計算機硬件概念范文

導語：如何才能寫好一篇計算機硬件概念，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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一、概念圖

20世紀60年代美國康奈兒大學諾瓦克教授等人提出“概念?D”一詞，它是用來表征和組織知識的一種工具。在教學活動中，利用概念圖可以將學科知識層次化、結構化，通過有意義的連接展現相關命題，不但形象化知識網絡，而且促進學生有意義學習。

概念圖包括概念、命題、交叉鏈接和層級結構等四大要素。通常情況下，概念是描述某種屬性或規則的專有名詞，可以是某一主題或任務、操作對象或操作命令等；層級結構是對主題或對象等概念間層次關系的描述；命題是對概念間有意義聯系的描述；交叉鏈接是對不同概念之間或不同知識領域之間的橫向關系。

二、《計算機基礎》課程概況

《計算機基礎》課程作為衛生職業院校各專業必修的文化課之一，強調技術性和應用性。課程所用教材中明確提出“培養學習者使用計算機解決學習、生活和工作中的實際問題能力，逐步養成獨立思考、主動探究、團結協作的學習方法和工作態度，為終身學習奠定堅實基礎”。教學內容不僅包括計算機基礎知識及辦公軟件的操作實踐等顯性知識，而且還包括解決實際問題的相關隱形知識。

通過教學實踐與調查，發現目前在該課程教學過程中，多數教師強調操作實踐，為學生演示操作步驟并提供繁雜的操作任務，內容多、步驟繁，不能有效地實現教學目標。針對此種情況，作者深入研究課程教學內容與教學目標，挖掘各章節的概念及聯系，利用概念圖開展教學相關設計，幫助信息技術教師進一步教學目標明確化、教學內容形象化，從而優化課堂教學效果。

三、利用概念圖進行教學設計的實例

根據建構主義教學設計模式，教學設計包含教學內容、教學目標、學習者、教學活動與策略、教學評價等相關設計環節，在此以《數據處理---信息資料的管理與分析》一節為教學實踐案例，重點闡述利用概念圖設計教學內容、教學目標與教學評價等三個環節，設計環境為Camp Tools概念圖繪制軟件。

1.教學內容的設計

該節學習內容屬于辦公軟件EXCEL2010應用中的核心操作內容，具體包括數據清單的排序、篩選、分類匯總和透視表等四大操作命令，在學習、工作中使用頻率較高，但是操作步驟注意事項較多，需要幫助學生深入理解和掌握該內容的核心與聯系。

根據該節內容特征，首先，確定關鍵概念為“數據清單的管理與分析”這一任務主題。第二，按照操作命令與操作對象確定相關一級概念為數據清單、排序、篩選、匯總；二級概念為記錄、字段、關鍵字、自動篩選、高級篩選、分類匯總、透視表；三級概念為字段名、字段值、條件區域、分類字段、標簽等。第三，布局所有概念，分別建立操作對象與操作命令概念間的層級聯系和橫向連接。第四，通過描述概念間的意義連接，形成操作命題，例如：數據清單的篩選包括自動篩選和高級篩選，高級篩選需要先建立條件區域，條件區域由符合條件的字段名和字段值構成。第五，進行修訂與完善。

注意事項：概念布局遵循的原則為操作對象放置上層、操作命令放置下層，操作對象的連接方向由上至下，操作命令的連接方向為由下至上。繪制的教學內容概念圖如圖1所示。

2.教學目標的呈現

《計算機基礎》課程的課堂教學目標分為知識目標、技能目標、情感目標。一般表述為：認識操作對象，熟悉操作命令的含義；掌握操作命令的操作步驟；體驗操作命令的制作功能與效果，深入分析操作對象。

具體繪制過程為：第一，確定操作對象及操作命令等關鍵概念；第二，建立概念間的方向與連接；第三，描述意義連接形成教學目標；第四，進行修訂與完善。

3.教學評價的策略

《計算機基礎》課程的教學評價一般分為過程評價和結果評價，教師利用上機實踐操作觀察學生的操作過程、評價學生的操作結果。根據學習內容，結合學生接受的難易程度，在教學中概念圖評價的方式可以采用口述式、選擇式、填圖式、創建式等四種方式?？谑鍪剑涸谑褂酶拍顖D工具的初期，可以呈現教師制作好的概念圖，有針對性地請學生進行口頭復述。選擇式：教師制定概念圖，空出其中的重點概念或連接詞，給出多個選項，請學生進行選擇。填圖式：展示教師制作好的概念圖，并空出其中某概念或者連接詞，請學生進行填寫。創建式：教師給出相關主題的文字性說明，請學生在空白紙上寫出概念，并建立連接。在以上四種評價方式中具體評分分值由教師從概念、連接詞、意義指向、橫向連接及命題描述等方面設定相應比例。

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關鍵詞：信息化進程；計算機硬件學科；工業化產業；持續自主創新

中圖分類號：TP3-4文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 02-0000-02

Continuous Independent Innovation of the Construction of Computer Hardware Disciplines in the Process of Information

Gong Kun

(Guangdong AIB Polytechnic,Guangzhou510507,China)

Abstract:At present,China's information industry is also in constant rapid development of the process of development of information technology,computer hardware disciplines to join the ranks of its development,and has long adhered to the sustainable development of the innovation concept.This paper first introduces the process of development of information technology,and then analyze the main principles of construction of the discipline of computer hardware innovation,adhere to the last clear exposition of the discipline of computer hardware,the positive measures taken by the continuing innovation in the construction of

Keywords:Information technology processes;Discipline of computer hardware;Industrialization industry;Continuous innovation

一、信息化進程的概況

信息化的概念主要產生在19世紀末二十世紀初，它主要開始應用在財稅的信息方面，國家財政部和國稅總局根據工作實際， 已經構建和完善了政府財政（稅收）管理信息系統，即“金財工程”和“金稅工程”。我國的信息化經過多年的發展以來，財稅信息化建設取得顯著的成績，初步建立起了電子財稅，整體化，以“集中收支”和稅友征管軟件為核心，以大型數據庫為基礎，電子化科學管理，更高效，推動信息化時代的新的篇章。

隨著網絡時代的到來，計算機硬件學科已經不斷的更新換代，并融合到了企業的生產和經營管理中，信息化的進程中計算機硬件也在此發揮著越來越重要的作用，給人們的生活也帶來更多的便利。

從圖表1中我們能看到計算機硬件學科的發展趨勢，同時也反映了信息化的促進作用，為計算機硬件學科的持續的自主創新提供了應有動力。

圖標1：計算機硬件學科的發展趨勢

二、計算機硬件學科建設要遵循的原則

（一）創新發展原則

創新發展是轉型升級新動力。要學會對信息化創新發展的學習，要堅持計算機硬件學科創新的發展原則，以創新發展來促進計算機硬件的學科建設、為計算機的學科建設的提供更好的創新的原則和理念。

（二）低碳發展原則

低碳發展是構建工業化產業發展的必備因素。把節能減排作為信息化與工業化融合的重要切入點，加快低碳發展原則的不斷深入、計算機硬件的學科建設發展也會不斷的推進，逐漸完成低消耗、可循環、可持續計算機硬件學科建設歷程，保證信息化高速發展進程中的計算機硬件的不斷持續發展的步伐。

（三）智能發展原則

智能發展是現代企業生產的新體系。如何把智能發展原則更好的貫徹到計算機硬件學科建設中，是我們應該努力做到的事情。加強智能化的發展為企業發展提供了更多的智力支持和智能保證。計算機硬件的要持續發展就必須堅持智能發展原則。

