計算機硬件軟件知識范文

導語：如何才能寫好一篇計算機硬件軟件知識，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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   摘要：隨著科學技術的發展,計算機技術廣泛應用于醫療電子設備,如計算機控制、處理、成像、分析、存儲等,為醫療衛生事業帶來了更多、更新的診療手段,為患者帶來了更大的福音,同時也為在醫療設備維修第一線的工程技術人員提出了新的課題,本文就個人在維修過程中所積累的經驗和體會與大家共同探討。

   關鍵詞：計算機軟硬件；技術;醫療設備維修

   隨著科學技術的飛速發展,計算機技術廣泛應用于醫療電子設備,各種性能優良、功能齊全的醫療設備層出不窮,對維修工程技術人員提出了新的課題。計算機技術主要有計算機控制、計算機處理、計算機分析、計算機存儲等,為實現這些目的,計算機必須擁有軟件和硬件兩大部分。軟件主要有操作系統和應用軟件組成,計算機操作系統是方便用戶,管理和控制計算機軟硬件資源的系統軟件,它具有作業管理、文件管理、存儲管理、設備管理和進程管理。目前醫療設備大多采用微軟視窗操作系統,應用軟件則由各生產廠商根據所需功能自行開發。硬件主要由CPU、主板、內存、硬盤、顯卡、顯示器、應用接口板、光驅、軟驅、電源、打印機等部分組成。計算機開機過程大致如下:接通電源后, CPU開始對內部電路及外部設備進行自檢,并將一些計算機硬件參數和軟件版本快速在熒屏上顯示,一切順利的話, CPU開始把操作系統調入內存,之后進入視窗主畫面或應用程序主畫面。

   軟件問題引起的故障現象一般較少,一旦出現有時很難處理。我們對此問題一般是采用重裝軟件的方法或請廠商技術人員來處理。例一:我院一臺進口動態心電機,在使用過程中能正常進入應用程序,調用所存儲的數據,輸入新病人的信息,但不能對新病人數據進行輸入采樣分析。經與廠商聯系后,嚴格按照步驟將備用光盤上軟件重新輸入,故障消失,恢復正常使用。例二:我院一臺國產JC型聚焦超聲腫瘤治療系統(海扶刀),是采用高強度聚焦超聲技術對實體腫瘤進行非侵入性治療的大型醫療設備。該設備集聲學、機械學、計算機控制技術、軟件工程和超聲成像技術等為一體,結構龐大,性能復雜。在治療過程中時常出現在主控臺設定水囊水位或水溫,設定新值后又恢復到原來值,而在水處理機房控制面板設定則正常。將問題反饋到廠商,不久廠商派軟件工程技術人員把軟件升級,問題得到解決。

   硬件問題計算機硬件部分較多,由于產品質量,使用時間的長短,使用環境的好壞等因素,使得設備出現故障的現象和原因也是多種多樣。這要求工程技術人員要有一定的計算機硬件知識,了解計算機的組成和工作原理,才能在醫療設備出現故障時盡快排除。以下是本人在維修過程中碰到的較為典型的事例。例一:一臺腦電圖機在使用過程中出現死機,按動任何鍵無反應。打開機箱檢查,由于已使用較長時間,灰塵較多,拔下插板逐個進行清理,用橡皮擦拭接口部分,清理完后重新安裝開機,故障消失,至今無死機現象。估計是使用時間較長,插板接口處形成氧化膜,阻滯信號傳輸,引起死機現象。例二:一臺彩色多譜勒(腦彩超),開機后無任何反應(指示燈亮),顯示器也不亮,打開機箱,發現主板上CPU散熱風扇轉動正常,但似乎沒有開機時正常的自檢動作,初步懷疑CPU或主板工作不正常。將主板拔下擦拭清理,安裝試機,故障依舊。測試電源供電是否正常,發現沒有供給主板的3•3V電壓,拔下所有電源插頭開機(AT電源可這樣測試)。

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>> 高職院校計算機軟件專業教學方法的探索與思考 基于項目的學習模式在高職計算機軟件教學中的應用 任務驅動式教學在計算機軟件教學中的應用探析 項目教學法在計算機軟件教學中的應用研究 項目教學法在計算機軟件教學中的應用探索 項目教學法在計算機軟件教學中的應用分析 數學實驗和計算機軟件在高職數學教學中的應用 《信息搜索與分析技能》項目在高職計算機軟件教學中的作用 基于構建主義理論的項目驅動教學模式在高職計算機軟件教學中的應用嘗試 計算機軟件教學中項目教學法的應用探討 “任務驅動+案例教學法”在計算機軟件教學中的應用 計算機軟件應用類課程教學方法探析 高職院校計算機軟件應用教學實踐探析 嵌入式實時軟件在計算機軟件設計中的應用 計算機軟件在機械制圖教學中的應用 計算機軟件在本科生工具類課程教學中的應用 計算機軟件在音樂教學活動中的應用研究 計算機軟件在食品營養學教學中的應用 新計算機軟件在輔助教學中的應用 TSPi在計算機軟件類課程教學中的應用 常見問題解答 當前所在位置：.

Application of Introductory Project Teaching in Computer Software Teaching of Higher Vocational Colleges

LI Chong

(Computer Department, Chongqing Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037, China)

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關鍵詞：計算機 硬件 維護方法

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O9-0121-01

計算機是人們生活中不可或缺的工具，而硬件是計算機的核心部件，其維護與保養不僅關系到硬件的工作效率，也關系到計算機軟件的工作效率。如果硬件出現問題，計算機就無法正常運行，因而，我們應深入了解計算機硬件問題的原因和維護方法。

一、計算機硬件問題產生的原因

（一）設備內部的原因

計算機硬件設備內部產生的問題主要有兩種：一是設備沖突。主機與系統資源之間的適配是計算機正常運行的關鍵，配置是否兼容關系到計算機能否正常工作。如果新裝入的板卡與現有設備之間發生資源沖突，就會導致計算機無法正常運行。二是軟件原因。軟件對計算機系統的正常運行有著重要影響，只有實現軟件與硬件的有機結合，才能使計算機系統的正常運行。從實際維護情況來看，計算機硬件故障中有相當一部分都是由軟件問題特別是病毒引起的。

（二）外部原因

計算機系統對外部環境要求較高，電壓不穩定、電磁干擾、計算機使用環境、溫度過高或過低等外部原因都會影響計算機系統的正常運行。電壓不穩定可能會損壞硬盤等配件，強磁場干擾會造成計算機意外重啟，或導致顯示器磁化出現偏色等故障。

二、計算機硬件維護的原則

（一）預防為主

計算機硬件如同人的身體，不能等到出了問題才進行維護，應當養成良好的使用習慣，這樣才能使計算機處于穩定的運行狀態，從而延長計算機的使用壽命，因此，計算機硬件維護應以預防為主。在計算機硬件維護中，首先要養成良好的使用習慣。計算機出現故障除了其自身原因外，日常保養情況也是一個重要原因。如同時打開過多軟件會使計算機長時間處于高速運行，導致主機溫度過高，此時計算機就會突然自動關閉系統。雖然這種自動關機不會造成計算機系統的癱瘓，但應加強預防，將這些不利因素消滅在萌芽狀態。其次，應掌握計算機維護常識?；覊m堆積過厚、機房濕度過大等都會阻礙計算機硬件的正常運行。在使用計算機時，應當定期對計算機進行清潔，提高其運行速度，不要頻繁的開關機，掌握正確的開關機步驟，將計算機擺放在通風較好地位置，便于機器散熱。

