計算機硬件系統(tǒng)的概念精選(九篇)

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第1篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

[關(guān)鍵詞]硬件課程　教學(xué)改革　實踐教學(xué)課程化

1.計算機專業(yè)硬件系列課程教學(xué)改革的必要性。計算機硬件知識的教與學(xué)對于高校計算機專業(yè)的重要性是不言而喻的。上世紀(jì)五十到八十年代，我國一些學(xué)校的計算機及應(yīng)用專業(yè)基本上是以計算機硬件技術(shù)的教育為主，致力于計算機硬件技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)。近年來計算機軟、硬件，特別是計算機網(wǎng)絡(luò)快速、蓬勃地發(fā)展，我國計算機專業(yè)教育的內(nèi)容、形式也都發(fā)生了很大變化，但在廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，不論是學(xué)習(xí)態(tài)度還是學(xué)習(xí)效果，都普遍出現(xiàn)了“重軟輕硬”的傾向，在這種傾向的背后，必然隱藏著硬件課程教與學(xué)中存在的一些問題，這無疑對國內(nèi)高校硬件類課程的教學(xué)提出了新的更高的要求；提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)目標(biāo)由知識型向高素質(zhì)的復(fù)合型人才轉(zhuǎn)變，是大學(xué)本科計算機專業(yè)教學(xué)所面臨的又一新課題，在計算機硬件系列課程的教學(xué)過程中，如何根據(jù)計算機技術(shù)的高速發(fā)展進行知識的合理優(yōu)化，采用什么方式更有效的進行課堂教學(xué)，如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)硬件知識的主動性，如何進一步提高學(xué)生硬件動手能力等等，所有這些問題只有通過對計算機專業(yè)硬件系列課程進行教學(xué)改革，才能得以圓滿解決。

2.目前計算機硬件系列課程教學(xué)存在的主要問題。

2.1　教材與教學(xué)內(nèi)容陳舊、落后，跟不上計算機科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的步伐。一方面，隨著計算機硬件技術(shù)飛速發(fā)展，真正能反映當(dāng)今世界硬件領(lǐng)域技術(shù)的教材太少，教學(xué)內(nèi)容大多較舊，計算機硬件課程未能跟上技術(shù)的更新，其相應(yīng)的實驗設(shè)備和條件幾乎為零；另一方面，計算機硬件知識不直觀，最新的硬件知識往往包含許多較復(fù)雜的技術(shù)，講述起來抽象、枯燥，學(xué)生較難學(xué)習(xí)和理解，因此許多教師偏向于講述舊的知識。

2.2　學(xué)生中存在“重軟輕硬”傾向，硬件動手能力較差。目前計算機教育存在著重軟輕硬的傾向。很多學(xué)生對硬件課程的了解甚少，認(rèn)為硬件課程只是學(xué)習(xí)計算機的內(nèi)部工作原理，在計算機應(yīng)用當(dāng)中無關(guān)緊要，認(rèn)識不到硬件技術(shù)在應(yīng)用方面的重要性，再加上相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)難以保證，課程考試評價體系中對硬件實踐能力的不重視，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏積極性。

2.3　各門課程內(nèi)容銜接存在問題，教學(xué)效率不高。計算機是一個由硬件和軟件組成的龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，計算機知識有著很強的系統(tǒng)性。而在目前的教學(xué)中，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(xué)生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統(tǒng)中的作用。另外，在硬件課程之間也缺乏充分的銜接，有些知識點重復(fù)或缺失，這些都導(dǎo)致了學(xué)生的知識體系不系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)不健全。

2.4　缺乏創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前高校中開設(shè)的硬件實驗課程大多以驗證性實驗為主，教師往往提供了實驗的所有環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生在做實驗的過程中，基本上不對實驗的實用性進行延伸思維，只按設(shè)定好的正確線路、程序、步驟、數(shù)據(jù)一一照做。這樣的實踐不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，成了另一種形式的理論學(xué)習(xí)通過實驗達(dá)不到理論與實踐相結(jié)合的目的，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生初步科研能力的要求。

3.關(guān)于計算機硬件系列課程教學(xué)改革的思路。

3.1　改革教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建科學(xué)的、系統(tǒng)的計算機硬件教學(xué)體系。

3.1.1　計算機硬件系列課程教材目前存在的主要問題是知識陳舊、落后跟不上計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展步伐，這種現(xiàn)象在基礎(chǔ)教材中尤為突出。為適應(yīng)計算機科學(xué)與技術(shù)飛躍發(fā)展的需要，教材叢書應(yīng)具有先進性和時代特征。并且每隔一二年做一次小的調(diào)整，每隔四五年重新修訂出版。教材要緊跟計算機科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展是不可能的，況且知識的傳授不能受教材的制約，因此，計算機硬件系列課程教學(xué)中應(yīng)注重知識的更新，計算機硬件技術(shù)的發(fā)展、更新速度是驚人的，這要求教師時刻關(guān)注最新發(fā)展動態(tài)，及時了解本學(xué)科的新技術(shù)、新趨勢，及時調(diào)整更新授課內(nèi)容，使該課程能夠反映學(xué)科的發(fā)展前沿。教師授課時注意知識點的延伸性，即從知識點最早出現(xiàn)的基本原理發(fā)展到目前技術(shù)狀態(tài)的過程，這樣可以減少學(xué)生理解的抽象性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.1.2　在充分分析原計算機專業(yè)所開設(shè)的《數(shù)字邏輯》、《計算機組成原理》、《操作系統(tǒng)》、《匯編語言程序設(shè)計》、《計算機接口技術(shù)》、《計算機體系結(jié)構(gòu)》、《單片機原理》和《嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用》等硬件課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時數(shù)的基礎(chǔ)上，剔除掉不必要和重疊的教學(xué)內(nèi)容或課程，增加新的必須的教學(xué)內(nèi)容或課程，構(gòu)建出符合現(xiàn)在計算機硬件教學(xué)需要的，面向工程應(yīng)用的課程體系方案和相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。如縮減《大學(xué)物理》學(xué)時，增加((EDA技術(shù)》課程，借助EDA技術(shù)學(xué)生能完成涉及多門硬件類課程的實驗，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)計與本課程相關(guān)的實驗設(shè)計或復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計。將EDA技術(shù)的應(yīng)用貫穿于計算機硬件體系實驗教學(xué)，使學(xué)生調(diào)試、驗證自己的設(shè)計項目成為可能，為學(xué)生的自主實驗提供廣闊的發(fā)展空間，學(xué)生的自主設(shè)計能力和創(chuàng)新意識都得到極大提高，避免了學(xué)習(xí)的抽象、枯燥，增強學(xué)生學(xué)習(xí)硬件課程的興趣，提高動手能力，有助于解決學(xué)生“重軟輕硬”的認(rèn)識問題。

