等特征。通過(guò)總線(xiàn)可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接或者多點(diǎn)連接。只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的通道在概念上不是總線(xiàn)，習(xí)慣上也稱(chēng)為總線(xiàn)。
在計(jì)算機(jī)中，總線(xiàn)一般分三種：數(shù)據(jù)總線(xiàn)（DB）、地址總線(xiàn)（AB）和控制總線(xiàn)（CB）。
DB：傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容，與內(nèi)存、I/O之間雙向傳輸；
AB：傳輸?shù)拇鎯?chǔ)位置，如存儲(chǔ)器地址、端口地址等，與I/O接口或之間單向傳輸；
CB：傳輸各種控制信號(hào)，如存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)、端口讀/寫(xiě)等，與I/O接口之間單向傳輸。
（4）接口
接口是用于完成計(jì)算機(jī)主機(jī)系統(tǒng)與外設(shè)之間的信息交換[4-5]。接口由接口硬件（接口電路、連接器、連接電纜等）和接口軟件（程序）組成。如下圖所示：
圖2 接口電路的構(gòu)成
接口功能主要包括：數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)緩沖、信號(hào)變換、中斷、差錯(cuò)控制、高層通信協(xié)議、即插即用、電源管理、動(dòng)態(tài)配置等。接口構(gòu)成都是通過(guò)數(shù)據(jù)變換機(jī)制來(lái)完成。對(duì)接口的操作是程序?qū)涌诘脑L(fǎng)問(wèn)（讀/寫(xiě)）的方式，不同接口電路支持不同的操作方式，常用方（下轉(zhuǎn)第324頁(yè)）（上接第128頁(yè)）式包括查詢(xún)、中斷和DMA控制方式。
5 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)總結(jié)
熟悉計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，目的是提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。不僅僅要熟悉各個(gè)硬件模塊的功能，還需了解相關(guān)最新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及新標(biāo)準(zhǔn)，利用硬件性能測(cè)試方法，能解決在實(shí)際使用中出現(xiàn)的問(wèn)題。
摘 要： 提出了一種基于連續(xù)頁(yè)面合并以及PTE基址緩存的硬件載入技術(shù)。對(duì)硬件載入改進(jìn)有兩種方法，分別是：合并Main TLB中物理頁(yè)號(hào)、虛擬頁(yè)號(hào)均連續(xù)的兩個(gè)表項(xiàng)，擴(kuò)大了Main TLB容量，降低TLB缺失率，減少硬件載入次數(shù)；緩存硬件載入過(guò)程中第一次查詢(xún)頁(yè)表得到的PTE基址，有相同PTE基址的虛擬頁(yè)號(hào)將不需要進(jìn)行第一次頁(yè)表查詢(xún)，節(jié)省了一半時(shí)間。
關(guān)鍵詞： 旁路緩沖器； 連續(xù)頁(yè)面歸并； 頁(yè)面回收； 硬件載入； PTE基址緩存
1 旁路轉(zhuǎn)換單元載入技術(shù)概述
曾有研究表明TLB控制時(shí)間占普通系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的5%～10%，然而最顯著的開(kāi)銷(xiāo)是在處理TLB缺失上。顯示TLB缺失程序是最常見(jiàn)的執(zhí)行原語(yǔ)，表明TLB確實(shí)處理可以占到總運(yùn)行時(shí)間的40%。因此對(duì)處理TLB缺失的問(wèn)題的研究具有重要意義。
當(dāng)TLB出現(xiàn)缺失時(shí)，有兩種處理方式，分別是硬件載入TLB和軟件載入TLB。硬件載入TLB不需要清空流水線(xiàn)，它對(duì)流水線(xiàn)的干擾是相當(dāng)小的。硬件載入TLB由硬件實(shí)現(xiàn)頁(yè)表的查詢(xún)、表項(xiàng)填入TLB操作，在進(jìn)行這一系列過(guò)程時(shí)，處理器并不需要清空流水線(xiàn)，只需要凍結(jié)流水線(xiàn)，暫時(shí)不執(zhí)行下一條指令即可。本文主要研究硬件載入TLB技術(shù)。
TLB prefetching技術(shù)通過(guò)硬件上的預(yù)測(cè)以及預(yù)載入翻譯的方式來(lái)隱藏TLB缺失造成的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。其主要思想是一個(gè)基于時(shí)效性的TLB缺失預(yù)測(cè)算法。時(shí)效性的概念是利用一個(gè)基于LRU替換算法計(jì)算出特定應(yīng)用中每個(gè)被使用到的TLB表項(xiàng)的歷史使用頻繁度。
SpecTLB 針對(duì)TLB缺失的情況提供了投機(jī)的地址翻譯，而不通過(guò)跟蹤部分填充的大頁(yè)面保留頁(yè)表。當(dāng)一次TLB缺失出現(xiàn)時(shí)，SpecTLB檢查該缺失的虛擬頁(yè)是否是大頁(yè)面保留頁(yè)表的一部分，如果是這樣，缺頁(yè)的物理地址可以使用大范圍內(nèi)保留的小頁(yè)面的相對(duì)位置在該保留大頁(yè)面的開(kāi)始和結(jié)束物理地址之間進(jìn)行插值。
2 基于連續(xù)頁(yè)面合并以及緩存的硬件載入技術(shù)
針對(duì)硬件載入時(shí)間在整個(gè)TLB訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程總時(shí)間中占有巨大比例的問(wèn)題，本文提出對(duì)硬件載入改進(jìn)的兩種方法：
（1） 合并Main TLB中物理頁(yè)號(hào)、虛擬頁(yè)號(hào)均連續(xù)的兩個(gè)表項(xiàng)，擴(kuò)大了Main TLB容量，降低TLB缺失率，減少硬件載入次數(shù)；
（2） 緩存硬件載入過(guò)程中第一次查詢(xún)頁(yè)表的到的PTE基址，有相同PTE基址的虛擬頁(yè)號(hào)將不需要進(jìn)行第一次頁(yè)表查詢(xún)，節(jié)省了一半時(shí)間。
這兩種方法分別從減少硬件載入次數(shù)和縮短單次硬件載入時(shí)間上提升了旁路轉(zhuǎn)換單元的性能，同時(shí)降低了缺失率。
2.1 基于連續(xù)頁(yè)面合并的硬件載入技術(shù)
為減少硬件載入次數(shù)，本文提出一種用于連續(xù)頁(yè)面合并的LTLB（Large Page TLB），當(dāng)TLB缺失時(shí)，進(jìn)行TLB硬件載入，首先從頁(yè)表中獲得所需要的翻譯信息，在將該信息填回MTLB之前先檢查MTLB中是否有其連續(xù)頁(yè)面，若有則將兩個(gè)頁(yè)面合并之后填入LTLB，同時(shí)將合并前原本在MTLB中的表項(xiàng)無(wú)效掉，使其可以在未來(lái)存放新的翻譯信息。這樣做也就是將LTLB作為一個(gè)頁(yè)面是MTLB兩倍的大頁(yè)面TLB進(jìn)行查詢(xún)，可以部分?jǐn)U大頁(yè)面大小，增加第二級(jí)TLB容量，減少TLB 缺失次數(shù)。
