自第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC發(fā)明以來(lái)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，但計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，仍然屬于約翰·馮·諾依曼體系計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)仍然由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5部分組成。
概述
所謂計(jì)算機(jī)硬件，是指組成計(jì)算機(jī)的各種物理設(shè)備，也就是我們?cè)凇罢J(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)”中所介紹的那些看得見，摸得著的實(shí)際物理設(shè)備。它包括計(jì)算機(jī)的主機(jī)和外部設(shè)備。具體由五大功能部件組成，即：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。這五大部分相互配合，協(xié)同工作。其簡(jiǎn)單工作原理為，首先由輸入設(shè)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(nèi)))存儲(chǔ)器，然后向內(nèi)存儲(chǔ)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(duì)指令進(jìn)行譯碼，并根據(jù)指令的操作要求，向存儲(chǔ)器和運(yùn)算器發(fā)出存數(shù)、取數(shù)命令和運(yùn)算命令，經(jīng)過(guò)運(yùn)算器計(jì)算并把計(jì)算結(jié)果存在存儲(chǔ)器內(nèi)。最后在控制器發(fā)出的取數(shù)和輸出命令的作用下，通過(guò)輸出設(shè)備輸出計(jì)算結(jié)果。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所使用的電子線路和物理設(shè)備，是看得見、摸得著的實(shí)體，如中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備(輸入輸出設(shè)備、I/O設(shè)備)及總線等。
組成
計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)的重要組成部分，其中包含了5個(gè)重要的組成部分：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。
1、運(yùn)算器。
計(jì)算機(jī)硬件中的運(yùn)算器主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行運(yùn)算和加工。運(yùn)算器包括以下幾個(gè)部分：通用寄存器、狀態(tài)寄存器、累加器和關(guān)鍵的算術(shù)邏輯單元。運(yùn)算器可以進(jìn)行算術(shù)計(jì)算（加減乘除）和邏輯運(yùn)算（與或非）。
2、控制器。
控制器和運(yùn)算器共同組成了中央處理器（CPU）。控制器可以看作計(jì)算機(jī)的大腦和指揮中心，它通過(guò)整合分析相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，可以讓計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分有序地完成指令。
3、存儲(chǔ)器。
顧名思義，存儲(chǔ)器就是計(jì)算機(jī)的記憶系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記事本。而和記事本不同的是，存儲(chǔ)器不僅可以保存信息，還能接受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)不同的信息并對(duì)保存的信息進(jìn)行讀取。存儲(chǔ)器由主存和輔存組成，主存就是通常所說(shuō)的內(nèi)存，分為RAM和ROM兩個(gè)部分。輔存即外存，但是計(jì)算機(jī)在處理外存的信息時(shí)，必須首先經(jīng)過(guò)內(nèi)外存之間的信息交換才能夠進(jìn)行。
4、輸入設(shè)備。