（二）遵循檢測順序

計算機硬件出現問題進行檢測時，應當先從低級、簡單問題入手，然后再進行高級、復雜的檢測順序進行檢測。[1]一般來說，檢測計算機時應先為計算機做一個清潔，然后再進行電源與設備間的檢測或主機檢測；應先排除具有普遍性的問題，然后再考慮特殊性的故障因素。如計算機自動關機，一般來說造成這種情況的有兩種原因：一是主機溫度過高，主機自動關機；另一種是由于下載或運行了攜帶病毒的軟件。計算機各個硬件間都具有一定的關聯性，掌握了各部分之間的關聯就容易排除故障。同時，計算機維護還需要遵循一定的邏輯順序，先低級、共性，后高級、個性。這樣做既可以有效地節省時間和維修成本，又可以避免“小題大做”情況的出現。

三、計算機硬件維護的方法

計算機硬件維護原則是進行計算機硬件維護的基礎，應在該原則的基礎上靈活的處理故障問題，既注重技術層面的問題，也考慮外部環境的影響。

（一）直接觀察法和隔離嘗試法

直接觀察法貫穿于計算機硬件維護的全過程，是計算機硬件維護最直接、最簡單的一種方法。直接觀察法就是對計算機硬件做全面的了解，既要觀察硬件運行的環境、還要觀察硬件的配置情況；既要觀察用戶的操作習慣，也要觀察用戶的操作過程；既要觀察電源插座、插頭情況，也要觀察軟件的使用情況。通過觀察來對計算機硬件的整體狀況有一個全面的了解。

在進行計算機硬件維護是為了快速、有效地找到故障，有時需要將一些硬件或軟件進行隔離或屏蔽，這時就可以采用隔離嘗試法，即將可能與故障產生沖突的硬、軟件暫時卸載或停止運行。

（二）最小系統法和逐步增減法

計算機硬件維護中經常將最小系統法與逐步增減法配合使用，能夠快速鎖定和排除故障。[2]最小系統法是通過測試計算機系統在軟、硬件中能否正常運行來判斷計算機軟硬件環境是否正常。如果系統在軟硬件中不能正常運行，說明軟硬件環境出現了故障，可以進行隔離。

逐步增減法包含兩個內容：逐步添加和逐步刪減。逐步添加是在最小系統法的基礎上通過逐一增加計算機組件或設備，檢測故障產生的原因，找到解除辦法；逐步刪減與逐步添加正好相反，即通過逐一減少組件或設備查找故障產生的原因。

（三）組件替換法和比較法

組件替換法是指根據故障的類別更換可能產生故障的計算機組件，觀察故障是否消失。[3]在實際使用組件替換法時，應首先檢查與組件相連的外部設備，然后再進行組件替換，如判斷打印故障時，應先考慮驅動是否存在問題、打印機與計算機的連接是否完好、打印機的電源線路是否通暢等。

與組件替換法相類似的是組件比較法。所謂組件比較法是將性能較好的組件與可能存在故障的組件進行全方面的比較，判斷二者有何不同之處，從而找出故障。

（四）安裝軟件或專業性的維護

有許多軟件能夠自動對計算機硬件進行檢測，安裝此類軟件也是解決計算機硬件故障的有效方法，一方面，檢測軟件能夠在硬件出現故障時準確的檢測出硬件出現的問題，并提醒用戶；另一方面該軟件還可以適時對計算機硬件進行“體檢”，防止故障的產生。但如果經過以上方法，依然無法排除故障，此時，應當尋求專業人士的幫助，而不是盲目的進行維護，有時一些小問題在盲目的維護過程中可能會造成故障的進一步惡化。

在現代社會中，計算機已成為人們工作與學習中不可或缺的工具，計算機的正常運行是軟件與硬件相互配合的結果，因而，對計算機硬件的維護時應考慮軟硬件等多種因素。在使用計算機時，應養成良好的計算機使用習慣、掌握基本的計算機維護知識，只有這樣，才能提高計算機系統的性能和運行速度，使計算機更好地為我們服務。

參考文獻：

[1]齊志亞.計算機硬件日常維護與故障排除[J].硅谷,2010(5).

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1.硬件課程體系存在的問題。目前，硬件課程體系中主要存在的問題：教材知識相對落后，學生無法學以致用；缺乏實踐環節，實驗條件差，學生無法鍛煉實踐能力，教師更無法鼓勵和激發其創新能力；學生電子技術方面的理論基礎較差，其對硬件的分析理解能力受到一定限制，學習困難較大；硬件課程開設學時離理想要求遠遠不足。2.導致這些問題的原因。⑴認識上的不足。目前，計算機教育存在著重軟輕硬的傾向。很多學生對硬件課程的了解甚少，認為硬件課程只是學習計算機的內部工作原理，在計算機應用當中無關緊要，認識不到硬件技術在應用方面的重要性。⑵課程教學系統性方面的不完整，課程教學系統缺乏足夠的系統性，各相關課程以及教材之間的分工與銜接不夠規范。①硬件課程知識與軟件課程知識之間缺乏足夠的交叉和互補，學生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統中的作用；②在硬件課程之間缺乏充分的銜接，有些知識點重復，有些知識點缺失；③缺乏足夠的實踐訓練。④內容多和時間少的矛盾突出。這些都導致了學生的知識體系結構不健全。⑶解決的辦法。①提高認識。計算機系統是硬件和軟件的統一，計算機工作的過程，實質上是以硬件為基礎執行程序的過程，所有硬件的工作都是軟件驅動的結果，而計算機的優良性能是通過復雜的硬件系統結構換取的。只有對軟件的載體――硬件、硬件組成、硬件的工作原理理解才能對軟件是怎樣依附于硬件的全過程有一個飛躍的認識，最終達到對計算機系統軟、硬件基本知識的融會貫通。因此，在各硬件課程開設時，應首先給學生介紹該門課程的主要內容、該門課程在計算機專業當中的地位、與相關課程的關系，建立起與軟件之間的聯系。其次，加大實踐能力在考試評價體系中所占比例，以促進學生對硬件實踐的重視。從而改變大學課堂上“重軟輕硬”的現象。實現學生的全面發展，使其具備一個IT時代大學生必備的基礎知識和基本素質。②保持教學內容的系統性。硬件和軟件知識是相輔相成的，它們都包含豐富的知識和先進的技術。計算機硬件知識必須對計算機的體系結構、組成及其核心技術進行系統的描述，以使學生能學到較系統的先進硬件知識。首先，在計算機硬件課程教學中完善教學大綱，加強教師之間的溝通，注意課程之間的相互銜接，注意知識點的重疊和互補，以保證教學知識的系統性和完備性。其次要加強計算機軟硬件教學之間的溝通，對軟硬件課程的教學內容中進行適當的穿插。在“微機原理及接口技術”和“單片機原理及應用”的課程中，可以加入一些利用高級語言對硬件進行編程的實例。在“計算機組成原理”和“計算機系統結構”的課程中，聯系“操作系統”課程中I/O管理、內存管理、CPU調度等知識，以引導學生思考，建立必要的知識關聯，最終達到對計算機系統基本知識融會貫通的目的。同時解決好內容多和時間少的矛盾，計算機硬件技術內涵豐富，學時少和內容多、要求高將是一個一直要面對的主要矛盾，要解決這個矛盾，一要靠系列課程內外體系的整體優化，找到一種相對來說能動態跟上計算機硬件發展步伐的教學和教材新模式；二要靠課程各教學環節功能的統一運籌、合理調動和多種教學方法模式的科學設計、統籌配合；三要靠課堂教學的數字化、現代化。