在硬件載入到MTLB之前先檢查MTLB中該表項(xiàng)的前后頁(yè)面是否存在MTLB中，若在，則合并這兩個(gè)頁(yè)面存入LTLB，同時(shí)釋放掉被合并的那個(gè)表項(xiàng)。兩路組相聯(lián)的MTLB中若有連續(xù)的頁(yè)面，這兩個(gè)頁(yè)面一定出現(xiàn)在組地址連續(xù)的幾個(gè)表項(xiàng)中，因此只需要根據(jù)要填入的表項(xiàng)的虛擬頁(yè)號(hào)（VPN）最低位選擇跟組地址減1或是組地址加1的兩個(gè)表項(xiàng)進(jìn)行比較。當(dāng)Micro TLB命中，直接返回物理地址。當(dāng)Micro TLB缺失，則同時(shí)查找MTLB和LTLB。若LTLB命中或者M(jìn)TLB命中則可直接得到物理地址；若二者都缺失則需要進(jìn)行硬件載入；在該機(jī)制下不會(huì)出現(xiàn)二者都命中的情況，一旦出現(xiàn)屬于硬件錯(cuò)誤。若要進(jìn)行硬件載入到MTLB，首先根據(jù)虛擬頁(yè)號(hào)找到要填的表項(xiàng)，查看該表項(xiàng)附近是否有連續(xù)頁(yè)面，若有，則將兩個(gè)頁(yè)面合并放入LTLB，并將原MTLB中的表項(xiàng)置為空，若沒(méi)有，則直接填入。
如果要進(jìn)行合并檢查，則先根據(jù)VPN的最低位判定奇偶頁(yè)面，若是奇頁(yè)面，那么檢查是否跟前面一組中的兩個(gè)表項(xiàng)虛擬頁(yè)面、物理頁(yè)面都連續(xù)；若是偶頁(yè)面，那么檢查是否跟后面一組中的兩個(gè)表項(xiàng)虛擬頁(yè)面、物理頁(yè)面都連續(xù)。如果有連續(xù)頁(yè)面則進(jìn)行合并后再填入LTLB，否則不合并直接填入MTLB。
2.2 PTE基址緩存的硬件載入技術(shù)
對(duì)于兩級(jí)頁(yè)表，需要進(jìn)行兩次查找，硬件載入時(shí)查找頁(yè)表是非常耗時(shí)、影響性能的。首先將MPGD寄存器中的14～31位PBA與虛擬地址中的20～31位拼起來(lái)組成30位地址，再左移兩位得到32位地址。用這個(gè)地址查詢(xún)頁(yè)目錄表，將得到表項(xiàng)的10～31位與虛擬地址中的12～19位拼起來(lái)組成30位地址，再左移兩位得到32位地址才是頁(yè)表表項(xiàng)的地址。用這個(gè)地址查詢(xún)頁(yè)表，將得到表項(xiàng)的12～31位物理頁(yè)號(hào)與虛擬地址的0～11位頁(yè)內(nèi)偏移拼起來(lái)組成32位地址，這個(gè)地址就是轉(zhuǎn)換好的物理地址。
針對(duì)兩級(jí)頁(yè)表查詢(xún)耗時(shí)的缺點(diǎn)，本文提出PTE基址緩存的硬件載入技術(shù)，就是在第一次查詢(xún)得到頁(yè)目錄表表項(xiàng)地址之前先查找一個(gè)PTE基址緩存表PTLB（PTE Base Address TLB），若命中則直接得到頁(yè)目錄表表象地址，而不需要再進(jìn)行第二次查找。這可以大大減少頁(yè)表查詢(xún)的時(shí)間。
其中PTLB每個(gè)表項(xiàng)含兩部分，分別是12位的VPN1和22位的PTE基址。四個(gè)表項(xiàng)同時(shí)與所要查找的虛擬地址中的VPN1進(jìn)行比較，若命中，則不許查找頁(yè)目錄表，直接得到PTE基址，與虛擬地址中的VPN2拼接作為頁(yè)表表項(xiàng)地址，得到所需要的頁(yè)表表項(xiàng)。
2.3 實(shí)驗(yàn)與分析
本文選取EEMBC中的部分多媒體應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用測(cè)試基準(zhǔn)程序，以32位高性能嵌入式處理CK510及其平臺(tái)為基礎(chǔ)，在原有兩級(jí)TLB 的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)連續(xù)頁(yè)面合并以及緩存及其控制邏輯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
3 結(jié) 語(yǔ)
本文首先對(duì)旁路轉(zhuǎn)換單元載入技術(shù)做了介紹。然后對(duì)提出的基于連續(xù)頁(yè)面合并一級(jí)緩存的硬件載入技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。一是連續(xù)頁(yè)面合并，當(dāng)TLB缺失時(shí)，進(jìn)行TLB硬件載入，首先從頁(yè)表中獲得所需要的翻譯信息，在將該信息填回MTLB之前先檢查MTLB中是否有其連續(xù)頁(yè)面，若有則將兩個(gè)頁(yè)面合并并填入LTLB，同時(shí)將合并前原本在MTLB中的表項(xiàng)無(wú)效掉，使其可以在未來(lái)存放新的翻譯信息。二是將PTE機(jī)制進(jìn)行緩存，在第一次查詢(xún)得到頁(yè)目錄表表項(xiàng)地址之前先查找一個(gè)PTE基址緩存表PTLB，若命中則直接得到頁(yè)目錄表表象地址，而不需要再進(jìn)行第二次查找。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明本文提出的基于連續(xù)頁(yè)面合并以及緩存的硬件載入技術(shù)能有效降低訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間。
[摘 要]由于現(xiàn)實(shí)工業(yè)環(huán)境的惡劣，意想不到的干擾源所產(chǎn)生的干擾，會(huì)對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性與安全性構(gòu)成極大的威脅。輕則會(huì)使控制誤差增大，影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)失靈、崩潰，造成重大損失。該文著重分析了工業(yè)環(huán)境下主要干擾源對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的現(xiàn)象，同時(shí)就單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)采用硬件技術(shù)抵御干擾的對(duì)策和解決方法進(jìn)行了探討。
[關(guān)鍵詞]單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 工業(yè)環(huán)境下抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)
1 引言
單片機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化、生產(chǎn)過(guò)程控制等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，它的應(yīng)用大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，有效的提高了生產(chǎn)效率。但是，由于現(xiàn)實(shí)工業(yè)環(huán)境的惡劣，意想不到的干擾源會(huì)產(chǎn)生出各種各樣的干擾，對(duì)系統(tǒng)的可靠性與安全性構(gòu)成了極大的威脅。單片機(jī)系統(tǒng)必須長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，如若沒(méi)有可靠的抗干擾措施，輕則會(huì)使控制誤差增大，影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)失靈、崩潰，造成重大損失。本文著重分析工業(yè)環(huán)境下各種干擾對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的影響，并從硬件方面給出一些抗干擾對(duì)策和切實(shí)可行的解決方法。
2 干擾現(xiàn)象的分析
在工業(yè)環(huán)境下影響單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行的主要因素有多種。其干擾現(xiàn)象主要有：
