计算机硬件的研发篇1
关键词：计算机；硬件储存设备；网络储存
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.140
1引言
信息技术不断发展，使得计算机在我们生活中的地位越来越重要，人们的生产和生活方式也发生了变化，其中，在不断发展的硬件技术上，对于计算机的硬件储存来说，也是开辟了新的路径和方向。我国现代化步伐加快，计算机在硬件储存上的技术也不断发展创新，目前我国使用最多最广的技术是云储存，它是我国发展了五十年的成果。所以，在今后的发展过程中，要对现存的或者已经落后的储存技术中吸取经验和教训，不断进行改革创新，促进我国计算机领域的发展和不断前进。
2我国传统硬件储存设备的现状分析
计算机的硬件储存设备近几年也一直在发展，硬件储存设备有很多，例如硬盘、软盘、光盘、磁带和u盘等。站在环保低碳的层次来看这些硬件的类型，其主流地位不会被其它类型的硬盘所取代的。现在也有一种比较先进的硬盘，是固态硬盘，固态电子存储芯片组成了固态硬盘，它与普通硬盘的外形尺寸都相同，它的定义、各种功能还有原理方法都跟其它普通的硬盘差不多，只是固态硬盘在抗震功能上较强，发生机械故障的频率低，数量少，在坑强冲撞能力方面也比普通硬盘要强。然后，这种硬盘没有什么杂音，几乎是静音模式的，更适合生活中使用这种硬盘，对生活不会产生过多的噪音。这种硬盘产生的热量也很低，对能源有着跨时代的意义，减少了消耗，它在使用过程中无需风扇，是因为使用过程中的静音模式，没有任何噪音。最后，它的体积比其它硬盘都要小，适用于比较小的主机或其它空间。它与普通的硬盘比较，也有着自身的确定，比如说没有移动的部件。这种固态硬件的应用范围广，在军事、航天等领域都有所涉及。它的成本也比普通的硬件要高，不过，处于人们需求的改变，也逐渐被人们接受并加以应用。
虽然固态硬盘的发展已经有一定的市场，但是我国计算机的储存硬件还是以普通的硬盘为主要的储存设备，普通的硬盘多数是由铝制的和玻璃制成的碟片，他们的外表都有铁磁性的材料覆盖着。目前使用的硬盘也大多是固定的，在硬盘驱动器里面密封着，就是所谓的机械硬盘。现今社会的发展中，可以移动的储存设备也随之出现，种类也由简单的几种发展为各种各样的。计算机硬件的升级，使得硬件的储存一直在改变。之前的硬盘容量，大多数都是以GB为计量单位的，而现在，很多生产硬件的厂商也制造出了以tB为计量单位的硬盘，由此可以观察出，硬盘在市场上的发展十分迅速，现在的硬件制造厂商推出的储存设备，除了大容量的硬盘之外，还出现了很多大容量的可移动储存设备。
3网络储存形式的发展
网络储存一开始的时候并没有云储存，而是邮箱，但是这种邮箱储存的只是内存比较小的图片或文档文件，比较方便。之后网络技术随着时代的发展也不断更新，在发展中产生了网盘，是一种在线的储存服务功能，它是邮箱储存之后发展的一种新的网络储存技术，功能更全面，可以分享、备份、储存文件，目前，在很多资料的传播和共享上被各个媒介所广泛应用着。
储存技术不能仅仅局限于现在的技术，网盘技术在推出时，受到各个媒体媒介的欢迎，而现在，已经被人们所淡忘，其中的弊端也逐渐暴露，它的传播速度较慢、被盗事件时有发生、数据不能及时恢复、成本高、人性化服务欠缺等，都是经过企业和个人的使用反馈出来的各种问题和困扰。
4网络储存设备在今后的发展方向
现在的市场竞争中，网盘的竞争也越来越激烈，传统的技术已经满足不了使用者的需求，而且伴随着新网盘技术的出现，传统的网盘技术更显得落后。目前，最新的云储存，在网盘的发展中是一项重大的突破，它将取代传统网盘。这在传统的网盘行业中是一个很大的冲击，云储存的出现以及使用，将会取代传统的网盘。换句话来说，云储存对于别人已经上传过的资源，会在上传前在整个系统里进行对比，如果别人上传过，传输速度就会很快，从而实现对已传资料的一种共享。它的核心是数据的储存和管理，而普通的网络硬盘只是对资料进行简单的储存而已。相信云储存会越来越多的出现在未来网络硬盘技术发展之中。
5结语
在我国，计算机技术也一直不断发展进步，现存的储存设备已经满足不了人们的需求，社会很多行业和领域的工作模式都向着信息化发展，需要进行储存的信息也有所增加，所以，企业和个人的利益在储存中也会受到影响。这就要求网络储存在具备高速安全性的同时也要具备超大的容量和速度。网络储存在未来发展中，要向着高容量、高速度和高质量发展，也要具备一定的自我恢复和管理功能，网络的发展本来就是朝着开放和共享的方向，能够给人们的使用和生活带来极大的方便，所以，网络的硬件储存也应该具备开放和共享性。在今后发展中，硬件的储存不会是一帆风顺的，发展过程中也会出现各种各样的问题，我们需要做的，就是在这些问题中，不断的吸取经验和教训，对未来的技术发展进行不断完善和探究，提高实用性和安全性，真正为人们所用，促进发展的进程和市场地位的稳定性。
参考文献：
计算机硬件的研发篇2
关键词：计算机；硬件技术；思考
前言
硬件是计算机的重要组成部分，而硬件技术的发展决定着计算机系统的技术水准与完善水平，对国内计算机网络行业发展产生重要影响。在计算机的硬件组成看，运算器、控制器、存储器、输入和输出设备是主要构件，在计算机运行过程中，发挥其独特的作用。通过对计算机硬件技术的发展与完善，其技术水平得到明显的提高。在学习计算机硬件技术知识内容后，我能够对该技术有着进一步的了解和认识，并进行深入的思考。
1计算机硬件的构成及作用
软件设施、硬件设施是构成计算机的重要部分，以硬件为例，其构成也相对较为复杂，对计算机的有效运行发挥着重要作用。首先，运算器，能够对计算机数据信息进行加工与处理，借助控制器，可以与存储器之间相互转换数据信息。这是CpU的重要部件，对数据计算发挥着重要影响，也是决定计算机运行效率的关键。其次，控制器，相当于计算机系统的控制指挥中心，与运算器共同组成中央处理器，可分析系列指令，并根据指令而发出控制命令信号，促进计算机各部件的协调工作。可见，控制器如同人体的大脑或中枢神经系统，对计算机的正常运行发挥重要作用。再次，存储器，相当于记忆装置，能够对用户的保存信息读取。通常，存储器是由主存、辅存两部分组成，计算机运行的程序和数据信息内容大多在主存储器中存储。最后，输入和输出设备，是实现计算机与人交互的重要部件［1］。
2计算机硬件技术分析
2．1开发技术：当前，开发技术主要表现在嵌入式硬件平台开发方面。该平台为嵌入式微芯片提供工作场所，借助处理器和系统设备，使其能够正常运作。对于嵌入式的计算机硬件，由嵌入式处理器、控制器、数字信号处理器等组成，可将计算机硬件的工作效率提升层次。其中嵌入式控制器发挥重要作用，其在单片机的内部芯片中具有诸多功能，如集成总线、脉宽调制输出等，不仅能够降低控制器的成本，而且其体积下，有利于计算机朝着为控制的方向发展。在计算机开发技术水平提高中，相关技术人员应加强对数字信号处理器的开发力度，缩小其体积，同时也加强其工作能力，达到提升计算机硬件整体性能的目的［2］。
2．2加速技术：近年来，计算机硬件加速技术得到广泛的应用，能够提高计算机的处理速度。加速技术主要有：Huffman算法、XmL、像素光照计算、CUDa等硬件加速技术，利用硬件模块代替软件算法，能够发挥影响速度快的优势，对数据信息内容进行快速处理，达到提高计算机工作效率的目的。计算机硬件加速技术研究中，可借助芯片、处理器等硬件元件，用以解决CpU的诸多问题，减小CpU的压力，使其能够运行其他程序。就我国计算机的发展趋势看，硬件加速技术是计算机硬件技术未来发展的重要方向，技术人员能够在该方面有着突破性进展，有利的促进我国计算机技术的发展进程［3］。
