計算機數(shù)據(jù)處理中影響運算速度的因素分析

武澤青

[摘? ? 要]計算機數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式以數(shù)字、文字、圖形、聲音、影像為主，處理流程包括數(shù)據(jù)采集、存儲、檢索、加工、變換以及傳輸?shù)取＝陙?，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機的數(shù)據(jù)處理密度逐年增大，數(shù)據(jù)所涉足的領(lǐng)域也日漸增多，在這種形勢之下，計算機數(shù)據(jù)處理速度也受到嚴(yán)重影響，因此，為了提高數(shù)據(jù)處理效率，IT技術(shù)人員首先需要查找出影響運算速度的主要因素，并采取有效的應(yīng)對措施對計算機數(shù)據(jù)處理功能進行優(yōu)化和改進，進而為社會各領(lǐng)域提供更加便捷高效的服務(wù)。

[關(guān)鍵詞]計算機數(shù)據(jù)處理;運算速度;影響因素;改進措施

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

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

Wu Ze-qing

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

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

目前，計算機技術(shù)已經(jīng)在航天、航海、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、教育、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域得到普遍推廣和應(yīng)用，這種智能化的信息技術(shù)載體不僅給人們的日常生活提供了諸多便利，而且也提高了生產(chǎn)效率，為社會經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展提供了強大的技術(shù)支撐。進入21世紀(jì)后，由于社會生產(chǎn)經(jīng)營活動日漸頻繁，社會各領(lǐng)域?qū)τ嬎銠C的應(yīng)用功能與數(shù)據(jù)處理技術(shù)也提出了更高的要求，因此，如何提高數(shù)據(jù)處理與運算速度已經(jīng)成為廣大IT技術(shù)人員工作的重中之重。

1 計算機數(shù)據(jù)處理概念與顯著特征分析

1.1 計算機數(shù)據(jù)處理概念

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

1.2 計算機數(shù)據(jù)處理的顯著特征

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

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

（1）二進制轉(zhuǎn)化特征。

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

（2）數(shù)據(jù)緩存特征。

目前，數(shù)據(jù)海量化特點已經(jīng)表現(xiàn)得越加明顯，在這種情況下，計算機系統(tǒng)在處理這些數(shù)據(jù)時，勢必需要對數(shù)據(jù)進行存儲。在中央處理單元對數(shù)據(jù)庫存在的數(shù)據(jù)進行加工、整理以后，方可進入到數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)。因此，為了提升數(shù)據(jù)處理速度，往往需要對數(shù)據(jù)緩存空間進行設(shè)置，并保證數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的緩存空間能夠容納足夠的數(shù)據(jù)信息，以便于計算機的中央處理器對其處理和加工，這樣，能夠確保終端用戶的正常使用。

2 計算機數(shù)據(jù)處理中影響運算速度的主要因素與改進措施

2.1 中央處理器的影響因素及改進措施

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

為了切實解決這一問題，技術(shù)人員可以在中央處理器和內(nèi)存之間設(shè)置一個緩存區(qū)域，這樣不但能夠降低計算機的運轉(zhuǎn)負(fù)荷，同時，也能夠解決時鐘頻率慢的情況，這就使得計算機的數(shù)據(jù)處理功能得到進一步優(yōu)化，計算機的各方面性能也得到大幅提升。

2.2 計算機內(nèi)存的影響因素及改進措施

計算機內(nèi)存也稱之為內(nèi)存儲器，主要用來存放中央處理器中的各種運算數(shù)據(jù)，以及計算機硬盤等外部存儲器產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)采集到相關(guān)的數(shù)據(jù)以后，首先需要存儲在內(nèi)存當(dāng)中，然后由中央處理器進行運算處理，當(dāng)運算流程結(jié)束后，被處理過的數(shù)據(jù)將經(jīng)由CPU被傳輸至用戶端，因此，內(nèi)存是否能夠正常運行與計算機的安全穩(wěn)定運行有著直接關(guān)聯(lián)。內(nèi)存主要由內(nèi)存芯片、金手指以及電路板等零配件組成，當(dāng)計算機進入到工作狀態(tài)以后，因為內(nèi)存裝置的存在，計算機的各個使用功能才能得到切實體現(xiàn)。

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

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

2.3 計算機硬盤的影響因素及改進措施

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

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

3 結(jié)語

通過對影響計算機運算速度主要因素的分析可以發(fā)現(xiàn)，中央處理器、內(nèi)部存儲器對運算速度的影響程度較大，而硬盤的影響程度相對較小。因此，廣大IT技術(shù)人員應(yīng)準(zhǔn)確判斷和識別出各影響因素，并通過對系統(tǒng)性能的進一步優(yōu)化和調(diào)整，來改善運算速度慢的狀況，使計算機在各行各業(yè)的實際應(yīng)用能夠體現(xiàn)最大化價值。

參考文獻

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