计算机数据处理中影响运算速度的因素分析
武泽青
[摘 要]计算机数据的表现形式以数字、文字、图形、声音、影像为主，处理流程包括数据采集、存储、检索、加工、变换以及传输等。近年来，随着信息技术的飞速发展，计算机的数据处理密度逐年增大，数据所涉足的领域也日渐增多，在这种形势之下，计算机数据处理速度也受到严重影响，因此，为了提高数据处理效率，IT技术人员首先需要查找出影响运算速度的主要因素，并采取有效的应对措施对计算机数据处理功能进行优化和改进，进而为社会各领域提供更加便捷高效的服务。
[关键词]计算机数据处理;运算速度;影响因素;改进措施
[中图分类号]TP3 [文献标志码]A [文章编号]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，計算机技术已经在航天、航海、科研、医疗卫生、教育、工业生产等领域得到普遍推广和应用，这种智能化的信息技术载体不仅给人们的日常生活提供了诸多便利，而且也提高了生产效率，为社会经济的持续稳步发展提供了强大的技术支撑。进入21世纪后，由于社会生产经营活动日渐频繁，社会各领域对计算机的应用功能与数据处理技术也提出了更高的要求，因此，如何提高数据处理与运算速度已经成为广大IT技术人员工作的重中之重。
1 计算机数据处理概念与显著特征分析
1.1 计算机数据处理概念
世界上第一台电子管计算机于1946年诞生，这种计算机占地面积大，数据处理速度慢，而且只能执行一些简单的运算程序。而随着科学技术的迅猛发展，计算机逐步向微型化、网络化、智能化方向发展，经过半个多世纪的发展演变，逐渐衍生出使用大规模集成电路作为逻辑元件与存储器的微型计算机。这种微型计算机在对系统内部数据进行处理时，通常将数学模型输入到计算机程序当中，然后利用计算机的逻辑门功能，对海量数据进行运算以及分析处理，最初的计算机数据处理仅仅停留在数据计算能力层面。随着中央处理单元功能性的日渐强大，计算机的数据处理已经不单单局限于数据计算，而逐渐衍生出一些新型的数据处理技术。比如在处理图像数据时，由于计算机的中央处理单元只能识别出二进制数据，即“0”和“1”，因此，这种处理方式从某种意义上来看，仍然属于数据处理的一种高级表现形式，也正因为计算机中央处理器的这种特质，才使得被处理的图像能够转换为二进制数据，这就使得计算机系统能够快速准确地识别出这一信息，并对其进行加工处理。由此可以看出，微型计算机不但具备数据处理与运算能力，而且也能够实现数据间的实时转换。
1.2 计算机数据处理的显著特征
计算机的数据处理过程包括数据采集、变换、加工、存储、传输等内容，处理流程相对复杂。首先，计算机系统中的中央处理器发出数据处理指令，然后对系统采集的数据进行解码与分析，这一过程主要是将数据转换成为计算机系统能够识别出的二进制代码，这些代码在内存中进行缓存，并同时进行两到三次的缓存提取流程。由于二进制代码的表述格式较为繁琐，因此，计算机的执行指令通常用十六进制的代码格式予以表述，这样从格式表象特征看既简洁又易于理解。二进制代码格式与十六进制代码格式的操作定义如表1所示。
通过以上对计算机数据处理流程的分析可以看出，计算机的数据处理具有三个显著特征。
（1）二进制转化特征。
二进制是计算机数据处理过程中广泛应用的一种数制，计算机系统只能够识别出这种数制，对其他数制则无法进行识别，因此，在处理海量数据资源时，需要将图片、文字、图像以及声音的信息进行转换，使之成为计算机系统可以识别出来的二进制代码。比如人们在日常生活中需要在网络客户端观看一部电视剧，而在没有解码器的情况下，计算机系统无法识别出这部电视剧的资源，因此，只有借助于解码器的解码功能，将其转化为二进制代码，用户才能正常观看电视剧。
（2）数据缓存特征。
目前，数据海量化特点已经表现得越加明显，在这种情况下，计算机系统在处理这些数据时，势必需要对数据进行存储。在中央处理单元对数据库存在的数据进行加工、整理以后，方可进入到数据传输环节。因此，为了提升数据处理速度，往往需要对数据缓存空间进行设置，并保证数据库当中的缓存空间能够容纳足够的数据信息，以便于计算机的中央处理器对其处理和加工，这样，能够确保终端用户的正常使用。
2 计算机数据处理中影响运算速度的主要因素与改进措施
2.1 中央处理器的影响因素及改进措施
