計(jì)算機(jī)硬件開發(fā)精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇計(jì)算機(jī)硬件開發(fā)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

【關(guān)鍵詞】局域網(wǎng)；硬件資源管理；系統(tǒng)開發(fā)

【中圖分類號(hào)】TP309 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）04-0211-01

一、計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的構(gòu)成

資源管理是近代管理學(xué)的一個(gè)重要組成部分，是一個(gè)正在不斷發(fā)展的學(xué)科，其在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方面的定義隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展而更新，現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)資源管理主要是指計(jì)算機(jī)設(shè)備、人以及其他通信手段組成的資源管理系統(tǒng)。由于通常計(jì)算機(jī)分為硬件部分和軟件部分，因此計(jì)算機(jī)硬件管理系統(tǒng)其實(shí)是資源管理的一部分，或者是大系統(tǒng)下的一個(gè)子系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)硬件各種資源的綜合管理。計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的構(gòu)成主要有兩部分，一是系統(tǒng)管理的對(duì)象，二是管理對(duì)象的實(shí)現(xiàn)，也就是如何讓實(shí)現(xiàn)管理。首先，計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的管理對(duì)象肯定是計(jì)算機(jī)的硬件，但是系統(tǒng)管理的資源并不是指實(shí)物，而是能夠代表實(shí)物的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)才對(duì)系統(tǒng)有價(jià)值。硬件是我們使用計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，硬件資源的一手資料也來源于硬件本身，例如門禁系統(tǒng)、打印機(jī)、硬盤等等，而這些硬件都對(duì)應(yīng)著一些特征數(shù)據(jù)，例如門禁系統(tǒng)就能提供上機(jī)人數(shù)、金額、位置；打印機(jī)則提供要打印的內(nèi)容、打印數(shù)量、打印規(guī)格等；硬盤則包含了對(duì)容量和存儲(chǔ)內(nèi)容的更改。這些數(shù)據(jù)才是資源管理系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，才是真正有用的資源。其次，計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)是依靠硬件設(shè)備之間的一些聯(lián)系和構(gòu)成規(guī)則來實(shí)現(xiàn)管理。資源管理系統(tǒng)要明確兩個(gè)因素才能實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的管理，一是各要素和整體之間的關(guān)系，二是整體和運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系。以門禁、打印和硬盤為例，這三個(gè)部分是相互獨(dú)立的，但是他們和整體的關(guān)系就是學(xué)生的基本信息，這些信息存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣就建立了兩者之間的關(guān)系，而各部分在操作之后還會(huì)把數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)庫(kù)。

二、計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概述

（一）計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要遵循以下幾個(gè)原則：整體性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可發(fā)展性。整體性主要是指系統(tǒng)的完整性，企業(yè)的管理是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，最終的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的完整，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)雖然不會(huì)涉及到各個(gè)方面，但是必須在設(shè)計(jì)之初考慮到各個(gè)方面；先進(jìn)性主要是針對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展而設(shè)定的，也與系統(tǒng)安全緊密關(guān)聯(lián)，往往更新的技術(shù)更有利于系統(tǒng)安全，不受外界侵襲，而先進(jìn)性也有利于延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命；經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)而言，多么龐大和高端并不是衡量成敗的指標(biāo)，很多系統(tǒng)盲目追求高端導(dǎo)致后期維護(hù)和管理異常困難，最終被廢棄。所以資源管理系統(tǒng)要根據(jù)實(shí)際需要，既保證系統(tǒng)的安全，又要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；可發(fā)展性主要是指系統(tǒng)隨著技術(shù)的更新而不斷改進(jìn)和擴(kuò)展。

（二）計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的開發(fā)方式

目前計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的開發(fā)方式主要有四種形式，即購(gòu)買現(xiàn)成軟件包、自行開發(fā)、委托開發(fā)和聯(lián)合開發(fā)。幾種方式的選擇需要綜合考慮企業(yè)的實(shí)力和環(huán)境，最主要的是企業(yè)的經(jīng)濟(jì)情況。購(gòu)買現(xiàn)成軟件包是最直接的方式，一般是一些簡(jiǎn)單的管理系統(tǒng)，而且都是通用軟件。優(yōu)點(diǎn)是時(shí)間短、費(fèi)用少，但是需要二次設(shè)計(jì)，這就比較麻煩。自行開發(fā)需要企業(yè)有較強(qiáng)的系統(tǒng)分析和程序設(shè)計(jì)人員，還需要一支專業(yè)的維護(hù)隊(duì)伍，適合大型且安全性能要求高的企業(yè)和單位，例如研究所、計(jì)算機(jī)企業(yè)、重點(diǎn)大學(xué)等。優(yōu)點(diǎn)是自己開發(fā)費(fèi)用節(jié)省，而且一般會(huì)比較適合本單位使用，方便后期維護(hù)。但是也可能個(gè)受制于自己業(yè)務(wù)而忽略系統(tǒng)的優(yōu)化性能。委托開發(fā)一般是企業(yè)沒有設(shè)計(jì)的專業(yè)人才，只能依托其他專業(yè)隊(duì)伍來完成，一般雙方會(huì)簽訂商業(yè)合同，保證雙方的利益。優(yōu)點(diǎn)是省事省時(shí)，開發(fā)的系統(tǒng)技術(shù)水平較高，缺點(diǎn)是費(fèi)用高，系統(tǒng)維護(hù)需要開發(fā)單位的長(zhǎng)期支持。聯(lián)合開發(fā)是介于自行開發(fā)和委托開發(fā)之間的一種方式。

（三）計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)策略

在設(shè)計(jì)策略上主要是注意開發(fā)的方法，根據(jù)對(duì)以往系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析，有幾種方法是不可行的：組織結(jié)構(gòu)法，這種方法比較機(jī)械的劃分系統(tǒng)，沒有考慮系統(tǒng)的完整性；數(shù)據(jù)庫(kù)法，需要根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前比較好的設(shè)計(jì)方法有：自上而下的設(shè)計(jì)方法，這種方法從企業(yè)管理實(shí)際出發(fā)，從整體需求開始，逐漸將企業(yè)的需求從抽象到具體，逐步實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)。而與之相反，自下而上的設(shè)計(jì)方法則是類似于搭積木的思想，逐層來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。而現(xiàn)在這兩種方法總是結(jié)合使用，首先完成整個(gè)系統(tǒng)的邏輯模型，然后尋找最優(yōu)的物理模型，從邏輯模型到物理模型的實(shí)現(xiàn)就結(jié)合了自上而下和自下而上的設(shè)計(jì)思想。

三、局域網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)硬件資源管理系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)

篇(2)

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；計(jì)算機(jī)專業(yè)；硬件體系；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1計(jì)算機(jī)硬件類實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的問題

計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展，若計(jì)算機(jī)硬件類實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開設(shè)自主性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)就面臨一些問題和困難。

1.1硬件設(shè)備投入高，硬件項(xiàng)目開發(fā)周期長(zhǎng)

硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)需要大量的資金投入，而且硬件類實(shí)驗(yàn)消耗很大，需要持續(xù)的資金投入做保障。此外，硬件課程建設(shè)周期也較長(zhǎng)，硬件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)也非一蹴而就，實(shí)驗(yàn)教師需要完備的理論知識(shí)和扎實(shí)的電子學(xué)知識(shí)，而且需要反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和長(zhǎng)期的實(shí)踐，才能自如的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，這一過程比掌握一門計(jì)算機(jī)語言或一種計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)工具要難得多和慢得多。實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新速度及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目長(zhǎng)周期開發(fā)難以滿足新技術(shù)、新方法的更新步伐。

1.2教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)，硬件線路相對(duì)固定，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容受硬件設(shè)計(jì)的制約

很多教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)，是針對(duì)某門課程而開發(fā)設(shè)計(jì)的，硬件線路部分相對(duì)固定，其擴(kuò)展性很有局限，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容受硬件設(shè)計(jì)的制約。硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備的高投入和實(shí)驗(yàn)器件的大消耗，在沒有足夠資金投入的情況下，在現(xiàn)有硬件設(shè)備上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新，開設(shè)自主性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)。

1.3硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)彼此脫節(jié)，缺乏系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)體系

計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類課程必修課程一般包括數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)接口與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選修課程一般包括單片機(jī)原理及應(yīng)用、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等。這些課程之間彼此存在內(nèi)在的聯(lián)系，學(xué)生通過這些課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)能逐步建立起整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，掌握計(jì)算機(jī)的控制應(yīng)用。但在具體課程和實(shí)驗(yàn)安排中，卻往往忽略并割裂了這種內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有從模塊化、系統(tǒng)化的角度整體考慮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制應(yīng)用的要求。因此，分析這些課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，設(shè)計(jì)階段性、模塊化、系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，建立計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用設(shè)計(jì)能力十分重要和必要。