（四）和諧發展原則

和諧發展是推動計算機硬件建設的有利環境。要認真的發展企業的引導作用，指引企業將計算機硬件建設作為企業發展策略的重要組成部分，要切實的發揮和調動方方面面的作用，保證和諧原則的落實。提高信息化進程中計算機硬件建設發展的步伐。

三、計算機硬件學科建設長期發展的措施

（一）推進創新“兩化”深度融合

推進創新“兩化”深度融合是堅持自主創新長期發展的措施之一，要建立創新“兩化”深度融合的工作機制，完善企業的計算機硬件設施，合理的對企業的計算機硬件系統進行升級，堅持中央企業首席信息官制度，完善企業計算機硬件的領導機構，構建和諧的有效的企業計算機硬件學科機制。不斷地鼓勵國家的各個企事業單位計算機硬件機制的合理的創建，要不間斷地指引國家的各個企事業單位，根據自己地區的特殊情況確立計算機硬件系統的完善。引導和支持民營企業的創新“兩化”深度融合。堅持自主創新長期發展，就要推進創新“兩化”深度融合，才能更好的加快計算機硬件建設明天發展的歷程。

（二）開展典型示范工作

開展典型示范工作是計算機硬件學科堅持自主創新長期發展的措施之二。在國家新型工業化產業示范基地建設中，圍繞改造提升傳統產業，加強開展典型示范工作。特別是發展生產業和促進計算機硬件學科的發展，推進“兩化”深度融合典型示范發展的路線。組織開展以促進“兩化”深度融合為主題的活動，大力宣傳各地區、各行業和典型企業的成功經驗和有效做法。積極通過媒體、網上展示和博覽會等形式擴大推廣計算機硬件學科的范圍和深度。

（三）完善計算機硬件學科體系

完善計算機硬件學科體系是堅持自主創新長期發展的措施之三。要積極的組織，行業的計算機硬件學科培訓和發展計算機硬件學科的規劃和計算機硬件學科建設的實施、系統運維和專業培訓為一體的計算機硬件學科創新發展體系。發展和完善一批面向工業行業的低成本、安全可靠的計算機硬件學科建設平臺。組織實施企業計算機硬件學科建設，提升行計算機硬件學科建設中的解決方案。開展“兩化”融合帶動國產硬件發展試點示范工作。堅持自主創新長期發展，就要完善計算機硬件學科建設體系，才能更好的加快計算機硬件建設信息服務的健全發展。

（四）培養創新性人才

培養創新性人才是計算機硬件學科建設的持續自主創新的必要前提。不同的時代造就不同的人才，在現代計算機普遍高速發展的時代，伴隨著信息技術的不斷更新發展，有些企業提出了人才培訓的措施，不斷的培養創新性人才，使其為企業的經濟有新的發展。科學修訂信息領域國家職業技能鑒定標準，積極推進行業職業技能鑒定工作和高技能人才選拔工作。鼓勵開展信息技術聯合創新、應用示范、人才培訓和評估認證等領域的國際交流與合作，支持國內相關組織和企業參與相關領域國際標準的制修訂。

（五）強化信息化和生產業的融合

強化信息化和生產業的融合，就要建立實用、高效的計算機硬件學科數據庫等公共服務項目，提高資源共享的計算機網絡平臺。鼓勵企業工業化生產的規劃發展，企業要加對工業化生產的引導。推動計算機硬件的在工業化生產中的應用。合理的整合計算機硬件學科建設的資源，完善信息化和生產的融合，不斷的發展數控系統、制造執行系統、保證信息化市場的為計算機硬件設備發展中提供更多信息技術來源。強化信息化和生產業的融合也會為計算機硬件學科建設的持續自主創新提供更好的技術支援。

（六）推動計算機硬件學科建設發展

推動計算機硬件學科建設是信息化進程中的持續自主創新的主要任務。強化計算機硬件學科建設規劃方案，提高計算機硬件學科建設中的培訓，其是為了更好地推動計算機硬件學科建設，完善計算機硬件學科建設的發展。計算機硬件學科建設的持續自主創新的服務功能相對落后，要明確對其計算機硬件學科建設發展方向，大力支持計算機硬件學科建設，在服務領域的技術的廣泛運用，以此同時，要規范信息化領域服務的招投標行為，為計算機硬件學科建設的持續自主創新提供一定的信息支持和保障。

（七）不斷強化物聯網的使用

積極推動云計算和物聯網應用是計算硬件技術研發取得突破，積極面向新的國際化發展和經濟發展的不斷的需求、不斷地為推動云計算和物聯網的應用提供了發展平臺。主要針對基礎設施、工業化發展、物流事業各個領域的應用，進行物聯網應用示范。提高物聯設置、智能技術、傳感器等其他的應用系統的研究以及其產業化。積極推動云計算和物聯網應用，為計算機硬件學科建設的持續自主創新奠定基礎。

四、總結

信息化進程中計算機硬件學科建設的持續自主創新，我們以工業的信息化發展為例，提出了創新“兩化”深度融合推進機制、組織廣泛開展典型示范工作、加快發展和完善行業信息化服務體系、加強人才隊伍建設和國際交流、加強信息化與生產業融合發展、加強信息化與生產業融合、加快和規范信息服務業發展、積極推動云計算和物聯網應用等七個方面的措施。隨著信息化進程的推進，創新能力成為高層次人才的必備的基礎素質。學校作為高層次人才的培養基地，要重點對人才的培養建立計算機學科建設，只有具備了一流的學科水平，才能培養和造就高素質的創造性人才，才能促進相關學科的科學技術水平的研究；為了計算機學科建設在信息化進程中創新的持續發展，就必須認真的遵守計算機硬件學科建設的原則，就必須采取堅持自主創新長期發展的措施，才能更好的為計算機硬件學科建設的不斷持續發展。

參考文獻：

[1]馬忠鋒.計算機應用的現狀與計算機的發展趨勢[J].黑龍江科技信息,2011,03

[2]楊曄.未來計算機的發展趨勢展望[J].黑龍江科技信息,2007,04

[3]曹寶亮.淺析計算機硬件日常維護和硬件發展[J].科技創新論壇,2011,02

[4]葉培松,陳寶明.信息化進程中計算機公共課程教學改革[J].計算機教育,2011,05

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早期計算機性能低下，最初的計算機系統中沒有操作系統軟件，計算機的主要功能也只是提供科學計算，所以初期的計算機完全需要人工操作，通過硬件線路的連接來實現計算程序的運行。后來由于計算機硬件速度的快速發展和新的對信息處理能力需求，操作系統成為計算機系統不可缺少的軟件平臺。

計算機操作系統可以幫助工作人員管理計算機硬件資源，調度任務，同時可以人性化的將任務的處理過程和結果實時反饋給用戶。操作系統的產生改變了人們對計算機使用方式的定義和認知，是邁向信息時代的第一步。

計算機發展至今，硬件速度越來越快，操作系統越來越復雜功能越來越強大，幾乎可以處理任何一種數據信息，而人們又對計算機的性能有了新的需求。

當計算機功能越來越強大的同時管理維護的成本也在逐漸增大，其安全性和穩定性已經變成了計算機應用的最主要技術指標，高容錯性和系統快速恢復能力成為當今計算機系統研究的主要方向，而虛擬機技術的完善使得這些新需求的滿足有了更可行的捷徑。

最早計算機虛擬化技術完全由軟件實現，運行速度緩慢而且功能單一，虛擬設備，程序虛擬運行環境都屬于這一類。但是這些遠遠不能滿足各產業實際應用的需求。因此在軟件虛擬技術成熟的基礎之上一些大的軟件公司開始研究虛擬操作系統的產品，VMware就是這類產品的代表。