3.1.3　構(gòu)建新的硬件課程體系，解決硬件課程之間的銜接問題，提高教學(xué)效率。該課程體系由必修課程、選修課程及配套實踐三部分組成。必修課包括“組成原理”、“接口技術(shù)”、“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等基礎(chǔ)課程。為適應(yīng)社會需求，在選修課中增加“EDA技術(shù)”、“計算機控制技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等社會需求較強、實用價值高的應(yīng)用性課程，同時新開了“模型機設(shè)計與組裝”、“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統(tǒng)實踐”等實踐課程，保證課程體系的實用性與先進性。硬件系列課程從體系結(jié)構(gòu)上劃分為三個層次：基礎(chǔ)層、應(yīng)用層和提高層，其課程間的關(guān)系如圖1所示。基礎(chǔ)層為“數(shù)字電路”與“組成原理”?！皵?shù)字電路”課程雖然在教學(xué)體系上不屬于計算機硬件系列課程，但它是計算機硬件系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，是必修的前續(xù)課：“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理，解決整機概念；以"EDA技術(shù)”的應(yīng)用為基礎(chǔ)，通過“金工電子實習(xí)”與“模型機設(shè)計與組裝”兩門實踐課程，強化學(xué)生的硬件動手能力。在應(yīng)用層中，通過“接口技術(shù)”介紹應(yīng)用層的接口和相關(guān)外設(shè)，以“嵌入式系統(tǒng)”等三門實用性強的課程作為選修課，每門課程都配有相應(yīng)的實驗環(huán)節(jié)，并通過“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統(tǒng)實踐”強化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和綜合應(yīng)用。提高層為“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”及“性能測試與分析”實踐課程，通過學(xué)習(xí)和實踐，能夠使學(xué)生比較全面地掌握計算機系統(tǒng)的基本概念、基本原理、基本結(jié)構(gòu)、基本分析方法、基本設(shè)計方法和性能評價方法，并建

立起計算機系統(tǒng)的完整概念。

3.2　改革課堂教學(xué)模式和教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)實踐證明，以課堂理論教學(xué)為主，實驗教學(xué)為輔的培養(yǎng)模式，無法滿足計算機硬件系列課程教學(xué)的要求，必須改造為以工程應(yīng)用為目的，以項目驅(qū)動案例教學(xué)為手段的高效、實用的人才培養(yǎng)模式。教師先講解相應(yīng)知識的項目案例，然后設(shè)立新項目，由學(xué)生去實施和完成。比如《計算機組成原理》課程，可以設(shè)立定點運算器、時序發(fā)生器及時序分析、計數(shù)器設(shè)計、微程序控制器設(shè)計等一系列項目，采用“課外為主、課內(nèi)為輔”的方式，即學(xué)生領(lǐng)取任務(wù)后，通過課余時間進行資料查閱、討論、設(shè)計和實驗，以及完成項目保報告書等；然后使用課內(nèi)少量學(xué)時，由教師進行引導(dǎo)，選取部分學(xué)生報告項目完成情況，進行簡短答辯和討論。該方式既不影響課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進程，又能使學(xué)生充分利用業(yè)余時間積極、主動地學(xué)習(xí)，同時，課堂上的適當(dāng)討論也能活躍課堂氣氛。通過這種項目案例教學(xué)模式可以有效地鍛煉學(xué)生的自主性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和效率。

3.3　建立實踐教學(xué)課程化的教學(xué)模式，保證硬件設(shè)計的連續(xù)性。計算機軟、硬件設(shè)計能力是計算機專業(yè)本科必須具備的能力，在一般高校，很多只是注重了軟件的設(shè)計能力培養(yǎng)，在軟件類課程的開設(shè)中，保證軟件設(shè)計的四年不斷線，而硬件設(shè)計卻很難保證。因此，在硬件課程實踐教學(xué)的安排上也要保證設(shè)計不斷線，使學(xué)生能真正理解計算機結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性并能進行相關(guān)的設(shè)計。

我們的改革措施是去除與單一理論課程對應(yīng)的課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，理論課程內(nèi)只保留最基本的實驗，達(dá)到幫助學(xué)生理解基本理論的目的，其他實踐教學(xué)內(nèi)容進行系統(tǒng)性整合，按照學(xué)期單獨設(shè)課，形成完整的實踐教學(xué)系統(tǒng)。

3.4　建立科研導(dǎo)師制度。為學(xué)有余力的學(xué)生，提供一個學(xué)習(xí)和培養(yǎng)技術(shù)特長的機會。由硬件應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗豐富并申請有科研課題或技術(shù)服務(wù)項目的教師擔(dān)任導(dǎo)師，吸收對該課題有興趣和能力的學(xué)生參加并共同完成，同時負(fù)責(zé)學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)劃制定和在課外直接指導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新性實驗、產(chǎn)品制作、參加電子競賽、軟件制作大賽和挑戰(zhàn)杯比賽等。學(xué)院為特長生提供學(xué)習(xí)環(huán)境和機會，學(xué)生通過參加課題來提高自己的實踐能力和工作經(jīng)驗，培養(yǎng)其濃厚的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性。