2．3硬件存储技术：从存储技术看，是计算机得以在社会众多行业领域中有着广泛应用的重要技术支持，伴随计算机技术水平的提高，存储技术也逐渐实现突破。目前，常见的计算机硬件存储技术主要包括：首先，DaS技术，其存储设备在连接装置的作用下，可以直接连接计算机，具有操作简单、成本低廉、性能良好的优势和安全性低、扩展性差的劣势。其次，naS技术，这是专门为网络数据的存储而开发和研究的新型服务器，具有独立的pC服务器，尽管其扩展性能良好，但数据传输速度并未达到理想标准，而且在使用过程中，单点故障相对较多，对计算机正常运行有影响。最后，San技术，可以形成存储网络，其扩展能力较强，而且数据信息的传输速度十分快，但应用该技术的成本相对较高，且对技术水平的要求更高。
2．4故障诊断技术：在计算机硬件运行中，可能发挥故障，相关人员应对故障加以合理的定位及检测。为能够及时开展故障诊断工作，可设置自动诊断的程序，只需要在数据生成系统、诊断控制系统的条件下，方可实现。在此过程中，相关人员构建故障模型，进行硬件数据测试，并输入精准的数据，在计算机硬件内部创造“词典”，在计算机硬件发生故障时，则启动自动诊断程序，针对相关数据而形成一份初步诊断报告，供技术人员参考。随着科学技术水平的飞跃发展，计算机体积越来越小，但其构件越趋复杂多样，增加故障诊断难度，通过发展故障诊断技术，可以提高计算机硬件故障诊断工作的效率，这对计算机技术的发展有利［4］。
2．5运行维护技术：运行维护技术是计算机硬件技术的重要组成部分，通过有效开展计算机的维护工作，能够使计算机处于正常运行的状态。就计算机硬件的元件看，主板、显卡、内存、硬盘比较容易出现故障，一旦故障产生，则影响计算机的运行，因而用户应定期检测故障，对硬件部件开展必要的检查、保养工作，可延长计算机硬件的使用寿命。例如，对于风扇部件，应定期对其进行清洁，避免灰尘积累过多而影响风扇的转速。另外，机主还应定期检查内存及做好杀毒工作，为计算机硬件设施提供有利的运行环境。
结论
现阶段，我国计算机硬件技术水平不断提高，有力的推动着计算机事业的发展进程。我学习计算机硬件技术知识的过程中，能够对计算机硬件技术有更多的理解，有助于为我以后学习计算机知识内容奠定基础。国内的计算机技术研究道路上，必将以硬件技术知识为依托，从而加大技术研发力度，为国内计算机硬件技术的可持续发展进程创造有利的条件。该技术未来发展中，开发技术、加速技术、存储技术、故障诊断技术、运行维护技术也将占据主导地位和发挥导向作用。
参考文献
［1］谢方方，谢志英，陈静，等．《计算机硬件技术基础》实验教学改革的探索与实践［J］．现代计算机（专业版），2015，（28）：12－16．
［2］程启明，黄云峰，徐进，等．“计算机硬件技术基础”课程网络教学功能开发与应用［J］．中国电力教育，2013，（13）：97－98＋102．
［3］黄云峰，程启明，王莉，等．“计算机硬件技术”重点课程建设研究［J］．中国电力教育，2011，（17）：79－81．
计算机硬件的研发篇3
关键词：计算机发展趋势
一、引言
中国的计算机硬件是一个程序自动根据信息处理的通用工具,其处理对象是信息,处理结果和信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、管理、过程控制和人工智能等各种方法,它是根据确定的是。该算法是准确定义一系列的规则,它指出如何给定输入信息在有限的步骤所产生的输出信息。
二、中国计算机发展现状
在中国现代计算机硬件的发展和现代计算机出现之前,计算机的发展通过机械计算机,机电计算机和电子计算机未成熟的三个阶段。在中国现代计算机硬件、外设,已经超过计算机硬件的价值,超过一半的子系统、技术水平在很大程度上决定了计算机技术方面。设备技术集成是非常强大的,不仅依赖于电子、机械、光学、磁学等多门学科知识综合,取决于精密机械技术、电气和电子加工技术和测量技术和工艺水平等。新一代的计算机硬件是信息采集存储处理、通信和人工智能在一起的智能计算机系统。它不仅可以通用信息处理,而且对知识的处理,有正式的推理、联想、学习和解释的能力,能够帮助人类未知领域的开发和获得新的知识。在计算机科学和技术,中国在有限元计算方法、数学定理机器证明、中文信息处理、计算机系统结构、软件和贡献。在计算机应用,中国在科学计算与工程设计领域已取得了令人瞩目的成就。在管理和过程控制等,计算机应用研究和实践也越来越活跃。
三、计算机科学与技术
计算机科学与技术是一个实用性非常强,发展非常迅速,面对社会技术学科它是基于数学、电子产品(特别是微电子)、磁性、光学、精密机械等不同学科的基础。然而,这不是一个简单的应用程序一些学科知识,但是作为一个高度集成的形成一套完整的相关信息表示、转换、存储、处理、控制和使用的理论、方法和技术。计算机科学是研究计算机及其周围各种现象和科学的大小,包括计算机科学理论、计算机系统结构、软件、人工智能等。计算机技术是指计算机应用领域的技术方法和技术,包括计算机系统技术、软件技术、组件技术和设备技术和装配工艺等。计算机科学与技术包括五个分支学科,即,计算机科学理论、计算机系统结构、计算机组织与实施、计算机软件和计算机应用。
四、计算机系统结构
程序设计者所见的计算机属性，着重于计算机的概念结构和功能特性，硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。硬件子系统的典型结构是冯?诺伊曼结构，它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成，采用“指令驱动”方式。当初，它是为解非线性、微分方程而设计的，并未预见到高级语言、操作系统等的出现，以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内，软件子系统都是以这种冯?诺伊曼结构为基础而发展的。但是，其间不相适应的情况逐渐暴露出来，从而推动了计算机系统结构的变革。
五、计算机软件
软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程，是软件研究和发展的基础环节。程序设计研究的内容，包括有关的基本概念、规范、工具、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是：从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计；从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法；从低级语言工具过渡到高级语言工具；从具体方法过渡到方法学。基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层：靠近硬件子系统的一层称为系统软件，使用频繁，但与具体应用领域无关；另一层则与具体应用领域直接有关，称为应用软件；此外还有支援其他软件的研究与维护的软件，专门称为支援软件。软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程，以及有关的技术。软件研究和维护的全过程，包括概念形成、要求定义、设计、实现、调试、交付使用，以及有关校正性、适应性、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象、结构、方法、工具和管理等方面。