VMware用軟件模擬計算機硬件系統，這樣一來在一個真實的計算機系統上(包括操作系統軟件)可以同時運行多個虛擬操作系統，這些虛擬操作系統可以是和真實系統相同的系統軟件，也可以是完全不同的系統軟件。比如在一臺裝有WindowsXP操作系統的PC機平臺上安裝VMware，然后再用VMware虛擬機安裝linux操作系統，這樣一來，用戶可以在同一個硬件平臺上同時運行兩個結構完全不同的操作系統。這種計算機的應用方式被許多教學單位采用，以構建低成本的計算機實驗環境。

但是用軟件模擬硬件的技術有它先天的局限性，比如虛擬機系統運行速度受到很大限制，對外部設備的支持差等原因，使得純軟件模擬實現的虛擬機環境不適合商業和工業領域的應用。

為了突破這一瓶頸，許多硬件廠商和軟件廠商都為此做了大量研究。例如Intel已經在其新的CPU中集成了VT功能，這種功能通俗的解釋就是：可以讓一個CPU工作起來就像多個CPU并行運行，從而使得一臺計算機中同時產生運行多個操作系統運行的硬件環境成為可能。

與軟件模擬硬件技術不同，這種以硬件功能為主的虛擬技術可以大大提高虛擬機系統的運行速度，而且可以方便的解決早期純軟件模擬技術條件下虛擬機實現中的許多復雜設計。

目前許多虛擬機軟件開發商都采用了這種VT技術，其中VMwareworkstation、Virtual PC、Xen、Linux KVM都采用了這一一技術，目前對這一類虛擬化技術，人們統一稱之為硬件輔助虛擬化。

Xen

Xen是在劍橋大學作為一個研究項目被開發出來的，它已經在開源社區中得到了極大推動。Xen是一款半虛擬化(paravirtualizing)VMM(虛擬機監視器，VirtualMachine Monitor)，這表示，為了調用系統管理程序，要有選擇地修改操作系統，然而卻不需要修改操作系統上運行的應用程序。

雖然VMWare等其他虛擬化系統實現了完全的虛擬化(它們不必修改使用中的操作系統)，但它們仍需要進行實時的機器代碼翻譯，這會大大影響性能。

Xen采用了VT技術來實現計算機底層虛擬化功能，它很充分的發揮了硬件輔助虛擬化技術的優點，不再將虛擬機模型建立在真實機操作系統之上，而是在硬件平臺上構建一套類似于中間件(并不是真正意義上的中間件)的軟件邏輯層，所有操作系統都建立在這個“中間件”之上。

其中有一個DomO(1inux)操作系統，它負責統一管理其他Guest虛擬操作系統，但是原理上這個負責管理的linux操作系統與其它虛擬機系統是平等的。

這種計算機虛擬技術模型的優點在于，用戶可以通過設置或開發擴展功能，實現計算機硬件資源被所有虛擬操作系統共享，虛擬機系統可以對硬件資源進行適當的調度和管理(完全軟件模擬虛擬化技術中，虛擬機操作系統對硬件資源沒有權利占有，只能依賴虛擬機軟件提供的使用接口實現調用功能)，用戶可以指定每個虛擬機系統所占有的系統資源，比如內存、外存、CPU個數等等。

Xen采用qemu模擬計算機硬件，qemu提供了虛擬機操作系統與計算機硬件的數據交互和控制功能，這樣一來多個虛擬機操作系統可以同時擁有并使用同一個硬件。

如果用戶對Xen進行內核及的擴展性開發，還可以實現虛擬機操作系統完全占有硬件的能力，也就是說一個虛擬機操作系統在一段時間內可以對一個或幾個計算機硬件資源完全占有，就好像這段時間內這個虛擬操作系統是直接安裝在這些硬件上的，無論性能還是穩定性都會大幅度提高。中國國內目前已經有許多公司開發出了類似的功能擴展。

完全虛擬化技術的不利因素就是它們的性能，因此半虛擬化的思想已經成為了目前計算機虛擬化技術的主流，其性能度量和它達到的高效性成為一個突破。運行Xen的系統開銷確實非常小，大約占3％，這在完全虛擬化技術時代是不可想象的。

Xen的半虛擬化技術與硬件輔助虛擬化技術所描述的概念不同，半虛擬化技術主要指的是軟件層面上的特點，而硬件輔助虛擬化技術指的是計算機硬件為了實現虛擬化所作的輔助設計。

Xen是在linux系統內核代碼的基礎上修改添加了許多用來支持計算機虛擬化技術的功能，這樣一來Xen本身便成了一個獨立存在的系統軟件(也可看作是系統硬件和操作系統之間的一個類似中間件的邏輯部分)，標準的操作系統如Windows或linux等都運行在它的基礎上。

如果直觀的解釋，那就是Xen在linux系統內核與計算機硬件之間封裝了一層功能接口，這些接口用來管理虛擬機操作系統，為虛擬機操作系統提供硬件資源并建立數據交互機制。這樣的軟件層的實現，使得虛擬機系統的運行速度和穩定性更加優良。

但是只有這些是不能完全實現一個虛擬機系統全部的功能，因為作為被虛擬的操作系統，他們自身是一個完整的標準操作系統，因此它們沒有對X en的依賴概念，Xen的特殊性和被虛擬操作系統的獨立性之間便會出現許多矛盾，為了解決這些問題，Xen除了內核上的修改之外還提供了許多服務性質的軟件。

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運用類比的方法來教學，把抽象陌生的東西與大家熟知事物相類比，這就能讓抽象的東西具體形象化，陌生的東西變得熟悉化，可以讓學習的人易于理解和接受。利用這一優點，讓計算機的硬件結構同人腦功能結構相類比，進行計算機硬件結構的講解，每次都能收到很好的效果。

教材在講解計算機硬件結構時，筆者通常給出下圖（圖－1），依次講解（圖－1）中的硬件部件及其之間的關系。筆者在教學中，由“計算機”被人稱為“電腦”引出與人的“大腦”關系。既然是“腦”，那么必具備“腦”的某些共同特點。在課堂教學中筆者首先從“腦”字入手，分析人腦功能結構，用投影打出下圖（圖－2）：結合（圖－2），具體分析如下：人腦的內部，大腦是核心，它是由負責思維和記憶兩大部分組成，其中思維部分由運算部分、協調控制部分組成。如果人只有一個單獨的腦，很顯然是不能進行思維的。

大腦要思維，就必須有感覺器官———由它提供信息原材料（眼、耳、鼻、舌、身）。大腦思維的結果要讓別人知道，就必須有能運動器官———它們是大腦思維的輸出設備（人的嘴說話、手寫字或其它手勢等），于是便有圖－2的人腦功能結構圖。通過圖－2與圖－1對比，不難發現，電腦硬件結構與人腦的功能結構是何等的相似。電腦本身最重要是電腦的內部設備，它相當于人腦的大腦內部設備有中央處理器（包括運算器、控制器）、內存儲器，其中運算器相當于人腦的負責思維運算的部分，控制器相當于人腦的協調控制部分，內存儲器相當于人腦負責記憶部分。同樣電腦如果要“思維”，也必須有設備為它提供信息原材料———我們稱之為輸入設備，這些輸入設備就相當于人的眼、耳、鼻、舌、身。電腦思維的結果要讓別人知道，就必須輸出設備———比如顯示器、打印機等，它們的作用就相當于人的嘴在說話，手在寫字。