3.5　改革考試、考查方式?？荚嚪椒ǜ母锿黄屏藛我坏睦碚撝R考核和傳統(tǒng)的閉卷考試方式，實現(xiàn)對學(xué)生的綜合能力和實訓(xùn)過程考核。具體要求為加大平時考核比重；注重實踐操作考核；考試方法的改革將促進學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性。

4.結(jié)束語。對計算機硬件課程教學(xué)改革，筆者在實踐中作了初步的嘗試，對推進課堂教學(xué)建設(shè)，改革課程教學(xué)體系，改進教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，提高課程的整體教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量起了一定的推動作用。

參考文獻

1　宋人杰等，計算機專業(yè)硬件系列課程教學(xué)改革探討[J]，東北電力大學(xué)學(xué)報，2007(5)

第2篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

關(guān)鍵詞：信息化進程；計算機硬件學(xué)科；工業(yè)化產(chǎn)業(yè)；持續(xù)自主創(chuàng)新

中圖分類號：TP3-4文獻標(biāo)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(chǎn)生在19世紀(jì)末二十世紀(jì)初，它主要開始應(yīng)用在財稅的信息方面，國家財政部和國稅總局根據(jù)工作實際， 已經(jīng)構(gòu)建和完善了政府財政（稅收）管理信息系統(tǒng)，即“金財工程”和“金稅工程”。我國的信息化經(jīng)過多年的發(fā)展以來，財稅信息化建設(shè)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(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，電子化科學(xué)管理，更高效，推動信息化時代的新的篇章。

隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來，計算機硬件學(xué)科已經(jīng)不斷的更新?lián)Q代，并融合到了企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營管理中，信息化的進程中計算機硬件也在此發(fā)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(xué)科的發(fā)展趨勢，同時也反映了信息化的促進作用，為計算機硬件學(xué)科的持續(xù)的自主創(chuàng)新提供了應(yīng)有動力。

圖標(biāo)1：計算機硬件學(xué)科的發(fā)展趨勢

二、計算機硬件學(xué)科建設(shè)要遵循的原則

（一）創(chuàng)新發(fā)展原則

創(chuàng)新發(fā)展是轉(zhuǎn)型升級新動力。要學(xué)會對信息化創(chuàng)新發(fā)展的學(xué)習(xí)，要堅持計算機硬件學(xué)科創(chuàng)新的發(fā)展原則，以創(chuàng)新發(fā)展來促進計算機硬件的學(xué)科建設(shè)、為計算機的學(xué)科建設(shè)的提供更好的創(chuàng)新的原則和理念。

（二）低碳發(fā)展原則

低碳發(fā)展是構(gòu)建工業(yè)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必備因素。把節(jié)能減排作為信息化與工業(yè)化融合的重要切入點，加快低碳發(fā)展原則的不斷深入、計算機硬件的學(xué)科建設(shè)發(fā)展也會不斷的推進，逐漸完成低消耗、可循環(huán)、可持續(xù)計算機硬件學(xué)科建設(shè)歷程，保證信息化高速發(fā)展進程中的計算機硬件的不斷持續(xù)發(fā)展的步伐。

（三）智能發(fā)展原則

智能發(fā)展是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的新體系。如何把智能發(fā)展原則更好的貫徹到計算機硬件學(xué)科建設(shè)中，是我們應(yīng)該努力做到的事情。加強智能化的發(fā)展為企業(yè)發(fā)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(xù)發(fā)展就必須堅持智能發(fā)展原則。

（四）和諧發(fā)展原則

和諧發(fā)展是推動計算機硬件建設(shè)的有利環(huán)境。要認(rèn)真的發(fā)展企業(yè)的引導(dǎo)作用，指引企業(yè)將計算機硬件建設(shè)作為企業(yè)發(fā)展策略的重要組成部分，要切實的發(fā)揮和調(diào)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(shè)發(fā)展的步伐。

三、計算機硬件學(xué)科建設(shè)長期發(fā)展的措施

（一）推進創(chuàng)新“兩化”深度融合

推進創(chuàng)新“兩化”深度融合是堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施之一，要建立創(chuàng)新“兩化”深度融合的工作機制，完善企業(yè)的計算機硬件設(shè)施，合理的對企業(yè)的計算機硬件系統(tǒng)進行升級，堅持中央企業(yè)首席信息官制度，完善企業(yè)計算機硬件的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)，構(gòu)建和諧的有效的企業(yè)計算機硬件學(xué)科機制。不斷地鼓勵國家的各個企事業(yè)單位計算機硬件機制的合理的創(chuàng)建，要不間斷地指引國家的各個企事業(yè)單位，根據(jù)自己地區(qū)的特殊情況確立計算機硬件系統(tǒng)的完善。引導(dǎo)和支持民營企業(yè)的創(chuàng)新“兩化”深度融合。堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展，就要推進創(chuàng)新“兩化”深度融合，才能更好的加快計算機硬件建設(shè)明天發(fā)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(xué)科堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施之二。在國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)中，圍繞改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加強開展典型示范工作。特別是發(fā)展生產(chǎn)業(yè)和促進計算機硬件學(xué)科的發(fā)展，推進“兩化”深度融合典型示范發(fā)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(qū)、各行業(yè)和典型企業(yè)的成功經(jīng)驗和有效做法。積極通過媒體、網(wǎng)上展示和博覽會等形式擴大推廣計算機硬件學(xué)科的范圍和深度。