1）在工業(yè)環(huán)境中當(dāng)一些大型設(shè)備或用電量巨大的設(shè)備啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)都會(huì)使局部電網(wǎng)的電壓和電流產(chǎn)生較大的波動(dòng)甚至造成電壓瞬時(shí)跌落，從而造成附近的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源供電電壓的驟升驟降，造成干擾，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2）大型用電設(shè)備的啟停、工作與高壓狀態(tài)和高頻狀態(tài)的設(shè)備以及電磁開(kāi)關(guān)工作時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射干擾；雷電、電弧、廣播電臺(tái)等輻射的高頻信號(hào)產(chǎn)生的電磁輻射干擾都有可能從信號(hào)采集系統(tǒng)、輸入設(shè)備等輸入通道或強(qiáng)電、伺服系統(tǒng)等輸出通道進(jìn)入單片機(jī)。另外形成寄生在電網(wǎng)上的各種高頻干擾信號(hào)，也有可能通過(guò)供電系統(tǒng)進(jìn)入對(duì)單片機(jī)，造成干擾。
3）由于任何電源及輔電線(xiàn)都存在內(nèi)阻、分布電容和電感等，正是這些因素引發(fā)了電源的噪聲干擾。此外在工業(yè)環(huán)境中由于電源系統(tǒng)的共用，多臺(tái)設(shè)備之間通過(guò)電源、地線(xiàn)也會(huì)產(chǎn)生相互干擾。
4）在工業(yè)電網(wǎng)電源中50HZ 的工頻干擾也會(huì)對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入通道造成干擾，影響測(cè)量精度、破壞單片機(jī)的可靠運(yùn)行和正?？刂啤?
5）另外大功率晶閘管在導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的高次諧波大電流，也可能向空間輻射或通過(guò)傳導(dǎo)耦合形成對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的干擾。
6）靜電和電磁感應(yīng)干擾。這些因素對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)造成的干擾主要表現(xiàn)為：侵入單片機(jī)系統(tǒng)輸入通道，使得數(shù)據(jù)采集誤差加大，甚至淹沒(méi)測(cè)量信號(hào)。破壞單片機(jī)片內(nèi)RAM、外部擴(kuò)展RAM、E2PROM中的數(shù)據(jù)，影響程序的正常運(yùn)行。
3 硬件抗干擾對(duì)策和解決方法
硬件抗干擾技術(shù)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)首選的抗干擾措施，它能有效抑制干擾源，阻斷干擾傳輸通道，保障單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的安全。以下從四方面就單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件抗干擾技術(shù)展開(kāi)討論：
3.1 電源系統(tǒng)的抗干擾措施
對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最嚴(yán)重的干擾來(lái)源于電源。一般解決的方法是：
1）為防止大型設(shè)備啟停時(shí)造成局部電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響到單片機(jī)系統(tǒng)直流供電電壓的驟然升降，在單片機(jī)直流穩(wěn)壓電源前添加一臺(tái)交流凈化穩(wěn)壓電源以保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，防止電源的過(guò)電壓和欠電壓；此外還應(yīng)增大直流穩(wěn)壓電源的功率儲(chǔ)備。
2）為防止電壓的瞬時(shí)跌落，添加后備電源供電保護(hù)系統(tǒng)。
3）為抵抗電網(wǎng)上的各種高頻干擾信號(hào)通過(guò)直流電源進(jìn)入單片機(jī)，應(yīng)采用隔離變壓器，并使其一次側(cè)、二次側(cè)之間均采用屏蔽層隔離，以減少其分布電容，提高抗共模干擾能力。即在電源變壓器初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間以及次級(jí)繞組之外包裹一層屏蔽層，同時(shí)將屏蔽層接入導(dǎo)通良好的地線(xiàn)；并將整個(gè)直流電源系統(tǒng)用金屬外殼屏蔽起來(lái)接地。實(shí)踐證明，接地技術(shù)是抑制噪音的重要手段。良好的接地可以在很大程度上提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
4）利用低通濾波器濾除高次諧波，改善電源波形。
5）采用分散獨(dú)立功能塊供電，以減少公共阻抗的相互耦合以及公共電源的相互耦合。
3.2 輸入、輸出通道的抗干擾措施
輸入輸出通道是單片機(jī)與外設(shè)、被控對(duì)象進(jìn)行信息交換的渠道。由輸入輸出通道引起的干擾主要是受到靜電干擾噪聲干擾和電磁波干擾，以及由公共地線(xiàn)引發(fā)的干擾。常用的方法有：
1）干擾和電磁感應(yīng)干擾也有強(qiáng)的抑制作用。傳輸線(xiàn)采用屏蔽線(xiàn)。開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)線(xiàn)和模擬信號(hào)檢測(cè)線(xiàn)使用屏蔽雙膠線(xiàn)可以很好的抵御靜電和電磁感應(yīng)干擾。
2）在實(shí)際工作中，用屏蔽雙絞線(xiàn)作長(zhǎng)線(xiàn)傳輸線(xiàn)能有效地抑制共模噪聲及電磁場(chǎng)干擾，并應(yīng)對(duì)傳輸線(xiàn)進(jìn)行阻抗匹配，以免產(chǎn)生反射，使信號(hào)失真。對(duì)于模擬信號(hào)采樣系統(tǒng)抵御干擾，可以采用具有差動(dòng)輸入的測(cè)量放大器，并采用屏蔽雙膠線(xiàn)傳輸測(cè)量信號(hào)。變送器傳遞的信號(hào)應(yīng)盡量采用電流型傳輸方式，因電流型比電壓型抗干擾能力要高。
3）采用信號(hào)隔離措施將模擬電路通過(guò)隔離放大器隔離，數(shù)字電路通過(guò)光電耦合器隔離。模擬接地和數(shù)字接地嚴(yán)格分開(kāi)，隔離器輸入回路和輸出回路的電源分別供電。同時(shí)考慮傳輸線(xiàn)的屏蔽技術(shù)，如采用屏蔽線(xiàn)、雙膠線(xiàn)等。
4）為消除電源系統(tǒng)的50HZ 工頻干擾，采用阻容濾波等技術(shù)，除在輸入通道的模數(shù)A/D 轉(zhuǎn)換電路中加入RC 濾波電路或50HZ陷波器外，也可在轉(zhuǎn)換器件上動(dòng)腦子，例如采用采樣時(shí)間是50Hz 的工頻周期整數(shù)倍的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器。
5）選擇合適的接地點(diǎn)可以有效抑制地線(xiàn)噪聲，在一個(gè)存在有數(shù)字地和模擬地的單片機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)的地線(xiàn)和模擬信號(hào)的地線(xiàn)絕不能夠接錯(cuò)。在線(xiàn)路設(shè)計(jì)中，必須將所有器件的數(shù)字地和模擬地分別相連，但數(shù)字地與模擬地僅在一點(diǎn)上相連。
6）應(yīng)當(dāng)很好的處理單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)強(qiáng)、弱電系統(tǒng)的隔離，是保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定。現(xiàn)在常用的隔離方式是光電隔離，如在功率驅(qū)動(dòng)電路中可以采用帶雙向可控硅驅(qū)動(dòng)的光電隔離器件。需要注意的是：在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨(dú)立的電源，若兩端共用一個(gè)電源，則光電耦合器的隔離作用將失去意義。