2構(gòu)建基于EDA技術(shù)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

EDA技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及可編程邏輯器件PLD的出現(xiàn)及不斷推舊出新，為解決上述矛盾提供了一個(gè)良好的契機(jī)。EDA技術(shù)不僅是一種先進(jìn)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)，而且將在計(jì)算機(jī)專業(yè)的硬件體系實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮其重要作用。采用EDA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)軟件化，其實(shí)以軟件實(shí)驗(yàn)替代硬件實(shí)驗(yàn)的方法也將是計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向，在美國(guó)一些著名大學(xué)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室，包括計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)早已不用那種傳統(tǒng)接插式箱式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，采用EDA技術(shù)進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)，通過可編程邏輯器件進(jìn)行修改和重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)編程和硬件邏輯設(shè)計(jì)的軟件化，設(shè)計(jì)方法較靈活。由于所有的實(shí)驗(yàn)都在計(jì)算機(jī)上利用軟件來完成,不需連接導(dǎo)線，修改測(cè)試極為方便，可大大提高實(shí)驗(yàn)效率。與通常的實(shí)驗(yàn)手段相比，“軟件化”實(shí)驗(yàn)無器件損耗，可節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，并減輕實(shí)驗(yàn)管理人員的維護(hù)工作量。采用EDA技術(shù)將為學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供廣闊的發(fā)展空間的同時(shí)，全面提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)硬件設(shè)計(jì)的興趣。因此，構(gòu)建EDA技術(shù)貫穿于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系十分必要。

2.1研究計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類課程之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)遞進(jìn)層次的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)

要合理設(shè)置計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課的結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課之間的邏輯順序的同時(shí)，注意知識(shí)內(nèi)容的相互銜接，上下呼應(yīng)，以保證學(xué)生知識(shí)的增長(zhǎng)、學(xué)生能力的發(fā)展和社會(huì)需求三者之間的統(tǒng)一。建立基于EDA技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)、應(yīng)用研究設(shè)計(jì)三個(gè)遞進(jìn)層次的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)。

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：主要掌握基本技能、基本方法的運(yùn)用，加深對(duì)理論知識(shí)理解。例如，數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)課程中組合邏輯和時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課程中功能部件的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)接口實(shí)驗(yàn)課程中I/O接口部件的設(shè)計(jì)，學(xué)生用EDA軟件原理圖和硬件描述語言的方法在設(shè)計(jì)或描述這些功能時(shí)，必須清楚部件的結(jié)構(gòu)與性能，充分理解理論知識(shí)。以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)替代驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不僅讓學(xué)生掌握基本技能和方法，更能透徹理解理論知識(shí)。

綜合設(shè)計(jì)：綜合所學(xué)的知識(shí)，應(yīng)用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)。如將計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)合，學(xué)生用硬件描述語言完成中斷控制器、總線控制器的設(shè)計(jì)，及RISC、CISC的CPU優(yōu)化設(shè)計(jì)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以在單科單個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將計(jì)算機(jī)硬件課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容打通，建立統(tǒng)一的平臺(tái)，完成多科目的綜合應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，達(dá)到對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的融會(huì)貫通。

應(yīng)用研究設(shè)計(jì)：進(jìn)行軟、硬件綜合設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)需要設(shè)計(jì)出一定規(guī)模的計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例，此時(shí)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)就不僅僅是單個(gè)或綜合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)了，而是一個(gè)總的計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目或軟、硬件綜合設(shè)計(jì)。學(xué)生以接近于實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，完成高質(zhì)量綜合設(shè)計(jì)為訓(xùn)練手段，使學(xué)生建立系統(tǒng)的概念與工程的概念。如基于SOPC的嵌入式設(shè)計(jì)項(xiàng)目，以掌握計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為主要訓(xùn)練目的，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的整個(gè)硬件系統(tǒng)、軟件環(huán)境有較全面、較系統(tǒng)的掌握，才能完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

2.2以EDA技術(shù)為紐帶構(gòu)建階段性、層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

仔細(xì)研究計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類課程之間的關(guān)系，構(gòu)建階段性、層次化、系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)體系。EDA技術(shù)好比紐帶，將那些分散的計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類課程有機(jī)地連接起來。具體可構(gòu)建如下幾個(gè)層次的實(shí)驗(yàn):

(1) 數(shù)字邏輯層次實(shí)驗(yàn)

完成常用組合邏輯和時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)，以及具有一定實(shí)用功能的邏輯系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。通過這些實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟悉EDA設(shè)計(jì)的的全過程。

(2) 計(jì)算機(jī)組成原理層次實(shí)驗(yàn)

主要完成運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、CPU等大規(guī)模器件的設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)的功能部件或整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程，鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

(3) 計(jì)算機(jī)接口與通信技術(shù)層次實(shí)驗(yàn)

完成計(jì)算機(jī)I/O接口部件的設(shè)計(jì)，側(cè)重于硬件邏輯實(shí)現(xiàn)，如定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器、DMA 控制器、并行接口、串行接口和VGA顯示器的控制電路等。

(4) 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)層次實(shí)驗(yàn)

完成諸如RISC、CISC和總線控制器等的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的各種組成部件或整機(jī)系統(tǒng)，追求結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和性能的提高，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行性能分析和測(cè)試的能力。

(5) 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次

主要完成嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件的設(shè)計(jì)和軟硬件綜合設(shè)計(jì)、多機(jī)容錯(cuò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、多機(jī)并行算法設(shè)計(jì)等，使學(xué)生能熟練進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)和運(yùn)用嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)調(diào)度和管理，最終設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)。

3實(shí)現(xiàn)基于EDA技術(shù)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)體系的措施

3.1增設(shè)EDA技術(shù)課程是當(dāng)務(wù)之急

EDA技術(shù)課程以應(yīng)用為主，主要介紹當(dāng)前可編程邏輯器件PLD設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)方法，以及PLD的體系結(jié)構(gòu)、硬件描述語言HDL、EDA開發(fā)工具和數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是EDA課程的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過一系列由淺入深的、不同層次(如基礎(chǔ)設(shè)計(jì)型、綜合設(shè)計(jì)型、應(yīng)用研究型)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可在較短時(shí)間內(nèi)掌握EDA技術(shù)的原理和方法，熟悉EDA設(shè)計(jì)的全過程。

EDA是以PLD及其開發(fā)板為硬件平臺(tái)，以硬件描述語言HDL和EDA技術(shù)為開發(fā)工具，以軟件設(shè)計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)硬件的功能。EDA課程的意義不僅僅在于教會(huì)學(xué)生掌握某種HDL語言和某種EDA工具的使用，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生掌握現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法與思想，能夠用形式化的方法來描述硬件電路，并能綜合運(yùn)用先進(jìn)的EDA技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真、綜合和測(cè)試、驗(yàn)證，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)能力。國(guó)外加州大學(xué)伯克利分校、斯坦福大學(xué)、威斯康辛大學(xué)等高校早已經(jīng)在計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用EDA技術(shù)進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和CPU的設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)著名高校近年也在計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)了EDA技術(shù)課程，開始應(yīng)用EDA技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用EDA技術(shù)是計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向，對(duì)于還沒有開設(shè)EDA技術(shù)課程或在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)還不能自如應(yīng)用EDA技術(shù)的計(jì)算機(jī)專業(yè)，應(yīng)該盡早增設(shè)EDA技術(shù)課程。

3.2精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)置

精選一些基本的實(shí)驗(yàn)作為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)的必修內(nèi)容。在內(nèi)容選取上，可以打破傳統(tǒng)的模式，如以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)替代驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以訓(xùn)練的性質(zhì)、層次進(jìn)行分類。在實(shí)驗(yàn)類型的設(shè)計(jì)上，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，擬定方案、調(diào)試方法等由學(xué)生獨(dú)立完成，使學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法和基本技能上得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，提高學(xué)生的主動(dòng)性。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，應(yīng)開展多種類型、多種層次、多種目的實(shí)驗(yàn)，如基礎(chǔ)設(shè)計(jì)型、綜合設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新設(shè)計(jì)型或應(yīng)用研究型。合理設(shè)置計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課的結(jié)構(gòu)，注意知識(shí)內(nèi)容的相互銜接，前后呼應(yīng)。如在計(jì)算機(jī)組成原理層次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需掌握EDA技術(shù)的原理和方法，熟悉EDA設(shè)計(jì)的全過程；在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需掌握嵌入式處理器組織結(jié)構(gòu)，如NiosII CPU軟核或MicroBlaze CPU軟核。

3.3抓好計(jì)算機(jī)硬件師資隊(duì)伍建設(shè)