在這里，書本同人的大腦是什么關系呢？可以想象，書本是信息的載體，可以起到輔助大腦記憶作用。在電腦里有沒有硬件同書本功能相似的設備呢？有，它在電腦的硬件中被稱為：輔助存儲器或叫外存儲器，常見的：磁盤、光盤。就人腦的記憶而言，可以記憶很長時間但不會忘記的信息（這些信息不隨時間改變而改變，例如：記憶自己的名字等），也可記憶零時信息（這些信息很快就會被忘記）。電腦里問的記憶是個是也是這樣的呢？可以這么說：很相似。電腦的內存儲器中有：只讀存儲器、隨機存儲器之分。其中只讀存儲器中的信息一般是不能改變的，而隨機存儲器的信息，可隨時改變，最明顯特點是斷電后，隨機存儲器的信息將不復存在。通過以上類比分析，筆者給出圖－3，再講解計算機的硬件結構，各種問題就迎刃而解了。

前面我們運用類比方法分析了計算機硬件結構的硬件組成以及硬件之間的關系，除此之外，硬件與軟件之間的關系也是計算機硬件結構不可缺少的部分。那么就類比的方法來講解，軟件又是什么東西呢：我們可以這樣類比：書本上有文字，其中書本是硬件，文字內容是軟件。那么計算機上磁盤、光盤就是硬件，存儲在磁盤或光盤等存儲介質上的內容是軟件。通過運用類比教學方法，讓計算機硬件結構與人腦的功能結構相類比，給初學計算機的人留下一個“計算機硬件結構”的整體概念，從而達到輕松掌握計算機硬件結構的目的，為進一步學習計算機其它知識打下堅實的基礎。

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關鍵詞 計算機；硬件；故障；維護

一、計算機硬件基礎

（1）概念。計算機系統中由各種電子、光電元件以及機械等組合而成的各種裝置稱作計算機硬件。這些裝置在計算機系統的結構和功能要求之下會形成一個有機整體，為計算機軟件提供一定的物質基礎，在計算機程序的控制之下實現數據的計算和輸入輸出等任務。

（2）基本構成。計算機硬件的五大基本構件是輸入設備、運算器、存儲器、控制器以及輸出設備構成，雖然計算機本身的制作工藝不斷發生改變，但其基本構件的組成是不變的。

二、計算機硬件的故障分析

（1）對軟件故障進行排查。在計算機出現故障之后，應注意“先軟件后硬件”的原則進行維護和管理，在排除了計算機系統中毒或者是文件異常丟失、系統注冊表受到損壞硬盤主引導記錄損壞的情況之后，再來檢查是否為硬件設備的問題。

（2）對電腦進行觀察。首先觀察計算機所出現故障時顯示器顯示內容同正常情況下的異同；其次，電腦內外所表現出來的一系列的物理情形特征等；再次是觀察計算機的環境，包括所在位置以及環境溫度和濕度，最后應該注意電腦的軟硬件配置和系統資源的使用情況等。

（3）排除外設故障。計算機外設故障出現的部件主要有顯示器、鼠標鍵盤、UPS電源以及打印機等。顯示器的故障多數是因為長時間開機，散熱不暢，致使顯示主板元件燒壞引起的，也使顯示元件受到不同程度地損壞；鼠標鍵盤故障主要因為過多使用造成UPS故障常見的是無法給電腦正常供電，主要是紅燈長亮，蜂鳴器長鳴或電壓不穩，最終造成UPS損壞打印機故障主要是因長時間使用造成的打印頭自然耗損或墨粉不足等原因引起的。

三、硬件故障的原因

（1）硬件本身質量不佳。許多商家為了節約成本，往往用劣質的硬件替代本身系統原有的硬件。不合規格的硬件與原有的系統相結合，非常容易引起系統的紊亂甚至是內部線路的短路和接觸不良。

（2）人為因素影響。在實際的操作中，相關的工作人員因為自己的習慣或者是粗心等原因，使得整個操作過程不符合系統的運行，導致硬件出現故障。

（3）適用環境影響。每一種機器都有其自己的運行環境，任何一個環境因素對于機器的影響都是非常巨大的，運行環境超過了電腦硬件允許的極限值會嚴重影響電腦的性能，造成硬件故障。

四、計算機硬件的維護處理

（1）設備的維護與管理創新。對于計算機設備主要側重于維護方面，重點放在計算機顯示器的維護和管理上，這樣可以很好的避免顯示器的使用功能受損。主要需要注意的點是不要經常地打開和關閉顯示器，并且避免灰塵和潮濕性物質落入，并用專用的清潔劑和抹布進行清潔處理。對于顯示器中的灰塵，應該使用毛刷進行處理。使用鼠標時避免用力點擊鼠標，免損壞鼠標的彈性開關。盡量減少鼠標的磨損，可以墊上鼠標墊。對于鍵盤的管理，最好使用鍵盤墊，并且注意不要將液體灑在鍵盤上，否則會引起鍵盤短路。同時注意在更換鍵盤的同時要關閉計算機，避免計算機的其他部位因此產生故障。

（2）主機內部器件的維護與管理創新。（1）計算機CPU。對于計算機內部器件的維護主要是包括對CPU的保護和對內存與硬盤的維護與管理。在計算機系統及其設備正常運行的過程中，要保證好計算機CPU良好的散熱性以及保證主機正常運行的條件，散熱條件不合格不僅會影響計算機系統的正常運行，甚至會造成重新啟動甚至是死機的狀況。在進行CPU的維護過程中，還應該主義對于CI刀的通風散熱裝置做好灰塵清潔工作，避免由此造成的通風散熱問題。最后還要保證CI刀的運行頻率，從而確保CI刀的工作運行頻率正常，避免折損CI刀的使用壽命和計算機系統的正常運行。

（3）計算機內存與硬盤。計算機內存和硬盤的管理，首先應該注意在計算機內存條升級使用時，選擇與原來的內存條相同品牌的使用，同時也要保證升級之后的內存條與原配的使用頻率相同，以免影響計算機系統的正常運行及其穩定性。在更換計算機內存條的同時，應該注意保證所更換的內存條的工作電壓與計算機系統正常運行時的電壓一致。其次對于以及氧化的內存條可以用橡皮擦去氧化層從而正常使用。對于計算機硬件的管理，首先應該注意的一點是在硬盤讀寫時不能斷電，以免損壞硬盤。其次是要做好硬盤的防震工作，避免在硬盤的使用過程中有所震動。除了避免硬盤受到震動之外，還可以使用海綿或泡沫作為硬盤的保護層。最后，在日常生活中應該避免將硬盤放在磁場干擾強烈的地方，諸如手機、音箱附近等。

隨著科技的發展和人們生活水平的提高，計算機已經成為人們日常工作與學習不可或缺的一部分，而對于計算機硬件的研究以及故障分析和維護管理，對提高計算機的使用效率有重大意義，而且也深刻影響著人們的生活，所以我們應該在整體和系統的方法論之下，加大對計算機硬件的認識和研究，以更好地利用計算機這一有利資源。

參考文獻：

[1]中國就業培訓技術指導中心：計算機（微機）維修工（初級）[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2009，7，1.