3.3 印制電路板及電路的抗干擾措施
印制電路板是系統(tǒng)中器件、信號(hào)線(xiàn)、電源線(xiàn)的高密度集合體，印制電路板設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大。故印制電路板的設(shè)計(jì)決不單是器件、線(xiàn)路的簡(jiǎn)單布局安排，因此在PCB電路布線(xiàn)中除應(yīng)遵循PCB設(shè)計(jì)的基本原則外，還必須符合抗干擾的設(shè)計(jì)原則。通常有下述抗干擾措施：
1）將強(qiáng)、弱電電路嚴(yán)格分開(kāi)，盡量不要把它們?cè)O(shè)計(jì)在一塊印制電路扳上。易產(chǎn)生噪聲的器件、大電流電路等應(yīng)盡量遠(yuǎn)離邏輯電路。
2）電源線(xiàn)的走向應(yīng)盡量與數(shù)據(jù)傳輸方向一致。電源的地線(xiàn)應(yīng)盡量加粗。
3）為抑制噪聲干擾應(yīng)盡可能在大規(guī)模集成電路的電源引腳和接地引腳之間焊接20PF左右的高頻濾波吸收電容，在各個(gè)供電接點(diǎn)上還應(yīng)加足夠容量的退耦電容。
4）器件布置方面應(yīng)把相互有關(guān)的器件盡量安置在一起，這樣可以獲得較好的抗噪聲效果。如時(shí)鐘發(fā)生器、晶振和CPU 的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，要相互靠近些；CPU復(fù)位電路、硬件看門(mén)狗電路也應(yīng)盡量靠近CPU 相應(yīng)引腳。
本文根據(jù)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在工業(yè)環(huán)境下硬件抗干擾技術(shù)一些常見(jiàn)的對(duì)策和解決方法。此外如若在硬件抗干擾措施的基礎(chǔ)上，再采取軟件抗干擾技術(shù)加以補(bǔ)充，作為硬件措施的輔助手段，則會(huì)大大加強(qiáng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在工業(yè)環(huán)境下的抗干擾能力。
摘 要：簡(jiǎn)要介紹了POE技術(shù)的原理及應(yīng)用，然后根據(jù)視頻信號(hào)傳輸?shù)闹剖降牟煌?，?duì)目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)做了分類(lèi)并分別對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。提出了一種基于POE技術(shù)的船用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案。該方案按功能將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)劃分成三大部分，并對(duì)各部分的組成及設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了詳細(xì)闡述，最后對(duì)該視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及其在后期的推廣應(yīng)用作了相應(yīng)的評(píng)估。
關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；POE；網(wǎng)絡(luò)交換；視頻編解碼器
0 引 言
POE（Power Over Ethernet）也被稱(chēng)為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)或有源以太網(wǎng)（ Active Ethernet），有時(shí)也被簡(jiǎn)稱(chēng)為以太網(wǎng)供電。這是利用現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸電纜的同時(shí)傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶(hù)的兼容性。POE技術(shù)在為一些基于IP的終端（如IP電話(huà)機(jī)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等）傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，還能為此類(lèi)設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。
在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線(xiàn)安全的同時(shí)，保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作，最大限度地降低成本。一個(gè)完整的POE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備（Power Sourcing Equipment，PSE）和受電端設(shè)備（Powered Device，PD）兩部分。PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)客戶(hù)端設(shè)備供電的設(shè)備，同時(shí)也是整個(gè)POE以太網(wǎng)供電過(guò)程的管理者；而PD設(shè)備是接受供電的PSE負(fù)載，即POE系統(tǒng)的客戶(hù)端設(shè)備。
1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介
視頻監(jiān)控系統(tǒng)按照視頻信號(hào)傳輸?shù)闹剖讲煌?，可分為模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩大類(lèi)。其中，模擬制式視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。
圖1所示的模擬制式視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備（攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、解碼器等）、視頻矩陣及監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)三部分組成。其中，視頻矩陣一般與主機(jī)在同一安裝位置，視頻矩陣至前端設(shè)備之間傳輸?shù)氖悄M復(fù)合視頻信號(hào)。模擬復(fù)合視頻信號(hào)為前端設(shè)備采集的現(xiàn)場(chǎng)信息，經(jīng)視頻矩陣傳送至監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)的控制信號(hào)經(jīng)串口傳送至解碼器，經(jīng)解碼器解碼后實(shí)現(xiàn)對(duì)前端設(shè)備的控制。目前，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是電纜和部件數(shù)量多，不適宜遠(yuǎn)距離傳輸，遇到故障時(shí)排除效率低；二是可擴(kuò)容性差；三是兼容性差，不利于與其他設(shè)備進(jìn)行資源融合。
近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)有了較快的發(fā)展，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸被網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)所替代，其系統(tǒng)組成如圖2所示。