（三）完善計算機硬件學(xué)科體系

完善計算機硬件學(xué)科體系是堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施之三。要積極的組織，行業(yè)的計算機硬件學(xué)科培訓(xùn)和發(fā)展計算機硬件學(xué)科的規(guī)劃和計算機硬件學(xué)科建設(shè)的實施、系統(tǒng)運維和專業(yè)培訓(xùn)為一體的計算機硬件學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展體系。發(fā)展和完善一批面向工業(yè)行業(yè)的低成本、安全可靠的計算機硬件學(xué)科建設(shè)平臺。組織實施企業(yè)計算機硬件學(xué)科建設(shè)，提升行計算機硬件學(xué)科建設(shè)中的解決方案。開展“兩化”融合帶動國產(chǎn)硬件發(fā)展試點示范工作。堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展，就要完善計算機硬件學(xué)科建設(shè)體系，才能更好的加快計算機硬件建設(shè)信息服務(wù)的健全發(fā)展。

（四）培養(yǎng)創(chuàng)新性人才

培養(yǎng)創(chuàng)新性人才是計算機硬件學(xué)科建設(shè)的持續(xù)自主創(chuàng)新的必要前提。不同的時代造就不同的人才，在現(xiàn)代計算機普遍高速發(fā)展的時代，伴隨著信息技術(shù)的不斷更新發(fā)展，有些企業(yè)提出了人才培訓(xùn)的措施，不斷的培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，使其為企業(yè)的經(jīng)濟有新的發(fā)展。科學(xué)修訂信息領(lǐng)域國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)，積極推進行業(yè)職業(yè)技能鑒定工作和高技能人才選拔工作。鼓勵開展信息技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新、應(yīng)用示范、人才培訓(xùn)和評估認(rèn)證等領(lǐng)域的國際交流與合作，支持國內(nèi)相關(guān)組織和企業(yè)參與相關(guān)領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。

（五）強化信息化和生產(chǎn)業(yè)的融合

強化信息化和生產(chǎn)業(yè)的融合，就要建立實用、高效的計算機硬件學(xué)科數(shù)據(jù)庫等公共服務(wù)項目，提高資源共享的計算機網(wǎng)絡(luò)平臺。鼓勵企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)劃發(fā)展，企業(yè)要加對工業(yè)化生產(chǎn)的引導(dǎo)。推動計算機硬件的在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。合理的整合計算機硬件學(xué)科建設(shè)的資源，完善信息化和生產(chǎn)的融合，不斷的發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、保證信息化市場的為計算機硬件設(shè)備發(fā)展中提供更多信息技術(shù)來源。強化信息化和生產(chǎn)業(yè)的融合也會為計算機硬件學(xué)科建設(shè)的持續(xù)自主創(chuàng)新提供更好的技術(shù)支援。

（六）推動計算機硬件學(xué)科建設(shè)發(fā)展

推動計算機硬件學(xué)科建設(shè)是信息化進程中的持續(xù)自主創(chuàng)新的主要任務(wù)。強化計算機硬件學(xué)科建設(shè)規(guī)劃方案，提高計算機硬件學(xué)科建設(shè)中的培訓(xùn)，其是為了更好地推動計算機硬件學(xué)科建設(shè)，完善計算機硬件學(xué)科建設(shè)的發(fā)展。計算機硬件學(xué)科建設(shè)的持續(xù)自主創(chuàng)新的服務(wù)功能相對落后，要明確對其計算機硬件學(xué)科建設(shè)發(fā)展方向，大力支持計算機硬件學(xué)科建設(shè)，在服務(wù)領(lǐng)域的技術(shù)的廣泛運用，以此同時，要規(guī)范信息化領(lǐng)域服務(wù)的招投標(biāo)行為，為計算機硬件學(xué)科建設(shè)的持續(xù)自主創(chuàng)新提供一定的信息支持和保障。

（七）不斷強化物聯(lián)網(wǎng)的使用

積極推動云計算和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是計算硬件技術(shù)研發(fā)取得突破，積極面向新的國際化發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的不斷的需求、不斷地為推動云計算和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供了發(fā)展平臺。主要針對基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)化發(fā)展、物流事業(yè)各個領(lǐng)域的應(yīng)用，進行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范。提高物聯(lián)設(shè)置、智能技術(shù)、傳感器等其他的應(yīng)用系統(tǒng)的研究以及其產(chǎn)業(yè)化。積極推動云計算和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，為計算機硬件學(xué)科建設(shè)的持續(xù)自主創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

四、總結(jié)

信息化進程中計算機硬件學(xué)科建設(shè)的持續(xù)自主創(chuàng)新，我們以工業(yè)的信息化發(fā)展為例，提出了創(chuàng)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(fā)展和完善行業(yè)信息化服務(wù)體系、加強人才隊伍建設(shè)和國際交流、加強信息化與生產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、加強信息化與生產(chǎn)業(yè)融合、加快和規(guī)范信息服務(wù)業(yè)發(fā)展、積極推動云計算和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等七個方面的措施。隨著信息化進程的推進，創(chuàng)新能力成為高層次人才的必備的基礎(chǔ)素質(zhì)。學(xué)校作為高層次人才的培養(yǎng)基地，要重點對人才的培養(yǎng)建立計算機學(xué)科建設(shè)，只有具備了一流的學(xué)科水平，才能培養(yǎng)和造就高素質(zhì)的創(chuàng)造性人才，才能促進相關(guān)學(xué)科的科學(xué)技術(shù)水平的研究；為了計算機學(xué)科建設(shè)在信息化進程中創(chuàng)新的持續(xù)發(fā)展，就必須認(rèn)真的遵守計算機硬件學(xué)科建設(shè)的原則，就必須采取堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施，才能更好的為計算機硬件學(xué)科建設(shè)的不斷持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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第3篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

關(guān)鍵詞：計算機硬件；集成電路設(shè)計；教學(xué)改革

信息系統(tǒng)工程教育論壇我院計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)始建于1987年，歷經(jīng)20年的發(fā)展，為油田及相關(guān)企事業(yè)單位培養(yǎng)了大量的計算機應(yīng)用人才?！熬哂辛己玫目茖W(xué)素養(yǎng)，系統(tǒng)地、較好地掌握計算機科學(xué)與技術(shù)包括計算機硬件、軟件與應(yīng)用的基本理論、基本知識和基本技能與方法，能在科研部門、教育單位、企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)和行政管理部門等單位從事計算機教學(xué)、科學(xué)研究和應(yīng)用”是本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。基于這個培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合目前計算機硬件技術(shù)最新發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，提出本硬件系列課改方案。

