时间：2022-05-10 10:14:02
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随着科学技术的发展，计算机在人们生活中的作用也越来越重要，成为生产生活中不可或缺的一部分。人们对于计算机的技术要求也越来越高，计算机硬件技术作为重要的组成部分，成为重点发展的项目。本文对计算机硬件技术进行了深入的探究。
【关键词】中专 计算机 硬件技术
随着科技的发展，计算机的应用越来越广泛，逐渐融入人们的生产和生活当中。计算机也在实践应用中在不断的更新完善，计算机的升级发展需要强大的计算机技术作为支撑，才能够使计算机功能更加全面，为人们带来更多的方便。计算机技术中，计算机硬件技术是其中较为重要的部分。计算机硬件技术有其独特的组成部分，在计算机技术发展的过程中，硬件技术也在不断的发展，下面就是对计算机硬件技术的探讨。
1 计算机硬件的组成部分
1.1 运算器
运算器在计算机的工作过程中主要起到数据的加工处理功能，运算器能够根据输入信号和指令的不同进行不同的数据处理，运算器的运算形式有逻辑运算、算术运算还有其他的数据运算形式。计算机之所以能够高效的运算，就是因为存在运算器的缘故，所以说运算器在计算机运行中起到了重要的作用。
1.2 控制器
控制器在计算机中的作用就好比人体的大脑，控制器在计算机硬件组成中接收其他部分传来的信息，然后进行相应的控制。控制器相当于一个指挥中心，会对计算机的内部指令进行分析，根据指令的要求让计算机的各个部件实现协调统一的运作。
1.3 存储器
存储器是计算机硬件组成中的记忆装置，存储器包含主存储器和辅助存储器两种。存储器在工作工程中主要是将数据进行二进制的转化，能够对信息进行处理同时还能够存储大量的信息。存储器能够接收大量不同的信息，在有需要的时候能够快速的对所需信息进行读取。存储器就是实现对信息大量存储功能的装置。
1.4 输入设备
常用的输入设备有鼠标、键盘和摄像头等，输入设备也是整个计算机硬件组成必不可少的部分。输入设备的作用就是方便外界对计算机系统进行信息的输入，鼠标能够通过人为操作对计算机屏幕进行坐标定位，处理操作过程中的图形及软件，键盘能够通过输入字母、符号、数字等信息对计算机指令。总之，输入设备就是实现外界和计算机之间的信息转换的媒介。
1.5 输出设备
输出设备与输入设备相反，是将计算机的处理结果输出，呈现在操作者的面前。计算机能够输出图像、声音、数据等多种形式，计算机处理过的数据以及一些程序都能够通过输出设备输出，常用的输出设备包括打印机、显示器和语音输出设备等，这些输出设备能够让计算机的工作状态展现在人的面前，实现了人与计算机之间的信息交流。
2 计算机硬件技术
2.1 诊断技术
所谓诊断技术就是对计算及运行过程中出现的故障进行诊断，诊断系统对出现的故障进行检测，在这一过程中，为实现故障的自动诊断，通常采用数据生成系统和诊断系统相结合的方式。数据生成系统能够将计算机内输入的相关数据生成系统的网络，对计算机的硬件部分进行检测。诊断系统则是利用数据生成系统提供的数字报告对计算机出现的问题进行解决和报告。通常的诊断过程中都需要一台单独的计算机作为诊断机，可实现远程诊断以及微诊断等多种形式的诊断。诊断技术能够对计算机出现的问题及时的进行检测和处理，是计算机正常运行的保障。
2.2 存储技术
随着计算机技术的不断发展，计算机硬件存储技术也得到了很好的发展和突破。存储有DAS模式、SAN模式、NAS模式等多种模式。各种模式有其不同的优缺点，比如DAS模式来说，操作起来比较简单，低成本高性价比，但是也有其不足的地方，在扩展性以及安全性方面比较欠缺。NAS 模式拥有良好的扩展性，占用服务器资源方面也比较少，但是数据传输速度比较低，影响网络的使用性能。SAN模式的优点就是扩展性强、传输速度快，但是这种技术比较复杂，在成本方面由于采用的是光纤与网络连接的方式也是比较高的。
2.3 加速技术
人们追求的就是计算机高速处理数据的特点，所以计算机在处理数据的速度方面要不断的更新，计算机硬件加速技术也成为研究的重点。近年来，在计算机硬件加速技术的发展下，更加注重以硬件自身的功能特点来代替软件算法的技术，硬件在处理信息的过程中充分发挥了数据分析处理和调用程序的功能，提升计算机的整体工作效率。要想实现硬件加速可以在计算机内部增加一些集成软件来实现，帮助CPU进行运算，这样就能够加快运行速度，提升计算机的运行能力和处理数据的速度。
2.4 开发技术
就目前计算机的发展来看，开发技术主要针对的是嵌入式硬件平台的开发。嵌入式硬件平台包括嵌入式处理器和嵌入式控制器和嵌入式芯片。嵌入式控制器能够在单片机内部芯片上集成总线，实现一系列的功能，降低了成本，同时也减小了体积，为计算机的微型发展奠定了基础。在数字信号处理器的开发方面也在不断的努力，比如DSP高速微处理器的开发，能够使计算机的速度得到很大程度的提升，推动计算机整体性能的提升。
2.5 维护技术
计算机维护技术是计算机硬件正常运行的保障，计算机在运行过程中有时候会发生一些故障，在硬件维护过程中要对容易出现故障的部分进行维护保养，要学会计算机的保养方法，养成维护保养的习惯。对出现的一些常见的小问题要及时处理，做好除锈、清洁等工作，让计算机在良好的状态下工作，提升工作效率。
3 总结
目前，我国计算机技术的发展水平正在不断的突破，计算机硬件部分在其中起着重要的作用，要想实现良好的性能，就要注重硬件部分的利用，明确硬件各组成部分的重要作用，从诊断、存储、加速和开发等方面的技术进行研究。在计算机硬件技术的研发方面应该加大力度，促进硬件技术的发展才能够使整个计算机的综合性能得提升。
作者单位
江苏省沭阳中等专业学校 江苏省沭阳县 223600
[摘 要]当前计算机已经深入到广大普通家庭，怎样维护与保养各自的计算机，尽量增加计算机的运行时间，是每个计算机用户十分关心的问题。计算机的维护与保养需要对硬件进行日常清洁以及科学有效的保养方法。
[关键词]计算机硬件；维护；应用
1 电脑硬件的日常维护以及故障的判断应当遵循的基本原则
（1）防尘和防潮在电脑主板的日常维护工作过程中比较重要，中央处理器、内存条以及显示卡等关键部件全部插在主机板上，假如上面有太多灰尘，容易使得主板和其它部件之间接触不好，出现一些未知故障，给用户的工作以及娱乐造成一定的麻烦；假如环境过于潮湿，主板极易变形而出现接触不良等问题，就会影响用户的正常使用。日常需要注意的事项：①电脑周围的环境状况：比如电脑的位置、电源、湿度与温度等。②电脑体现的故障问题、显示器所显示出来的内容和正常状况下的相同与不同之处。③电脑内外的物理状况：比如粉尘、线路板以及零件、部件的形状以及指示灯的显示情况等。④电脑的软件、硬件配置情况：比如所安装的软、硬件；系统资源的配置，软件方面使用何种操作系统，硬件配置的驱动程序的哪种类型的版本。
（2）通过所观察到的现象判断产生故障的原因，判断依据主要有：①元件、芯片方面的故障；②连线以及接插件等硬件故障；③部件产生的故障；④硬件兼容产生的故障；⑤跳线以及设置产生的故障；⑥电源产生的故障；⑦软故障。在对故障进行分析的时候，尽可能利用自己的知识与经验加以判断，不明之处，向有经验的相关人员请教。
2 电脑硬件故障排除的主要方法
（1）观察法。具体的做法包括：对电脑硬件的环境、插座、插头、用户操作电脑的习惯等进行仔细观察。
（2）最小系统法。电脑硬件最小的系统包括电源、主板和中央处理器。该系统并无信号线的连接，仅仅存在电源到主板的连接电源。在故障判断的时候是通过听声音或主板故障诊断卡来对该核心部分是不是能够正常运行进行判断；电脑的软件最小系统包括电源、主板、中央处理器、内存条、显示卡（或者显示器）、硬盘以及键盘等。通过判断确定系统是不是能够正常的启动以及运行。
（3）逐步添加法。该方法以最小系统为前提，每一次仅仅给系统添加一个设备或者软件，来判断故障现象是不是消失或者出现变化，从而判断并且准确定位故障产生的部位。
（4）隔离法。该方法是先将容易妨碍故障判断的软、硬件进行屏蔽。同时也是一种将相互冲突的软、硬件隔离开从而判断故障是不是出现变化的方法。
（5）替换法。该方法是通过好的部件去替换可能出现故障的部件，从而判断故障是不是消失的方法。好的部件并无型号方面严格的要求。
（6）比较法。这种方法和替换法较为接近，也就是通过好的部件和怀疑存在故障的部件的外观、配置以及运行现象等各个方面进行对比，也可以在两台电脑之间加以对比，从而判断故障电脑在环境的设置、硬件的配置这几个方面的区别，以便查明故障的准确部位。
总而言之，排除电脑的故障最好是遵循：先排除外部设备然后排除主机，先电源然后部件，先简后繁等原则。外设方面的故障比较容易查出并排除，首先应当依据系统的报错信息对鼠标、键盘以及显示器等外部设备的基本工作状况。假如不存在问题，就应当考虑主机方面存在的问题。
3 电脑硬件的日常维护与保养工作
（1）整机。电脑最好放在通风状况比较好、卫生清洁较好的房间，以免灰尘与高温对电脑产生不利影响。电脑如果长时间不用的话应当将电源切断，但是需要定期开机运行，以免由于潮气损坏电脑的零部件。
（2）电源。①确保所购置的电源质量，并且定期对电源盒进行清洁。②电脑电源必须使用专用的插座。
（3）显示器。对电脑的液晶显示器定期进行清洁是十分重要的，但是不能用酒精进行擦拭，由于酒精对其涂层产生腐蚀作用，容易对电脑的液晶屏幕产生损伤。正确的做法是利用擦镜头的镜头纸，稍微沾上纯净水就可以进行擦拭了。
（4）主板。在电脑的机箱不开启的情况下，通常不会接触到主板，日常存在最多的问题是任意热插拔电脑的零部件，容易对接口造成损坏，甚至会使得芯片或者电路板烧毁。
（5）中央处理器。①目前主流的中央处理器的运行频率速度非常快，超频没有必要。②中央处理器通常在75℃以下就能够工作。③中央处理器的风扇对保护CPU非常重要。风扇的叶片上应当定期清除其灰尘并且给在其轴承上添加适量的润滑油。
（6）内存。①如果只安装一根内存条的时候，首选与CPU插座类似的内存插座。②在对内存进行升级的时候，宜选择与原有内存一致的，否则容易出现无法兼容的问题。安装内存条的时候动作必须规范。
（7）硬盘。电脑中的硬盘比较脆弱，使用不正确比较容易出现问题。尤其是电脑在运行的时候切忌搬动，因为震动对硬盘的伤害比较大。此外，硬盘是电脑中最关键的存储介质，大部分人容易忽视了对硬盘进行维护与保养，常常使得硬盘超负荷运行：下载容量很大的各种影视剧、游戏等、频繁使用Windows的系统还原操作。一次性开启过多（超过3个）的上传或者下载的窗口。这些做法容易对电脑硬盘产生伤害。此外，在BT运行的时候，宜设置任务管理器将优先权调整到低于标准值。
（8）鼠标。鼠标出现故障的频率比较高。要求注重平常的维护。对于光电鼠标应当定期清洗光敏二极、三极管上面的灰尘、污垢。