二、教材的改革

1.當前硬件教材存在的問題。一般教材都與實際聯系不緊密，且教材知識相對落后，許多客觀條件原因限制計算機硬件教學內容的更新。⑴計算機硬件發展太快，真正能反映當今世界微機領域新技術的微機原理教材太少，相應的實驗設備和條件幾乎沒有。⑵計算機硬件知識存在不直觀，最新的硬件知識往往包含許多較復雜的技術，講述起來抽象、枯燥，教學方法可視性和直觀性差，致使學生對硬件知識的理解存在困難，學習起來不太容易，教學效果較差。由于組織和實施教學的難度非常大，許多教師偏向于講述舊的知識。⑶新知識的過快更新給許多教師帶來了巨大的工作量和工作壓力，熟悉并掌握新的教學知識和內容往往需要幾年時間的摸索和實踐，因此，教師往往跟不上新技術的發展。2.解決的辦法。首先，作為課程教學，應盡量選用能反映目前計算機領域內硬件新技術、新成就，能體現出知識性、先進性和系統性的計算機硬件教材，重點要突出基本原理思想和基本方法技術的闡述，以使學生能學到先進的硬件知識。其次，要重視其實用性的一面，盡量拉近學校教育與社會上流行技術、流行產品、流行工具的距離，著力培養學生利用計算機處理問題的思維方式和利用硬件、軟件技術與先進工具解決本學科專業及相關領域中問題的能力，以及將來獨立獲取、掌握新知識、跟蹤計算機技術新發展、新應用的能力。使課程的組織內容符合計算機基礎教育的固有規律、學科的內涵及聯系，以及人的認知規律?？梢酝ㄟ^在系列課程教學中引入課程設計，鼓勵學生參加電子設計大賽和科技創新活動、社會實踐實習、畢業設計等綜合性實踐環節來解決。

三、硬件實驗教學改革

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關鍵詞：非計算機專業；計算機硬件；教學質量

作者簡介：郭華（1978-），男，河南靈寶人，軍械工程學院信息工程系，講師。（河北 石家莊 050003）尚靜（1978-），女，河北石家莊人，河北經貿大學公共外語教學部，講師。（河北 石家莊 050061）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0129-02

計算機學科是一門科學性與工程性并重的學科。長期以來，工科高校非計算機專業通常開設如下課程：計算機應用基礎、計算機軟件課程和計算機硬件課程。其中“計算機硬件技術基礎”是針對非計算機專業開設的計算機課程中具有應用性和實踐性的專業基礎課程。隨著計算機課程的建設要求變化，學生對硬件課的期望值逐漸上升，“計算機硬件技術基礎”面臨新的需求和挑戰。

一、課程面臨的問題

“計算機硬件技術基礎”是一門實用性很強的專業基礎課程，主要內容為80x86系列的微型計算機基本組成和工作原理，匯編語言程序設計的基本方法，微型計算機輸入輸出設備以及典型接口電路和接口技術。課程大綱要求通過該課程的學習，掌握微型計算機的基本理論知識，同時也注重培養學生分析和解決實際問題的能力。經過多年的完善，課程在形式上已經建設得比較完備，但也存在一些問題，主要問題有：學生仍然感覺課程很抽象，難于理解；概念很多，不容易掌握；需要記的內容很多，內容之間的關聯不明確，缺乏系統性。學習深度不夠，不具備解決實際問題的能力。

傳統的解決方法多是在課程的形式上下工夫，比如課程體系建設、教材的選擇、互動式教學和實驗方式的改革等等，缺乏對課程內在特性和學生的學習規律等深層次問題的考慮。筆者通過更深入地思考找到了一些解決以上問題的方法，并在具體教學實踐中取得了較好的效果。

二、內容講授形象化

課程內容講授的直接目的是把知識教給學生。教師考慮的主要問題是如何讓學生更容易理解和接受，同時有利于啟發學生進行思考。當知識成為課程時，內容邏輯上更加嚴密、準確，同時也更加抽象。人對知識的學習需要經歷從形象到抽象的過程，學生在沒有任何計算機硬件知識的情況下，抽象的內容會難于理解。

任何事物都具有某種程度的相似性，比喻是傳遞語意的重要方法，任何復雜問題都是可以被簡單比喻的。合理利用比喻能將抽象和難以理解的內容轉化成形象和容易理解的內容。

在講授硬件中存儲器內容和地址區別時，可以將存儲器比喻成一個大樓，樓里有很多房間，每個房間就是一個存儲單元，房間的號碼就是地址，房間內的東西則是存儲的內容。通過比喻可以將抽象問題形象化，加深記憶和理解。

存儲器分段是計算機硬件中的難點，需要進行比較復雜的比喻。計算機等級考試時，每個考生的考號是唯一的，這個考號很長，例如2000104000010017等等，這個考號是由幾部分組成的，通常是考點號加考場號加座位號的組合。對于某一個監考人員，一般只監考很少教室的考試，具體到某一個教室，也就確定了前面的考場號和考點號組合，在這個前提下，監考人員關心的就是后兩位，除非換教室，否則前面是固定的。這樣做的好處是監考人員在不換教室的前提下，關心兩位號碼，而不是例如2000104000010017長的號碼，在某個考場內，通過兩位號碼就可以對應到某個考生。對應到存儲器分段，例如2000104000010017就類似于物理地址，一個考場可以看作一個邏輯段，教室中考生號碼前面考點號加考場號就是段地址，后面兩位座位號就是偏移，一個考場內的考生前面考號是固定的。

通過對教學中的難點用形象的例子進行解釋，學生不僅對知識的要點理解得更透徹，而且也增加了計算機硬件學習的興趣。恰當運用比喻需要對計算機硬件知識體系有深刻的理解，對問題形象化的前提是必須把握內容的核心關鍵所在，不恰當的比喻不僅不會使問題簡單化，還可能使學生對知識產生誤解。

三、遞進式的引入概念

人對事物的認知是從感性到理性，從形象到抽象。微積分在牛頓和萊布尼茨發明的一百年的時間里，雖然已經在運用，可是邏輯推理并不嚴密，后來在加入極限的概念后才完善起來?？梢姡拍顚嶋H上是知識發展到一定階段的結晶。

計算機硬件課程一大特色就是概念多，對概念的引入需要講求方法和時機。一個嚴密準確的概念并不一定適合于初學者。比如，學習匯編語言時用到INT指令，這是一條中斷指令，在課程體系安排中，中斷章節比較靠后，而現在學生還根本不知道什么是中斷，如果現在將中斷的定義告訴學生，由于缺乏相關知識的支撐，學生根本不可能理解，但是現在又要用到這個指令，可以將簡化的定義告訴學生，中斷可以暫時理解為一個函數調用，這個定義是不嚴密，不準確的，但是，對于當前學習程度的學生卻是適用的。等到學到中斷章節時，再將準確定義給出，學生在以前理解的基礎上繼續完善，就更容易接受這個新概念。

通過遞進式的多次解釋同一概念，學生對概念的理解會越來越清晰，越來越準確。運用這種方法，學生原來普遍反映計算機硬件課概念多、不好理解的問題得到了有效緩解，而且考試結果反映出學生對概念的理解更加準確。

同樣，總結性的內容因為其高度抽象性，不適宜過早教給學生?？偨Y性的內容是教師多年對課程理解的精華，但同時也更加抽象，對于初學硬件的學生，理解起來是很困難的，這就好比給兒童上哲學課一樣。因此，對于總結性的內容，都安排在課程的后期講解，前期更多的是具體的示例和實驗。

四、合理調整授課內容的順序

計算機硬件是一門系統性很強的學科，各個部分之間聯系緊密。硬件課程內容多，講授時則必須把課程內容分成相對獨立的章節，但由于學生對其他知識上相互關聯的章節并不了解，從而造成了學習上的困難?，F有的內容順序編排雖然概念準確，邏輯嚴密，其順序適合對計算機硬件有所了解的人，并不適合初學者學習。針對學生而言，需要有一個由淺入深、逐漸清晰的過程，而不是說明書式的教學。學生對硬件的認識是整體由朦朧變清晰的過程，不是分部分清晰的過程。