一、硬件系列課改的目的及意義

當(dāng)前，計算機在信息社會中充當(dāng)了重要角色，也是發(fā)展最為迅速的一門學(xué)科。隨著這門學(xué)科的不斷發(fā)展，目前，計算機核心技術(shù)愈來愈集中在集成電路芯片設(shè)計和軟件設(shè)計這兩項技術(shù)中，其中CPU和OS設(shè)計技術(shù)是最核心的兩項技術(shù)，特別是高性能計算機技術(shù)一直是衡量國家實力的一個重要標(biāo)志。在硬件系列課程里，培養(yǎng)學(xué)生CPU及相關(guān)硬件的設(shè)計能力，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新并能夠設(shè)計出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的計算機部件的能力，是當(dāng)前計算機硬件課程重要的改革方向，也是目前社會迫切需要的計算機硬件人才[1]。因此，適應(yīng)當(dāng)前計算機硬件技術(shù)的發(fā)展及社會對計算機硬件人才的需求，及時調(diào)整硬件系列課程的培養(yǎng)方向，既有利于學(xué)生及時掌握最新的計算機硬件技術(shù)，又有利于學(xué)生及時把所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力，對擴大我院學(xué)生就業(yè)，樹立我院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生良好的社會形象意義深遠(yuǎn)。

二、硬件系列教學(xué)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

由于我國的制造業(yè)比較落后，一直以來，計算機硬件的核心技術(shù)未能被國內(nèi)掌握。相應(yīng)地，在計算機硬件教學(xué)中，像計算機組成和計算機體系結(jié)構(gòu)等重要硬件課程，傳統(tǒng)上僅僅以講授、分析原理為主，且內(nèi)容不能適應(yīng)現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展[2]。國外一些知名大學(xué)非常重視計算機硬件的教學(xué)，美國的許多高校本科計算機專業(yè)中都無一不是安排了CPU設(shè)計方面的課程和實驗內(nèi)容。例如麻省理工學(xué)院計算機專業(yè)的一門相關(guān)課程是《計算機系統(tǒng)設(shè)計》，學(xué)生在實驗課中，須自主完成ALU、單指令周期CPU、多指令周期CPU乃至實現(xiàn)流水線32位MIPS CPU和Cache等的設(shè)計。Stanford大學(xué)計算機系的本科生也有相似的課程和實驗。隨著計算機硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)開展硬件設(shè)計技術(shù)的條件已逐漸成熟，這主要得益于計算機硬件發(fā)展中的兩個重要技術(shù)，一是大規(guī)模可編程邏輯器件CPLD/FPGA的成熟，可以在一個芯片中通過編寫硬件描述語言設(shè)計CPU和全部的相關(guān)硬件電路，減輕了硬件芯片間連接的復(fù)雜性，同時消除了硬件制造的限制。二是硬件描述語言的成熟，以VHDL和Verilog VHDL語言為代表的硬件描述語言，可以通過編寫程序的方式來描述極其復(fù)雜的硬件電路邏輯，大大降低了以前采用手工方式設(shè)計硬件電路的復(fù)雜性。國內(nèi)的一些知名大學(xué)，在最近幾年里，也相應(yīng)地增加了硬件電路設(shè)計在教學(xué)中的比重，據(jù)我們了解，清華大學(xué)、電子科技大學(xué)、哈工大、哈理工等一些學(xué)校，已經(jīng)修改了計算機組成原理及計算機體系結(jié)構(gòu)等方面的課程教學(xué)內(nèi)容，把利用CPLD/FPGA和硬件描述語言設(shè)計CPU及其相關(guān)硬件電路作為重要內(nèi)容加入到課程體系里，取得了良好的教學(xué)效果，大大加強了學(xué)生對計算機工作原理的理解及計算機硬件的設(shè)計能力，逐步實現(xiàn)了與發(fā)達(dá)國家高校計算機本科教育的接軌。

三、目前我院硬件系列教學(xué)現(xiàn)狀及不足

計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)硬件系列主要課程設(shè)置始于20年前，期間雖經(jīng)過部分調(diào)整，但基本教學(xué)內(nèi)容依然延續(xù)20年前的知識體系。按授課先后次序排列，這些課程包括：《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》、《計算機組成原理》、《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計自動化》、《計算機體系結(jié)構(gòu)》、《單片機原理及應(yīng)用》、《嵌入式系統(tǒng)》、《硬件課程設(shè)計》等7門?；诋?dāng)前硬件課程系列教學(xué)現(xiàn)狀，我們認(rèn)為存在以下的不足：1.從整體上看，硬件系列教學(xué)內(nèi)容過于強調(diào)基本原理和基本方法，缺少能夠驗證原理、實際實現(xiàn)這些原理及方法的手段，導(dǎo)致學(xué)生缺少動手能力，對原理和方法認(rèn)識模糊，會說不會做的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，創(chuàng)新能力較弱。2.《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》和《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計自動化》，這兩門課之間存在較大的聯(lián)系，在內(nèi)容上存在承上啟下的關(guān)系，前者是講述數(shù)字電路的基本概念、組合及時序電路的傳統(tǒng)分析設(shè)計方法，后者則介紹組合及時序電路的現(xiàn)代分析設(shè)計方法，基于目前的教學(xué)實際情況，可以合并成一門課講述。3.《計算機組成原理》和《計算機體系結(jié)構(gòu)》是計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)非常重要的兩門課，通過這兩門課的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生能夠設(shè)計簡單的CPU及相關(guān)的硬件電路，從而加深對基本原理、基本方法的理解，增強實際動手能力?；诂F(xiàn)在的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段還無法達(dá)到上述目的。4.《單片機原理及應(yīng)用》和《嵌入式系統(tǒng)》兩門課存在較大的內(nèi)容交叉。這兩門課都是講述特定計算機在控制及嵌入式產(chǎn)品中的應(yīng)用，《單片機原理及應(yīng)用》這門課介紹的是8位機MCS-51的原理，《嵌入式系統(tǒng)》這門課介紹的是32位機ARM的原理，鑒于目前嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，建議取消《單片機原理及應(yīng)用》這門課，以避免課程內(nèi)容重復(fù)。5.《硬件課程設(shè)計》作為硬件系列的最后一門硬件設(shè)計課，學(xué)生已掌握了較豐富的軟硬件知識，因此應(yīng)該具備設(shè)計較復(fù)雜的硬件電路的能力，目前的設(shè)計內(nèi)容較簡單并與《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》課程實驗存在一定交叉，建議選擇有一定復(fù)雜度并較實用的設(shè)計內(nèi)容。從而培養(yǎng)學(xué)生綜合運用硬件知識及硬件設(shè)計能力。