六、中国计算机硬件产业
中国的计算机硬件行业包括两个部门,即计算机制造业和计算机服务。后者也称为信息处理产业和信息服务。计算机行业是一种节约能源、节省资源、高附加价值、知识和技术密集型产业,对国民经济的发展、国防力量和社会进步都有很大的影响。因此,许多国家把电脑产业促进繁荣的政策。计算机制造业包括生产各种电脑系统,设备终端设备,以及相关的设备、部件、设备和材料制造。计算机作为工业产品,要求产品有继承,有很高的性能,价格和综合性能。计算机自适应特别反映在软件兼容性,用户和制造商可以过去开发的软件用于新产品,保持价格高软件财富继续发挥重要作用,减少用户的软件再开发时间和成本。提高性能,价格是计算机产品更新的目标和动力。计算机行业提供电脑产品,通常只包括硬件子系统和软件子系统的一部分。通常,缺乏软件子系统来适应特定的应用程序环境的应用程序软件。为了使计算机在特定环境中发挥效率,但也需要设计应用系统和应用软件的发展此外,计算机操作和维护,需要掌握的专业知识和技术人员,这通常是一个用户不能做。
七、计算机的发展与应用
计算机科学与技术学科相结合,改进了研究工具和方法,促进学科的发展。在过去,人们主要通过实验和理论两个方面的科学和技术研究。现在,计算和仿真研究工作已成为第三种方式。计算机和相关的实验观测仪器,结合数据的字段记录、整理、加工、分析和绘制图表,显著提高质量和效率。计算机辅助设计的工程设计已成为一个重要手段的质量、自动化。在理论研究方面,电脑是人类大脑的延伸,可以代替人脑的一些功能和加强。旧的数学在纸和笔操作,现在电脑成为了新工具,如数学定理证明努力的精神工作,有可能通过计算机来完成或部分完成。计算和仿真作为一种新的研究方法,使一些主题派生的一个新的分支学科。例如,空气动力学、气象、弹性结构力学和应用分析和面临的“计算障碍症”,在一个高速计算机和相关计算方法开始突破后,推导出了计算空气动力学、数值天气预报边缘分支学科。使用计算机进行定量研究,不仅在自然科学已经扮演了重要的角色在社会科学和人文学科也是如此。例如,在人口普查、社会调查和自然语言的研究,电脑是一个非常有效的工具。
计算机硬件的研发篇4
【关键词】计算机硬件故障分析；维护；处理
计算机的出现和计算机技术的发展，为人们的日常带来了简捷高效的生活方式，极大地推动了社会生产力的进步。当前应用计算机平台的群体相当广泛，可以说任何一个行业都和计算机技术有着或多或少的联系，比如制造行业、教育机构、科研机构或是医疗机构，计算机对他们都有着一定程度影响力。
1计算机硬件产生故障的根源
就计算机的整个组成来看，其中的硬件系统产生故障的概率相当高，而且解决这些硬件问题也需要付出较大的代价和成本，例如计算机硬件常常会产生蓝屏、卡机或是风扇出现异响等情况。从主观的层面来考虑，各个用户之间对计算机的需求会有所不同，例如对于普通的电脑用户，其一般希望计算机可以播放高清晰的视频或是在搜索某些简单信息的过程中，能够得到更好的结果；而对于某些游戏发烧群体来说，他们更希望计算机硬件可以带动大型游戏，充分体验游戏的乐趣，那么计算机硬件产生故障的根源就会和用户的需求有着一定程度的联系。对于私人计算机硬件产生问题，通常是用户未能按照正确的方式来操控计算机，或是错误下载了一些对计算机有攻击性的文件，也有可能是计算机的机箱里累积了太多了粉尘，用户未能对其进行及时处理，导致机箱内部温度过高，从而使得硬件被烧坏。对于企业用计算机来说，故障发生的原因一般是因为计算机负载过高，需要长时间处理大量的文件和进行过度的计算，当计算机硬件不能承担这些高压任务时，便很可能发生黑屏、卡机或是硬件毁坏等问题。当前计算机硬件故障的种类繁多，根源查找比较复杂，有关技术人员应当结合实际情况来对故障进行分析研究，才可以制订出最合理有效的维护处理计划。
2查找计算机硬件故障的方式
计算机技术人员可以应用外部观察法对计算机硬件产生的问题实现诊断，外部观察法多是指应用某些感知措施来为计算机硬件产生故障的源头和位置实现大概的一个判别，其中主要形式是用眼睛观看、用耳朵听、用鼻子闻、用手触摸。当计算机出现故障的时候，首先应该通过对其外部的情况进行观察，这包括看和听，注意观察硬件是否出现变形或者是否存在异响；其次是用鼻子闻，这个步骤的关键在于查找计算机在工作过程中是否产生异常的气味，这种方法可以直接找到故障发生的部位。通常来说，计算机的运行应当在干燥和空气流通的条件下进行，而有些地区的空气比较湿润，在一定程度上会给主机带来伤害，伴着时间的增加，主机内部便会发出难闻的气味，也就意味着计算机硬件出现了故障；最后，通过用手去触摸计算机，感受计算机外部的振动频率以及某些芯片的活动程度，这样能够检查计算机的芯片牢固情况。除此之外，我们还能够使用插拔诊断法：在正常关机的情况下，拆开计算机的主机，对其内部进行完整的观察，步步分析，找到最终的问题部位。继而将故障板卡拔下，打开计算机，假如计算机可以正常工作，那么就表明问题出现在该板卡上。
3计算机硬件故障处理维护措施
3.1电源问题
计算机的电源出现故障是比较常见的问题，这种问题对计算机本身并不会有太大的伤害，然而长期不予解决，计算机其它部分硬件便会因为电压问题出现故障。对于此类故障，建议采取下面措施：首先为计算机的电源线实行检测，测试其导电功能是否正常，然后再为电源的插头实行检测。当前的部分计算机是通过组装方式得到的，这相比品牌计算机来讲，其品质难以得到保障，而且一些独立生产的零件质量也较差，这些都会使电源线和插头产生故障。
3.2处理器问题
计算机的中央处理器故障是硬件故障中最严重的问题，甚至会导致整个计算机报废。在明确故障后，需要先为处理器风扇的排热性能实行检测，确保风扇干净无污渍，转动速度符合要求，然后再对总体的排热系统实行检修和养护。计算机可以做的工作有许多，负载能力也较强，排热系统的质量在很大程度上影响了处理器的各种功能与寿命，在需要的时候，应当及时更换新的散热器。
3.3内存问题
当前阶段，计算机已然步入到了一个相当先进的时期，因此许多硬件问题也出现了变化，作为严重影响计算机运行能力的内存故障，应当给予足够的重视和研究。当内存出现故障，计算机可能会出现拒绝开机与工作的情况。计算机的屏幕未能正常出现操作系统画面，或是屏幕显示特殊标语，而且机箱会发生异响，那么基本能够判定内存出现故障。处理内存故障的方法可以使用插拔法，比如拔下内存条，对其进行擦拭清理或者可以对其进行更换，如果问题依然存在，则应当对插槽进行检测。
4结束语
计算机由许多精密复杂的零件构成，计算机硬件是否健康直接决定了计算机能否正常运行，而就目前情况来看，硬件问题已然成为了计算机最常遇到的故障，不管是私人用户或是一个企业，计算机不止负担着大量荷载，而且还需要进行快速数据信息处理、大容量文件储存等任务，在这种工作压力下很可能致使计算机的硬件超荷运行，最终导致硬件出现故障，根据这个情况，文章对计算机硬件故障和维护处理措施进行了分析。
参考文献
[1]李智峰.计算机硬件维护与管理创新研究[J].科技传播,2014(13):233-234.
[2]聂廷远,贾萧,周立俭,李言胜.计算机硬件设计安全问题研究[J].信息网络安全,2012(10):17-19.
[3]张文平.计算机硬件维护原则与方法问题探讨[J].煤炭技术,2012(01):251-253.
[4]陶崇福.试谈计算机硬件日常维护及常见故障处理[J].电脑编程技巧与维护,2011(18):128-130.