輸入設(shè)備和輸出設(shè)備都是進(jìn)行人機(jī)交互的關(guān)鍵設(shè)備。鼠標(biāo)、鍵盤等輸入設(shè)備的出現(xiàn)，給計(jì)算機(jī)帶來(lái)了天翻地覆的變化。現(xiàn)有的鼠標(biāo)主要有兩類：光電鼠標(biāo)和機(jī)械式鼠標(biāo)。通過(guò)鼠標(biāo)，我們可以很方便地在計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行坐標(biāo)的定位，可以很好地操作圖形和軟件處理，為人類提供了最大的便捷。鍵盤也是一類非常重要的輸入設(shè)備，計(jì)算機(jī)大部分的指令都是通過(guò)鍵盤輸入來(lái)進(jìn)行的。
5、輸出設(shè)備。
輸出設(shè)備也是計(jì)算機(jī)人機(jī)互動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備，它的特點(diǎn)是可以將計(jì)算機(jī)的信息以畫面的形式展現(xiàn)出來(lái)，具有很好的直觀性。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、語(yǔ)音和視頻輸出裝置等。
故障及處理
主板故障
主板是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，主板故障往往表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)等難以判斷的故障現(xiàn)象。建議先裝好主板驅(qū)動(dòng)，再裝顯卡、網(wǎng)卡、聲卡等其他板卡的驅(qū)動(dòng)。如果主板電池出現(xiàn)問(wèn)題，可以重設(shè)跳線，若問(wèn)題依舊，可能是主板電池電壓不夠或損壞，這種情況更新主板電池再試。若因硬件沖突產(chǎn)生藍(lán)屏，BIOS被破壞造成無(wú)法顯示時(shí)，可以用刷BIOS的辦法來(lái)處理。另外要仔細(xì)檢查主板上的元件是否有松動(dòng)。主板的電源有無(wú)接好或主板上的積塵太多也會(huì)造成主板發(fā)生故障。
內(nèi)存故障
內(nèi)存是一組或多組具備數(shù)據(jù)輸入輸出和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的集成電路，用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)存出現(xiàn)故障時(shí)一般會(huì)引起系統(tǒng)的死機(jī)、重啟及無(wú)法顯示等現(xiàn)象，通常開機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)“嘀嘀嘀”的報(bào)警聲，遇到這種現(xiàn)象時(shí)，可以采取如下方法來(lái)排除：首先斷開電源，打開機(jī)箱，拔出內(nèi)存條，看是否插反，若插反就換過(guò)來(lái)；如果沒插反，檢查一下內(nèi)存條板載芯片和電路板是否存在損壞的跡象；如果內(nèi)存條沒有損壞的跡象，檢查內(nèi)存條金手指是否存在污跡，如果存在，用橡皮擦把污跡去除即可；另外，因內(nèi)存條質(zhì)量不佳或損壞而導(dǎo)致的系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，像系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)藍(lán)屏死機(jī)或者系統(tǒng)經(jīng)常自動(dòng)進(jìn)入安全模式等，可以更換內(nèi)存條。最后計(jì)算機(jī)最好使用單根內(nèi)存條，如果使用兩根的話，最好選用同品牌，同樣大小容量的內(nèi)存條。
CPU故障
CPU是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，是采用具有運(yùn)算器和控制器功能的大規(guī)模集成電路工藝制成的芯片組。當(dāng)CPU針腳與主板插孔接觸不良時(shí)，開機(jī)后計(jì)算機(jī)會(huì)無(wú)任何反應(yīng)，這時(shí)斷開電源，將CPU重新插好即可解決；如果CPU質(zhì)量存在問(wèn)題，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)無(wú)原因死機(jī)、重啟等現(xiàn)象，建議在購(gòu)買CPU時(shí)，選擇盒裝且有保證書的CPU；另外，由于CPU主頻速度的不斷提高，高速緩存容量的加大，由于緩存問(wèn)題而出現(xiàn)的系統(tǒng)不穩(wěn)定故障也越來(lái)越多，這種情況下將BIOS中CPU的緩存關(guān)閉就可解決故障；還要注意CPU風(fēng)扇或散熱片與CPU安裝時(shí)，最好能涂上一層散熱硅膠，這樣能有效防止因?yàn)樯岵涣紝?dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)。