四、硬件系列教學(xué)新課改方案

針對我院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實際情況，在保證總的硬件教學(xué)學(xué)時不變的前提下，對硬件系列教學(xué)提出如下建議：1.課程合并：《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計自動化》是計算機組成原理等的先修課，為保證能及時開課，同時該課和《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》這門課有密切的聯(lián)系，合并為一門課，仍稱為《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》，并適當(dāng)增加學(xué)時，建議在大二上學(xué)期開課，取消《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計自動化》這門課。2.《計算機組成原理》：這門課改為《計算機組成及設(shè)計》，增加CPU及相關(guān)硬件電路設(shè)計內(nèi)容，在講清楚組成原理的基礎(chǔ)上，以設(shè)計為重點，建議在大二下學(xué)期開課。 3.《計算機體系結(jié)構(gòu)》：適當(dāng)增加設(shè)計內(nèi)容，原學(xué)時保持不變，建議在大三上學(xué)期開課。4.《單片機原理及應(yīng)用》：本課程取消，鑒于目前嵌入式系統(tǒng)涉及軟硬件知識較多，難以在一門課程中全面系統(tǒng)學(xué)習(xí)，因此另開設(shè)一門《嵌入式軟件開發(fā)》課程，重點講述如何設(shè)計編寫嵌入式軟件程序，建議在大三下學(xué)期開課。5.《嵌入式系統(tǒng)》：這門課作為《嵌入式軟件開發(fā)》的先修課，重點講述嵌入式系統(tǒng)的基本概念及方法、ARM處理器的硬件工作原理、接口、匯編語言等，而相關(guān)操作系統(tǒng)及其程序設(shè)計等知識暫不涉及，建議在大三上學(xué)期開課。6.《硬件課程設(shè)計》：在設(shè)計題目中，引入嵌入式系統(tǒng)、FPGA及計算機組成等知識，適當(dāng)增加設(shè)計的綜合性和復(fù)雜性，建議在大四上學(xué)期開課?；谛碌挠布盗姓n程體系，能夠有效理順課程之間的先后關(guān)系，并把硬件課程均勻分散到大學(xué)四年的學(xué)習(xí)中，同時對重要的課程及相關(guān)的知識進行了加強，例如數(shù)字電路設(shè)計貫穿在整個硬件系列課程中；舍棄了過時的技術(shù)，增加了新技術(shù)的份量，例如去掉了單片機，加強了嵌入式系統(tǒng)。因此，我們認(rèn)為：調(diào)整后的硬件系列課程是較合理的，它吸收了當(dāng)前先進的硬件設(shè)計技術(shù)，保證了知識的實用性，有一定的前瞻性。

五、結(jié)束語

高等教育是為學(xué)生提供專業(yè)技能和生存本領(lǐng)、服務(wù)社會的最后一站，教學(xué)內(nèi)容及方法直接關(guān)系到學(xué)生的未來發(fā)展。通過不斷教學(xué)改革，保持教學(xué)的先進性和實用性一直是高教課改的目標(biāo)之一。通過這次課改，理順了我院硬件系列課程的教學(xué)關(guān)系，增強學(xué)生未來服務(wù)社會的競爭力，因此很有實際意義。

作者:李軍 崔旭 李建平 單位:1.東北石油大學(xué) 2.大慶市薩東第二小學(xué)

參考文獻

第4篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

摘要：傳統(tǒng)的計算機硬件基礎(chǔ)課教學(xué)已不適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會對人才的需求，本文結(jié)合計算機專業(yè)的特點，從課程內(nèi)容、教學(xué)體系、教學(xué)方法等方面總結(jié)了在硬件基礎(chǔ)課教學(xué)改革中所取得的實際經(jīng)驗和體會。

關(guān)鍵詞：硬件基礎(chǔ)課；教學(xué)改革；整合課程

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：B

1引言

計算機硬件教學(xué)的先修課程是“電路分析”、“模擬電子學(xué)”和“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”。由于歷史原因，這些課程大多由電子系開設(shè)，是以理論研究為目的的課程體系，存在教學(xué)內(nèi)容陳舊，課程體系老化，理論論述多，占用學(xué)時多，前后銜接不好等問題，給后續(xù)計算機硬件課的理論教學(xué)和實踐教學(xué)帶來了諸多困難和被動。而計算機專業(yè)與其他專業(yè)相比較，少有的幾個優(yōu)勢之一就是對計算機硬件結(jié)構(gòu)的掌握。因此，結(jié)合計算機專業(yè)的具體情況，在教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面對硬件基礎(chǔ)課程進行必要的改革就顯得尤為重要。