圖2中的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由用戶(hù)顯示控制終端、接入/交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)編解碼器、前端設(shè)備（攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)等）四部分組成。攝像機(jī)采集的現(xiàn)場(chǎng)視頻信息經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編解碼器數(shù)字化后輸出至接入/交換設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口板，然后再經(jīng)接入/交換設(shè)備進(jìn)入干線(xiàn)網(wǎng)傳輸。用戶(hù)終端經(jīng)授權(quán)后可進(jìn)行查看，控制終端的控制信號(hào)經(jīng)接入/交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)編解碼器送至解碼前端設(shè)備解碼器，經(jīng)解碼器解碼后實(shí)現(xiàn)對(duì)前端設(shè)備的控制。
因監(jiān)視前端設(shè)備采用的是分布化接入、分布式處理，故大大降低了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)的工作量。同時(shí)，因?yàn)橄到y(tǒng)的開(kāi)放性，交換子網(wǎng)和資源子網(wǎng)相互獨(dú)立，交換子網(wǎng)為資源子網(wǎng)提供開(kāi)放的接口，這也為后期監(jiān)控系統(tǒng)的可擴(kuò)展性提供了無(wú)限的可能性。
2 基于POE技術(shù)的船用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
針對(duì)目前傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的以上特點(diǎn)，結(jié)合目前成熟的POE技術(shù)應(yīng)用，下面提出了一種面向船用的新型的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
系統(tǒng)硬件設(shè)備主要包含前端設(shè)備（室內(nèi)一體機(jī)、室外云臺(tái)、室外攝像機(jī)、防護(hù)罩等）、接入/交換設(shè)備、系統(tǒng)主機(jī)和多用戶(hù)終端四大部分；系統(tǒng)組成如圖3所示。
根據(jù)圖3所示，室外攝像云臺(tái)一體機(jī)以及室內(nèi)攝像云臺(tái)一體機(jī)的供電由帶POE功能的接入/交換設(shè)備提供，云臺(tái)及攝像機(jī)的控制由用戶(hù)顯示控制終端或主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口送至接入/交換設(shè)備，進(jìn)入干線(xiàn)，然后經(jīng)交換設(shè)備內(nèi)的路由選擇、傳輸后輸出至相應(yīng)的接入/交換設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口板，再經(jīng)對(duì)應(yīng)前端設(shè)備識(shí)別后輸出至相應(yīng)前端設(shè)備。由室內(nèi)外攝像機(jī)采集的視頻信息經(jīng)前端設(shè)備編解碼器數(shù)字化后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接口輸出至接入/交換設(shè)備，然后再經(jīng)接入/交換設(shè)備入干線(xiàn)，用戶(hù)顯示控制終端經(jīng)授權(quán)后可進(jìn)行查看。下面簡(jiǎn)要描述系統(tǒng)各主要分機(jī)的設(shè)計(jì)原理。
2.1 前端設(shè)備設(shè)計(jì)原理
前端設(shè)備主要分為室內(nèi)和室外兩種類(lèi)型：室內(nèi)型前端設(shè)備主要由攝像云臺(tái)一體機(jī)和前端設(shè)備編解碼器組成；室外型的前端設(shè)備主要由前端設(shè)備編解碼器、攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、護(hù)罩幾部分組成。其中，除去前端設(shè)備編解碼器需要自行設(shè)計(jì)外，其余部件可直接采購(gòu)。前端設(shè)備編解碼器為帶PD功能的編解碼器，為了兼容，室內(nèi)外前端設(shè)備采用同一型號(hào)的編解碼器。考慮到室外設(shè)備的防風(fēng)性，云臺(tái)的最大載重設(shè)計(jì)為5 kg，最大功率為30 W；攝像機(jī)和鏡頭功率約為15 W，因此供電端最大功率45 W即可滿(mǎn)足要求。本設(shè)計(jì)采用MAX5986作為以太網(wǎng)供電的控制器，其可提供單端最大70 W的功率輸出，可滿(mǎn)足室內(nèi)外前端設(shè)備的供電需求。圖4所示是前端設(shè)備編解碼器的設(shè)計(jì)原理圖。
如圖4所示，前端設(shè)備編解碼器主要由視頻AD（TVP5158）、DSP視頻處理芯片TMS320DM6467、PD取電電路（MAX5986電路）以及DC-DC電路幾部分組成。
來(lái)自攝像機(jī)的復(fù)合視頻信號(hào)經(jīng)視頻AD（TVP5158）采樣變換后經(jīng)總線(xiàn)輸出至DSP（本設(shè)計(jì)采用的TMS320DM6467為DSP+ARM9架構(gòu)的數(shù)字媒體片上系統(tǒng)，是TI公司的一款新型達(dá)芬奇技術(shù)數(shù)字媒體處理器），經(jīng)其進(jìn)行相應(yīng)格式的壓縮編碼后輸出，然后經(jīng)DSP片上系統(tǒng)集成的以太網(wǎng)外設(shè)發(fā)往接入/交換設(shè)備，經(jīng)其進(jìn)入干線(xiàn)傳輸。用戶(hù)顯示及控制終端的控制信息經(jīng)接入/交換設(shè)備的帶POE功能的網(wǎng)絡(luò)接口板發(fā)送至前端設(shè)備的物理網(wǎng)絡(luò)接口，一路由MAX5986進(jìn)行取電、DC-DC變換為編解碼器、攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)等設(shè)備供電；一路進(jìn)入DSP，由其片上集成的ARM9處理器進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)解碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)、云臺(tái)、鏡頭的控制。其中，調(diào)試鍵盤(pán)為前端設(shè)備單獨(dú)調(diào)試時(shí)使用。
2.2 監(jiān)視系統(tǒng)主機(jī)原理
監(jiān)視系統(tǒng)主機(jī)主要完成前端設(shè)備的錄像、其他設(shè)備視頻信號(hào)的接入、整個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視及管理等工作。主要由一臺(tái)工控機(jī)、視頻采集及處理卡、大屏幕監(jiān)視電視墻和硬盤(pán)陣列式長(zhǎng)時(shí)錄像機(jī)等幾部分組成。均可通過(guò)采購(gòu)部件解決，主機(jī)通過(guò)安裝視頻監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的控制及管理。
2.3 接入/交換設(shè)備POE供電網(wǎng)絡(luò)接口板設(shè)計(jì)原理
接入/交換設(shè)備POE供電網(wǎng)絡(luò)接口板原理圖如圖5所示。