計算機硬件課程涵蓋兩大部分，軟件和硬件。這兩部分各有各的特點，軟件重點是培養學生解決實際問題的能力，授課時不僅局限于指令的使用，更多的注意力放到了把問題轉化成程序的能力上。硬件重點是講解整個計算機硬件系統結構的設計框架，軟件和硬件彼此緊密聯系。原有課程順序如表1所示：

表1 原課程內容安排

序號 章節

一 概述

二 系統結構

三 匯編語言

四 存儲器

五 I/O接口和總線

六 典型接口應用

上述課程編排比較明顯的問題是：

第二章系統結構知識高度抽象，學生不容易理解；因為第二章沒有學明白，缺乏對重點的把握，匯編語言學起來也很吃力；學習接口應用的時候，由于弄不清楚和前面知識的關聯性，學生感到更加迷惑。

這樣的講授方式試圖把每一部分都清晰地教給學生，本質上是違背了學生接受知識的過程，因此總體教學效率很低。很多學生往往在課程最后才通過自己的努力才把整個體系結構大致搞清楚。

針對上述不足，對整個教學順序做了小幅度調整，調整后順序如表2所示：

表2 調整后課程內容安排

序號 章節

一 概述

二 匯編語言

三 典型接口應用

四 系統結構

五 存儲器

六 I/O接口和總線

建立合理課程順序的原則是要符合學生的學習能力，關鍵分成兩步做：一是尋找合理的課程切入點，二是建立合理的編排順序。

計算機硬件課程切入點有兩個可選：一個是數字電路，從最基本的邏輯電路講起，再從加法器到CPU的結構；二是匯編語言。對于非計算機專業的計算機硬件教學，學生的基礎是學過計算機軟件，而且由于非計算機專業學生并不對組成原理做深入的學習，因此，最合理的切入點應該是匯編語言，這部分內容實踐性很強，最具體，最形象，通過上機練習可以看得到，摸得著。

確定了切入點，然后就要逐步深入地將課程教給學生。匯編講完后，然后再講典型接口應用，典型接口應用相對也比較具體，學生通過接口實驗加深對計算機硬件的了解，最后講系統結構。整個計算機內容逐步由淺入深，由形象到抽象，由模糊到清晰。

具體教授時，對關聯知識做適當的講解，過深，學生聽不懂；過淺，內容不夠用。例如，匯編語言是需要硬件知識的，采用簡單講解，計算機由三部分構成，CPU、存儲器（RAM）和I/O設備。CPU中有寄存器，寄存器和存儲器的目的是存放數據，程序中的數據能放到寄存器中，就不要放到存儲器中，因為訪問存儲器還要通過總線，速度慢，寄存器就在CPU內部，速度快。寄存器包括AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI通用數據寄存器。講授時沒有把所有概念和盤托出，僅介紹和匯編語言直接相關的，使學生在不需要很多基礎概念的前提下，快速學習匯編語言，同時，通過對匯編語言的練習，學生對計算機硬件結構有了更加明確的認識。講授時不追求面面俱到，不追求過于嚴密的邏輯和體系。

當學生學完第三章后，通過了匯編語言和接口實驗的上機練習，已經對計算機硬件有了初步的認識，在此基礎上講授更加抽象的系統結構知識，學生感到很多不清晰的知識變清晰了，甚至對某些知識有恍然大悟的感覺。

通過以上的調整，學生對課程的理解更容易，學習效率明顯提高。課程順序調整的總體原則是把握計算機硬件知識的特點，同時了解學生學習的基本規律，由淺入深，由形象到抽象，由感性到理性循序漸進。

五、結束語

課程內容的講授更多側重知識層面，但更高層次的目的并不是知識，而是交給學生發現問題，思考問題，解決問題的能力，這也是高等教育區別于初等教育的根本所在。通過計算機硬件的教學，希望學生能夠建立計算機結構體系的基本框架，具備初步的計算機硬件應用能力和創新能力。學生的創新能力本來就存在，關鍵在于能不能挖掘出來。創新來源于思考，思考來源于對問題的深入，而要深入問題則先要把知識踏踏實實地學明白。針對計算機硬件教學，外在的教學形式雖然重要，但更重要的是課程知識的內在聯系和對學生的了解。要在教學中充分發揮學生是主體、老師是主導的基本作用，老師和學生都應該踏踏實實深入學習，深入思考，而不能僅僅局限于應付考試。

參考文獻：

[1]雷向東，雷振陽，等.加強計算機硬件課程體系建設與教學質量提升的研究[J].教育教學論壇，2012，（25）.

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【關鍵詞】 計算機硬件基礎； 實驗環節；教學方法； 教學內容

【中圖分類號】G434【文獻標識碼】B 【文章編號】1001-4128（2010）11-0003-02

《計算機硬件基礎》是非計算機類各專業本科生計算機基礎教學中第二層次的課程［1］，是一門公共基礎課，其目的是培養學生利用計算機從事科學研究和科技開發工作的能力，培養學生應用計算機硬件技術知識解決本專業及相關領域中問題的能力，使其能成為具有較強實際動手能力和科研開發能力的應用型人才。目前我軍的許多高技術的武器裝備都離不開計算機的控制，如何培養出符合部隊需要的新型人才是急需解決的問題。因此一定要加強學員的計算機硬件知識，使他們能夠將計算機硬件知識跟所學專業結合起來，將來更好地為部隊服務，為裝備服務。

1 存在的問題

1.1 認識不足

目前學員普遍存在著重視軟件技術輕視硬件基礎的情況，由于軟件教學實施起來比較容易，且實用性強，可以做到現學現用，有立竿見影之效果。而計算機硬件知識從客觀上來說存在不直觀，講述起來抽象、枯燥，學生學起來困難的現實。所以不論是教員還是學員對軟件技術的重視程度都要遠遠高于硬件技術。

1.2 內容落后

目前，大多數計算機硬件基礎教材是以8086為平臺來對微機原理知識展開討論的?，F在的學員們從第一次使用微機時，就是面對的Pentium機，他們對這些過時的微機知識非常困惑，不認為是在學習微機硬件知識，仿佛是在學習歷史，感覺所學離他們太遙遠了。而對于他們整天使用的Pentium 機中采用的一些新技術，卻不知其所以然。結果導致了學生們在市場上見到的微機和在實驗室使用的微機都是Pentium，而課堂上講得卻是8086，不能學以致用，課堂上的微機知識與現實形成了巨大的反差。

1.3 實驗環節不足

作為一門實踐性很強的技術基礎課程，除了正常的課堂教學外，為了加深學員對所學知識的理解，必須有專門的實驗教學。而現在的硬件教學，在實驗環節上，只把重點集中在匯編語言的上機調試，因此學員在學習相關章節的硬件知識時，理解困難，學習效果不好。經調查，大多數學員認為該課程難度大，抽象，不好理解，因此沒有學習興趣。實際上，主要原因就在于缺少了一些必要的實驗環節，使學員無法真正理解某些知識點，特別是一些硬件的工作原理。

1.4 教學方法單一

計算機硬件知識存在不直觀，講述起來抽象、枯燥，教學方法可視性和直觀性差。該課程一直采用傳統的教學模式，基本上都是以教員為中心。主要表現在教員上課大多采用灌輸式的教學方法［2］，即教員從頭到尾一講到底的教學手段，這種模式雖然有利于教員主導作用的發揮，便于教員組織、監控整個教學活動進程,但造成學員被動的吸收知識，不能夠充分調動學員學習的積極性，不利于培養具有創新思維和創新能力的復合型人才。