2整合內(nèi)容、精縮課時

1) 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，計算機技術(shù)的發(fā)展更是突飛猛進。在大學(xué)本科階段，除了要給學(xué)生傳授基礎(chǔ)理論知識外，還要講授新技術(shù)、新理論，這就使得各高校不斷壓縮某些傳統(tǒng)基礎(chǔ)課的課時，增設(shè)一些新的課程。在這種形式下，硬件基礎(chǔ)課的課程體系和教學(xué)內(nèi)容亟待更新。

2) 課程體系的構(gòu)建是以理論知識為架構(gòu)，以實際應(yīng)用為目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容則應(yīng)緊密結(jié)合專業(yè)核心能力對理論知識的要求。綜合時展、專業(yè)結(jié)構(gòu)和課程體系的總體考慮，從98年起我們就根據(jù)計算機專業(yè)的特點，逐漸建立完善了一套硬件基礎(chǔ)課的課程體系。首先，在課程內(nèi)容的組織與建設(shè)方面,注重了先修課和后續(xù)課程的關(guān)系,做到內(nèi)容上不重復(fù),知識點上不脫節(jié)。其次，教學(xué)內(nèi)容力圖反映時代的發(fā)展，技術(shù)的進步。通過編寫出版《電路與電子學(xué)基礎(chǔ)》、《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》兩本教材重新劃分課程內(nèi)容，精縮學(xué)時，將原有的64學(xué)時的“電路分析”和64學(xué)時的“模擬電子學(xué)”這兩門課程整合為課內(nèi)48學(xué)時、實驗20學(xué)時的“電路電子學(xué)”課程，重新劃分、補充了“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”（課內(nèi)48學(xué)時、實驗20學(xué)時、三周課程設(shè)計）的教學(xué)內(nèi)容。

(1) “電路與電子學(xué)”課程。在電路分析部分不再追求研究線性電路的理論體系完整性，刪除了部分傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，只保留直流分析、交流分析和動態(tài)電路三大部分。在直流分析中，刪掉了“電路分析”教學(xué)中關(guān)于支路電流法和回路電流法的內(nèi)容，保留電路系統(tǒng)分析法中的被廣泛用于機輔分析的節(jié)點電壓法。在交流分析中，刪除了三相電路內(nèi)容，而對通信中的諧振電路則詳細(xì)講解。動態(tài)電路的分析中，只通過一個簡單的RC充電回路讓學(xué)生了解時域分析的基本步驟，而將重點放在三要素法和RC無源微積分電路上。在“模擬電子學(xué)”部分，去掉了半導(dǎo)體器件導(dǎo)電原理和反饋的方框圖計算法，精簡了阻容耦合放大電路（包括多級放大）、小信號動態(tài)圖解法、差分電路分析等。相應(yīng)地加強了有源器件MOS管、電流源電路和系統(tǒng)穩(wěn)定性的介紹，課程著重講解集成運放的應(yīng)用。在講解由運放構(gòu)成的有源積分電路時，與前面的無源積分電路做比較，這樣有助于學(xué)生理解并牢固掌握兩種電路各自的特點。實踐證明，學(xué)生在做電子競賽時對這兩種電路的使用都非常恰當(dāng)。

(2) “數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程。教學(xué)內(nèi)容刪除了數(shù)字電路中各種觸發(fā)器電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)設(shè)計方法中的設(shè)計技巧，精簡了中規(guī)模器件的內(nèi)部邏輯介紹，縮減了卡諾圖和邏輯簡化內(nèi)容。由于計算機專業(yè)的硬件課程“微機原理與接口技術(shù)”中將介紹A/D、D/A轉(zhuǎn)換，故這一部分內(nèi)容就不出現(xiàn)在“數(shù)字邏輯”課程的教學(xué)中。將教學(xué)重點放在各類觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)條件、集成電路外部功能、可編程器件和EDA技術(shù)上，要求教會學(xué)生如何通過查找器件手冊了解器件功能和使用要點。由于計算機硬件中三態(tài)門、OC門的重要性，課程加強了對其邏輯功能及應(yīng)用的舉例說明。

(3) 改革組課方式。邏輯門電路是傳統(tǒng)“數(shù)字邏輯”教學(xué)中最難的一章，由于門電路的原理要涉及到電路、模擬電子學(xué)等方面的知識，因此在講述這一部分內(nèi)容時，必須幫助同學(xué)復(fù)習(xí)有關(guān)的知識。在改革課程體系時，我們打破傳統(tǒng)的教學(xué)體系，將這一部分內(nèi)容放在“電路電子學(xué)”課程中，在講述半導(dǎo)體器件后引入邏輯門電路，如MOS管可以具有開關(guān)和受控源兩種類型的功能，根據(jù)器件所給偏置條件的不同，在模擬電路中可作為放大器件或在數(shù)字電路中作為開關(guān)器件。課堂上的師生互動證明，經(jīng)過這樣的調(diào)整，學(xué)生對有關(guān)門電路的問題就很容易理解掌握。通過合理地整合教學(xué)內(nèi)容，改變了過去把電路模型與實際器件（如受控源和晶體管）、開關(guān)與放大作用、模擬與數(shù)字等研究對象截然割裂的組課方式，而是將它們有機地融合，找出共性和個性，講清個性，突破難點，這樣便于以統(tǒng)一的觀點使學(xué)生建立完整的概念〔1〕。

3軟硬結(jié)合與時共進

1) 當(dāng)前國內(nèi)計算機專業(yè)的普遍現(xiàn)象是“過軟”，即強調(diào)軟件編程，而學(xué)生的硬件動手能力非常薄弱。在計算機科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計算機系統(tǒng)的軟硬件界限開始變得模糊，且采用軟件方法來設(shè)計硬件， FPGA、VHDL、DSP技術(shù)帶來了全新設(shè)計理念與結(jié)構(gòu)體系，與之相應(yīng)EDA技術(shù)和ISP器件在教學(xué)、科研等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。在這種軟硬件逐漸融合的背景下，計算機學(xué)科的硬件基礎(chǔ)課程必須要反映出這種時代的發(fā)展。