要培養(yǎng)高質(zhì)量的學(xué)生，就必須有高水平的教師。教師是實(shí)踐教學(xué)改革的關(guān)鍵，其知識(shí)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)素質(zhì)、實(shí)踐能力、敬業(yè)精神將影響學(xué)生久遠(yuǎn)。從事計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的教師需要具備豐富的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)、扎實(shí)的理論功底、一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。值得思考的是，在當(dāng)今實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容更新迅速，實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)難度加大，社會(huì)用人單位急需實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才的情況下，高等工科院校的實(shí)踐教學(xué)教師仍然被定義為“教輔人員”，在崗位津貼、晉升職稱、項(xiàng)目申報(bào)等方面仍然處于弱勢(shì)地位。這種現(xiàn)象與重視實(shí)踐教學(xué)和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量并不合諧一致。需要盡快轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念，抓好計(jì)算機(jī)硬件師資隊(duì)伍建設(shè)，一方面積極引進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件人才；另一方面定期進(jìn)行新技術(shù)培訓(xùn)、實(shí)踐教學(xué)方法培訓(xùn)；此外，加強(qiáng)與企業(yè)單位橫向合作，鼓勵(lì)老師走向社會(huì)，多參加科研項(xiàng)目的研究，不斷更新知識(shí)，提高業(yè)務(wù)水平，為實(shí)踐教學(xué)改革與應(yīng)用型人才培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4建立開放式EDA實(shí)驗(yàn)室

可編程片上系統(tǒng)SOPC(System On a Programmable Chip)使得在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為可能。SOPC集成了硬核或軟核CPU、DSP、存儲(chǔ)器、I/O及可編程邏輯，采用基于SOPC的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使學(xué)生調(diào)試、驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)項(xiàng)目成為可能，為學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)提供廣闊的發(fā)展空間。比如軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，面向DSP等實(shí)際應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)，基于SOPC嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生能夠應(yīng)用EDA技術(shù)完成大型硬件的原型設(shè)計(jì)，或進(jìn)行創(chuàng)新性課題的研究。

由于PLD自身的特點(diǎn)，學(xué)生最初完全可以在計(jì)算機(jī)上借助于EDA工具完成設(shè)計(jì)輸入、編譯、仿真和綜合，這樣學(xué)生在普通的計(jì)算機(jī)上即可完成PLD設(shè)計(jì)的大部分工作，最后再到EDA實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行編程下載和驗(yàn)證。借助EDA技術(shù)學(xué)生能完成涉及多門硬件類課程的實(shí)驗(yàn)，在不同的學(xué)習(xí)階段，學(xué)生學(xué)習(xí)了相應(yīng)的硬件課程后，就可以采用EDA技術(shù)，自行設(shè)計(jì)與本課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

采用這種模式開設(shè)硬件系列實(shí)驗(yàn)，建立一個(gè)一定規(guī)模的EDA實(shí)驗(yàn)室，配備一定數(shù)量的SOPC實(shí)驗(yàn)臺(tái)和配套的計(jì)算機(jī)。這并不需要很大的實(shí)驗(yàn)室，也無須與學(xué)生規(guī)模相配套的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上安裝各種成熟高效的EDA工具，實(shí)驗(yàn)室作為開放式實(shí)驗(yàn)室，可以是實(shí)驗(yàn)時(shí)間開放和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開放，為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生提供一個(gè)良好的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。EDA技術(shù)的應(yīng)用貫穿于計(jì)算機(jī)硬件體系實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)將得到極大提高，這無疑對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的人才有著重要的作用。

4結(jié)束語

計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)且發(fā)展迅猛的學(xué)科，實(shí)踐環(huán)節(jié)是計(jì)算機(jī)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的重要組成部分。構(gòu)建合理

的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)體系，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生良好的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)，提高學(xué)生設(shè)計(jì)、應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力至關(guān)重要。構(gòu)建系統(tǒng)的EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于增加新技術(shù)、新方法的實(shí)踐應(yīng)用；有利于隨時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開設(shè)自主性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。建立EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系必將極大地推進(jìn)計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式的改革，為創(chuàng)新人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。

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篇(3)

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)；EDA技術(shù)；實(shí)踐分析

前言

電子設(shè)計(jì)從手工設(shè)計(jì)逐步走向了自動(dòng)化設(shè)計(jì)，它的發(fā)展以EDA技術(shù)的發(fā)展為主要標(biāo)志。EDA技術(shù)以計(jì)算機(jī)為操作工具，融合了最新的應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能化技術(shù)的成果，并且將設(shè)計(jì)人員從繁重且重復(fù)的勞動(dòng)中解脫出來，使得電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率提升了。

1EDA技術(shù)概述

1.1EDA技術(shù)的基本內(nèi)容

在沒有EDA技術(shù)的時(shí)代，計(jì)算機(jī)硬件的設(shè)計(jì)需要通過人工手動(dòng)完成集成電路的設(shè)計(jì)、布線等工作。而隨著集成線路復(fù)雜程度的增加，基于手工的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)無法滿足工作需求。因而人們開始尋求一種更為高效的硬件設(shè)計(jì)方式。EDA技術(shù)的誕生，成功改變了這一情況。它以計(jì)算機(jī)為操作工具，讓學(xué)生可以在軟件平臺(tái)上，通過軟件化的設(shè)計(jì)方式來描述計(jì)算機(jī)硬件。由計(jì)算機(jī)代替人工完成邏輯編譯、優(yōu)化、布線、仿真等工作。整個(gè)過程是自動(dòng)的，直到能夠完成對(duì)既定芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作[1]。

1.2一般設(shè)計(jì)流程

它創(chuàng)新性的顛覆了傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式。將設(shè)計(jì)的順序從由下至上翻轉(zhuǎn)過來。這使得硬件設(shè)計(jì)者能夠從更為宏觀的角度去掌控產(chǎn)品的開發(fā)。包括設(shè)計(jì)的質(zhì)量、成本、功能需求、研發(fā)周期等。在擁有比較全面的宏觀分析后，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)出發(fā)，進(jìn)行頂層功能模塊的解構(gòu)和劃分。并能夠按照方框圖系統(tǒng)級(jí)的次序逐級(jí)完成仿真糾錯(cuò)和驗(yàn)證。從而能夠使設(shè)計(jì)問題更早的被凸顯出來。當(dāng)所有的仿真和驗(yàn)證確認(rèn)無誤后，再用邏輯綜合優(yōu)化工具的門級(jí)邏輯電路的網(wǎng)表來實(shí)現(xiàn)硬件的物理級(jí)呈現(xiàn)。通過該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，將設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)強(qiáng)度減輕，僅需要通過軟件平臺(tái)，就可以實(shí)現(xiàn)硬件的電路設(shè)計(jì)和功能仿真。整體的設(shè)計(jì)效率被大幅度提升。硬件設(shè)計(jì)流程如圖1所示：

2基于EDA技術(shù)的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)的實(shí)踐探究

本文以可編程器件開發(fā)工具M(jìn)AX+PLUSⅡ?yàn)殚_發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)，它的運(yùn)行速度快，界面統(tǒng)一，功能集中。同時(shí)該開發(fā)平臺(tái)具備十分完整的可編程邏輯設(shè)計(jì)環(huán)境，能夠完成從指標(biāo)設(shè)計(jì)、輸入、編輯綜合處理、校驗(yàn)直至編程下載的EDA設(shè)計(jì)的全過程。設(shè)計(jì)者可以按工作流程選用工作模塊。適用于多平臺(tái)操作，是一種理想的開發(fā)平臺(tái)。本部分就計(jì)算機(jī)的基本硬件之一通用異步收發(fā)傳輸器基于EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。

2.1UART的基本介紹

通用異步收發(fā)器（UART），是計(jì)算機(jī)中不可缺少的組成部分，它是一種短距離串行傳輸接口。能夠作為微機(jī)與下位機(jī)的通訊串口，來實(shí)現(xiàn)有效通訊。根據(jù)當(dāng)前的計(jì)算機(jī)運(yùn)行機(jī)制，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和傳輸。但是并行數(shù)據(jù)并不能夠直接發(fā)送到調(diào)至解調(diào)器中，而必須要經(jīng)過異步傳輸才能夠解決。UART就是此過程的必要部件。它將信息有序的發(fā)送到調(diào)制解調(diào)器中，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2硬件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)，考慮各項(xiàng)功能模塊的調(diào)試工作，設(shè)置了三個(gè)按鍵輸入來實(shí)現(xiàn)UART的復(fù)位、接收和發(fā)送數(shù)據(jù)功能的啟動(dòng)。整體硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.3模塊設(shè)計(jì)