计算机硬件的研发篇5
1概述
随着计算机技术的迅速发展及其应用的不断深入，计算机类专业的培养方向趋于多样化。在诸多培养方向中，大部分专业是基于软件理论与应用方向的偏软件专业或软件工程专业，而在这些计算机类专业的本科课程设置中又以软件教育为主。计算机硬件相关课程具有理论性强，不易理解、应用范围广、与实际工程联系紧密等特点。扎实的硬件知识基础是计算机类人才正确理解计算机，掌握软件开发机理的关键，也是本科教育人才区别于短期培训软件开发人员的重要标志。但由于学生普遍存在着“重软轻硬”的现象，同时，目前我校的计算机硬件知识教育在知识体系和内容等方面存在着不尽如人意的地方,使得部分学生毕业后无法胜任计算机硬件方面的相关设计和应用工作。其中，具体问题如下：
1.1课程教学缺乏系统性。
计算机是一个由硬件和软件组成的庞大的复杂系统，计算机知识有着很强的系统性。而在目前的教学中，硬件课程知识与软件课程知识之间缺乏足够的交叉和互补，学生无法深入理解计算机的基本工作原理及其在软件系统中的作用。另外，在硬件课程之间也缺乏充分的衔接，有些知识点重复，有些知识点缺失，这些都导致了学生的知识体系不系统、结构不健全。
1.2缺乏创新能力的培养。
目前我校中开设的硬件实验课程大多以验证性实验为主，教师往往提供了实验的所有环节，大部分学生在做实验的过程中，基本上不对实验的实用性进行延伸思维，只按设定好的正确线路、程序、步骤、数据一一照做。这样的实践不利于学生创新思维的培养，成了另一种形式的理论学习，通过实验达不到理论与实践相结合的目的，达不到培养学生初步科研能力的要求。
1.3在认识方面存在着重软轻硬的倾向。
目前学生中普遍存在着重软轻硬的现象，很多学生对硬件课程的了解甚少，认为硬件课程只是学习计算机的内部工作原理，在计算机应用当中无关紧要，认识不到硬件技术在应用方面的重要性，再加上相应的实践环节难以保证，课程考试评价体系中对硬件实践能力的不重视，导致学生在学习中缺乏积极性。针对以上问题，通过教学改革方案的实施，努力提高计算机类专业学生的硬件知识理解与应用能力，培养具备软硬件开发能力的人才。同时，注重创新能力和科学精神的培养，使学生具备创新思维与工程实践能力。
2硬件系列课程体系建设
2.1建设思路。
硬件课程体系建设的核心任务是全盘考虑各门计算机硬件课程，把他们捆绑起来，统一建设。在教学内容方面，根据学生的具体情况，修订教学大纲，既要避免课程内容重复讲授现象的发生，又要做到各门课程的无缝衔接。在教师方面，定期开展研讨活动，提高任课教师的教学水平，搞好课堂教学。在实验方面，充分利用现有实验设备，做好验证型实验的同时，加大兴趣导向的实验开发力度，努力提高学生的动手能力。
2.2建设方法。
本课题组采用的课程建设方法，按照“整合─分科执行─融合”三个阶段实施。在课程整合阶段，对汇编语言、计算机组成与结构、单片机、嵌入式系统设计这几门课程进行大纲及教案的修订工作，并重点在如下几方面进行整合：a.《汇编语言》和《计算机组成与结构》的整合。在《汇编语言》和《计算机组成与结构》中，侧重于计算机硬件的五大部件、寻址方式和指令系统。这样有利于把“计算机组成原理”中介绍的一般性的知识和具体的微机系统联系起来，给学生打下牢固的理论基础。b.《汇编语言》和《单片机及接口技术》、《嵌入式系统设计》的整合。整合中侧重于硬件编程能力的培养，让学生认识到不同种芯片的指令与功能共通性。这样有利于学生透彻地了解目前普遍使用的微机系统，并具备扎实的硬件编程基本功，有利于单片机和嵌入式相关课程的学习。在分科执行阶段，依照整合阶段所确定的大纲及教案，对学生实施理论知识教育，同时结合各课程实际情况，在课堂中引入课程认识教育，使学生了解本课程在计算机学科中的地位，调动学生对硬件课程的学习积极性。在融合阶段，在实验课程中添加例如万年历电子表设计、贪吃蛇游戏机设计等集趣味性、设计性、综合性于一体的实验，注重培养学生综合运用所学知识的能力，使学生受到更为实际、更加全面的科学研究的训练。此阶段实验的特点是没有现成的模式可循，学生需要融合所学硬件相关知识，独立完成硬、软件设计和调试。
3结论
本文阐述了面向计算机专业的硬件系列课程体系建设方法，本方法将硬件相关课程通过整合-分科执行-融合的过程，使计算机专业学生在理论上掌握晦涩的硬件知识，同时将硬件知识融会贯通，将所学知识应用于实验、竞赛，提高动手能力。为评价本学习系统的有效性，课题组将此系统引入了教学实践中。根据课后对学生的调查，学生普遍反映通过课程系统的建立，学生对硬件知识有了深刻的了解，学习兴趣有所提高，起到了良好的效果。
参考文献
[1]洪霞,李云,张炜.改革计算机硬件课程教学内容,构建科学的系列课程体系[J].实验技术与管理,2009,11:144-147.
[2]惠丽,吴玲,于丽萍.计算机专业硬件课程体系建设的优化与改进[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2013,4:45-46.
[3]刘新平,郑秋梅,孙士明,孙晓燕.计算机硬件课程群实验体系的改革与完善[J].计算机教育,2008,12:117-119.
[4]惠丽,吴玲.计算机硬件系列课程教学改革的研究与实践[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2010,1:78-79.
计算机硬件的研发篇6
关键词：计算机硬件；课程体系；整体优化；应用型人才
中图分类号：G642.0文献标识码：a文章编号：1007-0079（2014）21-0036-02
根据创新型复合人才培养模式，计算机类人才必须具备三大专业能力：计算思维能力（抽象思维与逻辑思维），算法设计与分析及程序设计能力，计算机系统的认知、分析、设计和应用能力。[1]计算机硬件课程体系就是培养对计算机系统的认知、分析、设计和应用能力的教学模块。计算机硬件课程体系主要包括“电路与模拟电子技术”“数字逻辑”“汇编语言程序设计”“计算机组成原理”“单片机技术”“微机接口技术”“嵌入式系统”“计算机系统结构”等课程。大部分课程是计算机专业的基础核心课程，也是学生在计算机学科领域深入研究和发展的必备知识，其中“计算机组成原理”是全国硕士研究生入学统一考试计算机学科专业考试课程。以上充分说明了硬件课程体系在计算机专业教学中的重要性，同时也对我国高等院校的计算机硬件课程体系提出了更高的要求，因此对硬件课程体系进行整体优化和调整是当前计算机专业教学亟待解决的问题。
一、计算机硬件课程体系现状和存在的问题
1.课程体系结构缺乏系统性
硬件课程体系中的各门课程虽然教学内容不同，教学侧重点也不同，但从属于统一的体系结构，存在一定的层次衔接关系。而很多高校在设计硬件课程体系时，受传统的“重软偏硬”思想的影响，盲目加大软件类课程的教学学时，将人才培养计划中必不可少的硬件课程孤立地安排在教学计划中，忽略了硬件类各门课程之间的系统联系，不考虑内容的衔接与整体的优化。在教学过程中，教师往往只孤立地注重一门课程的完整性，不重视与其他课程相互渗透的交叉关系，不注重为学生后续相关课程打下铺垫。由于“计算机组成原理”是硕士研究生入学考试专业课程，有些高校不得不增大该门课程的教学学时，但竟没有开设该课程的前导课程“数字逻辑”。而另一门前导课程“汇编语言”甚至安排在“计算机组成原理”后教学。课程体系结构缺乏系统性，造成教学内容脱节，知识点孤立，一些课程教学内容重复，严重影响教学效果的提高以及计算机专业人才培养的质量。
2.学生的畏惧心理