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關鍵詞：云計算；網絡教學平臺；模型

1.引言

目前，各高校以計算機技術為核心的輔助教學平臺已得到廣泛應用，以學習者為中心的個人學習環境是網絡學習的發展趨勢。但隨著計算機硬件和軟件更新換代，學校不得不付出很大的人力、物力、財力來進行軟件的安裝與升級、硬件的管理與維護。各高校開發整合本校的教學資源，都用自己的網絡設備建設自己的教學平臺，這樣導致網絡資源的重復建設、硬件設施的重復投資、軟件平臺的重復開發。各教育信息系統間"孤島信息"嚴重阻礙了網絡教學資源的共建共享，繼而影響教育的發展。隨著云計算的模式的發展和普及，各學校和教育機構的信息處理逐漸遷移到"云"中。云計算構建在互聯網環境中，它的目的主要是實現包括計算機硬件資源（如計算機硬件、存儲設備、服務器集群等）和軟件資源（如各種應用軟件和集成開發工具）等資源共享，實現跨校區的教學資源共享和跨時空的師生互動，建成一個功能完整、高效穩定、安全可靠的基于云計算的教學平臺。

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中圖分類號：TP307文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）04-0000-00

現在各高校都建立起了滿足教學需要的實驗室，其中有的實驗室還裝配有計算機。實驗室的計算機可以用于老師輔助教學，講解無法在課堂上用言語清楚表達的概念，還能用于學生將老師所講解的內容上機操作，以加深理解，從而達到舉一反三。高校實驗室的計算機用得最多的功能就是模擬實驗了，且各個院系只有用得上的每天至少會用一次用于執行不同的模擬實驗，有時甚至一個院系的同一個模擬實驗要做好幾次。這樣一來計算機的使用頻率就相當可觀了，隨著計算機每天的不斷使用，對其硬件的維護及保養就顯得尤為重要。

1、高校實驗室計算機硬件有哪些

高校實驗室計算機的硬件分為內設與外設兩部分，內設有：主板、CPU、內存、獨立顯卡（根據實際情況選配，若無需要則用集成顯卡）、硬盤、電源（這些內設組成了主機）；外設有：機箱、鍵盤、鼠標、顯示器，以及一些與教學相關的外部設備，如投影儀等。這些硬件組成了一整的計算機，但是它現在還不能夠投入使用，必須先給它安裝好操作系統，并安裝好實驗室所需的相關軟件才能投入正常作用。

2、高校實驗室計算機硬件的維護及保養

計算機硬件的維護總原則是防潮、防震、防壓、防塵、防止在溫濕度過高和過低時使用。

主板的維護及保養就要做到防潮、防止在濕度過高和過低時使用。主板是其他計算機內設的載體，如果它受了潮將直接影響到其他硬件的正常運行，同時如果主板受潮將會導致相關電路層短路或是相關芯片燒毀，造成主板報廢。一些濕度高的地方，主板可能用著的時候還好，關機后就容易受潮了，還有一些是在天冷時使用，內部的水汽隨著濕度的升高而使得主板受潮，如果是這兩種原因導致的主板受潮，要采用一定的除濕設備和空調設備，以將主板受潮的可能性降到最低。主板的溫度不能過高或過低，免得影響元器件的正常運行；CPU的保養主要是防止其在溫濕度過高和過低時使用，CPU即怕灰塵、又怕壓、又怕熱，還怕受潮。不過它最怕的還是熱，因此一定要給CPU安裝上散熱器，現在的CPU動輒3GHz甚至4GHz，這么高的頻率發熱量是相當可觀的，所以給CPU安裝散熱器是不能馬虎的。目前散熱器主流是風冷，要根據CPU的情況選擇，一般在散熱器的說明書上都會有其針對的CPU型號，如果拿不定主意，就買盒裝CPU，這種CPU自帶散熱器。散熱器不宜重，以免壓壞CPU；內存的維護與保養與主板類似，也是要做到防潮，特別是其金指手要做到定期用無水酒精加脫脂棉擦拭，以防止由于接觸不良而造成藍屏死機或是計算機無法啟動，此外在升級內存時應盡量選擇同品牌的，如果無法選擇同品牌的，則要選那些大廠的、兼容性好的內存，以免對計算機的穩定運行造成影響；獨立顯卡的保養可以參照CPU及內存獨立顯卡一般都會有散熱器，一定要保證散熱器正常運轉，因為獨立顯卡工作起來的發熱量也是可觀的，它的金手指和內存一樣，要定期擦拭；集成顯卡的保養在這里不贅述，因為它是固化于主板上的，保養好了主板，也就保養好了它；硬盤雖說叫硬盤，但它卻是計算機硬件當中最為脆弱的，它最怕震動和灰塵，因此在平時的使用中要注意不要在開著機時移動主機，關機后，要防止主機摔倒。因此硬盤為了讀取數據的速度快，都采用了磁頭懸浮于盤片表面的技術，一旦外界的震動超過承受范圍，硬盤就會出現故障。此外實驗室還要做到無塵，因為灰塵的進入，對硬盤的使用也是不利的，它將導致盤片劃傷（雖然機率較低）。再有也要注意硬盤使用的溫濕度，這樣才能保證硬盤能真正用到壽終正寢，最重要的一點，不要非法關機，這是保養和維護硬盤最應做到的，再有定期整理磁盤文件碎片對硬盤的良好運行也很必要；電源的維護與保養可以參考主板、CPU。電源怕熱、怕潮，怕超負荷，因此在安裝其他硬件時，一定要考慮電源的承受力；鍵盤、鼠標因為屬于易耗品，平時只要注意輕拿輕放，防潮，忽重壓就行了；顯示器也要做到防潮、防止在溫濕度過高下使用以及防摔，因為現在普遍使用液晶顯示器，它的表面就是一層玻璃，因此防摔一定要做到。

3、補遺及總結

在計算機硬件中，硬盤的地位舉足輕重，沒有硬盤，計算機就沒有了數據來源，硬盤維護與保養除了要做到上述之外，還要注意在進行分區時不要分太多區，且主分區一定要留足，避免日后升級操作系統不便或是由于空間不足造成使用異常。計算機硬件的維護與保養重在平時，高校實驗室應有專人對計算機硬件進行保養，計算機硬件維護與保養要做到定期、定時，還要做到不與其它用電器共電源。只有高校實驗室計算機硬件做好了維護與保養，才能使其每天都正常投入到正常的使用中。

參考文獻

[1]柳士權.計算機的硬件組成[J].計算機學習網,2009.08.

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關鍵詞：創新；計算機硬件；教學體系

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0274-02

計算機技術的發展直接影響國民經濟增長，計算機產業是一種省能源、省資源、附加價值高、知識和技術密集的產業，是國民經濟發展、國防實力和社會進步的象征[1]。我國高校都開設計算機相關的專業，雖然歷經了二十多年計算機人才的培養，但計算機產業對人才的需求量仍然很大。近年來隨著硬件技術的迅猛發展，業界對所需的人才模式有了新的轉變，對硬件類技術人員有巨大需求，學生將面臨新的機遇，也對高校計算機教學體系及人才的培養提出更高的要求。目前我國高校培養的計算機硬件技術人員比例過低，硬件開發工程師相對匱乏。

一、計算機硬件課程教學體系現狀分析

目前隨著嵌入式技術的飛速發展，企業所需的硬件開發工程師必須是軟硬件相結合的復合人才，我國高校的計算機專業硬件實驗設備缺乏，并長期存在輕硬重軟的思想，培養的人才硬件知識不系統，達不到業界所需的硬件開發能力，直接影響計算機專業學生的就業前景[2]。當前硬件課程教學體系存在以下問題：