（1）基本設(shè)計(jì)思路UART在工作中主要涉及兩個(gè)過程，發(fā)生和接收。在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮模塊化的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)。發(fā)生的過程即并行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備階段，UART按照既定的格式，將信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在此過程中涉及到關(guān)鍵的時(shí)鐘信號(hào)。需要通過波特率發(fā)生器來產(chǎn)生與本地系統(tǒng)同步的時(shí)鐘信號(hào)。而接收的過程，就是在信號(hào)轉(zhuǎn)換成RXD串行信號(hào)后，轉(zhuǎn)換成調(diào)制解調(diào)器需要的并行數(shù)據(jù)信號(hào)。在整個(gè)進(jìn)程中，由于本地時(shí)鐘信號(hào)與UART的時(shí)鐘信號(hào)會(huì)產(chǎn)生一定的延遲和誤差。當(dāng)這種誤差產(chǎn)生持續(xù)性的積累時(shí)，會(huì)產(chǎn)生接收偏差。使得UARD的功能不能夠被順利的實(shí)現(xiàn)。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于波特率的本地時(shí)鐘信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)RXD不斷地采樣，來保持工作過程中UARTDE接收和發(fā)生不會(huì)出現(xiàn)步調(diào)不一致。（2）奇偶校驗(yàn)位發(fā)生器模塊設(shè)計(jì)奇偶校驗(yàn)是一種校驗(yàn)代碼傳輸正確性的方法，以保證串行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在基于EDA技術(shù)進(jìn)行UART奇偶校驗(yàn)位發(fā)生器設(shè)計(jì)需要考慮幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。一是該模塊能夠執(zhí)行奇偶校驗(yàn)規(guī)則，正確的選擇數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)既定二進(jìn)制數(shù)據(jù)與輸入的串行數(shù)據(jù)校驗(yàn)位的合理比較。驗(yàn)證輸入的正確性。二是該模塊必須要滿足計(jì)算機(jī)功能的持續(xù)拓展性。在計(jì)算機(jī)工作中，會(huì)產(chǎn)生不確定的并行校驗(yàn)位的增加。那么該模塊應(yīng)該能在后續(xù)定義的規(guī)則基礎(chǔ)上進(jìn)行校驗(yàn)位的添加。對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的奇偶校驗(yàn)位發(fā)生器模塊采用EDA的工具mod-elsim12.0進(jìn)行功能的仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析，以確保所有期望的功能都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于發(fā)生問題的地方及時(shí)進(jìn)行修訂。（3）波特率發(fā)生器模塊設(shè)計(jì)此模塊的主要功能就是能夠根據(jù)時(shí)鐘的頻率和既定的波特率來計(jì)算出波特分頻因子。分頻因子就是分頻數(shù)。對(duì)于波特率發(fā)生器的系數(shù)一般在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列實(shí)現(xiàn)時(shí)基本上是固定的，但是當(dāng)實(shí)現(xiàn)出現(xiàn)變化時(shí)，波特發(fā)生器的系數(shù)就要發(fā)生改變。在UART中采用的是專用的芯片，使得波特率的改變變得比較困難，需要加上相應(yīng)的接口來實(shí)現(xiàn)波特率的變動(dòng)。在使用硬件描述語言的parameter語句（VerilogHDL）或者Generic語句（VDHL）就可以實(shí)現(xiàn)UART專用芯片的波特率的改變。那么就不需要通過后續(xù)的接口添加來改變系數(shù)，也就減少了設(shè)計(jì)和調(diào)試的難度。該發(fā)生器的分頻時(shí)鐘與波特時(shí)鐘的頻率比設(shè)置為16:1.那么信號(hào)采樣的準(zhǔn)確性就會(huì)增高，使接收和發(fā)生保持在同一步調(diào)上[2]。（4）頂層模塊設(shè)計(jì)UART頂層模塊是硬件的綜合模塊。它涵蓋硬件中全部接口定義。主要是為了接收和發(fā)生與其他模塊的通訊和連接。若通用異步收發(fā)器的波特率為9600bit/s，分頻因子則為9600*16*2。運(yùn)用EDA仿真軟件，在進(jìn)行發(fā)送功能仿真時(shí)將能夠得到相應(yīng)的仿真結(jié)果。對(duì)該模塊的仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析的時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)，等待發(fā)送的數(shù)據(jù)在接觸發(fā)生信號(hào)后，其串行信號(hào)發(fā)生了改變，由01010101001010101[3]。利用EDA技術(shù)進(jìn)行UART的實(shí)際，能夠?qū)崿F(xiàn)利異步串行通信功能，同時(shí)可以利用EDA仿真工具就功能模塊進(jìn)行分別和整體的仿真校驗(yàn)，解決了計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)問題發(fā)現(xiàn)晚的劣勢(shì)，能夠在設(shè)計(jì)的過程中及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案。

3結(jié)束語

EDA技術(shù)是計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)向軟件化轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志，它為計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)提供了全新的思路。這種設(shè)計(jì)方式使得計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)具備可視性、直觀性，且可以在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制和調(diào)整，解決了復(fù)雜電路設(shè)計(jì)問題發(fā)現(xiàn)滯后的問題。

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬件 日常管理維護(hù) 故障檢修

中圖分類號(hào)：TP307 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）03（b）-0084-02

1 計(jì)算機(jī)硬件的構(gòu)成

在計(jì)算機(jī)硬件當(dāng)中，主要包括控制設(shè)備、運(yùn)算設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、輔助設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等。其中，控制設(shè)備主要對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行指導(dǎo)和控制。運(yùn)算設(shè)備主要是指計(jì)算機(jī)處理器，其作用是對(duì)信息進(jìn)行計(jì)算、加工和整理。攝入設(shè)備主要包括鼠標(biāo)、鍵盤，以及其他一些外接輸入設(shè)備，負(fù)責(zé)將信息輸入和存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)當(dāng)中。輸出設(shè)備包括聲卡、顯卡、顯示器、掃描儀、打印機(jī)等，通過這些設(shè)備將信息從計(jì)算機(jī)中輸出出來。輔助設(shè)備主要包括耳機(jī)、攝像頭、話筒等一些輔助功能的外接設(shè)備。存儲(chǔ)設(shè)備主要包括磁盤、優(yōu)盤、硬盤等，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)中的信息。這些設(shè)備共同組成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)運(yùn)行中相互配合發(fā)生作用，從而支持計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。

2 計(jì)算機(jī)硬件的日常維護(hù)

在計(jì)算機(jī)硬件的日常維護(hù)中，對(duì)于其運(yùn)行環(huán)境應(yīng)當(dāng)加以注意，不能讓其在充滿粉塵的環(huán)境中運(yùn)行和工作，否則將會(huì)極大地?fù)p壞計(jì)算機(jī)電路板。每隔一個(gè)月左右，應(yīng)當(dāng)對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)箱中的灰塵進(jìn)行一次清理。同時(shí)，要注重日常使用中的清潔保持，例如風(fēng)扇、風(fēng)道、插座、接頭、以及集成電路和元器件的引腳等位置，都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定期清理和檢查。在清潔過程中，應(yīng)當(dāng)選擇防靜電的清潔工具，防止產(chǎn)生靜電吸附灰塵。如果使用了金屬材質(zhì)的清潔工具，應(yīng)當(dāng)在清潔之前斷開計(jì)算機(jī)電源，同時(shí)做好釋放靜電的措施。在清潔顯示器的時(shí)候，不能使用化學(xué)溶劑、酒精等清潔液，防止破壞顯示器。

計(jì)算機(jī)硬件的存放溫度應(yīng)當(dāng)控制在5℃～40℃之間，在運(yùn)行過程中，盡量保證15℃～30℃的工作環(huán)境溫度，從而確保計(jì)算機(jī)硬件的安全運(yùn)行。在計(jì)算機(jī)集成電路中，運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，因此要確保風(fēng)扇的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)箱的良好散熱，防止熱量積聚對(duì)硬件造成損害或燒毀。計(jì)算機(jī)硬件運(yùn)行對(duì)于濕度也有相應(yīng)的要求，如果空氣濕度過高，將會(huì)加快電器件和線路板的生銹腐蝕，從而接觸不良或短路。如果空氣濕度過低，還會(huì)累計(jì)過多的靜電，對(duì)集成電路造成損傷。因此，在計(jì)算機(jī)硬件的運(yùn)行過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)其工作環(huán)境進(jìn)行良好的控制，從而達(dá)到日常維護(hù)的目的。

3 計(jì)算機(jī)硬件的故障檢修

3.1 計(jì)算機(jī)硬件故障的分類

計(jì)算機(jī)硬件常見的故障主要包括前期故障、中期故障、后期故障等類型。其中，前期故障主要是硬件質(zhì)量、硬件工藝等方面的問題。中期故障主要是在計(jì)算機(jī)硬件運(yùn)行一段時(shí)間之后，由于元器件質(zhì)量問題所引發(fā)的故障。后期故障則主要是由于設(shè)備和元器件老化、損耗所造成的影響。