硬件课程体系中的课程知识点多，理论性强，概念比较抽象。学生在学习过程中不能在掌握抽象概念的同时进一步进行应用验证。[2]而软件课程只需要一台pC机，学生就能在课后对学习内容通过编程验证，采用直观的方式完成作业和复习，充分调动起学生的学习积极性。高等院校过于重视组织学生参加各类程序设计大赛，无形中就让学生以为只要具备程序设计能力就达到了计算机学科人才的要求。因此学生对硬件课程不重视，孤立地记忆各个知识点，仅仅为了参加考试修满学分才学习，一提到硬件课程就头疼，产生畏惧心理。
3.课堂教学效果差
在硬件课程的教学中，由于教学大纲制订的不合理，教师过分依赖教材进行课堂教学。教材内容陈旧，教材的更新往往跟不上计算机硬件技术的高速发展，许多新技术新思想未能融入到课程体系中。而且现在高等院校课堂普遍采用多媒体教学方式，教师上课所用的教学课件仅仅就是教材的重复，教师的教学方法单一，纯粹为完成教学内容而教学，通过传统的讲授教学方式把知识硬灌输给学生，课堂教学内容与实际应用严重脱节，针对性不强，学生只能被动接收孤立的知识点，无法抓住硬件课程的精髓，直接影响学生学习硬件课程的积极性，最终造成学生无法对计算机系统形成一个整体的认识。
4.实践教学的误区
由于大多数高等院校由于经费不足，计算机专业实验设备的投资更偏重软件类课程，而硬件课程实验设备前期投资较大，后期的维护费用高，课程体系中的“模拟电子技术”“数字逻辑”“单片机技术”等课程由于实验设备的缺乏，更多的是将这些实验课程安排到电信系来开设，直接导致理论教学同实验教学的脱节。而“计算机组成原理”的实验也仅仅是在实验箱上完成，按照实验指导书上的连线图，学生只需要动手插上连接线，拨动几个开关，通过指示灯的亮和灭记录下结果就行了。[3]而且安排的实验全部是验证性实验，对学生理论知识的理解没有很大的帮助作用。
二、计算机硬件课程体系整体优化的探索和实践
针对目前我国高校计算机硬件课程体系的现状和普遍存在的问题，以培养“三重一高”应用型人才为导向，可以采取以下措施对硬件课程体系进行整体优化来有效地提高计算机技术人才培养的质量，符合科学发展观的人才培养模式。
1.创建“三重一高”应用型人才培养模式
“三重一高”应用型人才培养的核心思想是以“重基础、重技术、重能力、高素质”为本，创建符合科学发展观的人才培养模式。通过该人才培养模式能促进学生的全面发展，不断地提升学生的思想品德、科学文化素养、身体素质、心理健康、动手实践能力以及创新意识。在制订人才培养模式时，院校要及时关注当前社会对计算机技术人才的需求，结合高等院校的办学层次和自身特征，充分发挥出学生的特色，才能让学生有更强的社会竞争力和发展潜力。
2.优化计算机硬件课程体系结构
（1）修订教学大纲。根据人才培养模式的要求，及时修改计算机类各专业的教学计划，充分认识到计算机硬件课程体系在培养计算机技术人才的重要地位。组织承担硬件教学课程的教师理顺该课程体系中各门课程的衔接关系和内在联系，有效地整合硬件课程体系中的课程，将多门课程中重复的内容进行有机融合，重新制订各门课程的教学顺序和教学学时，避免课程教学脱节和教学内容的重复，还可以增设“硬件工程师培训”“嵌入式工程师培训”等硬件类的专业选修课程，通过分析各门课程的侧重点以及授课老师的集体交流，拟定出一套能充分体现硬件课程系统化教学的教学大纲。教学大纲中可以将技术落后以及与后续课程联系不大的内容删除，并及时将计算机硬件技术的发展前沿和最新成就补充进来。
（2）编写适用教材。根据本校的教学实际情况组织教师编写符合人才培养模式的硬件教材，在强调理论知识的同时，采用深入显出的方式分析抽象的原理，并增加学科的前沿技术，引导学生去进一步深入探讨。注重培养学生的创新意识，使得整个课程体系中的教学过程更连贯，教学效果更好；并完成与教材配套的多媒体教学课件。该教学课件不能仅仅做成是复制教材内容的ppt文档，要充分体现多媒体辅助教学的功能，要采用多种形式来演示抽象的理论知识点。比如可以利用仿真软件来动态演示辅助教学，还可以采用FLaSH动画效果来加深学生对知识的理解，消除对硬件课程的畏惧心理，充分调动起学习硬件课程的积极性，学习效率更高。针对一些比较重要的硬件课程，还可以编写该课程的学习指导与习题解析，帮助学生课后自学和复习。
（3）建立教学网站。利用丰富的网络资源建立硬件课程网站，分模块将各门课程的学习资源以开放形式提供给学生，让学生在课后能及时补充学习内容，获取更多的新技术和学科的发展动向，并通过在线交流来实现师生间对一些核心知识点的探讨。学生也可以通过该网站提交作业和设计报告，并向教师提问。教师也能在该网站获取学生的反馈信息，及时调整教学进度，采用合适的教学手段和方法。
（4）建设课程试题库。为了进一步提高教学质量，科学地进行教学评价以及端正学生的学习态度，必须严格遵循人才培养模式和教学大纲，科学建立起各门硬件课程标准化的试题库。并且要动态地更新试题库，通过计算机系统自动完成整个考试过程，真正实现“考教分离”。教师在教学时必须严格遵循该课程的教学大纲，按要求将重难点讲清楚和透彻，避免考试前透题，以及改卷时送“人情分”。
（5）注重实践环节。实践环节是培养学生创新意识的最好途径，不能仅仅将实践教学作为理论教学的附属品，要切实把实践教学贯穿整个硬件课程体系当中，严格遵循实验教学大纲，编写规范的实验指导书，改革实验考核方式，引起学生对硬件实验的重视。在注重理论知识的同时，也要培养动手实践能力，提高综合素质。[4]一般硬件实验设备的投资比较大，后期的维护费用也比较高，可以建立起硬件虚拟实验室，提供给学生更多发挥创新潜能的机会。像“数字逻辑”“计算机组成原理”和“单片机技术”等课程将一部分验证类实验在实验箱上通过连线完成，设计类和综合类实验可以在计算机上用“软件”的方法来实现，采用eDa技术，应用multisim、proteus仿真软件、VHDL硬件描述语言，扩展学生的思维，激发学生的创新意识。同时注重培养学生的工程实践能力，充分利用实验中心的创新实验平台，鼓励学生参加各类硬件设计大赛、电子竞赛和“大学生创新性实验项目”。
（6）加强教师队伍建设。注重硬件课程体系特色教学团队建设，调整师资结构，通过引进高层次的人才，建立学科带头人、师范教师与骨干教师相结合的师资队伍。定期组织教师开展教研活动，及时发现课程体系中存在的问题，进一步地进行修改。注重教师的培训，对新进教师采用导师培养制度，并有计划地安排教师出外学习培训以及参加各种学术交流会议，能获取该学科的最新技术。鼓励教师以团队形式申报各类教学研究项目，有计划地开展教学改革。
三、结语
计算机硬件课程体系整体优化的实现要经历一个长期的过程，需要结合理论教学、实践教学、师资培训、考核方式、教学模式与手段等多方面进行优化。近两年在湖南工学院计算机信息学院推行新的硬件课程体系以来，教学团队在教学中通过不断的实践探索，采取了合理制订应用型人才培养计划、修订教学大纲、重新整合教学内容、改变传统的考试模式、加强实践教学、增设创新实验室等多项措施。从教师和学生提交的问卷调查表以及硬件课程考试成绩统计等数据来看，获得到了较好的教学效果，提高了教学质量，学生对硬件课程的学习积极性和学习效率都有了明显的提高。另外在“三重一高”应用型人才培养方面获得了比较明显的效果，学生在各类竞赛和创新实验项目成绩比较显著，就业率也得到了提高。从毕业生就业的回返调查来看，用人单位普遍认为学生的动手实践能力比较强。实践证明对计算机硬件课程体系进行整体优化，是培养应用型人才的必然要求。
参考文献：
[1]陈付龙，齐学梅，罗永龙，等.创新能力驱动的层次化计算机硬件课程群构建与实施[J].大学教育，2013，（2）：40-42.
[2]吴卫江，赵建辉，刘博.也谈计算机硬件课程群建设[J].计算机教育，2012，（1）：28-31.