如圖5所示，網(wǎng)絡(luò)接入/交換設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口板主要實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入及用戶(hù)終端和前端設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)交換功能。網(wǎng)絡(luò)接口板主要由交換控制芯片VT6510、2M的SGRAM緩存、POE供電控制芯片MAX5982、微控制器STM32F103及相關(guān)外圍器件組成。其中，VT6510交換芯片整合了8個(gè)10/100 Mb/s 交換口及 2 個(gè) Gigabit 交換口為單一控制芯片，符合最新的 IEEE 網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，包括 802.3x 流量控制、VLAN 功能、高效能交換引擎及 IP 多點(diǎn)傳送功能，可完成8口的10M/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)阻塞交換、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。E2PROM主要用于保存交換設(shè)備的配置數(shù)據(jù)，在設(shè)備開(kāi)機(jī)或者復(fù)位時(shí)，設(shè)備將從E2PROM讀出這些數(shù)據(jù)，用于系統(tǒng)初始化。微控制器采用ARM7架構(gòu)的STM32F103，主要完成對(duì)寄存器的讀寫(xiě)和與PC之間的通信，可以將網(wǎng)絡(luò)接口板配成各種工作模式，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。MAX5982為POE供電控制芯片，其與整流穩(wěn)壓電路配合完成PSE設(shè)備功能。
3 結(jié) 語(yǔ)
綜上所述，基于POE技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，其良好的擴(kuò)充性、可管理性以及易于與其他系統(tǒng)的集成等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其大大地簡(jiǎn)化和提高了信息傳遞的方式和速度。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于POE技術(shù)和視頻交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)成為船監(jiān)控系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)。
摘 要 隨著智能電網(wǎng)的深入發(fā)展，為了滿(mǎn)足國(guó)網(wǎng)公司對(duì)能效監(jiān)測(cè)的要求，設(shè)計(jì)了一種基于SOC技術(shù)的三相電力能效監(jiān)測(cè)終端。它采用銳能微RN8316（SOC）為主控芯片，通過(guò)管腳資源配置，實(shí)現(xiàn)了電流電壓采樣計(jì)量、直流模擬量采樣、電壓質(zhì)量監(jiān)測(cè)、通信等功能。文中介紹了電力能效監(jiān)測(cè)終端的硬件設(shè)計(jì)，提供了完整的設(shè)計(jì)方案，該方案不僅能提高終端的穩(wěn)定性和可靠性，還能降低物料數(shù)量和生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞 能效監(jiān)測(cè)；SOC；RN8316
能源作為世界發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最基本的驅(qū)動(dòng)力，是人類(lèi)賴(lài)以生存的基礎(chǔ)。但隨著人口的日益增加和能源的不斷消耗，能源匱乏問(wèn)題日益突出。電力作為重要的能源形式，在終端能源消費(fèi)中所占比重不斷增大，因此，建設(shè)更加安全、可靠、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的電力系統(tǒng)，不僅能在很大程度上化解資源、環(huán)境和投資壓力，而且還將帶來(lái)巨大的節(jié)電效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益[1-2]。國(guó)內(nèi)外研究和實(shí)踐證明，通過(guò)實(shí)施需求側(cè)管理、用能服務(wù)及能效監(jiān)測(cè)，可以?xún)?yōu)化終端用戶(hù)用電方式、緩解電力供需的矛盾和提高系統(tǒng)可靠性、減緩電網(wǎng)設(shè)施的投資壓力、提高耗能企業(yè)的能源利用水平、減少能源的消耗、提高能源利用率、緩解能源的供需矛盾[3]。
隨著微電子技術(shù)和設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)從晶體管的集成發(fā)展到邏輯門(mén)的集成，現(xiàn)在又發(fā)展到IP（Intellectual Property）的集成，即片上系統(tǒng)SOC（System-On-Chip）[4-6]。與單功能芯片相比，SOC芯片具有集成度高、體積小、印制電路板（PCB）空間占用少、功耗低、抗電磁干擾能力強(qiáng)、可靠性高、成本低等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，可以有效地降低電子、信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力[7]。
1 RN8316（SOC）簡(jiǎn)介
圖1 RN8316系統(tǒng)框圖
RN8316是深圳銳能微公司提供的一款低功耗、高性能、寬電壓、高集成度、高精度的三相MCU芯片，產(chǎn)品系統(tǒng)框圖如圖1所示。該產(chǎn)品內(nèi)嵌32位ARM Cortex-M0核，最高運(yùn)行頻率可達(dá)29.4812MHz，最大支持224Kbytes FLASH存儲(chǔ)器、16Kbytes SRAM和16Kbytes EEPROM，內(nèi)置單cycle乘法器（32bit*32bit）、CM0內(nèi)嵌系統(tǒng)定時(shí)器、2個(gè)DMA控制器，支持外部中斷等多種喚醒方式，提供完善的集成開(kāi)發(fā)軟硬件環(huán)境。該芯片支持高速GPIO，可與不同電壓外設(shè)器件連接，最大支持10位ADC，8*32位的LCD，支持芯片電源電壓及外部電壓檢測(cè)。通信接口最大支持6路UART，2個(gè)7816口，1路I2C和1路SPI。同時(shí)，RN8316還集成了RTC、看門(mén)狗和加密處理器。
2 硬件電路設(shè)計(jì)
電力能效監(jiān)測(cè)終端主要由電源模塊、計(jì)量單元、存儲(chǔ)單元、載波模塊、通信模塊、直流模擬量采集等部分組成。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
圖2 電力能效監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)框圖
2.1 電源模塊設(shè)計(jì)
為保證終端能夠穩(wěn)定工作，并具有良好的電磁兼容特性，電源模塊采用三路電源供電，分別為主電源8 V、兩路12 V輔助電源，之間相互隔離。主電源VDD8V通過(guò)LDO降為VDD5V和VDD3.3V電源，主電源5 V為SOC、紅外、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊供電，主電源3.3V給計(jì)量芯片供電。一路ZB12V輔助電源用于載波電路供電；另一路AUX12V輔助電源為遙信電路供電，同時(shí)通過(guò)LDO降為AUX5V，為RS485、直流模擬量電路供電。電源電路設(shè)計(jì)如圖3所示。
2.2 采樣計(jì)量單元