2 改革方法

2.1 更新教學內容

在教材的選擇上要采用與軟件教學內容相統一的，能夠反映當前微機領域內硬件新技術、新成就的教材。目前，流行的系統軟件和各種應用軟件中的絕大多數是以Pentium為平臺開發出來的。因此計算機硬件的教學內容也應該是以Pentium為平臺［3］，對微機的體系結構、組成及其核心技術進行系統地描述，以使學員既學到常用的系統軟件、應用軟件知識，又學到軟件的載體――先進的微機硬件知識。這樣，學員的計算機知識才能達到一個完美的統一，所學的硬件知識和軟件知識才能互為促進，互為補充。結合新教材，要改變教員和學員“重軟輕硬”的錯誤認識，使他們認識到硬件在計算機發展中的重大作用，逐步協調學員的知識結構。這樣學員才能從硬件和軟件上全面掌握計算機知識。另外，由于Pentium機結構復雜，采用了大量高新技術，所以在教學內容展開時，仍要以8086為基礎，在此基礎上對Pentium機的組成和采用的新技術進行詳細的分析，做到循序漸進。更新內容，并不意味著8086就一無是處，畢竟Pentium機也是從8086一步一步發展起來的，它仍是基礎。另外在教學中要突出重點內容的分析，非重點應鼓勵學員自學。

2.2 增加實驗環節

建立專門的計算機硬件基礎實驗室，使學員在學習理論的同時，能夠親身實踐，加深對硬件知識的理解。由于硬件實驗室需要專門的實驗儀器，投入較大，可采用目前正興起的虛擬網絡實驗室的技術實現，可大大較少投資，起到相同的教學效果。在實驗課程體系的總體規劃上應遵循：既要培養學員分析問題和解決問題的能力，又要重視培養其思維能力和創新能力。為此，在實驗教學中除常規的驗證性實驗外，還要增加大量的設計性實驗內容。

2.3 改進教學方法

好的教學方法是取得良好教學效果的橋梁。針對硬件教學的特點，在教學方法上可采取以下方式：

（1）啟發式授課

由于計算機是學員非常熟悉的工具，所以在課堂上教員應有計劃不斷地以啟發方式提出問題 、設置疑難，使學生結合自身的實際進行積極思考［4］，在思考中獲得知識，從而有效地將傳授知識與開發智力結合起來。 通過不斷提出問題、解決問題，引導學生積極思考，調動他們的學習積極性，使他們將平日所接觸的計算機跟所學知識結合起來，加深對問題的理解。

（2）聯系實際，激發興趣

課程中涉及較多的軟、硬件知識,在實際中用處很大。教員應該通過實際問題來激起學員對所學知識的強烈興趣,激發學習的熱情，讓學員充分了解所學知識的重要性,從而達到事半功倍的效果。比如：在學習存儲器擴展原理時，可將日常生活中內存的升級問題拋出來，引起學員學習的興趣，提高課堂效率。在學習8254定時/計數器時，可與家電中的定時功能聯系起來，使學員覺得學有所用。同時應適當補充當前計算機中采用的最新技術，進一步拓展學員的知識面，也利于激發學員興趣。

（3）多媒體教學與傳統教學結合

多媒體作為一種教學手段，可以做到圖、文、聲并茂，既利于知識的表示，又可以吸引學員的眼球。在教學過程中應靈活使用多種教學手段，可以起到事半功倍的效果。因此在教學過程中，充分利用現代多媒體的動畫技術、動態模擬、圖形等手段，使課件能形象地表述教學內容而且極具吸引力，有助于學生更好地理解教學內容，提高教學質量。

2.4 加強教員隊伍建設

在當前大力提倡素質教育的背景下，教員應該以提高學員的思考、探索、研究等各方面的能力為主要的教學目標。計算機硬件基礎課程的性質，要求教員要及時把新知識不斷地傳授給學員，并讓他們接受，這決非易事，需要花費大量的時間，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算機理論水平、學術水平、技能水平，而這些需要有一定的條件和時間。因此，教員面臨著新形勢下新的挑戰，必須以積極的態度認真對待，不斷充實自己，將前沿新知識滲透、融化、拓展到教學中去，努力做到教學、科研、實踐齊頭并進，對科學的教學方法不斷研究，對新的教學手段、教學設備靈活運用，只有這樣，才能達到“常教常新、常講常精”。除此之外，學院也應主動給年輕教員提供進修的機會，讓他們不斷充實自己，不斷學習最新的計算機硬件知識，并鼓勵他們將所學應用到日常教學中。

2.5 改革考核方式

考核作為一種檢測手段，它是整個教學活動中必不可少一個組成部分。計算機硬件課程主要目的是使學員靈活掌握計算機硬件組成中各部分的原理，而不是死記硬背；另外本課程還需學員掌握一定的匯編語言編程能力，可對一些可編程芯片進行編程。所以在考核方式上應改變以前的通過筆試單一考試，而采用筆試、上機實驗兩種方式，這除了考核學員對本課程的基本理論知識的掌握外，還著重考核學生綜合分析和解決問題的能力、實踐能力。學生的最后成績由筆試、上機和平時成績三部分綜合評定得出。平時成績主要由作業、提問及實驗報告等得出。

3小結

培養高素質、高能力、適應我軍需要的軍事人才，是軍隊院校教學改革的重要目標。隨著我軍越來越多的高技術武器裝備的研制和配備，對青年軍官的計算機水平要求也越來越高。要從根本上為學員打好基礎，關鍵就是從計算機基礎課程上下工夫，使學員能夠有一個好的計算機基礎知識鋪墊，為將來的發展作好準備。

參考文獻

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

［2］ 楊穎秀. 教育管理學. 東北師范大學出版社，2002

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關鍵詞：計算機；使用需求；合理；硬件選購

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2012) 12-0000-02

當今社會，計算機和互聯網的普及率大大提高，已成為我們工作、學習、娛樂不可或缺的平臺和工具。但由于普通用戶對計算機硬件知識不夠了解，往往在計算機硬件選購過程中被奸商欺騙，或滿足不了使用需求，或多花了冤枉錢，造成嚴重的資源浪費。計算機硬件就像一支球隊的隊員，個人能力再強沒有協同作戰能力也是無濟于事，球隊隊員講配合，計算機硬件講匹配。怎樣才能裝配一臺適合自己的計算機呢？這就需要我們掌握一些計算機硬件選購知識，把握計算機硬件選購原則，裝配出最適合自己使用的計算機。筆者通過對計算機硬件選購的經驗總結，發現合理選購計算機硬件是滿足用戶使用需求、節約資金的有效手段，在此向大家傳授一些計算機硬件選購知識，不當之處請指正。

一、計算機使用者類型和使用需求分析

（一）使用者類型

（1）家庭娛樂。這類用戶的使用范圍以游戲、影音、聊天工具為主。

（2）普通商務辦公。這類用戶的使用范圍以行業軟件的應用為主。

（3）硬件發燒友。這類用戶的使用范圍以緊跟時代潮流、以發掘硬件的潛能為主。

（二）使用需求

（1）家庭娛樂用戶。這類用戶對計算機硬件配置和網絡速度要求較高，側重于運行速度和多任務處理能力。

（2）普通商務辦公用戶。這類用戶對計算機硬件配置要求不高，追求穩定。

（3）硬件發燒友。這類用戶具備一定的專業知識，對硬件更新頻繁，為了計算機性能的提升不計成本的投入，對硬件的 “超頻”性能要求較高，追求硬件品質的高、精、尖。

二、計算機硬件選購原則

計算機硬件的選購因人而異，原則是滿足使用者需求。要首先確定使用者類型，然后確定軟件使用對計算機配置的要求。如經常玩的游戲、使用的行業軟件，可以到官方網站查詢推薦的計算機配置。最后通過硬件型號、參數、做工、價格的比較選購計算機硬件，也就是同樣的型號比參數，同樣的參數比做工，同樣的做工比價格。