计算机硬件的研发篇7
关键词：计算机；硬件；日常维护
中图分类号：tp307文献标识码：a文章编号：1674-7712（2013）04-0100-01
计算机信息技术的发展在一定程度上推动着社会的发展、改变了世界。计算机无论是在日常生活中还是在科学研究中都扮演着重要的角色，可以说如今的社会已离不开计算机。计算机主要是由硬件和软件两大部分组成，硬件作为计算机的基础部分，是计算机稳定运行的基本保障。因此，硬件的日常维护关系到整个计算机的稳定运行。本文就对计算机主要硬件诸如CpU、主板、内存、硬盘、显卡、声卡以及网卡、显示器的日常维护中的热点问题做定性的研究和探讨。
一、计算机硬件中CpU日常维护中的热点问题
CpU是中央处理器的简称，其主要是由控制器、运算器和寄存器以及它们之间所联系的数据、控制和状态的总线所构成。CpU是计算机三大核心部件之一，它是计算机中运算和控制的核心部件。因此，如何做好CpU的日常维护工作，成为了计算机能否正常运行的基本保障。
CpU最主要的问题就是计算机在运行时的温度问题，如何采取有效的措施来降低CpU的温度，这对于提升系统和硬件的功能来说至关重要。在运用计算机的过程中，要想达到有效降低CpU温度的目的，可以作如下的操作：其一就是定时的清理CpU散热片以及散热风扇上的灰尘，这主要是因过多的灰尘能使风扇的转速降低不利于CpU的散热；其次就是运用CpU降温软件，这些软件通过让CpU在空闲的时候自动休眠，以致让CpU暂时停止工作，这样也可以在一定程度上达到降低CpU温度的目的；除此之外还可以在CpU表面和散热片之间涂一层硅脂，以此来提高热量传递的效率，从而达到降低CpU温度的目的。
二、计算机硬件中主板日常维护中的热点问题
主板是计算机最基本也是最重要的三大核心部件之一，其主要由芯片、对外接口以及扩展槽构成。因此，主板在日常生活中的维护对于计算机正常运行起着决定性的作用。主板日常维护中的问题主要是如何清除主板灰尘，在清除主板灰尘的时候，要用刷子小心的、轻轻地将灰尘清除掉，也可以用小型吸尘器将主板中的灰尘给彻底清除掉，从而达到维护主板的目的；再者就是进行拆机时，要注意螺丝以及金属之类的东西，不要让其掉落到主板上造成短路，以防主板会被损坏。因此，在拆机进行维修的过程中，要特别地注意；在使用计算机的过程中，要注意避免水之类的液体溅到主板上而损坏主板。
三、计算机硬件中内存和硬盘日常维护中的热点问题
内存和硬盘都是计算机中重要的组成部件，在计算机系统中占据着重要的位置，日常生活中维护好内存和硬盘，对于计算机正常的运行来说至关重要。
内存是连接CpU进行沟通的桥梁，计算机中任何程序的运行都是在内存中进行的，因此维护好内存对于计算机正常工作来说至关重要。内存主要出现问题的地方是金手指，金手指很容易氧化，从而导致与插槽的接触不良，影响计算机的正常工作。因此，在使用计算机的过程中，要特别注意内存氧化的问题，还有就是要定期的对内存插槽中的灰尘进行处理，这也有利于内存的正常工作。
硬盘是计算机中的主要存储媒介之一，是计算机中主要的数据存储设备。在使用过程中硬盘会出现一些问题。其一就是系统无法识别出硬盘，这主要是硬盘本身、BioS设置、主板和电源这几个方面存在的问题，当出现系统无法识别硬盘这一现象的时候，要从这几个方面入手进行排查；再者就是读取硬盘不充分，比如实际硬盘大小为320G，而只显示100G。这主要是没有对剩余的硬盘进行分区所造成的，只要对硬盘进行格式化后分区就能解决这一问题；再者就是电脑工作时硬盘转动和读写的噪声比较大，出现这一不良现象的主要原因是由于机箱的设计和硬盘的安装不合理，使用者可以通过检查硬盘的安装来解决这方面的问题。
四、计算机硬件中显卡、声卡以及网卡日常维护中的热点问题
显卡的主要的功能就是将计算机系统中所要显示信息进行转换驱动，并且向显示器提供行扫描信号从而控制显示器的正确显示。显卡是实现人机对话的重要设备之一；声卡是为了实现数字信号或者声波相互转换的一种硬件设备；网卡是能实现网络信号的接收和转换的一种设备。
显卡主要的问题是风扇的运转和噪音这些方面，如果出现这些问题，需要使用者尽快的更换显卡的散热风扇，以此来延长显卡的使用寿命；声卡主要出现的问题是在拔插麦克风和音响的时候，使用者应该注意这方面，在进行拔插麦克风和音响前，一定要先关闭电源，这样可以避免损坏其他配件；网卡方面的维护问题，主要是在更换网卡的时候，需要在注册表中修改原网卡的maC地址，这样才能保证网卡的正常使用。
五、计算机硬件中显示器日常维护中的热点问题
显示器是计算机中重要的输入输出设备，它是将电子文件通过特定的传输设备方式显示到屏幕上，从而让人们接收到相关信息的设备，是计算机中不可或缺的重要组成部分之一。因此，维护好显示器是正常使用计算机的必备基础。在使用计算机的过程中，显示器主要出现的问题是黑屏、花屏、缺色、白屏、色块以及开机无信号和抖动等等现象，为了最大程度上克服这些问题，主要采取的措施是：不要经常性的对显示器进行开关操作，还有就是做好显示器的防潮、防尘、防强光以及防磁场干扰的工作。
计算机无论是在日常生活中还是在科学研究中都扮演着重要的角色，可以说如今的社会已经离不开计算机。而硬件作为计算机重要的基础组成部分，是计算机稳定运行的基本前提和保障。本文主要是对计算机中主要硬件诸如CpU、主板、内存、硬盘、显卡、声卡以及网卡、显示器在日常维护中出现的热点问题做了定性的研究和探讨。
参考文献：
[1]李启飞.计算机常见硬件故障诊断及排除[J].电脑知识与技术，2008.
计算机硬件的研发篇8
关键词：实践教学；案例项目任务驱动；创新能力
为培养高素质创新人才，提高学生创新能力和就业竞争力，各大高校都非常重视实践教学，并将其课时设置大幅提升，在有些高校中甚至已经超过了理论教学课时量，同时学校在科研和设备投入方面也给予了大量倾斜。但受传统教学理念的影响，实践课程的设置过分依赖理论教学，实验内容仍以验证性和演示性实验为主，教师在实践教学过程中处于中心地位，学生被动地跟随教师的思路进行实验方法和技能的学习。因此，学生的主观能动性和创新能力难以有效发挥。
计算机硬件课程是计算机专业的重要分支，是软件课程学习的基础，对学生实际动手能力与创新能力的培养起着举足轻重的作用。鉴于计算机硬件课程本身的复杂性，学生在硬件实践课程的学习中存在着畏难情绪，同时硬件实践教学改革滞后，教学方法陈旧，实践课程与快速的计算机信息技术发展严重脱节，学生对计算机硬件实践课程学习的主观能动性不够，学习效果不佳，为此笔者探讨案例项目任务驱动教学法在计算机硬件实践教学中的应用，引导学生重视硬件课程，以提高学生学习兴趣，切实地提高学生实际动手能力、创新意识和就业核心竞争力。
1、基于案例项目任务驱动的教学方法
案例教学法基于启发式教学理念，寓教学内容和知识点于具体案例，结合典型案例的剖析，引导学生主动解决案例所遇到的问题，培养学生分析和解决问题的能力，发挥学生的学习主观能动性。项目教学法则是依托实际项目，融教学知识点于具体项目，学生在完成项目的过程中，学习教学大纲中设置的知识点，由于项目完成需要小组人员的通力合作，利于增强学生的团队意识，提高其自主创新能力。而任务驱动教学法是以学生作为学习主体，结合自己分担任务模块的完成，建构知识体系，极大地发挥了学生的学习主观能动性。上述3种教学方法已在当前教学实践中获得了良好的教学效果，但多以单一课程作为研究对象，教学方案设计过分依赖所选案例、项目和任务，且教学内容与设计案例、项目和任务严重脱节，影响了教学方法的效果。同时3种教学方法在培养学生创新能力和发挥学生主观能动性等方面各有侧重，为此，笔者以计算机硬件课程系统为研究对象，融3种教学方法于一体，以学生喜闻乐见的“案例”为“引导”，以“实际项目”为“主线”，寓课程知识点于项目实施的每个任务模块，“驱动”学生在完成任务的同时，建构理论体系。
2、基于案例项目任务驱动的计算机硬件实践课程的实施
2.1计算机硬件课程实践教学内容的优化设置
计算机专业硬件课程主要有“模拟电路”、“数字电路”、“计算机组成原理”、“微型计算机原理”、“单片机原理及应用”以及“嵌入式系统”等。由于课程之间在内容上存在交叉部分，我们需要深入分析和研究计算机硬件课程的教学任务，按照硬件课程体系培养能力结构的要求，优化整合硬件课程实践教学的内容，将其分为电子技能训练教学内容、计算机系统训练教学内容、单片机与嵌入式系统教学内容3个部分，而每个部分又可分为验证性、综合性和创新性3个层次。