1.計算機專業建設誤區：計算機硬件教學必須配備相應的實驗設備，硬件實驗設備投資較大，由于院校經費不足，而軟件教學投資相對較低且易實現，硬件課程的設置存在銜接問題。硬件課程一般包括電路分析、模擬電路、數字電路、計算機組成原理、單片機技術等，很多高校制定教學計劃時忽略課程內在聯系，孤立地堆砌課程，讓學生對硬件課程感到厭煩，無法形成系統的認識。目前我國培養的計算機人才軟件知識扎實，而硬件知識薄弱。

2.教學內容陳舊：目前很多院校采用的硬件教材內容與實際應用嚴重脫節，比如說計算機接口技術課程的內容已過于陳舊，學生在課堂掌握的理論知識無法具體應用，影響到學習積極性，學生只能為考試而學習。一些硬件課程內容重復，各門課程的授課老師孤立教學，并沒有為學生后續課程打下鋪墊，純粹為完成教學內容而教學，導致學生抓不住課程的精髓，針對性不強，最終學生不能對硬件知識形成一個系統的整體，更無法將硬件與軟件知識相結合。

3.忽略實踐教學：不少院校在硬件教學上更注重理論，忽略實踐教學。計算機軟件實踐教學容易實現，一般只需一臺PC機和相應的軟件，學生可以在課后完成，易調動學生學習積極性，像程序設計等課程比較直觀，通過調試程序學生的成就感較大。而計算機硬件實驗設備前期投資大，維護費用高，實驗室一般在開設相關課程時才對學生開放，一些硬件實驗環節比較復雜，在實踐課上學生無法從理論上掌握實驗原理，僅動手在試驗箱上“連連線”，看看實驗結果。學生在硬件學習上存在盲區，更別提著手進行復雜的硬件項目開發。

二、構建集基礎、綜合、研究三位一體的遞進化教學體系

隨著業界對計算機硬件開發人員需求的不斷上升，針對目前我國高校計算機硬件課程教學體系存在的問題，以培養創新型人才為導向，創建符合科學發展觀的遞進化計算機硬件教學體系。

（一）創建符合科學發展觀的創新型人才培養模式

科學發展觀的核心思想是以人為本。創建符合科學發展觀的人才培養模式的目的就是要促進學生的全面發展，不斷地提升學生的思想品德、科學文化、身體素質、心理健康、動手實踐以及創新能力。另外在設計創新人才培養模式時，要注重聯系社會人才需求，結合高校自身特征，充分發揮出學生的特色，才能讓學生走向社會有更強的競爭力和發展潛力。

（二）構建遞進化計算機硬件教學體系

計算機學科是一門系統性很強的學科，在整個教學體系中，硬件課程、軟件課程及實踐課程是三大重要組成因素。學生要在掌握了硬件知識后才能更好地學習軟件課程，而在講授硬件課程時學生必須了解軟件對硬件的控制指揮作用，綜合應用軟硬件知識，通過實踐設計開發出新產品，真正做到培養學生的創新能力。調整硬件課程體系勢在必行。首先要有效地整合課程，將技術落后以及與后續課程聯系不大的內容刪除，將課程中重復的內容進行有機融合，并及時將最新技術補充到課程體系中。組織教師編寫適應的硬件教材，通過優化教學內容，充分反映出硬件新技術，使得教學過程更連貫，效率更高，充分調動起學生學習硬件的積極性，為學生打下堅實的硬件知識基礎。在建立學生良好的硬件基礎的同時，可以進一步提高學生的綜合應用軟硬件知識能力，著手硬件項目開發，增強學生的創新意識。搭建產學研一體化平臺[3]，將學生的創新成果應用于企業，并根據企業的需求培養學生的研究能力。

（三）豐富教學手段

教學手段要多樣化，硬件類課程一般涉及時空概念等，內容比較抽象，動態性較強，可以應用現代教育技術手段，借用多媒體技術，將靜態抽象的內容轉換成動態可視的情景。打破傳統教學方式，建立起一種提出問題、完成任務的互動式項目驅動教學方法[4]。教師根據教學計劃，提出設計任務，指導學生逐步完成任務，在動手實踐中掌握教學內容，達到教學目標。教師也可以采用問題啟發式教學[4]，通過布置一些小論文，引導學生課后有針對性地去查閱資料，通過自主學習方式，最后在課堂上讓學生研討、教師總結，培養了學生的創新意識以及分析問題的能力。充分利用網絡資源建設硬件學科網站，為學生提供大量的學習資源，方便師生參與討論，展開協作式學習方式。

（四）構建立體化的實踐教學模式

實踐是培養創新型人才的關鍵，必須將實踐教學貫穿于整個硬件教學過程中。構建立體化的實踐教學模式是以培養學生創新能力及綜合素質為出發點，充分調動起學生的自主學習性和探究能力。通過設置多模塊化、多層次、多樣性的教學實驗類型，逐步提高學生綜合動手實踐能力。教師還可以通過指導學生參加硬件設計競賽，增加學生更多的實踐機會，從而達到創新型人才培養的目標。

三、結語

計算機硬件教學體系的建設是一個長期的過程，筆者在十幾年的硬件課程教學中不斷地研究和探討，并將上述一些解決方案付諸于實踐，在創新型人才培養方面獲得了比較明顯的效果。我們將不斷完善遞進化計算機硬件教學體系，在教學過程中逐步推廣，培養出適應社會發展的創新型人才。

參考文獻：

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關鍵詞:人工智能；計算機體系結構；硬件；軟件

人工智能是讓機器模擬人類思維和行為方式,從而讓其在某些方面達到人類智能的水平。它的研究涉及了多門學科知識,是一個跨學科的研究領域。但是計算機硬件和軟件的發展,是人工智能實現的基本保障。本文從計算機體系結構入手,介紹了計算機硬件和軟件的發展過程和趨勢,以及對人工智能發展起到的作用。

1計算機的體系結構

計算機體系是一個多級層次結構,通常將其分為硬件和軟件兩大部分。硬件部分主要有輸入/輸出設備、存儲器和CPU。軟件有系統軟件和應用軟件兩類。現代集成技術使得計算機的體積越來越小,但是性能卻越來越強。硬件作為計算機基本的組成部分,是作為物理底層為上層軟件的運作提供了基本的環境支持。在計算機體系設計中的一個核心問題就是如何提高計算機硬件運行和服務的效率,使上層軟件的運行更加快速和流暢。隨著上層軟件種類和功能的不斷增加,對底層硬件的要求越來越高。硬件和軟件的兼容、配合以及交互成了體系設計最大的問題。分布式體系結構提升了硬件的處理能力,但同時增加了系統結構的復雜性和操作性。如今,隨著網絡技術的發展,云平臺區塊鏈技術的成熟,計算機體系從傳統的單機系統擴展為以網絡結構為基礎的多系統多體系平臺。這種模式從理論上看,大大增加的了系統結構的復雜性,但對于用戶體驗而言,這種復雜性完全可以忽略,用戶不需要對其有更多地了解,也不需要投入更多的成本。相反,用戶體驗到的是方便、快捷、高效的運行環境。集群計算機體系結構就是一個典型的案例。它通過以太網或InfiniBand網絡作為內聯方式,使用Linux操作系統和并行編程接口,采用價格比較低的服務器為運算節點,整個系統較之前系統的成本明顯降低,而且公開性和操作性都比較強[1]。軟件作為計算機體系結構中的上層應用,在20世紀80年代前,只是為專門的計算機而定制的小程序,功能比較簡單更沒有形成產業。20世紀80年代后,隨著計算機硬件集成化程度提高,計算機體積變小個人電腦普及,各種功能齊全的軟件也應用而生,軟件開發逐漸標準化產業化。進入21世紀后,英特網普及,開源社區發展迅速,開源軟件開始流行,軟件開發也逐漸向網絡化、智能化的方向發展。其開發策略也從原來面向過程的編程轉化到了面向對象的編程,開發的軟件功能更強大也更具有人性化,為人類在生活生產中解決很多實際問題。計算機體系結構的發展使得計算機能夠以更低的成本,更好的互動,在網絡環境下發揮更好的性能。為人工智能的發展提供了更有效的運行環境。