采樣計(jì)量單元是電力能效監(jiān)測(cè)終端的重要單元，設(shè)計(jì)中采用銳能微公司的RN8302計(jì)量芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波等數(shù)據(jù)的計(jì)量，并輸出有功、無(wú)功脈沖。RN8302占用SOC一路SPI，同時(shí)SOC配置中斷、復(fù)位口從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)計(jì)量芯片的控制和通信。RN8302管腳資源配置如圖4所示。
圖4 RN8302管腳資源配置
采樣電路中，考慮到生產(chǎn)成本和計(jì)量精度，電壓采樣采用電阻分壓采樣的方式，UA/UAN，UB/UBN，UC/UCN為采樣信號(hào)，而電流采樣采用電流互感器采樣的方式，IAP/IAN，IBP/IBN，ICP/ICN為采樣信號(hào)，電路圖分別如圖5和圖6所示，電壓采樣電路中的1K電阻和電流采樣電路中的5R電阻采用精度1%的精密電阻，電容用于去耦和濾波，以保障采樣精度。同時(shí)電壓采樣信號(hào)可用于電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，擴(kuò)展電力能效監(jiān)測(cè)終端的功能配置。
圖5 電壓采樣電路
圖6 電流采樣電路
2.3 遙信電路
電力能效監(jiān)測(cè)終端配置兩路遙信端口，使用光耦LVT-816同SOC進(jìn)行隔離。遙信電路原理圖如圖7所示。
圖7 遙信電路
2.4 RS485電路
在實(shí)際工程運(yùn)用中，由于受到工程人員操作能力，經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，RS485的A、B端子常常接反，導(dǎo)致不能夠正常抄表。因此，在電力能效監(jiān)測(cè)終端RS485電路的設(shè)計(jì)中，采用了無(wú)極性485芯片ECH485NE，A、B端子正反接都能夠正常通信。終端配置兩路RS485電路，分別用于抄表和維護(hù)，占用SOC兩路UART端口，485芯片用光耦同SOC進(jìn)行隔離。RS485電路如圖8所示。
2.5 直流模擬量電路
直流模擬量電路主要針對(duì)非電氣量的采集，該能效終端采用瑞薩電子的RL78/G13系列單片機(jī)進(jìn)行控制，SOC通過(guò)一路UART端口進(jìn)行通信，并配置復(fù)位腳進(jìn)行控制。直流模擬量電路通過(guò)光耦同主電路進(jìn)行隔離，終端配置了兩路信號(hào)的采集，拓展了數(shù)據(jù)的采集范圍，實(shí)現(xiàn)了采集和能效監(jiān)測(cè)的多樣化。直流模擬量采集電路圖如圖9所示。
2.6 載波電路
電力能效監(jiān)測(cè)終端的載波用于同能效采集服務(wù)器進(jìn)行通信，載波電路占用SOC一路UART端口用于收發(fā)數(shù)據(jù)，占用一路7816口實(shí)現(xiàn)載波的設(shè)置、復(fù)位、事件輸出等功能，并通過(guò)光耦同SOC進(jìn)行隔離，接口標(biāo)準(zhǔn)符合最新國(guó)網(wǎng)三相電表規(guī)范，可方便插拔和替換多個(gè)廠家的載波模塊，提升了產(chǎn)品的兼容性。載波電路如圖10所示。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文在智能用電及能效管理的基礎(chǔ)上，根據(jù)電力能效監(jiān)測(cè)終端技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用SOC芯片RN8316，進(jìn)行了硬件的設(shè)計(jì)。相對(duì)于傳統(tǒng)的基于獨(dú)立功能芯片的用電終端，基于SOC的電力能效監(jiān)測(cè)終端在功耗，穩(wěn)定性，可靠性等方面表現(xiàn)更加優(yōu)異，并且體積小，所用元器件少，生產(chǎn)成本較低，具有良好的市場(chǎng)前景。
作者簡(jiǎn)介
黃月昊（1986-），男，江蘇鹽城人，助理工程師，碩士，任職于國(guó)電南瑞科技股份有限公司，從事智能用電技術(shù)方向。
岳鵬（1984-），男，山東濟(jì)寧人，工程師，碩士，任職于國(guó)電南瑞科技股份有限公司，從事智能用電技術(shù)方向。
摘 要：隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在這種技術(shù)的推動(dòng)下，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中綜合信息采集單元的硬件設(shè)計(jì)面臨著全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。本文主要通過(guò)分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的綜合信息采集單元ICU硬件特點(diǎn)，從而提出具體的設(shè)計(jì)方案。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ICU硬件 設(shè)計(jì)分析
隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的綜合信息采集單元ICU硬件設(shè)計(jì)面臨著更大的挑戰(zhàn)。ICU作為環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中的采集傳輸設(shè)備，在物聯(lián)網(wǎng)中起著重要的作用。面對(duì)當(dāng)前信息技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的現(xiàn)狀，綜合信息采集單元ICU要想擺脫傳統(tǒng)環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的弊端，必須要利用物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)、傳感技術(shù)，從而減少施工時(shí)間，提高工作效率。
1 綜合信息采集單元ICU
綜合信息采集單元ICU，即環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中的采集傳輸設(shè)備，主要有具備四個(gè)特征：一是傳感器，二是短距離無(wú)線(xiàn)通信，三是自組織網(wǎng)絡(luò)，四是低功耗路，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中處于感知位置的傳感設(shè)備，具備物聯(lián)網(wǎng)傳感設(shè)備所有的特征。綜合信息采集單元ICU系統(tǒng)主要有四個(gè)組成部分：一是無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器、二是無(wú)線(xiàn)水浸傳感器，三是無(wú)線(xiàn)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器，四是無(wú)線(xiàn)中繼/協(xié)調(diào)器。在環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的傳感設(shè)備中，綜合信息采集單元ICU主要通過(guò)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)以及嵌入式技術(shù)進(jìn)行動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，從而降低傳感設(shè)備功耗，不斷適應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展的需要。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的綜合信息采集單元ICU硬件設(shè)計(jì)分析
2.1 無(wú)線(xiàn)溫度濕度傳感器