电子技能训练教学内容是计算机硬件课程实践教学的基础，主要以验证性和综合性试验为主，通过验证性试验巩固深化教学内容。综合性试验则是以学生熟知的案例（如设计系统电源、放大电路以及信号采集调理电路等）驱动学生综合解决系统级任务课题，提高学生综合解决问题的能力。实践教学平台包括基于proteus仿真试验平台和自主性创新试验平台2种类型，其中基于proteus仿真试验平台用于模拟电子电路运行机理，验证和巩固课堂教学知识点；而自主性创新试验平台是在教师引导下，学生自主搭建电子线路，从而加深其对课堂知识点的理解，提高其动手能力，激发学生的科研探究兴趣。
计算机系统训练教学内容多以综合性和创新性实验为主，主要设计内容包含处理器设计和计算机控制系统设计等方面，采用基于eDa试验平台和自主性创新试验平台2种类型。其中基于eDa试验平台的实验主要用于训练学生自主设计CpU的能力，强化其计算机底层理论体系，以便使学生建立整机的概念，优化软件编程效率。创新性试验平台则是基于实际的计算机控制系统，由学生自主地完成某一控制系统的设计，深化学生理解计算机专业硬件课程的重要性，激发学生对计算机硬件专业课程学习兴趣。
单片机与嵌入式系统教学内容主要以自主性创新试验为主，主要是对计算机硬件课程知识体系的综合检测。其试验平台多以教师实际承担的科研项目和电子设计大赛题目为主，项目具有较强的时效性和复杂性特点，易于提高学生参与课题的主观能动性，可作为计算机硬件实践课程的项目资源。学生在教师的任务分配下，独立完成自己所承担的任务，在任务完成过程中建构自己的知识体系。
2.2项目资源的优化选择
计算机硬件课程实践教学项目资源的选择应以培养学生的创新能力为首要目的。所选项目应尽量涵盖教学大纲要求内容，同时项目还需具备一定的难度和时效性。为此，我们必须深入分析计算机硬件实践教学内容，获取相关知识点，并将其融于项目实施过程，使学生在解决项目实施过程中所遇到的问题时，掌握和深化课程知识点。
项目资源优化选择的原则有3个：①鉴于计算机硬件课程实践教学内容由电子技能训练内容、计算机系统训练教学内容和单片机与嵌入式系统教学内容3部分组成，项目资源需融合上述3种教学内容所涉及知识点，并充分涵盖相关教学内容；②项目资源内容需紧跟信息技术的发展方向，应有较强的时效性，易于激发学生学习的积极性；③项目在实施过程中所遇到的问题难度应适中，最后实验结果要明显，易于激发学生强烈的成就感。
我们以单片机与嵌入式系统教学内容为例说明项目资源优化选择原则。项目资源选择“基于单片机的智能车控制系统的设计”，包括软、硬件2部分，其中硬件部分包括了电源部分、硬件滤波部分、信号采集调理放大部分、数模转换部分、控制电路部分等电子电路部分，基本涵盖了模拟电路和数字电路的基本教学知识点；软件部分涵盖了定时器控制、中断应用、键盘使用、aD转换等，基本涵盖了微机原理和单片机原理的相关知识内容，且相关知识点均为硬件课程教学内容的基本知识点，难度适中。通过项目的实施，智能车可实现快速避障运行，易于激发学生的学习兴趣。智能车快速避障功能是智能机器人研究领域的热点，具有强烈的时代背景。此项目的开发经历，对于学生就业以及进一步深造都具有较强的指导意义。
2.3实践案例的合理剖析
项目分解要注意与实践教学内容相结合，分解后的案例模块在功能上要保持一定的完整性，且各模块之间具有一定的渐进性、扩展性，这样可逐步引发学生的学习兴趣，避免产生畏惧和抵触情绪。我们需要针对每一个案例模块，进行有效地评价和优化，分析每个案例模块所运用的知识点、用到或可能替代的相关算法以及相关联的案例模块等，并实现和演示。
我们以“基于单片机的智能车控制系统的设计”为例，说明实践案例剖析过程。“基于单片机的智能车控制系统的设计”可分解成：智能车系统的电源模块、智能车系统信号调理模块、智能车系统显示模块、智能车系统速度控制模块、智能车系统循迹模块和智能车红外避障控制模块等典型案例。上述案例直接由实际智能车系统分解而成，功能上具有完整性，难度逐步加大，具有一定渐进性，且各案例均涉及计算机硬件课程相关知识点，譬如智能车红外避障控制模块包括硬件电子电路和软件设计部分，硬件电子电路设计部分还有模拟电子的信号推挽放大电路、12C总线扩展、中断硬件电路设计等，软件设计部分包括数字滤波设计信号、定时器设定控制周期、中断避障判定等。这样，一个案例就涉及了计算机专业硬件课程的相关知识点，便于学生在项目实施过程中，强化理论知识的学习，激发学习兴趣。
2.4具体任务分配
案例剖析完毕后，我们必须指导学生将所选项目分解成相应的任务，使其与案例密切相关，并通过“模仿”、利用教学资源等学习方式完成任务，同时引导学生按照课堂上的案例步步深入，每完成一个任务，就将该任务“组装”进来，最终“组装”成一个完整的项目应用程序。结合“基于单片机的智能车控制系统的设计”剖析完成的案例，以任务的形式下达给各试验小组，分别用相关案例给各实验小组分配相关任务，因此会有智能车电源模块实验小组、智能车系统信号调理实验小组、智能车系统显示实验小组、智能车系统速度控制实验小组、智能车系统循迹控制实验小组以及智能车红外避障控制实验小组。各小组人员的具体任务进一步被分解，使得每一个学生都承担一定的具体任务。每位学生的责任明确，自己任务的完成都是项目完成必不可少的部分，使每位学生充分意识到团队合作的重要性，提高学生学习的主观能动性和创新能力。
2.5客观评价体系的优化设置
具体任务下达以后，学生便进入动手操作环节，充分地发挥了学生的主体能动作用。为有效防止学生任务完成过程中出现困惑和畏难情绪，教师需要做好正确的引导，但必须时刻坚持“学生为主导”的教学理念，仅需在解决途径和思路上给予指导。学生在具体任务完成过程中建构自己的理论体系。项目完成时，每位同学需对自己所完成的任务进行总结和评价，并接受教师和学生的提问，教师做出点评。各实验小组都要对自己所承担的任务进行评价，这不仅对目标达成的结果作出判断，还对小组成员目标达成的情况作出分析评价。学生通过参与自己学习成果的评价，认识到自己的智力潜能，利于激发学生的科研热情。教师依据各小组评价、任务完成过程、设计方案、调试过程、实验报告等部分，按一定的比例计算出学生最终的考评成绩。
计算机硬件的研发篇9
关键词：计算机组成原理分班教学教学改革就业
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1672-1578（2013）06-0065-01
1目前存在的问题
计算机行业发展速度快，目前的计算机专业高等教育存在着专业层次单一，课程设置陈旧，教学内容滞后，理论与实践脱节等问题[1]，导致高校的人才培养与企业需求脱轨。经过十几年的教育体制改革，中国高等教育已经不再是精英教育，尤其是普通高校应该定位在培养具有专业技能的应用型人才。计算机专业的教学也要由“广而全”改变为“深而精”。
计算机专业还存在研究方向众多，教学难于统一的问题。同样是计算机科学与技术专业的学生，学习兴趣和就业方向截然不同。有的同学喜欢web应用程序开发；有的对多媒体开发感兴趣，甚至选修了美术专业的一些课程；有的同学倾向于计算机底层开发，研究嵌入式系统；还有一些致力于考研，需要研究每个知识点的细节，并且能够熟练解题。虽然学校通过开设选修课程来满足学生不同的学习需求，但是必修课程却只能“一刀切”，为了提高学生的学习效率，需要对部分必修课程实施教学改革，本文主要讨论“计算机组成原理”的分班教学改革。
2分班教学实施方案
2.1分班方案
“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业的必修课，课程一般以冯・诺依曼模型计算机为基础，自顶向下的介绍计算机硬件系统的内部结构，工作原理以及设计方法[2]。根据学生的需求，可以将学生分为两个方向，以嵌入式软硬件设计等计算机底层开发为目标的，称为综合设计方向；以网络应用、数据库应用、多媒体技术等软件应用为学习目标的统称为软件应用方向。前者“偏硬”，后者“偏软”，有考研需求的学生应归为前者。
2.2教学内容
综合设计方向要求熟悉计算机硬件基本原理，掌握计算机的总体结构，理解硬件系统设计。不仅要研究具体硬件模块的原理，更要强调对硬件结构的设计思路以及系统级的认知。教学组织上要采用“整体自顶向下”，“细节自底向上”的方法。为满足考研需求的学生，还要练习适当的习题。