2計算機硬件的發展

1946年,第一代電子管計算機研制成功,它的主要特征是體積大、耗電大,運算速度慢;1959年第二代晶體管計算機誕生,與電子管相比晶體管壽命長、體積小、運算速度快;1965年第三代集成電路計算機產生,集成電路技術使計算機在性能和結構方面都有了很大的提升,其主要的代表就是IBM公司研制的360系列計算機;1971年以后,是大規模集成電路和超大規模集成電路的計算機,以英特爾公司推出的x86系列和奔騰系列微處理器為標志,它不僅大大縮小了計算機的體積,而且還提高了計算機的處理能力。在處理器的研制上,英特爾公司不斷刷新著主頻記錄,處理器一直以摩爾定律的速度在發展,其處理能力每18個月到24個月就增加一倍。1972年的8080處理器,主頻2MHz每秒處理50萬條指令;1978年的8086處理器,主頻8MHz每秒處理80萬條指令;1982年的80286處理器,主頻12MHz每秒處理270萬條指令;1989年的486DX處理器,主頻25MHz每秒處理2000萬條指令;1993年的奔騰處理器,主頻233MHz每秒處理4.35億條指令;1997的奔騰Ⅱ處理器,主頻333MHz每秒處理7.7億條指令;2000年奔騰Ⅳ處理器,主頻已經達到1.4GHz[2]。當英特爾還在一心追求處理器高主頻的時候,另一家公司NVIDIA在1999年8月了一種專門做圖像運算工作的微處理器GPU(GraphicProcessingUnit)。GPU采用的是一種全新的架構模式,它將幾何轉換與光照功能以硬件的形式集成在圖形芯片中,由圖形芯片直接負責幾何轉換和光照操作,這使得處理器性能大大提高。與CPU相比,GPU在高清視頻、數碼照片處理、3D渲染等方面的表現非常優越。GPU的誕生,使得對處理器的研制從追求高主頻轉換成追求高性能,NVIDIA與ATI兩大公司為此展開了激烈的競爭。直到2008年,隨著大數據云計算的興起,以及智能手機的廣泛應用,市場對高性能已不再是唯一的訴求,性能適中的輕量級GPU成為了下一個發展方向[3]。隨著人工智能技術的發展,神經網絡的規模越來越大,采用多處理器集成的架構模式使得算法實現的裝置體積巨大。為此,2015年,谷歌推出了TPU(TensorPro-cessingUnit),它是一種專用于神經網絡計算的處理器,主要用于深度學習、AI運算,其算力較GPU有很大的提高。AlphaGo是第一個戰勝圍棋世界冠軍的人工智能機器人,最初它內部安裝了1202個CPU和176個GPU用于運算處理。2015年引入TPU之后,與李世石對戰的AlphaGo,只有48個TPU負責所有的計算任務。存儲器是計算機硬件的另一個主要組成部分。在計算機體系中一般采用外存、緩存、內存多級存儲策略。外存容量大成本低但相對讀取速度慢,通常用來保存需要長久存放于計算機內的大量數據,例如系統安裝的軟件、用戶的資料、數據庫等;緩存是為了提高數據讀取的命中率而引入的一種機制;內存數據讀取的速度與CPU相當,可以和CPU直接進行數據的交換,是CPU處理數據的來源。但因為內存是通過大量的晶體管構成寄存器來保存數據的,所以采用的硅片面積比較大,制造成本高,在系統中容量配置相對小些。但是隨著電子制造技術的提升,現在pc機硬盤的配置可以達到1TB,內存容量如果是64位操作系統一般都在4GB。計算機存儲器容量的增加可以滿足人工智能時代海量數據的存儲。隨著計算機硬件的發展,計算機輸入系統也呈現多樣化形式。數據來源不再是單純的以鍵盤輸入為主的模式。攝像機微型化之后,計算機系統普遍都安裝了攝像頭,通過攝像頭可以實現視頻的采集;而在計算機系統中安裝聲音采集器可以實現語音輸入。傳感器可以模擬人類感官讓計算機可以像人類一樣從自然環境中獲取信息,常見的有觸覺傳感器、視覺傳感器、力覺傳感器、溫濕度傳感器和超聲波傳感器等。計算機的這些新型輸入方式更接近于人類日常生活的習慣,也使計算機用起來更人性化,智能化。計算機硬件的這些特性是人工智能發展的基本保障。

3計算機軟件的發展

計算機語言是計算機軟件開發的主要工具,也是解決實際問題的手段。20世紀50年代,為了方便人們操控計算機的運行,機器指令順應而生。它采用的是二進制編碼,增加了計算機的可操作性,但對用戶而言可讀性不高,調試難度大。匯編語言是第二代計算機語言,用字母和單詞(add、sub等)代替一些特定的指令,增加了程序的可讀性,但它是直接面向硬件的操作指令,程序的可移植性差。之后,出現的高級語言其表現形式更接近于數學語言和自然語言,可讀性強。而且不依賴于計算機硬件,能在不同的機器上運行,可移植性強。計算機語言的發展,極大地促進了計算機在各個領域的應用和普及,給人們的日常生活帶來了翻天覆地的變化。隨著人工智能的出現,計算機語言也逐漸向智能化、網絡化的方向發展。1956年達特茅斯會議提出“人工智能”概念之后,1958年麥卡錫和明斯基的人工智能項目組,開發了LISP語言。LISP使用表結構來表達非數值的計算問題,實現技術簡單是使用最廣泛的人工智能語言。1972年一種基于謂詞邏輯的編程語言Prolo生,它是面向邏輯面向用戶的一種編程語言,主要用于描述知識的邏輯關系和抽象概念,也稱為描述性語言。Prolog依照人的思維邏輯,運用數理邏輯中的謂詞邏輯來描述解決的問題方法,告訴計算機“要做什么”而不是“怎么做”。Prolog編寫的程序更接近于自然語言,邏輯性強易寫易讀易于正確性證明。1982年,由LarryWall設計的Perl語言是運行在Unix環境下的一種腳本語言。Perl對文件和字符有很強的處理能力,主要用于大型網站開發。20世紀90年代初,荷蘭人Rossum設計了Python語言,其語法清晰、簡潔,并且擁有大量第三方函數模塊,編程簡單但功能強大,很快成為了人工智能主要的編程語言[4]。在大數據背景下人工智能發展更加迅速,隨之而來的是計算機需處理的海量數據,而且這些數據來源廣泛,特點多樣,若是利用傳統的算法進行數據的分析處理,確定數據的有效性和安全性,需耗費大量的時間,也導致整個系統運行變慢,性能下降。而人工智能語言編寫的軟件利用模糊邏輯粗糙集理論在不影響系統性能的情況下,可以對海量數據實現快速推理和分析,挖掘數據深層次的價值,得出其背后隱藏的規律,有效地幫助人類作出合理的決策。進入21世紀后,網絡高速發展,開源軟件由于開放二次開發的權力,具有低成本高安全的特性受到了各國企業和政府的支持得到迅速發展。開源軟件是在遵守一個開源協議的前提下,將程序的源代碼公開,允許其他人學習修改和,也可轉化成任何形式的實用軟件的一類軟件。截至2006年底,全球研發和應用開源軟件的企業占到了總數的50%以上。而人工智能開源軟件(OpenCV、NLTK、CNTK、TensorFlow等)在自然語言處理、計算機視覺、機器深度學習等領域中也扮演著重要的角色。

4結語

人工智能的發展涉及生物學、神經學、仿生學、電子科學、計算機科學等學科,是多學科交叉融合發展的領域。用來支持人工智能實現的計算機系統,也逐漸表現出一種軟中有硬、硬中有軟的混合模式。現場可編程門陣列(Field-ProgrammableGateArrays,FPGA)就是一種典型的代表。基于現場可編程門陣列的系統設計,其硬件功能的實現可以通過軟件設置來完成,通過調試軟件參數就可以實現硬件功能的改進。這種全新的軟硬件設計理念使計算機系統具有更強的靈活性和適應性,提高了人工智能的應用效率,為人工智能構建了一個更具可擴展性的大腦。

參考文獻

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[3]Janlen.光影之路GPU架構發展史[J].微型計算機,2011(33):99-117.