電源故障
電源是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)重要的組成部件，相當(dāng)于人體的心臟，向所有的零部件輸送“血液”，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常工作的基本保證。電源故障的典型現(xiàn)象是顯示器沒有反應(yīng)、無(wú)法開機(jī)或開機(jī)后電源指示燈一閃即滅，主機(jī)啟動(dòng)無(wú)反應(yīng)，或者多次開機(jī)才能正常啟動(dòng)，這種情況就考慮換一個(gè)電源或功率大一點(diǎn)的電源再試。
硬盤故障
硬盤故障的主要現(xiàn)象是系統(tǒng)找不到硬盤，硬盤無(wú)法格式化，硬盤讀寫聲大，硬盤讀寫速度慢，數(shù)據(jù)丟失，顯示藍(lán)屏等。對(duì)于找不到硬盤，應(yīng)首先打開機(jī)箱，檢查硬盤的數(shù)據(jù)線和電源線是否接好，接好后查看CMOS中有無(wú)顯示硬盤，如果沒有，換根數(shù)據(jù)線或是將數(shù)據(jù)線接到主板上正常的IDE或SATA接口上再試，如若還是不行，就更換硬盤跳線再試；無(wú)法格式化硬盤，用專用的分區(qū)和低格工具軟件DM解決；硬盤若是讀寫速度慢；建議先整理一下磁盤碎片，磁盤整理后還是一樣，而且還發(fā)出“咔嚓，咔嚓”的聲音，這時(shí)應(yīng)停止使用硬盤，用專門的磁盤檢測(cè)工具(如Scandisk、DM)對(duì)硬盤檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)到的壞道進(jìn)行屏蔽。
風(fēng)扇故障
計(jì)算機(jī)內(nèi)的電源風(fēng)扇和CPU風(fēng)扇出現(xiàn)故障時(shí)，一般會(huì)引起系統(tǒng)死機(jī)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒掉電源、CPU及主板。排除風(fēng)扇故障方法為：打開機(jī)箱，運(yùn)行計(jì)算機(jī)，看風(fēng)扇是否轉(zhuǎn)動(dòng)。如果CPU風(fēng)扇時(shí)而運(yùn)行時(shí)而停止，用手觸摸CPU，若溫度正常，則是正常的。如果CPU溫度過(guò)高，需要更換CPU風(fēng)扇再試。
維護(hù)
維護(hù)原則
1、以預(yù)防性維護(hù)為主
由于硬件系統(tǒng)出現(xiàn)的故障多為不可逆的故障，既故障大多不可修復(fù)，因此計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的維護(hù)要以預(yù)防性維護(hù)為主，而非硬件系統(tǒng)出現(xiàn)故障后在采取針對(duì)性的維護(hù)措施。以預(yù)防性為主的維護(hù)原則要求使用人員在使用計(jì)算機(jī)時(shí)要養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，同時(shí)定期清理計(jì)算機(jī)應(yīng)用環(huán)境，讓計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)。
在操作習(xí)慣上，使用人員要對(duì)計(jì)算計(jì)硬件系統(tǒng)性能及維護(hù)方式有基本的了解，再?gòu)募?xì)節(jié)做好預(yù)防性維護(hù)工作。例如，打開和關(guān)閉計(jì)算機(jī)。開機(jī)時(shí)，計(jì)算機(jī)接通電源后立即啟動(dòng)計(jì)算機(jī)會(huì)造成電源電壓突然升高，電源老化速度更快。因此計(jì)算機(jī)接通電源后要隔一段時(shí)間再啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。關(guān)閉電腦則需要按照正確的方式關(guān)閉。部分計(jì)算機(jī)使用人員使用計(jì)算機(jī)硬件關(guān)機(jī)，這種關(guān)機(jī)方式對(duì)硬件容易造成巨大的損傷。
2、從易到難