三、計算機硬件選購知識（對于硬件發燒友用戶硬件選購知識本文不再詳述）

（一）cpu

對于家庭娛樂用戶和普通商務辦公用戶推薦選購高主頻、雙核心、二級緩存大、新架構的CPU，架構新代表技術先進，雙核心具備多任務處理能力，二級緩存大傳輸速度快，制作工藝高，高主頻運行速度快。部分計算機用戶經常問到：“為什么不選6核心的cpu呢？”對于家庭娛樂用戶和普通商務辦公用戶，高主頻、雙核心、二級緩存大、新架構的CPU完全可以滿足您的需求，不必多花冤枉錢，造成資源浪費。

（二）主板

對于家庭娛樂用戶和普通商務辦公用戶主板的選購可采用兩種方法：

（1）目測法。要從主板的大小、插槽的數量、主板芯片組型號、做工用料的好壞、設計布局的合理性五個方面來看，主板小、內存和pci插槽數量少說明擴展能力不夠，芯片組型號老代表支持的新硬件少，做工用料的好壞要看pcb印刷質量和層數、主板的硬度、元器件的類型和品牌、焊點的飽滿均勻程度。設計布局的合理性要看CPU插座的位置、電源接口的位置、IDE設備接口位置，原則是便于安裝，避免互相妨礙。

（2）稱重法。對于普通用戶可將品牌不同、大小相同的主板拿在手中感覺一下重量，哪個越重越代表哪個主板用料實在，這也是最簡單有效的方法。個人推薦品牌：技嘉。

（三）內存

內存要選擇主板支持的類型，頻率越高運行速度越快；內存的選購應從二方面入手：

（1）購買大品牌、售后有保障的內存，能夠保障硬件的兼容性和可靠性。

（2）盡量使用一條內存，以保障硬件的兼容性。對于家庭娛樂用戶如果使用windows xp操作系統推薦使用2g容量的內存，對于windows vista之后推出的操作系統推薦4g容量的內存。普通商務辦公用戶同上。個人推薦品牌：金士頓、宇瞻。

（四）電源

電源的選擇注重穩定性，供電穩定的電源是保證計算機穩定運行重要開端[1]。電源的選購可采用3種方法：

（1）計算法?？墒褂谩昂郊喂β视嬎闫鳌保?cn/pwcount/pwcount.asp）將組件的總功耗計算出來，然后參照總功耗選購電源。

（2）稱重法。這也是選購電源的最簡單直接的方法，同樣的功率比重量，越重電源的做工和用料越好。

（3）看品牌。個人推薦TT，航嘉，全漢等優質電源。對于家庭娛樂用戶建議使用額定功率大于總功耗加100w得出的數值選購電源，既能保障計算機長期運行的穩定性，也能夠滿足以后硬件升級對電源的要求；對于普通商務辦公用戶建議使用額定功率大于總功耗加40w得出的數值選購電源，既能節約資金，也能滿足日常應用。

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自上世紀末90年代末開始計算機科技技術的發展日新月異，與之同步的計算機硬件技術也在不斷順應著計算機軟件系統進行著高速的改朝換代，從而達到匹配其需求的目的。時至今日，隨著人機互動系統的不斷完善與普及，各種新穎的輸入/輸出硬件不斷的刷新市場，這都給計算機硬件組裝的教學工作提出了新的挑戰，如何使計算機硬件教學順應計算機科技的發展是擺在計算機教育工作者面前的一個嶄新的課題。

1.當前計算硬件組裝教學上存在的主要問題

由于計算機硬件組裝教學相對于軟件教學來說，教學知識概念比較繁復，而且一些硬件與具有著高集成化的特點，這就是說計算機硬件在教學內容本身上就存在著學習的硬傷，再加上教學時許多問題比較抽象，如果不親自動手操作很難讓學生產生認同感，這就導致了當前學生們普遍的“喜軟（件）怕硬（件）”的情緒。同時，由于許多軟件教學課程實踐中并沒有和硬件產生必要的聯系，這就容易讓一些計算機專業學生產生輕視硬件組裝課程學習的心理。

2.計算機硬件科技發展的背景

從學生的就業形式上來考慮，學生們所學習的計算機硬件組裝知識，必須是計算機產品最前沿的產品，所以制定計算機硬件組裝教學實踐并不是一個靜態的過程，而是要時刻關注計算機市場動態，了解計算機硬件技術的最新發展以及相應配件的換代情況。但這對于計算機學校的財力要求比較高，要盡量協調資源，盡量避免用廢棄教學機或是淘汰落后品來進行計算機硬件組裝教學實踐的情況發生。wWW.133229.CoM同時，從2010年對我國計算機維修市場的調查統計中顯示，只有5%的硬件維修任務是出在硬件實質損傷維修/維護上，也就是說有95%的的硬件故障任務用簡單的更新/更換硬件方法得到解決，粗糙而浪費資源，這客觀反映出當前我國計算機硬件市場急需硬件專業技術人才，這也為計算機硬件組裝教學工作提供了動力。

3.以計算機科技發展為基進行硬件組裝教學的原則

3.1 將理論和實踐操作進行有機結合

首先由于計算機硬件組裝教學所涉及到的教學內容，如：電子電路基礎、各電子元配件（包括電阻、電容等）工作原理、相關硬件的匹配原理等都是具有著極強知識性和極強實踐性的知識內容，需要通過多課時、多層次的實訓教學才能達到理想化的教學目的。因為將理論和實踐操作進行有機結合是以計算機科技發展為基進行硬件組裝教學的首要原則。

3.2 以學生就業需求為教學目的

隨著當前計算機專業學生就業形式的日趨嚴峻，以就業為主導向的職業人才培養教育形式已經成為了專業人才培養的核心思路。同樣的，計算機硬件行業也迫切需要適合計算機科技發展需求的高素質、高聚合性、技能過硬的復合型人才，要達到這樣的人才培養效果，在計算機硬件組裝教學設計初期，就要以學生的就業需求為教學根本原則進行設計。

4.針對計算機科技發展的計算機硬件組裝實訓改革措施歸納

4.1 靈活應用調研/多媒體手段，激發學生主動學習欲望

不可否認的事實是，當前學生學習計算機硬件組裝課程時，絕大多數是被動式學習，只能通過機械的反復操作，反復記憶達到一種，“心里沒記住，但手卻記住了”的操作熟練狀態。這種方式很容易造成對計算機硬件組裝學習的厭惡或抵觸情緒。所以在具體教學實踐中，要盡量的多利用多媒體手段，（當然如果能找到硬件實物則更為理想）模擬制作相應的硬件實體課件，使學生產生興趣，主動的作到知識點與實物結合。同時，要盡量用多媒體課件代替相對枯燥的板書教學，讓學生在單位時間內盡量多的獲得信息量，如果多媒體課件制作的工作量比較大，可以進行全體教師的調配，大家分章節制作課件，然后串換使用，這樣用多媒體手段進行的演示操作可以使枯燥的硬件裝機內容盡量生動地展示給學生，有效地調動學生的求知欲望。而且還要盡量多安排學生在課余時間做一些相關的硬件信息調研或市場調研任務，這樣學

轉貼于

生在進行實際調研過程中客觀了解到所接觸到硬件的價值所在，有助于學生對硬件的理解和記憶。

4.2 盡最大努力多安排實訓課時

計算機硬件組裝教學最忌諱的教學效果，就是培養出的學生“眼高手低”，所有的操作知識步驟都能靠著反復死背而記牢，但當進行實際操作或是出現一些靈活問題時就變得不著頭緒。因此，要盡學校最大的努力多安排計算機硬件組裝的實訓課程，這樣在學生鞏固所學習理論知識的同時還大大提高了學生的動手能力，為以后就業工作實踐打下了堅實的基礎。

4.3 給學生多提供實踐操作的機會

學?？梢愿鶕陨淼那闆r，與專業公司協商，承接一些計算機硬件維修任務。初期讓學生在老師的帶領下完成任務，后期達到獨立完成維修任務的目的。這樣通過具體的問題，學生可以用心的思考所學過的知識技能，并將其用在實處；將課堂上所學到的技能代入到實際存在的故障中，將實訓課程的內容和社會中所存在的相關問題相結合，讓學生在這樣的環境中鍛煉成長。并可以和市場上一些專業公司合作，推薦一些在實踐操作中比較優秀的學生，去該公司進行實習，進一步刺激學生的學習積極性，將學習與以后走入社會生存聯系到一起，讓學生對自己的人生提前作出規劃。