（9）驱动器。光驱出现读盘的时候如果出现速度变慢甚至是不读盘的问题，主要是由于激光头存在问题造成的。除了激光头自身的寿命问题，灰尘也是对激光头寿命产生影响的重要原因。灰尘不但会对激光头的读盘以及寿命产生影响，还会对光驱内部的一些机械部件的精度产生影响。因此，确保光驱的清洁非常关键。光驱的机械部件的擦拭通常选择棉签酒精进行擦拭，但是激光头不可以使用酒精以及清洁剂，应该利用气囊对准激光头将灰尘吹掉。
摘 要：近年来，人们的生活水平明显提高，计算机逐渐进入千家万户，已经成为人们工作、学习和生活的重要工具。计算机设备在长期的使用过程中，硬件系统很容易出现各种故障，严重影响计算机的安全、稳定运行，给人们带来很多的不便和麻烦，因此要积极采取有效的维护和保养措施，减少计算机硬件系统的故障率。本文分析了计算机硬件系统故障的影响因素，阐述了计算机硬件系统故障的维护措施和计算机硬件系统的保养策略。
关键词：计算机；硬件系统；维护；保养技术
当前，计算机已经成为人们办公和生活的一个不可替代的重要作用。和软件系统相比，计算机硬件系统在使用过程汇总更容易出现各种故障，因此必须做好计算机硬件系统的维护与保养，最大程度地延长计算机硬件系统的使用寿命，保障计算机安全、稳定的运行。
1 计算机硬件系统故障的影响因素
1.1 人为因素。人为原因是导致计算机硬件系统发生故障的主要原因，在长期的使用过程中，一些计算机用户忽视对计算机硬件系统的维护和管理，乱卸乱拆、乱改乱跳，导致计算机硬件系统的零器件丢失，或者在计算机操作过程中，用户用力过大，损坏计算机硬件设备。另外，计算机设备在运输和安装过程中，如果没有采取相应的保护措施，遭受剧烈的震荡，会严重影响计算机硬件系统的稳定性。
1.2 内部因素。内部因素主要是指计算机硬件系统自身质量存在问题，一些零器件性能较差，如硬件系统元件发生腐蚀、虚焊或者脱焊等，导致计算机硬件电路板铜断、触点被氧化、漏电等[1]。
1.3 外部因素。计算机硬件系统在使用过程中容易受到多种外部因素的影响，如计算机硬件系统设备老化严重、性能下降；电压不稳会导致计算机硬件系统电路出现短路甚至电源损坏；计算机长时间运行，内部散发大量的热量，如果散热不及时，会导致计算机硬件系统元器件被烧坏。
2 计算机硬件系统故障的维护措施
2.1 电源故障维护。计算机设备接通电源后，如果不能运行，指示灯不闪烁、电风扇也不转动，很可能是计算机电源发生了故障。计算机电源发生故障的原因主要有电源烧坏、计算机电源发生断路、启动按钮接触不良等。遇到这种情况，计算机用户要仔细检查电源的通电情况，判断计算机设备是否处于通路状态，同时检查计算机电源的插头和导线接头是否连接好。如果这些都没有问题，很可能是计算机电源已经被烧坏，用户要及时更换计算机电源。
2.2 计算机CPU故障维护。计算机CPU的散热情况对于硬件系统的运行状态有着直接的关系，一旦计算机硬件系统散热出现问题，大量的热量集聚在计算机设备内部，温度过高会影响计算机硬件系统设备的性能，导致计算机执行不畅、运行缓慢等，甚至会将计算机CPU烧坏。因此，用户在日常使用计算机设备的过程中，必须要注意计算机设备的散热处理，特别是在炎热的夏天，要及时清理计算机设备的排风扇，最好为计算机配置一个电风扇，加速计算机设备的散热速度。
2.3 计算机内存故障维护。计算机设备运行之后，显示器没有画面或者出现一些错误信息，始终不能进入操作系统，总是听到“嘟嘟嘟”的声音[2]，这说明计算机的内存卡发生了故障。这时，用户要将计算机电源关闭，将计算机机箱拆开，把内存条取出，然后进行开机检测。对计算机进行多次检测，检查是哪一根内存条出现了问题。仔细检查之后，如果内存卡不存在问题，要仔细将内存卡插在沟槽中，确保接触良好。
2.4 显卡和声卡故障维护。显卡是计算机系统散热的主要位置，对于计算机显示卡故障，检查沟槽中显卡，特别需要仔细检查计算机显示器信号线的接头和显卡插座之间的接触是否良好，在计算机的日常使用过程中，要注意计算机显卡风扇，检查风扇是否产生噪声、运转是否有摩擦。对于计算机声卡，用户在使用语音操作时，要尽量避免带电进行，在拔或者插耳机时，最后关闭计算机电源，防止计算机硬件系统设备出现损坏。
2.5 硬盘故障维护。计算机硬盘故障主要是指计算机系统无法识别硬盘。用户要注意检查计算机的数据线和电源线是否接好或者是否发生脱落，确保计算机硬盘的扁平信号或者电源线装好，同时要合理插接硬盘，避免发生冲突，如果计算机的IDE接口上插接了CM-ROM，重新插接一些数据线，如果仍然不能正常运行，很可能是计算机硬盘发生了损坏，用户可以更换一个新的硬盘。
3 计算机硬件系统的保养策略
3.1 正确使用计算机。计算机用户要掌握一些最基本的常识，例如在雷雨天气，要尽量避免使用计算机，防止计算机遭受雷击。计算机设备要摆放在房间靠窗户的位置，确保计算机良好通风。同时用户要正确使用计算机，养成良好的习惯，例如，在计算机开机时，先打开电源，等待一段时间之后，再打开计算机，由于我国家庭用户的电源多是220V标准电压，但是通常情况下计算机电源的电压多是110V的，如果打开电源之后立即运行计算机系统，会使计算机系统突然遭受较大的电压，导致计算机硬件系统设备老化或者损坏。另外，在关闭计算机时，要尽量使用计算机系统关机，不能直接关闭计算机主机上的开关，要尽量延长计算机硬件系统的使用寿命，关闭计算机设备后，尽量关闭电源，不仅有利于杜绝火灾隐患，而且可以节约大量的电能。
3.2 检测到位，保持环境清洁。计算机设备的运行环境最好保持在15-28摄氏度之间[3]，如果外界环境温度过高，会导致计算机硬件系统设备发生老化。因此，要避免将计算机设备放置在阳光直射的地方，阳光的直接照射会进一步提升计算机温度，影响计算机设备的运行状态。另外，要尽量控制计算机设备运行环境的湿度，如果空气湿度过小，计算机硬件设备很容易产生静电，损坏硬件系统元器件。如果空气湿度过大，计算机硬件系统电路板会出现发霉或者锈蚀等问题，造成电路板短路或者发生故障。
3.3 选择质量较高的硬件设备。在选择计算机电源时，用户不能贪图便宜选择劣质、功率不合适的电源设备，为了确保计算机硬件系统有持续、稳定和稳定可靠的供电环境，要尽量选择具有大品牌、优质的电源，配置插孔重组、具有自动断电功能的插座，严禁在同一个插座上安插很多计算机设备。另外，根据计算机硬件系统的设备型号，从防止静电、注意兼容性等方面，选择合适的硬件设备，为计算机CPU安装优质风扇，定期进行除尘，充分发挥风扇降温的重要作用。
3.4 加强计算机显示器维护保养。虽然计算机显示器只具有显示功能，长期暴露在灰尘较多的场所，不仅会影响显示器的运行状态，同时也会影响计算机用户的视力，因此用户要做好计算机显示器设备的防尘和除尘工作，在用户不使用计算机设备时，为计算机显示器盖上防尘罩，关闭计算机后要注意将显示器也关闭，定期使用专业的除尘液和除尘布轻轻擦拭显示器罩壳和表面，严禁直接使用水或者酒精擦拭显示器，高浓度的酒精很可能损坏计算机显示器。
4 结束语
计算机硬件系统维护与保养是一项长期的、复杂的系统工作，计算机用户在日常使用过程中，要注意掌握基本的使用常识和故障维护技巧，正确的诊断计算机硬件系统故障，从而有针对性的采取故障维护措施，尽量延长计算机硬件系统的使用寿命，确保计算机硬件系统安全、稳定的运行，提升计算机设备的运行效率，充分发挥其优势功能。
作者单位：遵义职业技术学院 计科系，贵州遵义 563000
Intel HT
超线程技术
Intel自从奔腾4后期就加入HT超线程技术试水，在旗下酷睿和至强等产品上得到广泛应用。按照Intel的说明，HT超线程技术在不增加物理核心的情况带来10～20%的性能提升。
对于普通家庭用户，超线程是否真如Intel所说的那么神奇？最常见的两个使用场景就是WinRAR这样的压缩解压缩软件和诸多视频后期软件，在开启超线程后确实会有10～20%不等的性能提升，直观体现在完成所需的时间上立竿见影。但在游戏领域又完全是另外一回事，绝大多数游戏对于多核心支持得并不好，在很多游戏还只是支持双核的当下，对超线程技术的支持更是无从谈起。玩家使用同一款CPU做过测试，有半数以上的游戏在关闭超线程技术时的平均帧数大于默认状态。这也让超线程技术在游戏领域十分尴尬。
不过随着2014年底游戏大作纷纷更换引擎，对PC硬件的压力达到史无前例的高度。不仅要6GB以上内存的游戏越来越多，切实支持处理器多核心（八核以上）的游戏也逐渐出现。对于超线程技术今后在游戏领域的表现是值得期待的。
可以装APP的电源
DIY领域发展到现在，机箱内部任何一个配件几乎都能通过对应的软件进行检测和调节，但负责整个系统电力和稳定的电源依旧孤零零地位于机箱角落，显得格格不入。其实电源的运行状态、稳定与否对整个PC系统至关重要，甚至超过传统“三大件”。
以往也有过通过PC前光驱面板安装控制台来监控电源的案例，不过那大多都是发烧友们自行改造实现，普通用户怕是难以企及。TT看准这一市场需求，推出80PLUS金牌的全模组电源Toughpower DPS TPG系列，不过规格高并非它的最大卖点，能够安装智能数位控制APP才是其独一无二的“绝活”。
TT能够智能监控电源的软件名为DPSApp，可以在PC端实时监控电脑功耗、温度和风扇转速等基本信息，还可以根据电源监控的功耗来计算电费。所有这些信息都不是死板的文字表述，都通过简单明了的图形和图表展现出来，软件的使用程度和表现力甚至超过了很多传统板卡控制程序。DPSApp还可以智能化管理资料，并通过微博等平台分享，是不是有一种智能手机的感觉？在DPSApp面前，Toughpower DPS TPG系列80PLUS金牌和全模组设计反倒不那么显眼了。
SLC 闪存的家用 SSD
固态硬盘在近年的发展突飞猛进，可供选择的品牌从最初的两三种发展到现在的数十种。为了能在庞大的SSD大军中脱颖而出，要不就在产品本身下足功夫，要不就另辟蹊径赐予产品更高的附加值。
SSD所用的闪存种类当中，SLC>MLC>TLC，这是由闪存颗粒的特性决定的。一般我们家用购买的都是中间这个档次的MLC产品，售价位于中游，性能也比较中庸。一般用户不会过分关心闪存种类问题，不过自从三星840 SSD系列开始使用TLC闪存，SSD闪存的老文件掉速问题也逐渐被用户重视起来。
富士通的至尊版系列SSD是他们最新的产品线，至尊版最大的卖点就是使用了Intel的SLC闪存。这类Intel 25nm SLC闪存性能比MLC闪存直接强上一个档次，而且寿命也远非MLC闪存产品可比。售价虽然并不便宜，但是比起顶级MLC产品，这样的SLC SSD更受爱好者欢迎。
三星
Magician
三星的SSD从830系列开始让人眼前一亮，旗下每代产品的性能都在市售同类产品前茅。不仅性能出色，三星还为其打造了独特的软件，辅助用户操作和管理自己的SSD，这就是Magician。