在硬件系統(tǒng)維護(hù)過(guò)程中，技術(shù)人員要依據(jù)從易到難的維護(hù)原則進(jìn)行維護(hù)。技術(shù)人員首先要從相對(duì)簡(jiǎn)單的硬件故障問(wèn)題入手，解決簡(jiǎn)單的故障后再解決復(fù)雜的故障問(wèn)題。例如技術(shù)人員維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，技術(shù)人員首先要對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行基本的清潔工作，如清理容易藏污納垢的主機(jī)和鍵盤硬件，避免灰層污垢堆積較厚而影響硬件功能，主機(jī)灰塵過(guò)多會(huì)影響散熱，最終影響計(jì)算的正常和持續(xù)運(yùn)行。做好基本的清理工作后，技術(shù)人員再對(duì)主機(jī)箱和電源等相關(guān)硬件進(jìn)行深入仔細(xì)的檢查，從而通過(guò)有效的維護(hù)操作提高計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的使用壽命。
維護(hù)方法
1、合理分配資源
在正常情況下，操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)硬件的屬性自動(dòng)分配資源和動(dòng)態(tài)內(nèi)存。且統(tǒng)一資源分配和動(dòng)態(tài)內(nèi)存的地址，以維護(hù)計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行。尤其是對(duì)于即插即用等簡(jiǎn)單的設(shè)備類型。多數(shù)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)資源配置，以保障設(shè)備正常運(yùn)行。但是，對(duì)于非即插即用性設(shè)備，由于這類設(shè)備對(duì)資源屬性有特定的要求。在此情況下，操作系統(tǒng)自動(dòng)分配的資源難以滿足設(shè)備的需求，設(shè)備也就難以正常運(yùn)行，因此，設(shè)備需要手工配置相應(yīng)的設(shè)備，以便硬件設(shè)備能夠被正確驅(qū)動(dòng)。如計(jì)算機(jī)已安裝正確的設(shè)備，使用人員在設(shè)備管理程序中找到。如計(jì)算機(jī)沒有正確安裝的設(shè)備，使用人員可通過(guò)更新設(shè)備驅(qū)動(dòng)或使用指定設(shè)備驅(qū)動(dòng)方式即可完成設(shè)備的安裝，或修改設(shè)備輸入輸出范圍表也可以消除設(shè)備沖突情況。
2、計(jì)算機(jī)主機(jī)的維護(hù)
計(jì)算機(jī)主機(jī)包含計(jì)內(nèi)存、處理器和穩(wěn)壓電源等核心設(shè)備，硬件系統(tǒng)以主板形成完整的連接，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)、資源傳輸和共享。在主機(jī)的日常維護(hù)中應(yīng)從以下方面著手。首先，非計(jì)算機(jī)維護(hù)人員和非專業(yè)計(jì)算機(jī)人員盡量不要打開機(jī)箱或頻繁打開機(jī)箱，以保證機(jī)箱的封閉性，避免打開機(jī)箱過(guò)程中產(chǎn)生大量靜電，使灰塵進(jìn)入及機(jī)箱內(nèi)部。機(jī)箱要放置在干燥區(qū)域，且周圍不得放置盛有溶液的容器。維護(hù)主機(jī)故障時(shí)應(yīng)先斷開主機(jī)電源線，如有疑似故障硬件，可通過(guò)拔插該硬件的方式確定是否該硬件發(fā)生故障，如果無(wú)疑似故障硬件，則需通過(guò)逐一拔插硬件來(lái)確定故障硬件。
3、顯示器的維護(hù)
首先要定期清理顯示器表面的灰層和痕跡。由于液晶顯示器涂有護(hù)眼和防反射的涂層，與油脂接觸會(huì)破壞保護(hù)涂層的性能。因此不能直接用手或粘有油脂的物體直接擦拭顯示器屏幕，需要使用專用的清潔布和清潔劑擦拭，以防涂層被破壞。其次，擦拭顯示屏要堅(jiān)持部分擦拭為主，盡量避免大面積擦拭和頻繁擦拭。最后，液晶顯示器的屏幕由三原色陣列排布形成，而顏色的壽命有較大的差異，顯示器屏幕的三原色中以綠色的壽命最短。而長(zhǎng)時(shí)間打開顯示屏對(duì)綠色的使用壽命有較大影響，因此，如無(wú)需使用顯示器則需關(guān)閉屏幕，延長(zhǎng)顯示器的使用壽命。最后，維護(hù)人員還可粘貼顯示器保護(hù)膜，防止灰塵聚集在屏幕上，減少擦拭的次數(shù)。
參考資料 >