4.4 考核體系的完善

在傳統的計算機硬件組裝考核體系中，學生的成績基本都是由實踐操作報告來進行分數評定的，這樣得出的分數與該學生的實際操作能力有很大出入，因為考核所進行的操作部分題目大多是驗證型題目，學生比較容易通過完成，這樣所得出的分數不能客觀評價學生的計算機硬件組裝能力。因此為了針對計算機科技的發展需求，對于計算機硬件組裝教學的考核體系也應當系統化，比如制定相應的計算機硬件組裝維護考核標準，或是組織學生參加一些國家統一的認證考試，比如：全國計算機信息高新技術考試（即通常說的citt）、信息產業部推出的硬件工程師認證考試等等。

5.虛擬實訓室的建立，符合計算機科技發展需求

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關鍵詞：計算機硬件 設計安全 策略分析

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00

當下我國計算機軟件相關技術發展迅速，但是計算機硬件的發展卻相對滯后，尤其是在硬件設計安全方面存在的問題還是比較多的。只要保證計算機硬件的設計安全，就能加快計算機硬件的發展速度，盡快與軟件發展齊步。

1 計算機硬件安全的概述

計算機硬件安全的關鍵點是實現計算機內部的信息安全，而信息安全主要是保密、實用和集成三個方位建成的一個安全體系。做好信息安全，就是需要引導用戶掌握使用產品的方法，進而保證計算機系統的信息安全。從計算機硬件安全的發展史來看，計算機硬件安全是以集成電路為主的集芯片設計、電路設計和工程技術設計于一體的安全系統。常采用的應用和技術主要有數據中心、通信系統和傳感器網絡等。

2 計算機硬件的設計安全現狀分析

2.1 計算機硬件的設計安全發展現狀

計算機硬件通常是指構成計算機系統的各類電子和機械以及電元件組成的物理部件。計算機硬件的安全問題大體上有三類，問題源也相應的有三類：輸入設備、儲存介質和輸出設備。輸入設備帶來的安全問題具體有輸入信息數據造成的安全問題和輸入時非法操作兩種情況。前者主要是指輸入的信息數據可能有木馬病毒等，引起本身計算機系統內的信息數據的風險系數增大；后者主要會引起計算機的數據信息遭到破壞等問題。儲存介質帶來的安全問題主要是指計算機的儲存介質本身不能對計算機內部的數據信息形成安全保護層，對暴力破壞和非法拷貝等不合法操作沒有抵抗力。輸出設備帶來的安全問題主要是存在一部分的輸出設備具備記憶功能，會對計算機內數據信息或操作動作進行復制，給計算機系統帶來較大的風險。總之，計算機硬件的設計安全現狀還是較為嚴峻的，有較多問題亟待解決。

2.2 計算機硬件的設計安全分析

計算機硬件安全絕大部分取決于硬件的設計，多樣設計是當下提升計算機硬件安全性能的主要手段，主要用來降低成本減少能量損耗。此外，工程變異中的CMOS技術和離子技術也廣泛應用到提升計算機硬件的安全上，解決芯片老化等問題。但是這些都無法檢測木馬病毒。目前的硬件安全設計主要是以處理硬件木馬為主的。硬件木馬主要攻擊原始芯片，對其進行修改惡意破壞行為。同時，不可復制技術也提高了計算機硬件的安全系數?？傊?，計算機硬件在設計階段的安全性設計決定了計算機在以后運行時的硬件安全性。

3 計算機硬件設計安全的策略分析

3.1 做好內置安全確認工作

內置安全確認，主要是在計算機芯片的測試和制造過程中運用PUF（Physical Unclonable Functions）技術和EPIC（Ending Piracy of Integrated Circuits）技術通過電路設計方式來保護硬件IP。計算機硬件內置保護的流程工作大體如下：原始設計好的IC在IC制造廠采用PUF技術后得到芯片變異了的PUF ID，經過EDA工具編譯后得到物理版圖，先前得到的PUF ID與加密后的IC數據信息合成得到校驗密鑰，接著可以在IC的物理版圖中預先選擇關鍵區域，將校驗密鑰加密后的驗證模塊附加在原始設計好生成保護的IC版圖，最終用于IC產品制造。這樣在充分了解內置保護工作之后，相關的工作人員可以做好確認內置安全工作，保證計算機硬件的設計安全性。

3.2 檢測外置輔助安全

目前外置輔助安全的監測工作主要采用RAS技術進行，依靠可信的密鑰管理部產生公開密鑰和私用密鑰。公開密鑰主要是加密芯片的數據信息并將其集成儲存到標簽電路中，私用密鑰主要儲存在密鑰儲存器里，而密鑰儲存器主要用于外置輔助安全的檢測。此外，安全驗證芯片也是用于檢測外置輔助安全的。檢測時，密鑰儲存器主要經RFID讀取芯片上集成的標簽電路的數據信息，進而通過安全驗證芯片的檢測來檢測芯片。

3.3 在計算機硬件研發中注重安全設計

在計算機硬件的安全設計過程中，不單單要注意技術層面的保護檢測，更要注意其他方面的問題，比如設計理念、工作側重點和設計人員等。在計算機硬件的研發進行時，質量和性能得到保障的前提下需要注意加強設計研發人員對計算機硬件的認識，加強對計算機硬件安全性能的注重，從內置和外置入手，做好安全設計，形成計算機硬件安全性評估機制，做好對硬件安全性能的評估，同時從輸入、存儲和輸出設備三個方面進行評估，及時發現安全風險解決隱患。

3.4 在計算機硬件設計安全中注重創新技術

計算機硬件的安全設計之所以會出現較多的問題，是由于計算機硬件的安全設計技術發展滯后，適應不了時代的發展。因此，需要注重創新技術，完善并發展現有計算機硬件的安全設計技術，結合實際情況和實踐經驗，及時完善不足之處。同時，建立起完整的計算機硬件安全技術系統，做好計算機硬件各部分的有機結合，加強各技術的協助。此外，還需要開展新型的計算機硬件安全技術，可以將微生物理論、光學理論和量子理論應用到計算機硬件安全技術中，這樣才能實現計算機硬件安全性能的快速提升。

4 結語

綜上所述，計算機硬件的種類較多，存在著較大的差異，需要根據各自的安全問題采取適當的解決策略、因此，在計算機硬件的安全設計中，需要在技術層面上確認好內置安全和檢測好外置輔助安全，同時注重形成安全保護的設計理念，研發工作側重安全保護，創新計算機硬件的安全設計技術，最終高效促進計算機硬件的安全性能提高。

參考文獻

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[2]劉亮.計算機硬件設計安全問題分析[J].黑龍江科技信息，2015，（17）：157.

[3]潘曉偉.改進的鐵路信號安全計算機硬件結構設計[J].電腦知識與技術，2015，11（3）：232-233.