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1 計算機軟件系統及其保護的現狀

1.1 計算機軟件系統

計算機軟件系統主要是指在不同的用戶多次使用程序后依然能夠滿足用戶的需求，與計算機的硬件系統有較大的區別，普通的計算機軟件系統都能在電腦上運行。通常情況下，人們將不安裝任何軟件的電腦稱為裸機，這種電腦只能使用最基本的操作，無法滿足用戶的需求，而計算機系統里的軟件主要分為兩類，包括系統軟件和應用軟件。其中，系統軟件包括操作系統、數據庫管理、網絡軟件、程序設計語言，主要功能是管理和監督計算機內的所有資源，幫助用戶有效地減少使用前準備程序的時間，在一定程度上提高了計算機運作的效率。計算機系統軟件是計算機高速運行的有力保障。而應用軟件主要是指能夠幫助用戶解決問題，有具體的應用價值的軟件或程序。應用軟件必須運用到相關領域的專業知識，無法單獨地運行，必須要有系統軟件的支持才能正常運行。

1.2 計算機軟件系統保護及恢復技術的現狀

隨著計算機用戶數量的不斷增加，計算機在管理和使用方面也變得越來越困難。例如黑客、病毒等名詞對于大部分計算機用戶來說都是耳熟能詳，這些程序都能通過遠程控制將用戶電腦中的系統軟件進行非授權的修改。在使用計算機軟件系統保護及恢復技術時，有兩點內容是必須要考慮的：第一，盡量減少甚至限制除本人以外其他使用者對各項資源的利用。第二，一般情況下不要隨意地修改計算機系統的非授權程序。目前，大部分的計算機只是安裝了類似CMOS之類的保護軟件限制用戶對計算機的更改，僅靠這項技術是無法保證計算機使用的安全性和穩定性。除此之外，一些用戶單純地通過設置訪問權限來限制使用者對系統資源的利用，但是，在重裝系統或者增刪硬盤時沒有用戶權限依然可以操作，因此，這種方法并不能阻止他人的破壞行為。只有通過更強更有效的方式才能保護好計算機系統。目前，最為常見的保護系統是硬保護和軟保護。硬保護主要是指利用系統本身來保護軟件系統，軟保護主要是指借助系統保護的軟件來保護軟件系統，一般會將兩種保護方式結合使用。另外，硬保護主要是在計算機操作系統與硬件中間工作，這種運作方式較為安全也比較常見；軟保護是在計算機操作系統和應用軟件之間運行，經常會發生與計算機應用程序有沖突的現象，在安全性上也沒有硬保護高，在市場銷量上也沒有硬保護好。

2 計算機軟件系統的保護與恢復技術的應用

經過多年潛心研究和思考，目前總結出了一套最完整的保護流程：第一步，要限制用戶對軟件程序的運用，只有用戶注冊過后才能獲得最完整的使用權限，另外，需要有與用戶機硬件相關的注冊代碼才能將主要的功能解鎖。第二，有許多黑客能夠用相關的解密程序盜取重要的信息和程序，因此，需要用反調試或反跟蹤技術對程序進行分析。除此之外，需要對程序進行雙重保護，換而言之，就是利用加密工具，例如加密鎖、加殼軟件等提高程序的防范能力。在使用程序的過程中，也要充分的考慮用戶是否合法，防止在使用的過程中將資料泄漏給非法用戶。隨著科技水平的提高，在購買計算機時，通常采用一機一碼的方式進行注冊，減少了眾多安全性問題。計算機系統的恢復技術在使用更多的恢復方法時也要注意與時間結合和與測量結果結合這兩種思路。另外，在軟件領域中，要將恢復技術的概念與其他相關的技術概念相結合，從而產生更多的方法和概念。

3 計算機軟件系統的保護與恢復技術的未來

在過去，許多著名的計算機制造商在系統的保護與恢復技術沒有太多的關注，大部分都是小型的設備制造商在潛心研究這一項技術，由于缺乏硬件上的支持，保護與恢復技術只能局限在補丁與外掛的范圍內，無法真正地進入到計算機軟件系統。但隨著經濟的迅速發展和各種行業對計算機需求的增加，人們已經在此技術上給予了重視。在未來，計算機軟件系統的保護與恢復技術主要向兩個方向發展：運用主機系統連接多臺終端、加強對計算機硬件保護功能的支持。

3.1 主機系統連接多臺終端

主機系統也稱終端機系統，主要是指利用一臺高性能的計算機借助網絡將多臺終端相連接，其中，終端主要是指輸入設備、輸出設備以及通訊設備，這些設備的運算或存儲數據都必須要在主機中工作，20世紀70年代的VAX就是采用這種技術。當主機使用了分時操作的系統時，任何終端對主機的訪問權限都會受到限制和監控，從而提高了計算機軟件系統的安全性。這種類型的計算機也存在一定的缺陷，比如，運行速度慢、存儲容量較小等，因此，沒有較大的發展空間。隨著時代的進步，在計算機的硬件方面和網絡技術上都有了大幅度地提高，許多制約因素都能夠逐漸克服，主機或終端機方式的計算機系統是很有可能進一步發展的。除此之外，許多著名的公司也都在開發與這種類型的計算機系統相關的產品，目前，多處理器系統、多端口高寬帶等眾多技術都運用在新一代的計算機系統上，不僅能夠保障了系統的安全性，更能夠提高計算機性能，從根本上解決了安全問題。

3.2 加強對計算機硬件保護功能的支持

加強對計算機硬件保護功能的支持主要通過保護卡來實現，目前，聯想、方正等大型集團已經開始不斷地為一些保護卡生產的企業進行授權，結合自身產品的特點制定有針對性的保護卡，這是一個良好的開始。在未來，人們不需要另裝一個配置來安裝保護卡，可以將保護卡最為一個標準的配置直接安裝在主板上。除此之外，人們還可以開發其他的技術，例如，在BIOS基本輸入、輸出系統上添加軟件系統保護程序，從而保證用戶在輸入或更改數據時不會丟失重要的信息和參數；為了解決容量受限制的問題，可以在主板上添加一塊專門用于存儲硬盤中的文件，并且能夠將具有標識性的信息進行壓縮的大容量快閃芯片，從而提高了計算機的存儲容量；將CMOS分為兩個部分，一個部分可以在存儲時能夠用操作系統修改參數，另一個部分在存儲時不能用操作系統進行參數上的修改，防止系統軟件的保護功能受到破壞。還有一點需要注意的是，當得到硬件廠商的支持時，必須要用統一的標準。