Magician的功能经过几代进化更简单易用，很适合初学者使用。用户界面通过图形化的显示方式，可以轻松查看SSD的健康状态、SATA及AHCI的兼容性和状态。对于新手更有意义的是，软件提供3个优化配置文件，包括最高性能、最大存储量和最佳可靠性，我们通过选项卡就能从中切换。
这三个选项并非是噱头，是有实际功效的。最高性能选项以稍微缩短SSD使用寿命为代价获取最快的性能，它开启了一些需在SSD中进行额外写入操作的功能来实现提速。最大存储量功能可以自动去掉系统的休眠模式、虚拟内存文件和一些自动备份功能，释放SSD的大量空间，非常适合一些购买64GB或者128GB的用户。最佳可靠性将禁止运行会产生额外写入操作的功能，以有效延长SSD的使用寿命。如果用户使用的是840系列TLC产品，这个功能可以十分有效地减少SSD写入/擦除的次数。
三星通过Magician软件轻松满足三类常见用户的需求：寻求最高性能的用户、寻求最大存储量的用户和寻求最长使用寿命（可靠性）的用户。以往复杂的操作系统的相关设置，现在可以通过软件轻松实现。
闪迪 SSD Dashboard
最早闪迪的SSD相关软件叫SSD Toolkit，不过当时由于界面不友好导致很难用。闪迪的SSD其实非常出色，但软件不好用难免美中不足，SSD Toolkit通过回炉重做变身为SSD Dashboard，各方面都有明显的改进。
SSD Dashboard的界面做得比较美观，而且功能也非常完善，通过图形化的界面，让用户监控了解SSD的运行状况。界面包括SSD状态、性能、工具、设置等功能，状态中可以查看硬盘的容量、剩余使用时间等等基本状况，温度和接口信息也可以显示在内。性能一项提供了SSD的性能测试，和主流测试软件一样也分为传输速度及随机性能，但比起其他测试软件密密麻麻都是文字的方式，SSD Dashboard以图表的形式直观呈现给用户。关于TRIM在一些操作系统中很难打开的现状，闪迪软件可以通过一键开启系统TRIM的功能十分适合新手。
工具中的Secure Erase、Sanitize、Cypto Erase不能乱点，是闪迪提供的三种SSD擦除功能。固件更新功能也非常方便，不用像以前那样去官网手动下载固件然后冒险升级，在这里就像更新手机APP一样操作就能完成SSD固件的更新。除此之外工具也提供了硬盘的S.M.A.R.T信息查看，有了这款软件我们就可以抛弃HDtune了。
从SSD Toolkit到SSD Dashboard，能很明显看出闪迪SSD软件的进步。虽然SSD Dashboard只支持闪迪硬盘比较可惜，但作为一款品牌SSD的功能软件已经相当出色了。
希捷混合硬盘 SSHD
希捷是传统HDD硬盘双雄之一，近几年传统硬盘被固态硬盘冲击严重，老牌硬盘厂商希捷虽然也推出了旗下的SSD，但市场反响不温不火。去年间接收购了两大主控之一的SandForce，但融合之后的实际产品还需时日才能推出。眼下希捷如何应对SSD对硬盘市场的攻势呢？答案就是SSHD。
SSHD主体依然是盘体与磁头，不过在SSHD的PCB上集成了一个SSD模块主控和小容量MLC闪存，SSHD的核心技术就是通过这个独特的设计实现。首先通过一种名为Adaptive Memory的技术实现一种自学习算法，它逐渐让系统最常用的应用程序和文件能够实现类似SSD的响应。比如说操作系统或者程序启动时会读取大量零散文件，HDD由于寻道原理速度有限，而SSHD将这部分压力转至闪存，启动和读取速度能够大大加快。
希捷的这种“SSD缓存记忆”技术其实并没有改变HDD的持续读写速度，而加强了随机性能。在最新一代SSHD当中希捷甚至将盘体转速降为5400rpm，而单单加强了主控方面的学习和记忆能力。有人可能会质疑5400rpm盘体的性能，但其实希捷如此处理是十分合理的。我们日常使用硬盘感觉到慢，十有八九是其随机读写性能满足不了我们的要求，绝非持续读写速度跟不上。如果用户的硬盘位只有一个，又想在硬盘容量和随机性能上有所兼顾，希捷这类SSHD是非常合适的。
东芝无线
SD卡
我们用单反照相，然后想把相片从相机存储卡里拷贝到手机或者平板电脑上观看，一般大家都怎么做？最原始的方法就是把存储卡取出，先将数据移至电脑，然后将手机/平板接入电脑拷入观看，这个步骤太麻烦了。后来有部分单反/微单品牌设计了独特的移动智能终端APP，旨在简化取卡步骤，直接用手机/平板访问相机存储内容，不过需要在同一个Wi-Fi环境下，同时移动端是否支持还需APP决定，总之多种限制并不方便。
东芝推出的这种无线SD卡解决了这种问题，SD卡从硬件上解决了无线连接问题。只需将SD卡插入相机并开机，打开手机或者平板电脑的无线开关，搜索到无线SD卡提供的无线网络连接（flashair_xxx），输入初始密码连接后打开浏览器就形成了连接。一般4MB左右的照片传输一张需要8秒左右，速度虽然不快但也不比很多相机无线传输APP慢。
问题也并非完全没有，首先部分单反机身由于是金属构造，无线SD卡形成的网络信号肯定会受此影响，速度和稳定性有待进一步提高。其次SD卡和其无线功能所需的电力肯定是相机提供，有很多相机屏幕自动关闭时进入省电模式，此时无线SD卡的无线功能也会随之一同关闭。最后比较关键的一点是由于手机或平板电脑在传输时连接的是无线SD卡形成的虚拟网络，并没有互联网功能，如果想边传边分享就是硬伤。手机可以利用3G信号，而多数平板电脑只能乖乖等传输完毕后才可以重新连接Wi-Fi进行分享。
金士顿
HyperX
闪存盘
大家印象里的闪存盘（U盘）的读写速度是多少？一般也就是30-40MB/s这个程度，满足一般的文件拷贝似乎问题不大，但高端用户肯定无法接受如此缓慢的传输速度。金士顿旗下的HyperX品牌是其高端的存储品牌，而现在HyperX也推出了顶级品质的闪存盘DataTraveler HyperX Predator。
DataTraveler采用USB 3.0接口，它没有像其他USB 3.0闪存盘一样只是规格上支持，在读写速度上标称可达240MB/s和160MB/s，完全突破了USB 3.0能够达到的速率。外观方面金士顿的解释是大巧不工，金属外壳方方正正的造型，十分符合其高端大气的身份。容量方面金士顿提供了512GB和1TB两种容量，4999元和9999元的售价也吓跑了大多数用户。
不过DataTraveler HyperX Predator的表现配得上这样的价格，多种软件实测其读写速度并非虚标，一部10GB左右的电影通过闪存盘不到1分钟就可以传输完毕，这是很多移动硬盘都难以实现的。
Cherry MX
轴键盘
要说键盘，这两年机械键盘火了。机械键盘本来是在薄膜键盘之前的产物，但随着薄膜键盘的盛行，造价相对高昂的机械键盘被薄膜键盘所取代。但近年来由于用户对外设品质的要求逐渐提高，机械键盘的关注度正慢慢回升。
目前市面上常见的机械键盘均使用德国确励公司（Cherry）的MX机械轴，爱好者们俗称樱桃，拥有标志性的十字口设计，目前我们见到的大多数机械键盘其实都属于这一派系。根据种类分为茶轴、青轴、黑轴以及红轴四种，也有白轴等稀有品种。用文字描述机械键盘与普通键盘的区别稍有难度，由于每一个按键都由一个独立的开关组成，按键的段落感根据轴体各异，但普遍都要大幅超越薄膜键盘。现通常为高端游戏外设，希望有条件的用户亲自体验。
微软蓝影技术
可能很多用户连光学引擎鼠标和激光引擎鼠标都分不清楚，现在微软又来了个号称集合二者优势于一身的蓝影鼠标，它们之间究竟有何区别？它们都该称作是光学引擎，不过不同的捕捉原理决定了光学鼠标必须借助鼠标垫，而激光鼠标则能够在更多的表面上自如使用。
微软全新推出的Blue Track蓝影技术更是要超过激光引擎，利用激光引擎的镜面反射原理，通过更强的光学传感器每秒钟拍摄数千张，经过对比最终得出鼠标移动的轨迹。蓝影技术的表面适应能力超强，定位能力比激光更为精确，在一些粗糙的表面依旧可以准确定位鼠标移动。
摘 要：随着社会进步与科技的快速发展，计算机的应用已经成为我们生活工作中的一个重要组成部分。因此，我们需要掌握一些基本的计算机硬件组装与维护技术。本文主要介绍了计算机硬件组装的基本部件，分析了计算机操作系统以及硬件驱动的两种安装方法，并总结了硬件维护一些要领。希望能够给广大的计算机应用人员带来一定的帮助。
关键词：硬件组装；维护技术；系统安装
1 计算机硬件的组装
1.1 计算机的组成。计算机是由硬件和软件两大部分组成，下图1是计算机硬件中常见的部件。
图1 计算机硬件组成
1.2 计算机硬件的组装过程。第一步：要先打开主机箱的盖。将主板固定在机箱里并拧紧螺丝；第二步：电源的安装，机箱电源通常是安装在机箱内左上方并固定好四颗螺丝，需要注意电源的风扇是朝机箱外面的，其好处就是起到散热的作用，否则无法正常安装；第三步：CPU安装：CPU是主板上的核心部件，由于CPU的针脚较细，容易插坏，所以一定要细心，对位入座。CPU发热量较大，为了增加散热功能，建议在CPU背面与小风扇间涂上散热的硅胶，然后再固定风扇上的四颗螺丝或者挂钩。另外还需要将风扇电源线接入主板对应的接口上；第四步：内存安装，将内存安装在主板的插槽上，插槽两边各有一个扣，扣住内存条。需要注意内存缺口要与插槽对应，然后再垂直压下内存即可；第五步：硬盘安装，硬盘需要用四颗螺丝拧紧到机箱前面中间的位置。同时需要将硬盘数据线和电源线分别接主板和机箱电源，以此实现了数据的存储及读取功能；第六步：显卡安装，找到主板上显卡插槽位置，将显卡对准主板插槽上接口往下压，并用螺丝拧紧在机箱上（说明：有些主板是集成显卡、网卡和声卡，不需我们手工安装）；第七步：控制线的连接，首先要确定机箱面板上的指示灯以及开关机、重启按钮与主板之间的接口连接位置（有对应的英文文字），需要注意区分好正负极之间的连接。接线英文的说明：HDD LED是指硬盘灯、PWR SW是指机箱外开关机的电源线、Reset是指重启电脑、Speaker是指主板喇叭线、Keylock是指键盘锁的接口线以及PowerLED是指板电源灯的接线；第八步：上面的工作完成之后，需要完成机箱外部设备的安装，外设包括：鼠标、键盘、音箱、光驱（如果需要通过光盘安装操作系统的，一定需要装上光盘驱动器）以及显示器等接线；第九步：确保前面的工作准确无误后再接通电源，观察计算机屏幕显示情况，然后再安装操作系统。
2 计算机操作系统的安装
计算机操作系统安装前的基本设置。首先需要启动计算机，按DEL键进入到主板BIOS进行参数的设置。其次是从BIOS主菜单中找到Advanced BIOS Features 选项，按回车进入子菜单项。再次是在子菜单项中选择First Boot Device 选项，然后通过键盘上的上下方向键来设置为USB-CDROM或者USB-HDD（U盘启动），这样就把系统设置为光盘驱动（或者U盘）启动了。最后，按F10键保存设置并退出BIOS界面。