软件应用方向的教学，主要把握计算机硬件系统设计的整体思路，而不拘泥于具体的电路细节和硬件实现，重点研究计算机的运算方法、指令系统、控制方式，根据情况也应把“计算机体系结构”中的部分知识纳入到教学中去。
2.3教材选择
综合设计方向推荐使用哈尔滨工业大学唐朔飞教授编写的“计算机组成原理”，这本书概念清楚、内容精炼、通俗易懂。全书分为四个部分，总体设计思路清晰，细节描述详尽。同时还是考研推荐书目，书中内容与考研大纲接近。
根据软件应用方向的教学内容，教材的选择要注重把握计算机的总体设计思路，篇幅不宜太长，同时还可以选择“计算机体系结构”、“汇编语言”等教材作为辅助。为切合教学实际，教师也可以自编讲义供学生使用。
3需要注意的几个问题
3.1对教师专业素养的要求
分班教学打破了传统教材的限制，同时也提高了对教师专业素养的要求。担任综合设计方向教学的教师，要熟悉模拟和数字电路的设计，具有单片机、DSp、FpGa/CpLD等嵌入式项目的开发经验。担任软件应用方向教学的教师，要精通一门以上的面向对象程序设计语言，具有应用程序开发经验，熟悉操作系统内核，掌握驱动程序开发。
3.2注意考核的公平性
同一个专业的学生按照不同的教学大纲学习同一门课程，如果考核难易有别，会造成成绩的不公平，进而影响下一届学生的选班意向。另外成绩还可能影响学生的奖学金、就业等切身利益。
3.3教学安排
与一般的统一授课不同的是，课程分班打破了正常的分班建制，学生按照自己的选择上课。因此要尽量让两个授课班级的课时相同，利于教学安排。
4结语
随着计算机行业的逐渐成熟，计算机人才就业市场也发生了很大变化。企业不但要求大学生具有扎实的理论功底，更要具有某个方向的专长，甚至是项目经验。导致以往的“通才”式教育培养的人才，在校时各科成绩优秀，就业却常常碰钉子；而有技能专长的“专才”，具有某个方向的特长，更容易得到用人单位的青睐。为了改变大学里“不逃课的学生不是好学生”的现状，就需要大学改变教育思路，不再出现“听老师话，找工作难”的怪象。让学生把有限的精力投入到更有针对性的学习中。
“计算机组成原理”的分班教学有利于增强学生学习的目的性，让他们感觉学有所用；有利于改善学习积极性，激发学生学习的热情和兴趣；有利于提高学生学习的效率，帮助他们早日确定研究方向，找到学习的捷径。
参考文献：
计算机硬件的研发篇10
早期计算机性能低下，最初的计算机系统中没有操作系统软件，计算机的主要功能也只是提供科学计算，所以初期的计算机完全需要人工操作，通过硬件线路的连接来实现计算程序的运行。后来由于计算机硬件速度的快速发展和新的对信息处理能力需求，操作系统成为计算机系统不可缺少的软件平台。
计算机操作系统可以帮助工作人员管理计算机硬件资源，调度任务，同时可以人性化的将任务的处理过程和结果实时反馈给用户。操作系统的产生改变了人们对计算机使用方式的定义和认知，是迈向信息时代的第一步。
计算机发展至今，硬件速度越来越快，操作系统越来越复杂功能越来越强大，几乎可以处理任何一种数据信息，而人们又对计算机的性能有了新的需求。
当计算机功能越来越强大的同时管理维护的成本也在逐渐增大，其安全性和稳定性已经变成了计算机应用的最主要技术指标，高容错性和系统快速恢复能力成为当今计算机系统研究的主要方向，而虚拟机技术的完善使得这些新需求的满足有了更可行的捷径。
最早计算机虚拟化技术完全由软件实现，运行速度缓慢而且功能单一，虚拟设备，程序虚拟运行环境都属于这一类。但是这些远远不能满足各产业实际应用的需求。因此在软件虚拟技术成熟的基础之上一些大的软件公司开始研究虚拟操作系统的产品，Vmware就是这类产品的代表。
Vmware用软件模拟计算机硬件系统，这样一来在一个真实的计算机系统上(包括操作系统软件)可以同时运行多个虚拟操作系统，这些虚拟操作系统可以是和真实系统相同的系统软件，也可以是完全不同的系统软件。比如在一台装有windowsXp操作系统的pC机平台上安装Vmware，然后再用Vmware虚拟机安装linux操作系统，这样一来，用户可以在同一个硬件平台上同时运行两个结构完全不同的操作系统。这种计算机的应用方式被许多教学单位采用，以构建低成本的计算机实验环境。
但是用软件模拟硬件的技术有它先天的局限性，比如虚拟机系统运行速度受到很大限制，对外部设备的支持差等原因，使得纯软件模拟实现的虚拟机环境不适合商业和工业领域的应用。
为了突破这一瓶颈，许多硬件厂商和软件厂商都为此做了大量研究。例如intel已经在其新的CpU中集成了Vt功能，这种功能通俗的解释就是：可以让一个CpU工作起来就像多个CpU并行运行，从而使得一台计算机中同时产生运行多个操作系统运行的硬件环境成为可能。
与软件模拟硬件技术不同，这种以硬件功能为主的虚拟技术可以大大提高虚拟机系统的运行速度，而且可以方便的解决早期纯软件模拟技术条件下虚拟机实现中的许多复杂设计。
目前许多虚拟机软件开发商都采用了这种Vt技术，其中Vmwareworkstation、VirtualpC、Xen、LinuxKVm都采用了这一一技术，目前对这一类虚拟化技术，人们统一称之为硬件辅助虚拟化。
Xen
Xen是在剑桥大学作为一个研究项目被开发出来的，它已经在开源社区中得到了极大推动。Xen是一款半虚拟化(paravirtualizing)Vmm(虚拟机监视器，Virtualmachinemonitor)，这表示，为了调用系统管理程序，要有选择地修改操作系统，然而却不需要修改操作系统上运行的应用程序。
虽然Vmware等其他虚拟化系统实现了完全的虚拟化(它们不必修改使用中的操作系统)，但它们仍需要进行实时的机器代码翻译，这会大大影响性能。
Xen采用了Vt技术来实现计算机底层虚拟化功能，它很充分的发挥了硬件辅助虚拟化技术的优点，不再将虚拟机模型建立在真实机操作系统之上，而是在硬件平台上构建一套类似于中间件(并不是真正意义上的中间件)的软件逻辑层，所有操作系统都建立在这个“中间件”之上。
其中有一个Domo(1inux)操作系统，它负责统一管理其他Guest虚拟操作系统，但是原理上这个负责管理的linux操作系统与其它虚拟机系统是平等的。
这种计算机虚拟技术模型的优点在于，用户可以通过设置或开发扩展功能，实现计算机硬件资源被所有虚拟操作系统共享，虚拟机系统可以对硬件资源进行适当的调度和管理(完全软件模拟虚拟化技术中，虚拟机操作系统对硬件资源没有权利占有，只能依赖虚拟机软件提供的使用接口实现调用功能)，用户可以指定每个虚拟机系统所占有的系统资源，比如内存、外存、CpU个数等等。
Xen采用qemu模拟计算机硬件，qemu提供了虚拟机操作系统与计算机硬件的数据交互和控制功能，这样一来多个虚拟机操作系统可以同时拥有并使用同一个硬件。
如果用户对Xen进行内核及的扩展性开发，还可以实现虚拟机操作系统完全占有硬件的能力，也就是说一个虚拟机操作系统在一段时间内可以对一个或几个计算机硬件资源完全占有，就好像这段时间内这个虚拟操作系统是直接安装在这些硬件上的，无论性能还是稳定性都会大幅度提高。中国国内目前已经有许多公司开发出了类似的功能扩展。
完全虚拟化技术的不利因素就是它们的性能，因此半虚拟化的思想已经成为了目前计算机虚拟化技术的主流，其性能度量和它达到的高效性成为一个突破。运行Xen的系统开销确实非常小，大约占3％，这在完全虚拟化技术时代是不可想象的。
Xen的半虚拟化技术与硬件辅助虚拟化技术所描述的概念不同，半虚拟化技术主要指的是软件层面上的特点，而硬件辅助虚拟化技术指的是计算机硬件为了实现虚拟化所作的辅助设计。
Xen是在linux系统内核代码的基础上修改添加了许多用来支持计算机虚拟化技术的功能，这样一来Xen本身便成了一个独立存在的系统软件(也可看作是系统硬件和操作系统之间的一个类似中间件的逻辑部分)，标准的操作系统如windows或linux等都运行在它的基础上。
如果直观的解释，那就是Xen在linux系统内核与计算机硬件之间封装了一层功能接口，这些接口用来管理虚拟机操作系统，为虚拟机操作系统提供硬件资源并建立数据交互机制。这样的软件层的实现，使得虚拟机系统的运行速度和稳定性更加优良。
但是只有这些是不能完全实现一个虚拟机系统全部的功能，因为作为被虚拟的操作系统，他们自身是一个完整的标准操作系统，因此它们没有对Xen的依赖概念，Xen的特殊性和被虚拟操作系统的独立性之间便会出现许多矛盾，为了解决这些问题，Xen除了内核上的修改之外还提供了许多服务性质的软件。