3.2 計(jì)算機(jī)硬件故障的原因

外部原因、內(nèi)部原因、人為原因等，都有可能引發(fā)計(jì)算機(jī)硬件故障。其中外部原因主要是指在計(jì)算機(jī)硬件的運(yùn)行過程中，一些外部環(huán)境和影響對(duì)其造成的損害。例如計(jì)算機(jī)運(yùn)行中電壓不穩(wěn)、使用老化的計(jì)算機(jī)元器件等問題，都會(huì)引發(fā)計(jì)算機(jī)硬件故障。內(nèi)部原因主要包括計(jì)算機(jī)硬件質(zhì)量差、性能不佳等造成的使用壽命縮短，進(jìn)而引發(fā)硬件故障。人為原因主要是由于人為的拆裝、改造所造成的硬件損壞或硬件故障。

3.3 計(jì)算機(jī)硬件故障的檢修

在計(jì)算機(jī)硬件的檢修當(dāng)中，主要包括常規(guī)硬件檢查、故障現(xiàn)象觀察、硬件插拔替換、系統(tǒng)最小化、軟件檢測(cè)法、以及其他一些檢修方法。在實(shí)際檢修過程中，先斷開計(jì)算機(jī)電源，然后檢查硬件是否存在形變、磨損、破壞、斷路、燒毀等問題。之后接通電源，觀察是否產(chǎn)生異味、火星等現(xiàn)象。同時(shí)，檢查硬件之間是否存在短路、漏電、斷線等故障問題。如果熟悉和了解計(jì)算機(jī)硬件的結(jié)構(gòu)和電路特點(diǎn)，可采用電壓法或電阻法進(jìn)行檢查，從而觀察故障的直接表現(xiàn)。初步判斷可能發(fā)生故障的硬件，然后使用完好的硬件逐個(gè)替換，從而發(fā)現(xiàn)真正發(fā)生故障的硬件，并進(jìn)行更換。此外，還可以利用專用的硬件檢測(cè)軟件，對(duì)計(jì)算機(jī)各個(gè)硬件進(jìn)行檢查，從而快速、直觀地發(fā)現(xiàn)具體的硬件故障問題，并且采取相應(yīng)的措施進(jìn)行維修或更換。

第一，CPU故障。CPU是整個(gè)計(jì)算機(jī)的核心之一，只要計(jì)算機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，CPU都處在高溫的狀態(tài)。所以對(duì)于CPU常出現(xiàn)的故障就是因?yàn)檫^熱而導(dǎo)致的相關(guān)問題。對(duì)于這種情況來說，應(yīng)當(dāng)采取各種積極有效的措施來降低CPU工作時(shí)的溫度：必須安裝散熱風(fēng)扇，并且進(jìn)行定期地清理，確保風(fēng)扇能夠正常運(yùn)行，起到應(yīng)有的散熱效果；應(yīng)當(dāng)安裝一些可以智能控制CPU工作和休眠的軟件，實(shí)現(xiàn)CPU溫度的降低；在涂硅膠的時(shí)候應(yīng)當(dāng)掌握厚度，不能過薄，起不到散熱效果，也不能過厚，會(huì)與灰塵結(jié)合反而影響散熱。第二，硬盤故障。硬盤是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的載體，也是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的基礎(chǔ)之一，計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)都是借助硬盤來實(shí)現(xiàn)的。硬盤故障的常見處理方法為：觀察硬盤的指示燈是否正常亮起，指示燈異常情況應(yīng)當(dāng)考慮線路連接的問題；在日常運(yùn)行中，應(yīng)當(dāng)定期整理硬盤碎片；對(duì)于中毒或者中木馬的硬盤分區(qū)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行硬盤的格式化來處理。第三，內(nèi)存故障。與硬盤不同，內(nèi)存并不需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行永久性的輸入、記錄和輸出，它僅僅起到確保計(jì)算機(jī)正常、流暢運(yùn)行的作用。內(nèi)存出現(xiàn)故障，輕則藍(lán)屏、卡頓，此時(shí)通過重啟電源等方式就可以解決；重則導(dǎo)致整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)癱瘓，此時(shí)需要進(jìn)行內(nèi)存的插拔或者更換。需要特別注意的是，內(nèi)存條與主板需要非常契合的兼容性，當(dāng)下很多具有一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的人往往過分追求配置而忽略了兼容性，從而導(dǎo)致各種內(nèi)存故障的產(chǎn)生。

4 結(jié)語

當(dāng)前計(jì)算機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，也成為了人們?nèi)粘Ｉ钪凶畈豢苫蛉钡闹匾M成部分之一。人們不需要掌握非常專業(yè)的計(jì)算機(jī)操作和維修技能，但是面對(duì)著一些常見的硬件故障應(yīng)當(dāng)能夠及時(shí)地識(shí)別和處理，盡可能避免故障對(duì)人們生產(chǎn)和生活的影響。當(dāng)然，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為一項(xiàng)不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新的技術(shù)，無論是硬件還是軟件都在持續(xù)不斷的開發(fā)之中，各種新的故障、頑固的故障等會(huì)越來越多地出現(xiàn)。人們需要不斷摸索、不斷分析、積累經(jīng)驗(yàn)，才能夠借助于計(jì)算機(jī)獲得更好的服務(wù)，為認(rèn)識(shí)世界、改造世界提供更加強(qiáng)大的助力。

參考文獻(xiàn)

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篇(5)

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);硬件組裝;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);設(shè)計(jì);應(yīng)用

受高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中，硬件設(shè)備的不完善及更新速度慢等因素的影響，計(jì)算機(jī)硬件組裝與維護(hù)教學(xué)與計(jì)算機(jī)硬件的實(shí)際發(fā)展速度不匹配，對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作需求難以滿足，因此，有必要在高校計(jì)算機(jī)教學(xué)中，借助計(jì)算機(jī)硬件組裝虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)教學(xué)過程中相關(guān)的硬件組裝問題利用多種技術(shù)方法進(jìn)行輔助演示，學(xué)生通過對(duì)演示方法直觀的進(jìn)行觀看和學(xué)習(xí)，其操作能力會(huì)進(jìn)一步得到提高。本文主要借助3D技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)高校計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)通過構(gòu)建虛擬平臺(tái)，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)途徑，虛擬系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性較強(qiáng)，在實(shí)際教學(xué)中發(fā)揮了重要的作用。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思

(一)功能介紹

基于教材內(nèi)容，本文所涉及的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)按照課程內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行虛擬，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以從不同的角度對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)硬件模型利用3D技術(shù)進(jìn)行觀看和瀏覽，在具體操作中，對(duì)硬件參數(shù)及性能的優(yōu)化配置，讓學(xué)生可虛擬操作計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的拆卸安裝等操作。學(xué)生在操作過程中如果與到計(jì)算機(jī)硬件組裝中的常見問題或故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出解決問題的方法，學(xué)生可根據(jù)系統(tǒng)提示對(duì)錯(cuò)誤位置快速做出判斷，并按照系統(tǒng)提示繼續(xù)進(jìn)行操作。

(二)設(shè)計(jì)原則

實(shí)用性是計(jì)算機(jī)硬件組裝虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的首要原則，要能夠確保學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有效的利用，對(duì)系統(tǒng)的安全、逼真、易用、共享、交互及擴(kuò)展等性能要充分進(jìn)行考慮。安全性指的是對(duì)用戶操作系統(tǒng)的權(quán)限進(jìn)行控制，并對(duì)數(shù)據(jù)增加備份的功能，避免學(xué)生操作過程中誤操作導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失;逼真性指的是系統(tǒng)在操作過程中與實(shí)際操作非常相似，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件可以借助3D技術(shù)構(gòu)建對(duì)應(yīng)的模型，學(xué)生在學(xué)習(xí)中可以融入到虛擬的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中進(jìn)行操作;易用性是為方便學(xué)生對(duì)系統(tǒng)容易了解，且便于學(xué)生操作，能夠讓學(xué)生依據(jù)教材逐漸對(duì)系統(tǒng)熟練操作;共享性指的是師生之間、學(xué)生之間在學(xué)習(xí)的過程中，可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)信息的傳輸與交流，彼此可對(duì)信息進(jìn)行共享，可通過遠(yuǎn)程方式使學(xué)生之間進(jìn)行交流，方便教師進(jìn)行指導(dǎo);交互性是指用戶與系統(tǒng)之間通過各種傳輸裝置，如鍵盤、鼠標(biāo)等進(jìn)行交互，提高了人機(jī)交流的效果，同時(shí)可借助觸摸屏、手柄等與設(shè)備進(jìn)行和諧的交互;擴(kuò)展性是指，該系統(tǒng)中的硬件模型隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展，能夠方便的加入更多新的硬件元素，借助系統(tǒng)擴(kuò)展性能，學(xué)生能夠?qū)Ω嘈碌募夹g(shù)有所了解，在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展中學(xué)習(xí)更多的前沿技術(shù)。

(三)運(yùn)行環(huán)境搭建

采用Quest3D技術(shù)作為本文設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)硬件組裝虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)工具，建模采用Sketchup軟件與3DMAX軟件，采用MySql數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