2.1 标准安装法。第一步，将市面上购买的Win8系统盘放入光驱，或者网上下载Win8系统存入U盘中并接U盘接口（细节略）；第二步，通过BIOS自动引导光盘（U盘）启动；第三步，此时我们会见到屏幕上的提示：“press aany key to boot from CD or DVD...”看到这个提示时按任意键就可以进行win8的安装了；第四步：在安装界面的language to install项中选择English，其它两个选都选Chinese，点Next按钮，然后点击Install Now就可以正式安装Win8系统了，最后等待安装完成（细节略）。
2.2 快速ghost安装法。由于标准安装win8所花时间较长且麻烦。因此，我们可以通过Ghost来进行快速安装操作系统。有了ghost软件就变得十分方便，只需十多分钟就能够把Win8系统安装完成，下面说一说ghost安装Win8系统的详细步骤：
到市面上购买ghost克隆软件光盘（里面包含有ghost.exe文件及ISO系统镜像文件等），或者到网上下载ghost..exe和系统镜像文件到U盘。
第一步：开机后运行ghost程序，选择恢复系统，进入ghost；第二步：菜单操作顺序是：local->partition->from image；第三步：在Ghost新窗口的下拉列表中，选择之前已准备好Win8的gho文件所在路径；第四步：选择好后Wind8的ghost文件后，双击open按钮，并依次点击OK即可；第五步：此时会出现将系统安装到哪一个盘的选项，选C盘即可（通常系统是安装在C盘）；第六步：按顺序点击确定就可以快速安装Win8系统了。
3 安装硬件驱动程序
系统安装完毕后需要在安装硬件驱动程序，主板，声卡，显卡，网卡等等。安装硬件驱动程序也有两种方法：第一种是最原始的方法一个一个驱动程序进行手工化安装，首先需要从主板光盘中找到主板驱动、声卡驱动、网卡驱动、显卡驱动。如果主板光盘中无法找到相匹配的驱动时，则需要到网上下载，相对来说复杂一点；第二种方法：自动安装法，即是借助于第三方驱动安装软件进行驱动程序的自动安装。常用的驱动安装软件有：驱动精灵、360驱动大师等。使用这些驱动软件可以自动识别主机驱动程序，然后直接到网上下载相匹配的驱动并自动安装。
4 计算机硬件维护技术要领
下面笔者总结了一些常见计算机硬件维护技术以供大家参考。
4.1 电脑的日常工作环境。通常电脑是工作在20～25℃之间的环境下；需要做好防静电的工作，另外电压不稳定会容易造成对电脑电路以及部件造成不良的损害；尽量防止机箱的震动以及外部的噪音，因为震动与噪音有可能会对电脑中的某一些部件造成损坏。
4.2 维护计算机时不要急着拆开机箱，首先需要认真观察计算机四围设备情况，例如：计算机的外设、连接线、电源、温度以及湿度等。其次是计算机机箱的内外面是否有过多的灰尘、电路板与元器件颜色是否有变化，如鼓起则需要拿去维修店维修。指示灯的显示是否正常等。最后分析计算机的软硬件配置是否正确，如不兼容的需要更换配件，系统资源的使用是否过多等；现安装了哪个版本的操作系统，已安装的软件是否有冲突；硬件驱动程序版本是否为最新的等。
4.3 按照观察到的实际情况来判断故障产生的具体原因，首先我们需要想到是一些什么故障，怎么样会产生如此的故障？我们该怎么样去处理呢。其次是，现在网络较发达，将发现的故障现象，到互联网上查找，这样可以快速解决故障，节省成本。另外一定需要坚持“先软后硬”的故障排除原则，即查找在整机维护判断过程中，我们需要先判断是否是属于软件的故障，如果可以正常开机时，那么可以考虑重新安装操作系统，假设故障无法从软件中排除掉，那么只好从硬件方面进行认真检查。
4.4 计算机环境维护即是电源接地是否属于正常，工作电压是否处于稳定状态，我们需要对计算机工作室环境的温度和湿度进行控制以及做好日常清洁工作等。灰尘是计算机的最大杀手，通常计算机的硬件故障大都是由于机器内部的灰尘过多而引起的。因此，我们需要在日常生活中多做好计算机内外部的清洁工作。
作者单位：广东省高级技工学校，广东惠州 516100
摘 要
随着社会经济的发展，计算机广泛的应用在各个领域，虽然计算机给人们生活带来了方便，但是计算机的硬件维护保养是用户的基本工作，若对计算机硬件故障不及时处理，容易给人们的生活造成极大的困扰，因此，本位探讨计算机硬件维护保养的常见方法，以作为计算机使用者的参考依据。
【关键词】计算机 硬件故障 维护 保养方法
计算机在各个领域中扮演着重要角色，不管是商业领域还是办公室，都需要利用计算机开展经营活动，所以计算机在生活、商业、娱乐等活动中具有重要作用。但是，如何排除计算机硬件故障是值得人们思考的问题，因此，本文对计算机硬件维护技术和日常养护方法进行探讨。
1 计算机硬件故障维护的基本原则
（1）计算机需要在良好的工作环境下运行，如果计算机工作场所有大量的灰尘，或工作场所比较潮湿，容易造成计算机使用寿命减端，在一定程度上影响了计算机电源的稳定性，若计算机工作场所的灰尘较多，容易导致计算机部件老化、设备接触不良等故障，因此，保持环境清洁是计算机硬件维护的基本原则，为了避免工作场所积累的灰尘对计算机硬件的影响，用户应将计算机放置在防尘、防潮的地方，若用户长期不使用计算机，则应在一段时间内持续开机2个小时左右，并做好计算机周围环境的灰尘清洁，使计算机正常运行。
（2）计算机故障分析应从各个环节和各个设备入手，计算机元器件、内部芯片故障；计算机设备接触故障；计算机部件老化现象；计算机外部设备的故障；电源稳定性、连接故障；计算机软件故障等。
2 计算机故障排除方法
计算机在使用过程中，容易出现硬件故障等现象，做好硬件故障的排除是计算机维护的前提，因此，探讨计算机故障排除法是非常重要的。第一，插拔替换法是计算机故障排除的最有效的方法，由于插拔替换法可以直接反映计算机出现的故障部位，因此，当前大多数计算机工作人员都采用插拔替换法排除计算机故障。插拔替换法的工作原理是用出现故障的相同部件更换到正常运行的计算机上，从而检查计算机硬件故障，例如计算机内存条故障检验，采用相同内存条更换到可以正常工作的计算机上，若计算机能正常工作，则说明计算机的内存条接触良好；第二，系统最小化法，若工程师无法确定计算机的故障部位，采用系统最小化法可以确定故障部位，其工作原理是将计算机硬件设备全部摘除，如主板、CPU等，待设备摘除完后，运行计算机，若计算机不能正常工作，则采用插拔替换法对计算机进行故障排除，如果没有出现计算机故障，则说明计算机主板、显卡等硬件出现了故障；第三，采用专门的诊断软件排除计算机故障，目前市场上使用较多的诊断软件是诺顿工具箱，其可以迅速检测出不容易发现的计算机故障，不仅可以检测出计算机硬件设备等运行情况，同时也可以检测计算机系统的稳定性和运行情况，诺顿工具箱对计算机故障检测完成后，将自动生成分析报表，以便于用户找出计算机故障部位，并采取有效的措施排除故障。
3 计算机硬件维护措施
计算机主要有显示器、主板、鼠标、内存、硬盘、电源等硬件设备组成，做好计算机硬件的日常维护，以提高计算机的使用性能。第一，计算机显示器的维护，虽然显示器由屏幕、外壳保护，但是显示器容易受灰尘的影响，若显示器上积累了大量的灰尘，不仅影响了计算机的显示效果，也造成使用者视力的损伤，因此，显示器的维护应做好防尘除尘处理，可以在显示器上带一个防尘罩或用专业的清洁剂清洗电脑显示器；第二，计算机内部CPU的日常维护，CPU是计算机运行的主要工具，CPU运行容易受到温度的影响，若环境温度过高，容易造成计算机运行缓慢，因此，控制CPU工作环境的温度，以70度为最佳温度，并且改用性能较好的风扇，如英特尔原装风扇，风扇可以降温除尘；第三，计算机硬盘的维护，计算机硬盘是使用者存储数据的主要设备，硬盘在计算机中具有重要作用，但是，由于使用者操作频繁，并且硬盘由于告诉运转而产生振动现象，导致硬盘设备容易损坏，因此，计算机硬盘的维护加强使用者的维护意识，即要求使用者减少硬盘的使用负荷，减少文件下载、读写等操作；第四，计算机内存的维护，若计算机长期处于未使用的状态下，电脑容易出现无法启动、黑屏等问题，其主要原因可能是电脑内存存在问题，在检查内存过程中，首先需要检查内存条是否接触良好，然后清理内存条、插槽后，重新插入内存条，最后重启电脑，内存维护应确保内存条接触良好性、防止静电、兼容性等；第五，鼠标维护保养，鼠标是使用者操作电脑的基本设备，由于使用者使用鼠标频率过高，鼠标容易出现控制失灵、和按键弹性消失等问题，针对鼠标出现的故障，首先需要拆开鼠标设备，其次对鼠标内部进行清洁检查，以排除鼠标故障。
4 计算机硬件的日常保养技术
计算机硬件日常保养有助于提高电脑的使用性能，尤其是计算机内部的灰尘清洁，首先将主机箱内部的连接线拆除，并将机箱内的主板、CPU风扇、驱动器吧、硬盘、显卡等设备安全拔出，采用毛刷清洁办卡接口的灰尘，并用吹风机清除CPU风扇、光驱、硬盘表面的灰尘；其次，灰尘清除干净后，需要将拆卸的各个部件按顺序依次安装，装上吉祥外壳后，需要对计算机的显示器屏幕进行灰尘清理；最后，启动电脑，检查计算机是否运行正常。使用者是计算机的主要实施者，在计算机使用过程中，使用者使用完后，应用防尘罩改善电脑，为了延长计算机电源的使用寿命，在运行过程中，应经常性设置电源的保护程序，避免手机、电子产品等设备靠近计算机，这些设备容易干扰计算机正常运行，使用者也应养成良好的使用习惯，如正确关机、开机等。
5 结束语
计算机的使用虽然给人们的生活带来了方便，但是人们的不正确使用容易造成计算机硬件出现故障，因此，做好计算机硬件的日常维护和保养，尤其是使用者的保养措施，维护和保养措施到位，才能提高计算机的使用性能。
作者单位
辽宁本溪市机电工程学校信息技术教研室 辽宁省本溪市 117000
摘 要：体育馆工作范围面积较大，内容复杂多变，计算机技术的涉入是必然趋势。但是在计算机的正常运行中，如果不对计算机硬件进行检查维护，就有可能带来计算机安全隐患，严重的话可能会造成系统瘫痪，体育馆工作管理不能正常进行。本文简要分析了计算机硬件的组成，指出在体育馆内计算机硬件将如何维护以及维护的重要性，探讨计算机在体育馆内硬件维护的应用。
关键词：计算机技术；体育馆；硬件维护和应用
在科技迅速发展的今天，计算机应用成为我们日常生活工作的一部分，对于体育馆内的计算机，由于体育馆的工作量大，涉及内容较多，就要求计算机硬件一定要过硬，以此满足高强度、多数据的体育馆工作。除了计算机硬件质量过硬的要求之外，计算机的日常维护和管理也是必不可少的，需要维修部门和工作人员保持定期检查和日常维护的习惯。
1 体育馆中计算机硬件构成
体育馆需要用到的设备都比较大型，硬件组成一般包括控制设备、存储设备、运算设备、输入设备和输出设备，除此之外，体育馆还配有专门的维修部门来定时对计算机设备进行日常检查和维护，保证体育馆内计算机设备的正常工作不受影响。