在現(xiàn)階段，我國(guó)國(guó)內(nèi)的無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器大多采用了ZGBEE無(wú)線(xiàn)射頻通信技術(shù)與ARM Cortex-M3單片機(jī)技術(shù)，主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫度與濕度，結(jié)合ZIGBEE無(wú)線(xiàn)射頻通信技術(shù)，將采集到的溫度與濕度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控單元的監(jiān)控主機(jī)中。這種技術(shù)主要有三個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：一是降低功耗，二是具備自動(dòng)休眠功能，三是具備自動(dòng)喚醒功能。在電池的選擇上，主要使用3節(jié)AA型電池，低電壓預(yù)警功能突出，從而實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)工程的零布線(xiàn)。無(wú)線(xiàn)溫度濕度傳感器主要有四部分組成，即ZIGBEE無(wú)線(xiàn)通信模塊、溫濕度傳感芯片、電源管理芯片以及微控制單元MCU模塊。在技術(shù)的運(yùn)用中，通過(guò)采用低功耗設(shè)計(jì)，從而增加電池的使用壽命。同時(shí)，在自供電模式的運(yùn)用下，自動(dòng)休眠和自動(dòng)喚醒技術(shù)能最大限度地降低功耗，從而達(dá)到提高工作效率的目的。
2.2 無(wú)線(xiàn)水浸傳感器
在技術(shù)的運(yùn)用上，無(wú)線(xiàn)水浸傳感器ARM Cortex-M3單片機(jī)技術(shù)以及結(jié)合了ZGBEE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。ARM Cortex-M3單片機(jī)技術(shù)不同與傳統(tǒng)的單片機(jī)技術(shù)，是一個(gè)32位的核，通過(guò)采用新型的單線(xiàn)調(diào)試（Single Wire）技術(shù)，從而降低設(shè)計(jì)難度和應(yīng)用障礙。無(wú)線(xiàn)水浸傳感器主要運(yùn)用這兩種技術(shù)，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)設(shè)備的目的。在自供電模式下，采用低功耗設(shè)計(jì)，從而達(dá)到自動(dòng)休眠與自動(dòng)喚醒的功能。在電池的設(shè)計(jì)上，主要采用3節(jié)AA型電池供電，降低了功耗；在兩芯不定位漏水檢測(cè)中，機(jī)械性能強(qiáng)，耐腐蝕、耐磨損，并且環(huán)保，能及時(shí)對(duì)水浸作出信號(hào)告警。無(wú)線(xiàn)水浸傳感器主要有三部分組成，即MCU模塊、ZGBEE無(wú)線(xiàn)通信模塊、電源管理芯片。MCU，即微控制器，具有有限數(shù)字信號(hào)處理的功能模塊和模擬電路，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。ZGBEE無(wú)線(xiàn)通信模塊主要采用國(guó)外的無(wú)線(xiàn)射頻模塊，通過(guò)運(yùn)用的LM367l芯片，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)的革新。
2.3 無(wú)線(xiàn)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器
在傳感設(shè)備中，無(wú)線(xiàn)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器主要是用于監(jiān)控，通過(guò)遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控，將采集到智能設(shè)備的數(shù)據(jù)，結(jié)合ZGBEE技術(shù)上傳至接受設(shè)備中。在環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中的采集傳輸設(shè)備中，無(wú)線(xiàn)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器主要通過(guò)采用低壓直流長(zhǎng)供電設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足動(dòng)力監(jiān)控實(shí)時(shí)性要求下，進(jìn)行掛墻安裝。無(wú)線(xiàn)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器主要三個(gè)組成部分：一是MCU模塊，二是通信模塊，三是ZGBEE無(wú)線(xiàn)通信模塊。
2.4 無(wú)線(xiàn)中繼/協(xié)調(diào)
在環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中的采集傳輸設(shè)備中，無(wú)線(xiàn)中繼/協(xié)調(diào)器主要通過(guò)協(xié)調(diào)和中繼整個(gè)ZGBEE網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，從而保障ZGBEE網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性。在具體的運(yùn)用中，對(duì)于無(wú)線(xiàn)中繼/協(xié)調(diào)器的要求主要有一個(gè)方面，即滿(mǎn)足動(dòng)力監(jiān)控實(shí)時(shí)性要求。在環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中的采集傳輸設(shè)備中，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在傳感器節(jié)點(diǎn)功耗上，主要由四個(gè)方面來(lái)決定的：一是通信距離，二是可靠性。三是自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)組織需求，四是在單一網(wǎng)絡(luò)中所需支持的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)。因此，無(wú)線(xiàn)中繼/協(xié)調(diào)器主要是由MCU模塊和ZGBEE無(wú)線(xiàn)通信模塊組成，有利于降低功耗。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷推動(dòng)下，綜合信息采集單元ICU主要通過(guò)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)以及傳感技術(shù)，從而在環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的管理中，能更好地實(shí)現(xiàn)安裝和維護(hù)的零布線(xiàn)，從而縮短施工時(shí)間，提高運(yùn)行效率?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)下的綜合信息采集單元ICU硬件，在設(shè)計(jì)上主要通過(guò)運(yùn)用無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器、無(wú)線(xiàn)水浸傳感器、無(wú)線(xiàn)智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器以及無(wú)線(xiàn)中繼/協(xié)調(diào)器，降低維護(hù)難度的應(yīng)用障礙，從而達(dá)到降低功耗的目的，是我國(guó)信息技術(shù)上的一大突破。
作者簡(jiǎn)介
薛波（1984年1月-），男，漢族，河北省石家莊市行唐縣人，本科，助理通信工程師。
作者單位
河北郵電通信工程建設(shè)監(jiān)理有限公司 河北省石家莊市 050000