二、計(jì)算機(jī)硬件組裝虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用C/S架構(gòu)，包含系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶和共享網(wǎng)絡(luò)，共享網(wǎng)絡(luò)將這幾部分連接在一起。首先，構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在服務(wù)器端借助Quest3D軟件完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶操作數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的目的;通過QuestViewer，用戶在客戶端對(duì)硬件組裝虛擬應(yīng)用程序進(jìn)行執(zhí)行，從而對(duì)計(jì)算機(jī)硬件組裝的三維模擬瀏覽、演示及操作執(zhí)行完成;對(duì)于共享網(wǎng)絡(luò)而言，有兩種選擇，一種是可應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)，另一種是可構(gòu)建機(jī)房局域網(wǎng)。此外，系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的最新數(shù)據(jù)進(jìn)行下載，具有更新功能，對(duì)參數(shù)、型號(hào)等虛擬硬件進(jìn)行更新。

(二)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

在對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行流程設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要依據(jù)的是計(jì)算機(jī)硬件組裝教材的具體內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的實(shí)際需求進(jìn)行分析，進(jìn)行人機(jī)交互設(shè)計(jì)及性能測(cè)試、虛擬硬件模型設(shè)計(jì)及動(dòng)畫制作，完成系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)。需要注意的是，在對(duì)需求進(jìn)行分析的過程中，要將教學(xué)大綱及學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)結(jié)合在內(nèi)，先對(duì)系統(tǒng)的功能模塊詳細(xì)確定，對(duì)系統(tǒng)各種功能與權(quán)限合理的進(jìn)行劃分;在設(shè)計(jì)相關(guān)硬件的接口、模型及參數(shù)的時(shí)候，對(duì)3DWarehouse等模型庫(kù)內(nèi)已經(jīng)存儲(chǔ)的現(xiàn)成硬件模型直接進(jìn)行調(diào)用，減少了不必要的系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間，有效的提高了系統(tǒng)開發(fā)的效率;在對(duì)一些現(xiàn)有模型進(jìn)行修改的設(shè)計(jì)或需要細(xì)致處理的模型設(shè)計(jì)中，可以使用Sketchup工具來完成，具有較好的操作便捷性，此外，對(duì)模型也可以采用3DMAX軟件重新制作，再使用Deepexploration軟件對(duì)制作好的初始模型進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化處理，使模型的參數(shù)、精度與現(xiàn)實(shí)硬件產(chǎn)品更加的統(tǒng)一;利用Quest3D軟件進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)，建立人機(jī)交互硬件組裝場(chǎng)景，對(duì)人與系統(tǒng)的交互功能進(jìn)行設(shè)計(jì)與完成。所有流程設(shè)計(jì)完成以后，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行綜合測(cè)試，測(cè)試中對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)與完善。

(三)系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

按照計(jì)算機(jī)硬件組裝虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的功能與架構(gòu)進(jìn)行分析，可以將系統(tǒng)模塊劃分為多個(gè)子模塊，包含理論知識(shí)、技能訓(xùn)練與系統(tǒng)管理幾個(gè)部分。首先，在線管硬件理論知識(shí)的學(xué)習(xí)中，該模塊借助圖片、文字等說明形式為學(xué)生提供了大量的硬件知識(shí)，通過對(duì)該模塊的操作，學(xué)生從客戶端對(duì)任意硬件模型從多個(gè)角度進(jìn)行瀏覽，在模型既定位置，鼠標(biāo)移動(dòng)到該位置后，會(huì)將該部分硬件的信息參數(shù)顯示出來，并匹配相應(yīng)的文字說明。該模塊的主要功能在提高學(xué)生的理論知識(shí)學(xué)習(xí)水平，對(duì)計(jì)算機(jī)模型加強(qiáng)瀏覽。其次，技能訓(xùn)練模塊，在該模塊中，更重要的是將人機(jī)互動(dòng)的模式體現(xiàn)了出來，系統(tǒng)中包含有圖片、視頻等元素，學(xué)生可在該模塊中實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)硬件的組裝與匹配等，并且系統(tǒng)可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際操作情況將最優(yōu)的選擇和匹配結(jié)果給出來，讓學(xué)生進(jìn)行查看。最后，系統(tǒng)管理模塊，管理模塊主要的作用就是對(duì)系統(tǒng)各構(gòu)成部分進(jìn)行有效的管理，針對(duì)的是系統(tǒng)的安全運(yùn)行、用戶操作及系統(tǒng)功能進(jìn)行管理，管理人員對(duì)登陸系統(tǒng)的用戶可進(jìn)行增加或刪除等措施，及時(shí)對(duì)硬件模型進(jìn)行更新，對(duì)系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)可以進(jìn)行備份，并且具有監(jiān)控的功能，確保的系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

三、計(jì)算機(jī)硬件組裝虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

(一)交互界面的實(shí)現(xiàn)

在系統(tǒng)交互界面中，系統(tǒng)以導(dǎo)航欄的方式能夠讓用戶對(duì)系統(tǒng)菜單內(nèi)的各種功能快速熟悉，在系統(tǒng)界面的頂部設(shè)計(jì)快捷菜單，顯示模式采用隱形樹形結(jié)構(gòu)，主界面頂部顯示一級(jí)分類，二級(jí)分類隱藏在一級(jí)分類中，三級(jí)分類隱藏在二級(jí)分類中，將一級(jí)分類用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，即可將二級(jí)分類菜單拉出，如果二級(jí)分類中標(biāo)有“”符號(hào)，則表明該項(xiàng)中包含三級(jí)分類，對(duì)該符號(hào)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一次，即可將三級(jí)分類中的項(xiàng)目拉出。用戶用鼠標(biāo)點(diǎn)擊各項(xiàng)功能時(shí)，主畫面區(qū)顯示硬件3S圖像，通過鼠標(biāo)、鍵盤對(duì)主畫面區(qū)顯示的3D硬件圖可進(jìn)行放大或縮小、翻轉(zhuǎn)、移動(dòng)等操作，學(xué)生可對(duì)硬件的細(xì)節(jié)部分清楚的查看，并可通過視頻的形式進(jìn)行觀看硬件組裝中遇到的一些問題，提高學(xué)習(xí)的效果。

(二)主功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)中，用戶登錄模塊的功能非常重要，該模塊主要采用Quest3D中的DBValue、DBQuery等連接信道，與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)用戶信息進(jìn)行匹配和確認(rèn)后才能進(jìn)入到系統(tǒng)中;然后，在操作界面中，動(dòng)畫試驗(yàn)功能則是在虛擬環(huán)境下系統(tǒng)可以采用動(dòng)畫的形式將學(xué)生對(duì)硬件的操作與組裝情況進(jìn)行觀察，該功能的實(shí)現(xiàn)需要調(diào)用Quest3D中的信道來實(shí)現(xiàn);對(duì)硬件組裝用戶在進(jìn)行虛擬練習(xí)的功能中主要通過Quest3D中的setvalue、expressionvalue及userinput節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn);如果遇到新硬件，系統(tǒng)可將該硬件的參數(shù)、圖片添加到系統(tǒng)中，然后將該硬件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的模型數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。

(三)故障排除與交互實(shí)現(xiàn)

在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中，學(xué)生在計(jì)算機(jī)硬件組裝虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中具體操作的過程中，如果存在誤操作，系統(tǒng)會(huì)彈出錯(cuò)誤提示，如:學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件組裝完成以后，進(jìn)行模擬開機(jī)的時(shí)候，彈出開機(jī)錯(cuò)誤，顯示聲卡錯(cuò)誤、顯卡錯(cuò)誤或內(nèi)存條錯(cuò)誤等信息。該功能也采用樹形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并且將相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)加入其中，可幫助學(xué)生快速識(shí)別故障位置，任一節(jié)點(diǎn)如果安裝不正確，計(jì)算機(jī)虛擬開機(jī)則無法完成，并彈出提示框讓學(xué)生對(duì)故障進(jìn)行查找。

四、結(jié)語

篇(6)

1計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)涉及到的內(nèi)容較多，但通常我們將計(jì)算機(jī)程序、方法以及計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)所需的各種數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。如上所述，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)一種較為先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)于當(dāng)今世界的發(fā)展具有重要意義，同時(shí)又因其具有操作便捷、運(yùn)行速度快、適用范圍廣等特點(diǎn)而備受現(xiàn)代人們的喜愛。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)分類的方法較多，但我們常將其分為科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過程控制以及人工智能等幾個(gè)部分。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)其功能目標(biāo)的保障，如果沒有計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，那么計(jì)算機(jī)就和普通的機(jī)器沒有區(qū)別。如今是一個(gè)技術(shù)發(fā)展迅速的時(shí)代，在這種環(huán)境背景下要想充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就應(yīng)加大對(duì)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，提高計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)人員接受新知識(shí)、新技術(shù)的能力。