体育馆内计算机的控制设备是放在日常维护中的第一位的，一般采用工作效率更快的控制器，控制器是计算机的核心部分，其他硬件都是通过控制设备发送信号指挥而进行正常工作的。计算机的储存设备分为主动储存和辅助储存两种，通过接受控制设备的信息进行转换处理来保持正常工作的，对于体育馆需要储存大量数据而言，计算机的存储设备容量必须足够大才能满足需要。运算设备是计算机的重要组成部分，具有将数据加工为更具体化的信息的作用。输入设备运用鼠标和键盘将文字图片信息输入计算机内等待处理。输出设备是将需要的信息通过图片、文字和声音的形式展现出来的计算机设备。这五个硬件设备相互联系、相互作用，共同作用于体育馆内计算机系统的需要。
2 体育馆中计算机硬件的维护
计算机的硬件常见问题有计算机设备之间出现冲突、外部原因造成计算机硬件故障等。多种设备共同使用服务于一项工作时，可能会出现工作资源冲突问题，或是各个设备之间进行了混合安装，一起使用时会出现明显的冲突偏差。外部环境会对计算机硬件构成一定影响，比如说出现电压不稳或是停电现象，计算机硬件容易遭到损坏；电磁干扰也会出现意外重启或是显示器偏差等问题。
对于计算机硬件随时可能出现的各种问题，维修部门就需要一定的诊查技术，通过对硬件的检测和计算机的运行情况及时发现计算机可能产生故障的原因，养成对计算机硬件进行日常维护的习惯，掌握好正确的维修方法，保护体育馆内计算机设备，保证其良好的运行状态。对于体育馆内的硬件设备，要掌握相应的加速技术，通过适当的加速，有效率地使用计算机硬件，让计算机能更有效地输出显示。
掌握一定的维修技术就要将其应用到实践中，对于体育馆内的计算机硬件设备，首先要做的就是进行观察，通过观察发现计算机硬件是否正处于正常的工作状态，进行判断后再根据实际情况进行下一步检查。检查的原则为先外后内，先检查外部设备再检查内部设备，外部设备比较简单，一般是各种显示器外部鼠标键盘等的检查。内部设备要先检查电源再检查其他，其余部分按照由易到难的原则入手。当无法确定计算机故障发生在何处时，就要通过替换法进行检查，这样比较容易快速地发现问题所在。
3 体育馆中计算机硬件的维护应用
体育馆的占地面积较大，计算机硬件的日常维护比较困难，由于输出设备功率较大，主机一般有多台，选择合适的环境安放主机，防止过热导致硬件停止运行现象的出现。计算机不用时最好切断电源以防漏电现象而导致火灾的出现，选择合格的电源，对于旧电源的维护要频繁，插座以防乱搭乱插和松动情况的出现。对于显示器、显示屏、投影仪等外部设备一般进行定期清洁，清洁时防止注意腐蚀表面，对于镜头等敏感部件，要在镜头纸上沾上清水再进行擦拭。
计算机一旦出现故障就要接触主板，硬件插拔法是检查计算机故障的最容易方法，但是使用比较频繁，所以在计算机的维修前应充分运用诊断技术，避免不必要的损失。日常生活的处理器在75度以下进行工作，但是体育馆一般采用大功率工作，温度容易上升，在日常的维护中就要注意处理清洁处理器的散热器和风扇，为其工作提供一个好的环境，因为环境对计算机硬件的影响是不容忽视的，理想的工作环境温度应该在10℃-35℃之间，不论太高或者太低都会对计算机的硬件造成不良的影响。一般现在的体育馆中都安装了空调，因此要充分利用空调调节好体育馆内的温度。体育馆内的湿度应该保持在30%-80%左右，如果湿度过高就会使计算机硬件的性能受到影响，甚至会引起相关设备的短路。如果天气比较潮湿，最好保证每天都要使用电脑或者通电。不少人认为如果减少电脑的使用次数可以使相关硬件的使用寿命更长久，这种观点是片面的，如果长时间不用，那么硬件中就会变得潮湿并积攒灰尘，这样反而会损坏硬件。不过，如果天气过于潮湿，像显示器或者主机表面已经出现了水汽，在这种情况下绝对不可以给电脑通电。如果湿度太大，而维持时间较长，就会使硬件的电路板遭到侵蚀，所以，体育馆中最好也要配备抽湿机和吸尘器。
计算机对电源也有较高的要求，正常的交流电范围应该维持在220V±10%，频率应该维持在50Hz±5%，并且要装备好接地系统。如果条件允许，应该使用UPS电源来保护计算机，这样即便市电中断，计算机还能保持一段时间的运行，有助于及时存储数据和正常关机。体育馆内需要储存大量数据，安装的硬盘容量要大，存贮的内容较多，因此日常维护十分重要。
在日常使用的习惯也会对计算机各个硬件造成较大的影响。首先开关机的顺序要正确，开机时要先开外设电源，再开主机电源，而关机的顺序恰恰相反。这样可以减少对主机的伤害。如果主机通电，那么在开关外设的一瞬间，主机会受到很大的冲击。同时也不能频繁地开关主机，在关机后至少等待30s再开机，否则，会对计算机的硬件造成极大地伤害。如果计算机正在读写数据，切忌突然关机，不然会对硬盘造成损害。此外，关机时最好先关闭所有桌面上打开的应用程序，再按正确的开关机顺序关机，否则有可能损坏应用程序，导致下次不能正确运行。在电脑运行时不要随便搬动主机，避免不必要的震动，防止硬盘造成损伤而导致数据丢失。
4 结束语
现如今，体育馆的工作已经离不开计算机技术，除了在对计算机的利用之外，对计算机硬件的维护也是十分重要的。体育馆的维修人员要加强专业知识和技能的培训，采用综合的方法对计算机进行高效的维护，使其保持正常的工作状态。通过对体育馆内计算机硬件的维护，提高体育馆的工作效率，为体育馆的发展作出贡献。同时还可以通过网络寻求帮助，碰到的问题越多，相应也会积累更多的经验，在日常维护就会更加顺手，这有利于保证体育馆计算机硬件的维护和计算机的正常使用，从而使体育馆的工作效率得到有效地提高。
作者单位：淮阴工学院体育部，江苏淮
【摘 要】随着计算机应用技术的不断发展，对于作为底层系统的硬件，也提出了更高的要求。本文针对计算机硬件系统的相关技术，进行了由浅入深的分析。
【关键词】计算机应用技术；硬件；系统
1 计算机硬件简介
计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理设备按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件的运行提供物质基础。简言之，计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序，把数据加工成可以利用的形式。从外观上看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内部主要包括：CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光驱、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘、显示器、音箱等，这些设备通过接口和连接线与主机相连[1]。
2 计算机硬件技术
计算机硬件技术，是以计算机硬件系统结构和工作原理为核心，逐步掌握各个硬件模块的原理与功能，从而能够利用硬件技术进行系统开发。
3 计算机硬件技术的范畴
计算机硬件技术主要面向计算机软方向专业开设，因此是一门综合性的硬件技术课程，其范畴包括：计算机系统概述、电路元器件、计算机数制、常用逻辑部件、硬件结构及原理、指令与汇编语言、接口与外部系统、单片机系统[2]。
其中，对每个知识点都做了详细的分析，以计算机组成为例，如下图所示：
图1 计算机硬件组成
图中涵盖了计算机五大硬件模块：运算器、控制器、输入设备、输出设备和存储器，箭头表明了各种信息流向。图中，我们首先要了解各个硬件模块的功能，从而根据箭头分析各种信息在硬件设备中如何传递。
4 硬件技术的核心
硬件技术的核心包括如下几个方面：
（1）计算机硬件组成原理
计算机硬件组成原理为掌握硬件技术的基础。
（2）微处理器
微处理器是计算机核心部件，主要包括运算器和控制器。微处理器技术，重点是对指令和指令系统的理解。
同一厂商会在一个处理器产品的基础上不断研发下一代新的兼容产品，而新一代处理器与前一代要实现指令兼容，即新一代指令系统包含前一代处理器的全部指令，同时可能增加新指令。而不同厂商之间也可能生产指令兼容的处理器产品。如何提高处理器性能，也是各个厂商争先研究的对象，一般采取的技术包括：流水线、超标量、超线程、Cache、扩展指令集、多核心等。
（3）总线
总线就是严格定义的信号线集合，用于实现计算机各个部件之间信息传输的通道[3]。总线具备公共性、标准型和可扩展性等特征。通过总线可实现点对点连接或者多点连接。只能实现点对点连接的通道在概念上不是总线，习惯上也称为总线。
在计算机中，总线一般分三种：数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。
DB：传输数据内容，与内存、I/O之间双向传输；
AB：传输的存储位置，如存储器地址、端口地址等，与I/O接口或之间单向传输；
CB：传输各种控制信号，如存储器读/写、端口读/写等，与I/O接口之间单向传输。
（4）接口
接口是用于完成计算机主机系统与外设之间的信息交换[4-5]。接口由接口硬件（接口电路、连接器、连接电缆等）和接口软件（程序）组成。如下图所示：
图2 接口电路的构成
接口功能主要包括：数据传送、数据缓冲、信号变换、中断、差错控制、高层通信协议、即插即用、电源管理、动态配置等。接口构成都是通过数据变换机制来完成。对接口的操作是程序对接口的访问（读/写）的方式，不同接口电路支持不同的操作方式，常用方（下转第324页）（上接第128页）式包括查询、中断和DMA控制方式。
5 计算机硬件技术总结
熟悉计算机硬件技术，目的是提高计算机应用能力。不仅仅要熟悉各个硬件模块的功能，还需了解相关最新技术的发展趋势及新标准，利用硬件性能测试方法，能解决在实际使用中出现的问题。
摘 要： 提出了一种基于连续页面合并以及PTE基址缓存的硬件载入技术。对硬件载入改进有两种方法，分别是：合并Main TLB中物理页号、虚拟页号均连续的两个表项，扩大了Main TLB容量，降低TLB缺失率，减少硬件载入次数；缓存硬件载入过程中第一次查询页表得到的PTE基址，有相同PTE基址的虚拟页号将不需要进行第一次页表查询，节省了一半时间。
关键词： 旁路缓冲器； 连续页面归并； 页面回收； 硬件载入； PTE基址缓存
1 旁路转换单元载入技术概述
曾有研究表明TLB控制时间占普通系统运行时间的5%～10%，然而最显著的开销是在处理TLB缺失上。显示TLB缺失程序是最常见的执行原语，表明TLB确实处理可以占到总运行时间的40%。因此对处理TLB缺失的问题的研究具有重要意义。
当TLB出现缺失时，有两种处理方式，分别是硬件载入TLB和软件载入TLB。硬件载入TLB不需要清空流水线，它对流水线的干扰是相当小的。硬件载入TLB由硬件实现页表的查询、表项填入TLB操作，在进行这一系列过程时，处理器并不需要清空流水线，只需要冻结流水线，暂时不执行下一条指令即可。本文主要研究硬件载入TLB技术。