中央处理器也称之为CPU，是计算机中的核心配件，其功能主要是解释计算机指令以及处理各种数据。判断中央处理器是否能够影响运算速度，首先需要对该核心配件1s之内的运算次数进行考虑，也就是通常人们所说的CPU内核工作的时钟频率，单位用兆赫来表示。如果时钟频率与中央处理器的处理速度成正比，在时钟频率越慢的情况下，计算机数据处理中的运算速度也就越慢，当时钟频率加快，运算速度也随之加快。另外，由于计算机系统本身由多个电子零配件组成，一旦计算机处于超负荷运转状态， 就会加快这些零配件的老化速度， 进而影响数据运算速度。
为了切实解决这一问题，技术人员可以在中央处理器和内存之间设置一个缓存区域，这样不但能够降低计算机的运转负荷，同时，也能够解决时钟频率慢的情况，这就使得计算机的数据处理功能得到进一步优化，计算机的各方面性能也得到大幅提升。
2.2 计算机内存的影响因素及改进措施
计算机内存也称之为内存储器，主要用来存放中央处理器中的各种运算数据，以及计算机硬盘等外部存儲器产生的各类数据。当系统采集到相关的数据以后，首先需要存储在内存当中，然后由中央处理器进行运算处理，当运算流程结束后，被处理过的数据将经由CPU被传输至用户端，因此，内存是否能够正常运行与计算机的安全稳定运行有着直接关联。内存主要由内存芯片、金手指以及电路板等零配件组成，当计算机进入到工作状态以后，因为内存装置的存在，计算机的各个使用功能才能得到切实体现。
如果计算机本身并不存在内存，或者内存容量较小，则极有可能产生以下问题：①计算机的操作系统无法正常启动，打开计算机以后，整个显示界面一般处于黑屏状态。②计算机系统即便正常启动，其系统的综合性能也有所下降，主要表现为启动迟缓，运行卡顿等，使数据运算速度受到严重影响。③由于内存的存储空间较小，当计算机的中央处理器需要识别的数据量较大时，有限的存储空间已经无法满足数据存储的基本要求，在这种情况下，计算机内存已经处于超饱和运行状态，就容易缩短计算机的使用寿命，或者由于散热性能欠佳而烧毁系统内部组件。
针对这一问题，应当采取以下改进和优化措施，以此将内存影响运算速度的概率降到最低。①内存扩容，即通过提高内存容量的方法来改善计算机的运算速度。过去，计算机的内存储器容量通常只有128 M、 256 M以及512 M， 随着科学技术的迅猛发展，目前，内存储器的运行速度已经提升至2G、4G甚至以上，因此，技术人员可以对在用的计算机内存条进行更换或者升级，也可以直接选购已经具备高运转速度的计算机，这样一来，用户在使用计算机时便不会出卡顿的情况，对提高生产与工作效率将大有帮助。②合理调整内存制式。过去，多数计算机的内存制式都属于二级缓存，为了扩充数据缓存空间，技术人员可以将二级缓存提升至三级缓存，这样一来，计算机在处理各种数据信息时，其运算速度将大幅提升。③定期清理内存。当计算机运行一段时间后，内部存储器当中将产生大量的垃圾程序与文件，如果不及时予以处理，将严重影响计算机的运行速度，因此，计算机用户应当定期对系统内存的垃圾文件进行清理，清理时应当选用正规厂家研发的垃圾清理工具，以避免清理过程中给计算机系统带来安全风险隐患。
2.3 计算机硬盘的影响因素及改进措施
硬盘作为计算机的重要存储介质，也会给计算机的运算速度造成一定的负面影响，但是相比于中央处理器和内部存储器，影响程度相对较小。转速是衡量硬盘质量的一个重要指标，目前，多数计算机用户所使用的硬盘，其转速大多为5 400 R或者7 200 R，由于转速与数据读取速率呈现出正比关系，即硬盘转速度越高，数据读取速率越大，系统在处理各种数据时运算速度也越快。如果硬盘转速低，数据读取速率也相应下降，这时，就会影响计算机系统的运算速度。另外，如果计算机始终处于持续运转状态，系统内部的文件碎片量就会增加，在这种情况下，计算机的运行速度也会下降。
为了解决这一问题，在计算机出厂设计时，技术人员可以在系统内部加装一个自动的磁盘碎片处理程序，一旦发现硬盘堆积的文件碎片过多，该程度就会自行启动，对这些碎片进行清理。同时，也可以考虑安装固态硬盘，这种硬盘主要采用固态的存储芯片，数据读取速度几乎接近于内存条，因此，也能够大幅提升计算机的运算速度。
3 结语
通过对影响计算机运算速度主要因素的分析可以发现，中央处理器、内部存储器对运算速度的影响程度较大，而硬盘的影响程度相对较小。因此，广大IT技术人员应准确判断和识别出各影响因素，并通过对系统性能的进一步优化和调整，来改善运算速度慢的状况，使计算机在各行各业的实际应用能够体现最大化价值。
参考文献
[1] 杨成.计算机数据处理中影响运算速度的因素分析[J].电脑编程技巧与维护，2018（1）：108-109，126.
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