2計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的不可靠分析

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)也取得了較大的發(fā)展和進(jìn)步，但是在其發(fā)展進(jìn)步中，難免會(huì)存在一些不可靠性表現(xiàn)，下面具體分析一下其不可靠性。

2.1計(jì)算機(jī)軟件的可靠性定義

近年來，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)取得了較大的發(fā)展，同時(shí)我國(guó)的信息化建設(shè)工作也逐漸趨于正規(guī)化和規(guī)范化，軟件產(chǎn)業(yè)成為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平快速發(fā)展和進(jìn)步的支柱型產(chǎn)業(yè)。在學(xué)術(shù)界，將計(jì)算機(jī)軟件的可靠性定義為能對(duì)軟件性能、工作效率等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述和評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。即我們所說的，在一定的環(huán)境下、一定的時(shí)間范圍內(nèi)，使用計(jì)算機(jī)軟件而不會(huì)引發(fā)系統(tǒng)故障的概率。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的推廣，如何確保計(jì)算機(jī)軟件的可靠性成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問題。根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的特點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)要想提高計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的可靠性主要還是應(yīng)該做好軟件開發(fā)工作。

2.2計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的不可靠性表現(xiàn)

我國(guó)軟件技術(shù)發(fā)展一直備受關(guān)注，也制定了許多相關(guān)政策對(duì)其發(fā)展給予一些必要指導(dǎo)和幫助。因此我國(guó)軟件技術(shù)與產(chǎn)業(yè)在近年來發(fā)展勢(shì)頭良好，進(jìn)步較為穩(wěn)定，但是與全球軟件行業(yè)發(fā)展的程度來看，我國(guó)計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展依舊存在諸多問題。

（1）計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)與計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)不同，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)問題的產(chǎn)生主要是因?yàn)橛布牧系男阅軟Q定的。計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的科研重點(diǎn)就是解決硬件材料問題，從而增加硬件的使用壽命；計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)不存在磨損問題，也不存在使用壽命問題，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的問題主要是軟件程序的穩(wěn)定性問題。在使用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)時(shí)最常出現(xiàn)的問題就是軟件程序問題，程序一旦出現(xiàn)問題，如果處理不當(dāng)就會(huì)使軟件失效。而軟件技術(shù)工程師在開發(fā)軟件時(shí)很難預(yù)測(cè)到軟件程序會(huì)出現(xiàn)問題，這就增加了軟件技術(shù)開發(fā)的難度；

（2）軟硬件技術(shù)的可靠性一定程度上存在很大的相似性與互通性。兩者同樣運(yùn)用復(fù)雜的函數(shù)作為定義缺陷和故障的標(biāo)準(zhǔn)。但計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)還是存在很大的差別性。軟件技術(shù)開發(fā)過程是一個(gè)“思考創(chuàng)作”的過程，主要是以用戶的需求為基準(zhǔn)，通過建模、編程等步驟解決用戶的問題。這一過程，主要是人的思維能力和創(chuàng)新能力的一種體現(xiàn)。但由于是人的思維過程，一定會(huì)存在思考不到位的情況，致使計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)存在漏洞和不合理性。這些漏洞和問題有的可以在軟件測(cè)試階段被檢測(cè)出來，有的卻難以被發(fā)現(xiàn)，只能等到用戶使用過程中才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)了這些問題就會(huì)造成軟件失效或崩潰；

（3）計(jì)算機(jī)軟件與計(jì)算機(jī)硬件在技術(shù)維修方面存在差異，計(jì)算機(jī)硬件的故障主要集中在硬件系統(tǒng)方面，這些故障往往都是屬于可維修的故障，有解決問題的方法。但計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)一旦受到破壞就很難維修，一般只有通過重新設(shè)計(jì)軟件才能解決問題。

3解決計(jì)算機(jī)軟件不可靠性的對(duì)策

針對(duì)上文介紹的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)不可靠性的表現(xiàn)，下文將具體介紹一些解決對(duì)策，以解決計(jì)算機(jī)軟件的不可靠性。

3.1減少軟件出錯(cuò)

當(dāng)軟件出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，引起軟件故障，降低了軟件可靠性，而致使軟件出錯(cuò)的主要原因是人的原因。因此，在軟件開發(fā)過程中應(yīng)做到下述幾點(diǎn)。第一，要確保軟件開發(fā)人員的專業(yè)素養(yǎng)水平；第二，對(duì)于語法錯(cuò)誤等技術(shù)性問題必須嚴(yán)格注意。此外，當(dāng)計(jì)算和計(jì)劃錯(cuò)誤的時(shí)候，軟件開發(fā)人員要進(jìn)行認(rèn)真的思考，直到最后版本等內(nèi)容完全一致，還要學(xué)會(huì)分析工程的實(shí)際情況，做好材料的選擇。

3.2注意軟件的評(píng)審工作

計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中，工作人員并未參與其各階段的評(píng)審工作，因此有時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題，為了各階段都符合相關(guān)要求，避免跨越階段現(xiàn)象的出現(xiàn)，要在軟件開發(fā)的各個(gè)階段組織測(cè)評(píng)工作，確保軟件開發(fā)的準(zhǔn)確性。評(píng)審人員要包括設(shè)計(jì)師、管理者等全體人員，保證專家評(píng)審的質(zhì)量，這對(duì)提高工作質(zhì)量有很大幫助。對(duì)評(píng)審組來說，主要工作就是對(duì)設(shè)計(jì)師提交的軟件文檔是否符合要求進(jìn)行審核，通過專業(yè)人士的管理，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行更好的維護(hù)，保證計(jì)算機(jī)軟件的更深層次發(fā)展。

4總結(jié)

篇(7)

【關(guān)鍵詞】 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)； 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；教學(xué)方法； 教學(xué)內(nèi)容

【中圖分類號(hào)】G434【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1001-4128（2010）11-0003-02

《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》是非計(jì)算機(jī)類各專業(yè)本科生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中第二層次的課程［1］，是一門公共基礎(chǔ)課，其目的是培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)從事科學(xué)研究和科技開發(fā)工作的能力，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)知識(shí)解決本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域中問題的能力，使其能成為具有較強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手能力和科研開發(fā)能力的應(yīng)用型人才。目前我軍的許多高技術(shù)的武器裝備都離不開計(jì)算機(jī)的控制，如何培養(yǎng)出符合部隊(duì)需要的新型人才是急需解決的問題。因此一定要加強(qiáng)學(xué)員的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)，使他們能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)硬件知識(shí)跟所學(xué)專業(yè)結(jié)合起來，將來更好地為部隊(duì)服務(wù)，為裝備服務(wù)。

1 存在的問題

1.1 認(rèn)識(shí)不足

目前學(xué)員普遍存在著重視軟件技術(shù)輕視硬件基礎(chǔ)的情況，由于軟件教學(xué)實(shí)施起來比較容易，且實(shí)用性強(qiáng)，可以做到現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，有立竿見影之效果。而計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)從客觀上來說存在不直觀，講述起來抽象、枯燥，學(xué)生學(xué)起來困難的現(xiàn)實(shí)。所以不論是教員還是學(xué)員對(duì)軟件技術(shù)的重視程度都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬件技術(shù)。

1.2 內(nèi)容落后

目前，大多數(shù)計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)教材是以8086為平臺(tái)來對(duì)微機(jī)原理知識(shí)展開討論的?，F(xiàn)在的學(xué)員們從第一次使用微機(jī)時(shí)，就是面對(duì)的Pentium機(jī)，他們對(duì)這些過時(shí)的微機(jī)知識(shí)非常困惑，不認(rèn)為是在學(xué)習(xí)微機(jī)硬件知識(shí)，仿佛是在學(xué)習(xí)歷史，感覺所學(xué)離他們太遙遠(yuǎn)了。而對(duì)于他們整天使用的Pentium 機(jī)中采用的一些新技術(shù)，卻不知其所以然。結(jié)果導(dǎo)致了學(xué)生們?cè)谑袌?chǎng)上見到的微機(jī)和在實(shí)驗(yàn)室使用的微機(jī)都是Pentium，而課堂上講得卻是8086，不能學(xué)以致用，課堂上的微機(jī)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)形成了巨大的反差。

1.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不足

作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，除了正常的課堂教學(xué)外，為了加深學(xué)員對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，必須有專門的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。而現(xiàn)在的硬件教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上，只把重點(diǎn)集中在匯編語言的上機(jī)調(diào)試，因此學(xué)員在學(xué)習(xí)相關(guān)章節(jié)的硬件知識(shí)時(shí)，理解困難，學(xué)習(xí)效果不好。經(jīng)調(diào)查，大多數(shù)學(xué)員認(rèn)為該課程難度大，抽象，不好理解，因此沒有學(xué)習(xí)興趣。實(shí)際上，主要原因就在于缺少了一些必要的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)員無法真正理解某些知識(shí)點(diǎn)，特別是一些硬件的工作原理。