TLB prefetching技术通过硬件上的预测以及预载入翻译的方式来隐藏TLB缺失造成的时间开销。其主要思想是一个基于时效性的TLB缺失预测算法。时效性的概念是利用一个基于LRU替换算法计算出特定应用中每个被使用到的TLB表项的历史使用频繁度。
SpecTLB 针对TLB缺失的情况提供了投机的地址翻译，而不通过跟踪部分填充的大页面保留页表。当一次TLB缺失出现时，SpecTLB检查该缺失的虚拟页是否是大页面保留页表的一部分，如果是这样，缺页的物理地址可以使用大范围内保留的小页面的相对位置在该保留大页面的开始和结束物理地址之间进行插值。
2 基于连续页面合并以及缓存的硬件载入技术
针对硬件载入时间在整个TLB访问过程总时间中占有巨大比例的问题，本文提出对硬件载入改进的两种方法：
（1） 合并Main TLB中物理页号、虚拟页号均连续的两个表项，扩大了Main TLB容量，降低TLB缺失率，减少硬件载入次数；
（2） 缓存硬件载入过程中第一次查询页表的到的PTE基址，有相同PTE基址的虚拟页号将不需要进行第一次页表查询，节省了一半时间。
这两种方法分别从减少硬件载入次数和缩短单次硬件载入时间上提升了旁路转换单元的性能，同时降低了缺失率。
2.1 基于连续页面合并的硬件载入技术
为减少硬件载入次数，本文提出一种用于连续页面合并的LTLB（Large Page TLB），当TLB缺失时，进行TLB硬件载入，首先从页表中获得所需要的翻译信息，在将该信息填回MTLB之前先检查MTLB中是否有其连续页面，若有则将两个页面合并之后填入LTLB，同时将合并前原本在MTLB中的表项无效掉，使其可以在未来存放新的翻译信息。这样做也就是将LTLB作为一个页面是MTLB两倍的大页面TLB进行查询，可以部分扩大页面大小，增加第二级TLB容量，减少TLB 缺失次数。
在硬件载入到MTLB之前先检查MTLB中该表项的前后页面是否存在MTLB中，若在，则合并这两个页面存入LTLB，同时释放掉被合并的那个表项。两路组相联的MTLB中若有连续的页面，这两个页面一定出现在组地址连续的几个表项中，因此只需要根据要填入的表项的虚拟页号（VPN）最低位选择跟组地址减1或是组地址加1的两个表项进行比较。当Micro TLB命中，直接返回物理地址。当Micro TLB缺失，则同时查找MTLB和LTLB。若LTLB命中或者MTLB命中则可直接得到物理地址；若二者都缺失则需要进行硬件载入；在该机制下不会出现二者都命中的情况，一旦出现属于硬件错误。若要进行硬件载入到MTLB，首先根据虚拟页号找到要填的表项，查看该表项附近是否有连续页面，若有，则将两个页面合并放入LTLB，并将原MTLB中的表项置为空，若没有，则直接填入。
如果要进行合并检查，则先根据VPN的最低位判定奇偶页面，若是奇页面，那么检查是否跟前面一组中的两个表项虚拟页面、物理页面都连续；若是偶页面，那么检查是否跟后面一组中的两个表项虚拟页面、物理页面都连续。如果有连续页面则进行合并后再填入LTLB，否则不合并直接填入MTLB。
2.2 PTE基址缓存的硬件载入技术
对于两级页表，需要进行两次查找，硬件载入时查找页表是非常耗时、影响性能的。首先将MPGD寄存器中的14～31位PBA与虚拟地址中的20～31位拼起来组成30位地址，再左移两位得到32位地址。用这个地址查询页目录表，将得到表项的10～31位与虚拟地址中的12～19位拼起来组成30位地址，再左移两位得到32位地址才是页表表项的地址。用这个地址查询页表，将得到表项的12～31位物理页号与虚拟地址的0～11位页内偏移拼起来组成32位地址，这个地址就是转换好的物理地址。
针对两级页表查询耗时的缺点，本文提出PTE基址缓存的硬件载入技术，就是在第一次查询得到页目录表表项地址之前先查找一个PTE基址缓存表PTLB（PTE Base Address TLB），若命中则直接得到页目录表表象地址，而不需要再进行第二次查找。这可以大大减少页表查询的时间。
其中PTLB每个表项含两部分，分别是12位的VPN1和22位的PTE基址。四个表项同时与所要查找的虚拟地址中的VPN1进行比较，若命中，则不许查找页目录表，直接得到PTE基址，与虚拟地址中的VPN2拼接作为页表表项地址，得到所需要的页表表项。
2.3 实验与分析
本文选取EEMBC中的部分多媒体应用以及网络应用测试基准程序，以32位高性能嵌入式处理CK510及其平台为基础，在原有两级TLB 的基础上设计实现连续页面合并以及缓存及其控制逻辑进行实验。
3 结 语
本文首先对旁路转换单元载入技术做了介绍。然后对提出的基于连续页面合并一级缓存的硬件载入技术进行了详细说明。一是连续页面合并，当TLB缺失时，进行TLB硬件载入，首先从页表中获得所需要的翻译信息，在将该信息填回MTLB之前先检查MTLB中是否有其连续页面，若有则将两个页面合并并填入LTLB，同时将合并前原本在MTLB中的表项无效掉，使其可以在未来存放新的翻译信息。二是将PTE机制进行缓存，在第一次查询得到页目录表表项地址之前先查找一个PTE基址缓存表PTLB，若命中则直接得到页目录表表象地址，而不需要再进行第二次查找。最后通过实验证明本文提出的基于连续页面合并以及缓存的硬件载入技术能有效降低访问时间。
[摘 要]由于现实工业环境的恶劣，意想不到的干扰源所产生的干扰，会对单片机应用系统的可靠性与安全性构成极大的威胁。轻则会使控制误差增大，影响产品质量，严重时会使系统失灵、崩溃，造成重大损失。该文着重分析了工业环境下主要干扰源对单片机应用系统产生干扰的现象，同时就单片机应用系统采用硬件技术抵御干扰的对策和解决方法进行了探讨。
[关键词]单片机应用系统 工业环境下抗干扰技术 硬件抗干扰技术
1 引言
单片机在工业自动化、生产过程控制等工业领域的应用日趋广泛，它的应用大大提高了产品的质量，有效的提高了生产效率。但是，由于现实工业环境的恶劣，意想不到的干扰源会产生出各种各样的干扰，对系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。单片机系统必须长期稳定、可靠运行，如若没有可靠的抗干扰措施，轻则会使控制误差增大，影响产品质量，严重时会使系统失灵、崩溃，造成重大损失。本文着重分析工业环境下各种干扰对单片机应用系统的影响，并从硬件方面给出一些抗干扰对策和切实可行的解决方法。
2 干扰现象的分析
在工业环境下影响单片机应用系统可靠、安全运行的主要因素有多种。其干扰现象主要有：
1）在工业环境中当一些大型设备或用电量巨大的设备启动和停机时都会使局部电网的电压和电流产生较大的波动甚至造成电压瞬时跌落，从而造成附近的单片机应用系统直流稳压电源供电电压的骤升骤降，造成干扰，影响系统的稳定性。
2）大型用电设备的启停、工作与高压状态和高频状态的设备以及电磁开关工作时产生的电磁辐射干扰；雷电、电弧、广播电台等辐射的高频信号产生的电磁辐射干扰都有可能从信号采集系统、输入设备等输入通道或强电、伺服系统等输出通道进入单片机。另外形成寄生在电网上的各种高频干扰信号，也有可能通过供电系统进入对单片机，造成干扰。
3）由于任何电源及辅电线都存在内阻、分布电容和电感等，正是这些因素引发了电源的噪声干扰。此外在工业环境中由于电源系统的共用，多台设备之间通过电源、地线也会产生相互干扰。
4）在工业电网电源中50HZ 的工频干扰也会对单片机应用系统的输入通道造成干扰，影响测量精度、破坏单片机的可靠运行和正常控制。
5）另外大功率晶闸管在导通时产生的高次谐波大电流，也可能向空间辐射或通过传导耦合形成对单片机系统的干扰。
6）静电和电磁感应干扰。这些因素对单片机系统造成的干扰主要表现为：侵入单片机系统输入通道，使得数据采集误差加大，甚至淹没测量信号。破坏单片机片内RAM、外部扩展RAM、E2PROM中的数据，影响程序的正常运行。
3 硬件抗干扰对策和解决方法
硬件抗干扰技术是系统设计时首选的抗干扰措施，它能有效抑制干扰源，阻断干扰传输通道，保障单片机应用系统的安全。以下从四方面就单片机应用系统的硬件抗干扰技术展开讨论：
3.1 电源系统的抗干扰措施
对于单片机应用系统来说，最严重的干扰来源于电源。一般解决的方法是：
1）为防止大型设备启停时造成局部电网电压波动，影响到单片机系统直流供电电压的骤然升降，在单片机直流稳压电源前添加一台交流净化稳压电源以保证供电系统的稳定性，防止电源的过电压和欠电压；此外还应增大直流稳压电源的功率储备。
2）为防止电压的瞬时跌落，添加后备电源供电保护系统。
3）为抵抗电网上的各种高频干扰信号通过直流电源进入单片机，应采用隔离变压器，并使其一次侧、二次侧之间均采用屏蔽层隔离，以减少其分布电容，提高抗共模干扰能力。即在电源变压器初级绕组与次级绕组之间以及次级绕组之外包裹一层屏蔽层，同时将屏蔽层接入导通良好的地线；并将整个直流电源系统用金属外壳屏蔽起来接地。实践证明，接地技术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统的抗干扰能力。
4）利用低通滤波器滤除高次谐波，改善电源波形。
5）采用分散独立功能块供电，以减少公共阻抗的相互耦合以及公共电源的相互耦合。
3.2 输入、输出通道的抗干扰措施
输入输出通道是单片机与外设、被控对象进行信息交换的渠道。由输入输出通道引起的干扰主要是受到静电干扰噪声干扰和电磁波干扰，以及由公共地线引发的干扰。常用的方法有：
1）干扰和电磁感应干扰也有强的抑制作用。传输线采用屏蔽线。开关信号检测线和模拟信号检测线使用屏蔽双胶线可以很好的抵御静电和电磁感应干扰。
2）在实际工作中，用屏蔽双绞线作长线传输线能有效地抑制共模噪声及电磁场干扰，并应对传输线进行阻抗匹配，以免产生反射，使信号失真。对于模拟信号采样系统抵御干扰，可以采用具有差动输入的测量放大器，并采用屏蔽双胶线传输测量信号。变送器传递的信号应尽量采用电流型传输方式，因电流型比电压型抗干扰能力要高。
3）采用信号隔离措施将模拟电路通过隔离放大器隔离，数字电路通过光电耦合器隔离。模拟接地和数字接地严格分开，隔离器输入回路和输出回路的电源分别供电。同时考虑传输线的屏蔽技术，如采用屏蔽线、双胶线等。
4）为消除电源系统的50HZ 工频干扰，采用阻容滤波等技术，除在输入通道的模数A/D 转换电路中加入RC 滤波电路或50HZ陷波器外，也可在转换器件上动脑子，例如采用采样时间是50Hz 的工频周期整数倍的双积分式A/D转换器。
5）选择合适的接地点可以有效抑制地线噪声，在一个存在有数字地和模拟地的单片机系统中，数字信号的地线和模拟信号的地线绝不能够接错。在线路设计中，必须将所有器件的数字地和模拟地分别相连，但数字地与模拟地仅在一点上相连。
6）应当很好的处理单片机应用系统强、弱电系统的隔离，是保证系统工作稳定。现在常用的隔离方式是光电隔离，如在功率驱动电路中可以采用带双向可控硅驱动的光电隔离器件。需要注意的是：在光电耦合器的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源，若两端共用一个电源，则光电耦合器的隔离作用将失去意义。