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關鍵詞:計算機;硬件組裝;虛擬現實技術;設計;應用

受高校計算機教學中，硬件設備的不完善及更新速度慢等因素的影響，計算機硬件組裝與維護教學與計算機硬件的實際發展速度不匹配，對學生的實際操作需求難以滿足，因此，有必要在高校計算機教學中，借助計算機硬件組裝虛擬實驗系統，對教學過程中相關的硬件組裝問題利用多種技術方法進行輔助演示，學生通過對演示方法直觀的進行觀看和學習，其操作能力會進一步得到提高。本文主要借助3D技術、網絡技術，對高校計算機硬件教學通過構建虛擬平臺，為學生提供更好的學習途徑，虛擬系統的操作簡單，適應性較強，在實際教學中發揮了重要的作用。

一、系統設計構思

(一)功能介紹

基于教材內容，本文所涉及的虛擬實驗系統按照課程內容由淺入深、循序漸進對學習環境進行虛擬，在學習過程中，學生可以從不同的角度對計算機相關硬件模型利用3D技術進行觀看和瀏覽，在具體操作中，對硬件參數及性能的優化配置，讓學生可虛擬操作計算機各個部件的拆卸安裝等操作。學生在操作過程中如果與到計算機硬件組裝中的常見問題或故障時，系統會自動給出解決問題的方法，學生可根據系統提示對錯誤位置快速做出判斷，并按照系統提示繼續進行操作。

(二)設計原則

實用性是計算機硬件組裝虛擬實驗系統設計中的首要原則，要能夠確保學生在學習過程中有效的利用，對系統的安全、逼真、易用、共享、交互及擴展等性能要充分進行考慮。安全性指的是對用戶操作系統的權限進行控制，并對數據增加備份的功能，避免學生操作過程中誤操作導致數據丟失;逼真性指的是系統在操作過程中與實際操作非常相似，對計算機硬件可以借助3D技術構建對應的模型，學生在學習中可以融入到虛擬的實驗場景中進行操作;易用性是為方便學生對系統容易了解，且便于學生操作，能夠讓學生依據教材逐漸對系統熟練操作;共享性指的是師生之間、學生之間在學習的過程中，可以通過網絡平臺實現學習信息的傳輸與交流，彼此可對信息進行共享，可通過遠程方式使學生之間進行交流，方便教師進行指導;交互性是指用戶與系統之間通過各種傳輸裝置，如鍵盤、鼠標等進行交互，提高了人機交流的效果，同時可借助觸摸屏、手柄等與設備進行和諧的交互;擴展性是指，該系統中的硬件模型隨著計算機硬件技術的發展，能夠方便的加入更多新的硬件元素，借助系統擴展性能，學生能夠對更多新的技術有所了解，在計算機硬件技術的發展中學習更多的前沿技術。

(三)運行環境搭建

采用Quest3D技術作為本文設計的計算機硬件組裝虛擬實驗系統的開發工具，建模采用Sketchup軟件與3DMAX軟件，采用MySql數據庫進行數據存儲。

二、計算機硬件組裝虛擬實驗系統設計

(一)系統結構設計

對該系統設計的時候，系統結構應用C/S架構，包含系統服務器、數據庫、用戶和共享網絡，共享網絡將這幾部分連接在一起。首先，構建虛擬實驗系統，在服務器端借助Quest3D軟件完成，實現對用戶操作數據進行存儲的目的;通過QuestViewer，用戶在客戶端對硬件組裝虛擬應用程序進行執行，從而對計算機硬件組裝的三維模擬瀏覽、演示及操作執行完成;對于共享網絡而言，有兩種選擇，一種是可應用互聯網，另一種是可構建機房局域網。此外，系統可以對數據庫的最新數據進行下載，具有更新功能，對參數、型號等虛擬硬件進行更新。

(二)系統設計流程

在對該系統進行流程設計的時候，主要依據的是計算機硬件組裝教材的具體內容，對學生的實際需求進行分析，進行人機交互設計及性能測試、虛擬硬件模型設計及動畫制作，完成系統流程設計。需要注意的是，在對需求進行分析的過程中，要將教學大綱及學生學習的特點結合在內，先對系統的功能模塊詳細確定，對系統各種功能與權限合理的進行劃分;在設計相關硬件的接口、模型及參數的時候，對3DWarehouse等模型庫內已經存儲的現成硬件模型直接進行調用，減少了不必要的系統開發時間，有效的提高了系統開發的效率;在對一些現有模型進行修改的設計或需要細致處理的模型設計中，可以使用Sketchup工具來完成，具有較好的操作便捷性，此外，對模型也可以采用3DMAX軟件重新制作，再使用Deepexploration軟件對制作好的初始模型進行后續優化處理，使模型的參數、精度與現實硬件產品更加的統一;利用Quest3D軟件進行虛擬現實，建立人機交互硬件組裝場景，對人與系統的交互功能進行設計與完成。所有流程設計完成以后，對系統功能進行綜合測試，測試中對發現的問題進行改進與完善。

(三)系統模塊設計

按照計算機硬件組裝虛擬實驗系統的功能與架構進行分析，可以將系統模塊劃分為多個子模塊，包含理論知識、技能訓練與系統管理幾個部分。首先，在線管硬件理論知識的學習中，該模塊借助圖片、文字等說明形式為學生提供了大量的硬件知識，通過對該模塊的操作，學生從客戶端對任意硬件模型從多個角度進行瀏覽，在模型既定位置，鼠標移動到該位置后，會將該部分硬件的信息參數顯示出來，并匹配相應的文字說明。該模塊的主要功能在提高學生的理論知識學習水平，對計算機模型加強瀏覽。其次，技能訓練模塊，在該模塊中，更重要的是將人機互動的模式體現了出來，系統中包含有圖片、視頻等元素，學生可在該模塊中實現虛擬實驗計算機硬件的組裝與匹配等，并且系統可根據學生的實際操作情況將最優的選擇和匹配結果給出來，讓學生進行查看。最后，系統管理模塊，管理模塊主要的作用就是對系統各構成部分進行有效的管理，針對的是系統的安全運行、用戶操作及系統功能進行管理，管理人員對登陸系統的用戶可進行增加或刪除等措施，及時對硬件模型進行更新，對系統中的各種數據可以進行備份，并且具有監控的功能，確保的系統的安全運行。

三、計算機硬件組裝虛擬實驗系統的實現

(一)交互界面的實現

在系統交互界面中，系統以導航欄的方式能夠讓用戶對系統菜單內的各種功能快速熟悉，在系統界面的頂部設計快捷菜單，顯示模式采用隱形樹形結構，主界面頂部顯示一級分類，二級分類隱藏在一級分類中，三級分類隱藏在二級分類中，將一級分類用鼠標點擊一下，即可將二級分類菜單拉出，如果二級分類中標有“”符號，則表明該項中包含三級分類，對該符號用鼠標點擊一次，即可將三級分類中的項目拉出。用戶用鼠標點擊各項功能時，主畫面區顯示硬件3S圖像，通過鼠標、鍵盤對主畫面區顯示的3D硬件圖可進行放大或縮小、翻轉、移動等操作，學生可對硬件的細節部分清楚的查看，并可通過視頻的形式進行觀看硬件組裝中遇到的一些問題，提高學習的效果。

(二)主功能實現

系統中，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，與數據庫內用戶信息進行匹配和確認后才能進入到系統中;然后，在操作界面中，動畫試驗功能則是在虛擬環境下系統可以采用動畫的形式將學生對硬件的操作與組裝情況進行觀察，該功能的實現需要調用Quest3D中的信道來實現;對硬件組裝用戶在進行虛擬練習的功能中主要通過Quest3D中的setvalue、expressionvalue及userinput節點實現;如果遇到新硬件，系統可將該硬件的參數、圖片添加到系統中，然后將該硬件的數據存儲的模型數據庫內。

(三)故障排除與交互實現

在實際教學應用中，學生在計算機硬件組裝虛擬實驗系統中具體操作的過程中，如果存在誤操作，系統會彈出錯誤提示，如:學生對計算機硬件組裝完成以后，進行模擬開機的時候，彈出開機錯誤，顯示聲卡錯誤、顯卡錯誤或內存條錯誤等信息。該功能也采用樹形結構實現，并且將相應的節點加入其中，可幫助學生快速識別故障位置，任一節點如果安裝不正確，計算機虛擬開機則無法完成，并彈出提示框讓學生對故障進行查找。

四、結語