1.4 教學(xué)方法單一

計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)存在不直觀，講述起來抽象、枯燥，教學(xué)方法可視性和直觀性差。該課程一直采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，基本上都是以教員為中心。主要表現(xiàn)在教員上課大多采用灌輸式的教學(xué)方法［2］，即教員從頭到尾一講到底的教學(xué)手段，這種模式雖然有利于教員主導(dǎo)作用的發(fā)揮，便于教員組織、監(jiān)控整個(gè)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)程,但造成學(xué)員被動(dòng)的吸收知識(shí)，不能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性，不利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才。

2 改革方法

2.1 更新教學(xué)內(nèi)容

在教材的選擇上要采用與軟件教學(xué)內(nèi)容相統(tǒng)一的，能夠反映當(dāng)前微機(jī)領(lǐng)域內(nèi)硬件新技術(shù)、新成就的教材。目前，流行的系統(tǒng)軟件和各種應(yīng)用軟件中的絕大多數(shù)是以Pentium為平臺(tái)開發(fā)出來的。因此計(jì)算機(jī)硬件的教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該是以Pentium為平臺(tái)［3］，對(duì)微機(jī)的體系結(jié)構(gòu)、組成及其核心技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)地描述，以使學(xué)員既學(xué)到常用的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件知識(shí)，又學(xué)到軟件的載體――先進(jìn)的微機(jī)硬件知識(shí)。這樣，學(xué)員的計(jì)算機(jī)知識(shí)才能達(dá)到一個(gè)完美的統(tǒng)一，所學(xué)的硬件知識(shí)和軟件知識(shí)才能互為促進(jìn)，互為補(bǔ)充。結(jié)合新教材，要改變教員和學(xué)員“重軟輕硬”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，使他們認(rèn)識(shí)到硬件在計(jì)算機(jī)發(fā)展中的重大作用，逐步協(xié)調(diào)學(xué)員的知識(shí)結(jié)構(gòu)。這樣學(xué)員才能從硬件和軟件上全面掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)。另外，由于Pentium機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用了大量高新技術(shù)，所以在教學(xué)內(nèi)容展開時(shí)，仍要以8086為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上對(duì)Pentium機(jī)的組成和采用的新技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，做到循序漸進(jìn)。更新內(nèi)容，并不意味著8086就一無是處，畢竟Pentium機(jī)也是從8086一步一步發(fā)展起來的，它仍是基礎(chǔ)。另外在教學(xué)中要突出重點(diǎn)內(nèi)容的分析，非重點(diǎn)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)員自學(xué)。

2.2 增加實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

建立專門的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)員在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)，能夠親身實(shí)踐，加深對(duì)硬件知識(shí)的理解。由于硬件實(shí)驗(yàn)室需要專門的實(shí)驗(yàn)儀器，投入較大，可采用目前正興起的虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可大大較少投資，起到相同的教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)課程體系的總體規(guī)劃上應(yīng)遵循：既要培養(yǎng)學(xué)員分析問題和解決問題的能力，又要重視培養(yǎng)其思維能力和創(chuàng)新能力。為此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中除常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，還要增加大量的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2.3 改進(jìn)教學(xué)方法

好的教學(xué)方法是取得良好教學(xué)效果的橋梁。針對(duì)硬件教學(xué)的特點(diǎn)，在教學(xué)方法上可采取以下方式：

（1）啟發(fā)式授課

由于計(jì)算機(jī)是學(xué)員非常熟悉的工具，所以在課堂上教員應(yīng)有計(jì)劃不斷地以啟發(fā)方式提出問題 、設(shè)置疑難，使學(xué)生結(jié)合自身的實(shí)際進(jìn)行積極思考［4］，在思考中獲得知識(shí)，從而有效地將傳授知識(shí)與開發(fā)智力結(jié)合起來。 通過不斷提出問題、解決問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性，使他們將平日所接觸的計(jì)算機(jī)跟所學(xué)知識(shí)結(jié)合起來，加深對(duì)問題的理解。

（2）聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)興趣

課程中涉及較多的軟、硬件知識(shí),在實(shí)際中用處很大。教員應(yīng)該通過實(shí)際問題來激起學(xué)員對(duì)所學(xué)知識(shí)的強(qiáng)烈興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，讓學(xué)員充分了解所學(xué)知識(shí)的重要性,從而達(dá)到事半功倍的效果。比如：在學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器擴(kuò)展原理時(shí)，可將日常生活中內(nèi)存的升級(jí)問題拋出來，引起學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣，提高課堂效率。在學(xué)習(xí)8254定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)，可與家電中的定時(shí)功能聯(lián)系起來，使學(xué)員覺得學(xué)有所用。同時(shí)應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充當(dāng)前計(jì)算機(jī)中采用的最新技術(shù)，進(jìn)一步拓展學(xué)員的知識(shí)面，也利于激發(fā)學(xué)員興趣。

（3）多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合

多媒體作為一種教學(xué)手段，可以做到圖、文、聲并茂，既利于知識(shí)的表示，又可以吸引學(xué)員的眼球。在教學(xué)過程中應(yīng)靈活使用多種教學(xué)手段，可以起到事半功倍的效果。因此在教學(xué)過程中，充分利用現(xiàn)代多媒體的動(dòng)畫技術(shù)、動(dòng)態(tài)模擬、圖形等手段，使課件能形象地表述教學(xué)內(nèi)容而且極具吸引力，有助于學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.4 加強(qiáng)教員隊(duì)伍建設(shè)

在當(dāng)前大力提倡素質(zhì)教育的背景下，教員應(yīng)該以提高學(xué)員的思考、探索、研究等各方面的能力為主要的教學(xué)目標(biāo)。計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)課程的性質(zhì)，要求教員要及時(shí)把新知識(shí)不斷地傳授給學(xué)員，并讓他們接受，這決非易事，需要花費(fèi)大量的時(shí)間，投入大量的精力才能做到。這要求任課教員要不斷提高自身的計(jì)算機(jī)理論水平、學(xué)術(shù)水平、技能水平，而這些需要有一定的條件和時(shí)間。因此，教員面臨著新形勢(shì)下新的挑戰(zhàn)，必須以積極的態(tài)度認(rèn)真對(duì)待，不斷充實(shí)自己，將前沿新知識(shí)滲透、融化、拓展到教學(xué)中去，努力做到教學(xué)、科研、實(shí)踐齊頭并進(jìn)，對(duì)科學(xué)的教學(xué)方法不斷研究，對(duì)新的教學(xué)手段、教學(xué)設(shè)備靈活運(yùn)用，只有這樣，才能達(dá)到“常教常新、常講常精”。除此之外，學(xué)院也應(yīng)主動(dòng)給年輕教員提供進(jìn)修的機(jī)會(huì)，讓他們不斷充實(shí)自己，不斷學(xué)習(xí)最新的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)，并鼓勵(lì)他們將所學(xué)應(yīng)用到日常教學(xué)中。

2.5 改革考核方式

考核作為一種檢測(cè)手段，它是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中必不可少一個(gè)組成部分。計(jì)算機(jī)硬件課程主要目的是使學(xué)員靈活掌握計(jì)算機(jī)硬件組成中各部分的原理，而不是死記硬背；另外本課程還需學(xué)員掌握一定的匯編語言編程能力，可對(duì)一些可編程芯片進(jìn)行編程。所以在考核方式上應(yīng)改變以前的通過筆試單一考試，而采用筆試、上機(jī)實(shí)驗(yàn)兩種方式，這除了考核學(xué)員對(duì)本課程的基本理論知識(shí)的掌握外，還著重考核學(xué)生綜合分析和解決問題的能力、實(shí)踐能力。學(xué)生的最后成績(jī)由筆試、上機(jī)和平時(shí)成績(jī)?nèi)糠志C合評(píng)定得出。平時(shí)成績(jī)主要由作業(yè)、提問及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等得出。

3小結(jié)

培養(yǎng)高素質(zhì)、高能力、適應(yīng)我軍需要的軍事人才，是軍隊(duì)院校教學(xué)改革的重要目標(biāo)。隨著我軍越來越多的高技術(shù)武器裝備的研制和配備，對(duì)青年軍官的計(jì)算機(jī)水平要求也越來越高。要從根本上為學(xué)員打好基礎(chǔ)，關(guān)鍵就是從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程上下工夫，使學(xué)員能夠有一個(gè)好的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)鋪墊，為將來的發(fā)展作好準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)

［1］ 鄒逢興，陳立剛.計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)(第二版)［M］.高等教育出版社,2005

［2］ 楊穎秀. 教育管理學(xué). 東北師范大學(xué)出版社，2002