3.3 印制电路板及电路的抗干扰措施
印制电路板是系统中器件、信号线、电源线的高密度集合体，印制电路板设计的好坏对抗干扰能力影响很大。故印制电路板的设计决不单是器件、线路的简单布局安排，因此在PCB电路布线中除应遵循PCB设计的基本原则外，还必须符合抗干扰的设计原则。通常有下述抗干扰措施：
1）将强、弱电电路严格分开，尽量不要把它们设计在一块印制电路扳上。易产生噪声的器件、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。
2）电源线的走向应尽量与数据传输方向一致。电源的地线应尽量加粗。
3）为抑制噪声干扰应尽可能在大规模集成电路的电源引脚和接地引脚之间焊接20PF左右的高频滤波吸收电容，在各个供电接点上还应加足够容量的退耦电容。
4）器件布置方面应把相互有关的器件尽量安置在一起，这样可以获得较好的抗噪声效果。如时钟发生器、晶振和CPU 的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些；CPU复位电路、硬件看门狗电路也应尽量靠近CPU 相应引脚。
本文根据实际应用经验总结了单片机应用系统在工业环境下硬件抗干扰技术一些常见的对策和解决方法。此外如若在硬件抗干扰措施的基础上，再采取软件抗干扰技术加以补充，作为硬件措施的辅助手段，则会大大加强单片机应用系统在工业环境下的抗干扰能力。
摘 要：简要介绍了POE技术的原理及应用，然后根据视频信号传输的制式的不同，对目前视频监控系统做了分类并分别对其特点进行了简要介绍。提出了一种基于POE技术的船用网络视频监控系统的硬件设计方案。该方案按功能将整个网络视频监控系统划分成三大部分，并对各部分的组成及设计原理进行了详细阐述，最后对该视频监控系统的主要特点及其在后期的推广应用作了相应的评估。
关键词：视频监控；POE；网络交换；视频编解码器
0 引 言
POE（Power Over Ethernet）也被称为基于局域网的供电系统或有源以太网（ Active Ethernet），有时也被简称为以太网供电。这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。POE技术在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。
在确保现有结构化布线安全的同时，保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。一个完整的POE系统包括供电端设备（Power Sourcing Equipment，PSE）和受电端设备（Powered Device，PD）两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个POE以太网供电过程的管理者；而PD设备是接受供电的PSE负载，即POE系统的客户端设备。
1 视频监控系统简介
视频监控系统按照视频信号传输的制式不同，可分为模拟视频监控系统和数字视频监控系统两大类。其中，模拟制式视频监控系统组成框图如图1所示。
图1所示的模拟制式视频监控系统主要由前端设备（摄像机、镜头、云台、解码器等）、视频矩阵及监控系统主机三部分组成。其中，视频矩阵一般与主机在同一安装位置，视频矩阵至前端设备之间传输的是模拟复合视频信号。模拟复合视频信号为前端设备采集的现场信息，经视频矩阵传送至监控主机，监控主机的控制信号经串口传送至解码器，经解码器解码后实现对前端设备的控制。目前，模拟视频监控系统主要存在以下几个特点：一是电缆和部件数量多，不适宜远距离传输，遇到故障时排除效率低；二是可扩容性差；三是兼容性差，不利于与其他设备进行资源融合。
近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术有了较快的发展，模拟视频监控系统已逐渐被网络化数字视频监控系统所替代，其系统组成如图2所示。
图2中的网络化数字视频监控系统主要由用户显示控制终端、接入/交换设备、网络编解码器、前端设备（摄像机、镜头、云台等）四部分组成。摄像机采集的现场视频信息经网络编解码器数字化后输出至接入/交换设备的网络接口板，然后再经接入/交换设备进入干线网传输。用户终端经授权后可进行查看，控制终端的控制信号经接入/交换设备、网络编解码器送至解码前端设备解码器，经解码器解码后实现对前端设备的控制。
因监视前端设备采用的是分布化接入、分布式处理，故大大降低了网络化数字视频监控系统主机的工作量。同时，因为系统的开放性，交换子网和资源子网相互独立，交换子网为资源子网提供开放的接口，这也为后期监控系统的可扩展性提供了无限的可能性。
2 基于POE技术的船用网络监控系统设计
针对目前传统监控系统的以上特点，结合目前成熟的POE技术应用，下面提出了一种面向船用的新型的网络视频监控系统的硬件系统设计方案。
系统硬件设备主要包含前端设备（室内一体机、室外云台、室外摄像机、防护罩等）、接入/交换设备、系统主机和多用户终端四大部分；系统组成如图3所示。
根据图3所示，室外摄像云台一体机以及室内摄像云台一体机的供电由带POE功能的接入/交换设备提供，云台及摄像机的控制由用户显示控制终端或主机通过网络接口送至接入/交换设备，进入干线，然后经交换设备内的路由选择、传输后输出至相应的接入/交换设备网络接口板，再经对应前端设备识别后输出至相应前端设备。由室内外摄像机采集的视频信息经前端设备编解码器数字化后经网络接口输出至接入/交换设备，然后再经接入/交换设备入干线，用户显示控制终端经授权后可进行查看。下面简要描述系统各主要分机的设计原理。
2.1 前端设备设计原理
前端设备主要分为室内和室外两种类型：室内型前端设备主要由摄像云台一体机和前端设备编解码器组成；室外型的前端设备主要由前端设备编解码器、摄像机、镜头、云台、护罩几部分组成。其中，除去前端设备编解码器需要自行设计外，其余部件可直接采购。前端设备编解码器为带PD功能的编解码器，为了兼容，室内外前端设备采用同一型号的编解码器。考虑到室外设备的防风性，云台的最大载重设计为5 kg，最大功率为30 W；摄像机和镜头功率约为15 W，因此供电端最大功率45 W即可满足要求。本设计采用MAX5986作为以太网供电的控制器，其可提供单端最大70 W的功率输出，可满足室内外前端设备的供电需求。图4所示是前端设备编解码器的设计原理图。
如图4所示，前端设备编解码器主要由视频AD（TVP5158）、DSP视频处理芯片TMS320DM6467、PD取电电路（MAX5986电路）以及DC-DC电路几部分组成。
来自摄像机的复合视频信号经视频AD（TVP5158）采样变换后经总线输出至DSP（本设计采用的TMS320DM6467为DSP+ARM9架构的数字媒体片上系统，是TI公司的一款新型达芬奇技术数字媒体处理器），经其进行相应格式的压缩编码后输出，然后经DSP片上系统集成的以太网外设发往接入/交换设备，经其进入干线传输。用户显示及控制终端的控制信息经接入/交换设备的带POE功能的网络接口板发送至前端设备的物理网络接口，一路由MAX5986进行取电、DC-DC变换为编解码器、摄像机、镜头、云台等设备供电；一路进入DSP，由其片上集成的ARM9处理器进行控制实现数据解码，实现对摄像机、云台、镜头的控制。其中，调试键盘为前端设备单独调试时使用。
2.2 监视系统主机原理
监视系统主机主要完成前端设备的录像、其他设备视频信号的接入、整个监视系统的监视及管理等工作。主要由一台工控机、视频采集及处理卡、大屏幕监视电视墙和硬盘阵列式长时录像机等几部分组成。均可通过采购部件解决，主机通过安装视频监控软件实现对监控系统的控制及管理。
2.3 接入/交换设备POE供电网络接口板设计原理
接入/交换设备POE供电网络接口板原理图如图5所示。
如图5所示，网络接入/交换设备网络接口板主要实现前端设备的网络接入及用户终端和前端设备间的网络交换功能。网络接口板主要由交换控制芯片VT6510、2M的SGRAM缓存、POE供电控制芯片MAX5982、微控制器STM32F103及相关外围器件组成。其中，VT6510交换芯片整合了8个10/100 Mb/s 交换口及 2 个 Gigabit 交换口为单一控制芯片，符合最新的 IEEE 网标准，包括 802.3x 流量控制、VLAN 功能、高效能交换引擎及 IP 多点传送功能，可完成8口的10M/100M自适应网络无阻塞交换、存储转发。E2PROM主要用于保存交换设备的配置数据，在设备开机或者复位时，设备将从E2PROM读出这些数据，用于系统初始化。微控制器采用ARM7架构的STM32F103，主要完成对寄存器的读写和与PC之间的通信，可以将网络接口板配成各种工作模式，以满足不同用户的需求。MAX5982为POE供电控制芯片，其与整流稳压电路配合完成PSE设备功能。
3 结 语
综上所述，基于POE技术的网络视频监控系统具有数字化、智能化、自动化和网络化等特点，其良好的扩充性、可管理性以及易于与其他系统的集成等诸多优点，使其大大地简化和提高了信息传递的方式和速度。随着网络技术和计算机技术的不断发展，基于POE技术和视频交换技术的网络视频监控系统将会成为船监控系统的新标准。
摘 要 随着智能电网的深入发展，为了满足国网公司对能效监测的要求，设计了一种基于SOC技术的三相电力能效监测终端。它采用锐能微RN8316（SOC）为主控芯片，通过管脚资源配置，实现了电流电压采样计量、直流模拟量采样、电压质量监测、通信等功能。文中介绍了电力能效监测终端的硬件设计，提供了完整的设计方案，该方案不仅能提高终端的稳定性和可靠性，还能降低物料数量和生产成本。
关键词 能效监测；SOC；RN8316
能源作为世界发展和经济增长最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。但随着人口的日益增加和能源的不断消耗，能源匮乏问题日益突出。电力作为重要的能源形式，在终端能源消费中所占比重不断增大，因此，建设更加安全、可靠、环保、经济的电力系统，不仅能在很大程度上化解资源、环境和投资压力，而且还将带来巨大的节电效益、经济效益、环境效益和社会效益[1-2]。国内外研究和实践证明，通过实施需求侧管理、用能服务及能效监测，可以优化终端用户用电方式、缓解电力供需的矛盾和提高系统可靠性、减缓电网设施的投资压力、提高耗能企业的能源利用水平、减少能源的消耗、提高能源利用率、缓解能源的供需矛盾[3]。
随着微电子技术和设计制造技术的发展，集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成，现在又发展到IP（Intellectual Property）的集成，即片上系统SOC（System-On-Chip）[4-6]。与单功能芯片相比，SOC芯片具有集成度高、体积小、印制电路板（PCB）空间占用少、功耗低、抗电磁干扰能力强、可靠性高、成本低等优势。同时，可以有效地降低电子、信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力[7]。
1 RN8316（SOC）简介
图1 RN8316系统框图
RN8316是深圳锐能微公司提供的一款低功耗、高性能、宽电压、高集成度、高精度的三相MCU芯片，产品系统框图如图1所示。该产品内嵌32位ARM Cortex-M0核，最高运行频率可达29.4812MHz，最大支持224Kbytes FLASH存储器、16Kbytes SRAM和16Kbytes EEPROM，内置单cycle乘法器（32bit*32bit）、CM0内嵌系统定时器、2个DMA控制器，支持外部中断等多种唤醒方式，提供完善的集成开发软硬件环境。该芯片支持高速GPIO，可与不同电压外设器件连接，最大支持10位ADC，8*32位的LCD，支持芯片电源电压及外部电压检测。通信接口最大支持6路UART，2个7816口，1路I2C和1路SPI。同时，RN8316还集成了RTC、看门狗和加密处理器。
2 硬件电路设计
电力能效监测终端主要由电源模块、计量单元、存储单元、载波模块、通信模块、直流模拟量采集等部分组成。系统的结构框图如图2所示。
图2 电力能效监测终端设计框图
2.1 电源模块设计
为保证终端能够稳定工作，并具有良好的电磁兼容特性，电源模块采用三路电源供电，分别为主电源8 V、两路12 V辅助电源，之间相互隔离。主电源VDD8V通过LDO降为VDD5V和VDD3.3V电源，主电源5 V为SOC、红外、电能质量监测模块供电，主电源3.3V给计量芯片供电。一路ZB12V辅助电源用于载波电路供电；另一路AUX12V辅助电源为遥信电路供电，同时通过LDO降为AUX5V，为RS485、直流模拟量电路供电。电源电路设计如图3所示。
2.2 采样计量单元
采样计量单元是电力能效监测终端的重要单元，设计中采用锐能微公司的RN8302计量芯片来实现对电压、电流、功率、功率因数、谐波等数据的计量，并输出有功、无功脉冲。RN8302占用SOC一路SPI，同时SOC配置中断、复位口从而能够实现对计量芯片的控制和通信。RN8302管脚资源配置如图4所示。
图4 RN8302管脚资源配置
采样电路中，考虑到生产成本和计量精度，电压采样采用电阻分压采样的方式，UA/UAN，UB/UBN，UC/UCN为采样信号，而电流采样采用电流互感器采样的方式，IAP/IAN，IBP/IBN，ICP/ICN为采样信号，电路图分别如图5和图6所示，电压采样电路中的1K电阻和电流采样电路中的5R电阻采用精度1%的精密电阻，电容用于去耦和滤波，以保障采样精度。同时电压采样信号可用于电能质量的监测，扩展电力能效监测终端的功能配置。
图5 电压采样电路
图6 电流采样电路
2.3 遥信电路
电力能效监测终端配置两路遥信端口，使用光耦LVT-816同SOC进行隔离。遥信电路原理图如图7所示。
图7 遥信电路
2.4 RS485电路
在实际工程运用中，由于受到工程人员操作能力，经验等因素的影响，RS485的A、B端子常常接反，导致不能够正常抄表。因此，在电力能效监测终端RS485电路的设计中，采用了无极性485芯片ECH485NE，A、B端子正反接都能够正常通信。终端配置两路RS485电路，分别用于抄表和维护，占用SOC两路UART端口，485芯片用光耦同SOC进行隔离。RS485电路如图8所示。
2.5 直流模拟量电路
直流模拟量电路主要针对非电气量的采集，该能效终端采用瑞萨电子的RL78/G13系列单片机进行控制，SOC通过一路UART端口进行通信，并配置复位脚进行控制。直流模拟量电路通过光耦同主电路进行隔离，终端配置了两路信号的采集，拓展了数据的采集范围，实现了采集和能效监测的多样化。直流模拟量采集电路图如图9所示。
2.6 载波电路
电力能效监测终端的载波用于同能效采集服务器进行通信，载波电路占用SOC一路UART端口用于收发数据，占用一路7816口实现载波的设置、复位、事件输出等功能，并通过光耦同SOC进行隔离，接口标准符合最新国网三相电表规范，可方便插拔和替换多个厂家的载波模块，提升了产品的兼容性。载波电路如图10所示。
3 结束语
本文在智能用电及能效管理的基础上，根据电力能效监测终端技术标准，采用SOC芯片RN8316，进行了硬件的设计。相对于传统的基于独立功能芯片的用电终端，基于SOC的电力能效监测终端在功耗，稳定性，可靠性等方面表现更加优异，并且体积小，所用元器件少，生产成本较低，具有良好的市场前景。
作者简介
黄月昊（1986-），男，江苏盐城人，助理工程师，硕士，任职于国电南瑞科技股份有限公司，从事智能用电技术方向。
岳鹏（1984-），男，山东济宁人，工程师，硕士，任职于国电南瑞科技股份有限公司，从事智能用电技术方向。
摘 要：随着我国信息技术的不断发展，互联网技术取得了巨大的进步。互联网技术主要是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。在这种技术的推动下，环境监控系统中综合信息采集单元的硬件设计面临着全新的机遇和挑战。本文主要通过分析物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件特点，从而提出具体的设计方案。
【关键词】物联网技术 ICU硬件 设计分析
随着我国信息技术的不断发展，在物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计面临着更大的挑战。ICU作为环境集中监控系统中的采集传输设备，在物联网中起着重要的作用。面对当前信息技术竞争越来越激烈的现状，综合信息采集单元ICU要想摆脱传统环境集中监控系统的弊端，必须要利用物联网无线射频技术、传感技术，从而减少施工时间，提高工作效率。
1 综合信息采集单元ICU
综合信息采集单元ICU，即环境集中监控系统中的采集传输设备，主要有具备四个特征：一是传感器，二是短距离无线通信，三是自组织网络，四是低功耗路，在物联网技术中处于感知位置的传感设备，具备物联网传感设备所有的特征。综合信息采集单元ICU系统主要有四个组成部分：一是无线温湿度传感器、二是无线水浸传感器，三是无线智能协议转换器，四是无线中继/协调器。在环境集中监控系统的传感设备中，综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网的无线射频技术以及嵌入式技术进行动力驱动，从而降低传感设备功耗，不断适应信息技术发展的需要。
2 物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件设计分析
2.1 无线温度湿度传感器
在现阶段，我国国内的无线温湿度传感器大多采用了ZGBEE无线射频通信技术与ARM Cortex-M3单片机技术，主要是通过监测环境的温度与湿度，结合ZIGBEE无线射频通信技术，将采集到的温度与湿度数据上传到监控单元的监控主机中。这种技术主要有三个方面的优点：一是降低功耗，二是具备自动休眠功能，三是具备自动唤醒功能。在电池的选择上，主要使用3节AA型电池，低电压预警功能突出，从而实现了现场工程的零布线。无线温度湿度传感器主要有四部分组成，即ZIGBEE无线通信模块、温湿度传感芯片、电源管理芯片以及微控制单元MCU模块。在技术的运用中，通过采用低功耗设计，从而增加电池的使用寿命。同时，在自供电模式的运用下，自动休眠和自动唤醒技术能最大限度地降低功耗，从而达到提高工作效率的目的。
2.2 无线水浸传感器
在技术的运用上，无线水浸传感器ARM Cortex-M3单片机技术以及结合了ZGBEE无线通信技术。ARM Cortex-M3单片机技术不同与传统的单片机技术，是一个32位的核，通过采用新型的单线调试（Single Wire）技术，从而降低设计难度和应用障碍。无线水浸传感器主要运用这两种技术，从而达到监测设备的目的。在自供电模式下，采用低功耗设计，从而达到自动休眠与自动唤醒的功能。在电池的设计上，主要采用3节AA型电池供电，降低了功耗；在两芯不定位漏水检测中，机械性能强，耐腐蚀、耐磨损，并且环保，能及时对水浸作出信号告警。无线水浸传感器主要有三部分组成，即MCU模块、ZGBEE无线通信模块、电源管理芯片。MCU，即微控制器，具有有限数字信号处理的功能模块和模拟电路，其应用也越来越广泛。ZGBEE无线通信模块主要采用国外的无线射频模块，通过运用的LM367l芯片，从而实现技术的革新。
2.3 无线智能协议转换器
在传感设备中，无线智能协议转换器主要是用于监控，通过遥测、遥信、遥调、遥控，将采集到智能设备的数据，结合ZGBEE技术上传至接受设备中。在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线智能协议转换器主要通过采用低压直流长供电设计，在满足动力监控实时性要求下，进行挂墙安装。无线智能协议转换器主要三个组成部分：一是MCU模块，二是通信模块，三是ZGBEE无线通信模块。
2.4 无线中继/协调
在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线中继/协调器主要通过协调和中继整个ZGBEE网络通信系统，从而保障ZGBEE网络的稳定性和安全性。在具体的运用中，对于无线中继/协调器的要求主要有一个方面，即满足动力监控实时性要求。在环境集中监控系统中的采集传输设备中，无线传感器网络在传感器节点功耗上，主要由四个方面来决定的：一是通信距离，二是可靠性。三是自动网络组织需求，四是在单一网络中所需支持的最大节点数。因此，无线中继/协调器主要是由MCU模块和ZGBEE无线通信模块组成，有利于降低功耗。
3 结束语
随着我国信息技术的不断发展，在物联网技术的不断推动下，综合信息采集单元ICU主要通过运用物联网无线射频技术以及传感技术，从而在环境集中监控系统的管理中，能更好地实现安装和维护的零布线，从而缩短施工时间，提高运行效率。基于物联网技术下的综合信息采集单元ICU硬件，在设计上主要通过运用无线温湿度传感器、无线水浸传感器、无线智能协议转换器以及无线中继/协调器，降低维护难度的应用障碍，从而达到降低功耗的目的，是我国信息技术上的一大突破。
作者简介
薛波（1984年1月-），男，汉族，河北省石家庄市行唐县人，本科，助理通信工程师。
作者单位
河北邮电通信工程建设监理有限公司 河北省石家庄市 050000