2)EDA技術(shù)分為三級：以PSPICE、EWB、Multisim等為軟件平臺的仿真分析類輔助設(shè)計技術(shù)為初級；以MaxPlus II、Quartus II等為軟件平臺，以FPGA/CPLD為硬件系統(tǒng)目標(biāo)芯片的電子系統(tǒng)設(shè)計EDA技術(shù)為第二級；以NC Simulator、Virtuso、Diva等為軟件設(shè)計開發(fā)平臺、以集成電路芯片版圖設(shè)計為目標(biāo)的ASIC芯片設(shè)計為最高級〔2〕。EDA技術(shù)的前兩級都與計算機硬件基礎(chǔ)課密切相關(guān)，因此在進行課程體系改革時，應(yīng)結(jié)合實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)“基礎(chǔ)型、應(yīng)用型、綜合型、創(chuàng)新型”的循序漸進的實驗課程教學(xué)體系，將EDA技術(shù)分層次地引入設(shè)置在教學(xué)中：

(1) 第一級――首先在“電路電子學(xué)”教材各章的最后一節(jié)給出PSPICE對本章典型電路的仿真實例，教材最后一章加入可編程模擬器件ispPAC。其次，增加了20學(xué)時的Multisim仿真及電路設(shè)計實驗。通過仿真實驗，將教學(xué)中的難點用直觀的圖形和曲線表述，降低了數(shù)學(xué)難度。如通過對模擬放大電路的仿真，可以直接觀察到改變電路參數(shù)所導(dǎo)致的波形失真，學(xué)生就很容易理解并掌握靜態(tài)工作點變化對放大電路性能的影響。最后，利用仿真平臺生動直觀方便的特點，讓學(xué)生掌握先設(shè)計、后仿真、再實際的設(shè)計方法和理念，在此基礎(chǔ)上，將以往的一些驗證實驗提升為綜合設(shè)計實驗。對每一個實驗都要求虛實結(jié)合，虛實互動，通過這種訓(xùn)練，極大地提高了設(shè)計的成功率。計算機專業(yè)的學(xué)生取得北京市大學(xué)生電子競賽的3個一等獎，更多的二、三等獎證明，整合后“電路電子學(xué)”的教學(xué)改革取得了成效。

(2) 第二級――傳統(tǒng)的“數(shù)字邏輯”課程體系以邏輯代數(shù)為基礎(chǔ)，采用自底向上（DOWN-TOCTOP）的設(shè)計方法，教學(xué)內(nèi)容以門電路－中規(guī)模集成電路－大規(guī)模集成電路－數(shù)字系統(tǒng)為順序排列。導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)前面局部知識的時候，缺乏整體系統(tǒng)概念,只會 “搭積木”拼湊式的設(shè)計，當(dāng)后續(xù)“組成原理”課程要建立整機、系統(tǒng)這些非常重要的概念時，前面所學(xué)的一個個分散的知識點不能被融會貫通〔3〕?，F(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計以硬件編程語言為基礎(chǔ)，采用自頂向下(TOP-TO-DOWN)的設(shè)計方法，因此數(shù)字電路的教學(xué)體系必須重新構(gòu)建。第二級的EDA技術(shù)包含三方面內(nèi)容：(1)大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?；(2)硬件描述語言；(3)軟件開發(fā)工具。所以在“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”的教學(xué)體系上，應(yīng)以邏輯代數(shù)與VHDL語言并行為基礎(chǔ)，強調(diào)自頂向下的設(shè)計理念和層次化設(shè)計方法，以系統(tǒng)為對象，用VHDL語言描述，在EDA軟件平臺上，自上而下、逐步細(xì)化，最終完成整個系統(tǒng)的設(shè)計。依據(jù)整體“自頂向下”,細(xì)節(jié)“自底向上”的教學(xué)模式，在教學(xué)內(nèi)容組織上，先給出數(shù)字系統(tǒng)的整體架構(gòu)及邏輯系統(tǒng)的三大部件:存儲、處理、控制，讓學(xué)生有全局、整體的認(rèn)識。在講述邏輯系統(tǒng)的每一具體部件時, 仍然遵循“由淺入深，循序漸進”的原則，采用傳統(tǒng)的“自底向上”的教學(xué)組織方法。在實踐教學(xué)的綜合設(shè)計部分中，要求學(xué)生必須按照從頂層抽象描述向底層結(jié)構(gòu)描述，最后到可實現(xiàn)的硬件單元描述這一過程進行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計。通過這種教學(xué)改革，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)趨于合理，滿足對軟硬件結(jié)合的人才的需求。

4注重銜接 承前啟后

在計算機硬件基礎(chǔ)課的教學(xué)中，首先應(yīng)注重介紹該門課程的主要內(nèi)容、在計算機專業(yè)中的地位及與相關(guān)課程的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，應(yīng)注重與后續(xù)課程的銜接。由于當(dāng)代大學(xué)生在入學(xué)時就具備了計算機使用的基本知識，因此在授課過程中，要有意識地用計算機硬件電路作為基礎(chǔ)課的授課案例。如“電路電子學(xué)”課程中，在集成運放構(gòu)成的比較器一節(jié)，就可給出比較器在A/D轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用舉例，再指出A/D、D/A是計算機接口中的重要單元電路，這樣就埋下一條線索，與后續(xù)課程的知識相聯(lián)系。在“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程中所給出的案例都要盡可能為后續(xù)課程使用，如從鍵盤等引出編碼的概念和編碼器的作用；在講三態(tài)門時，可進一步給出物理上總線的概念，解釋當(dāng)譯碼和讀寫信號設(shè)計錯誤時，CPU訪問存儲單元數(shù)據(jù)總線嚴(yán)重沖突會造成死機的原因；在存儲邏輯一章，介紹完寄存器隊列（FIFO）的邏輯結(jié)構(gòu)后，可讓學(xué)生設(shè)計寄存器堆棧（LIFO）的邏輯電路圖。在該課程的實踐教學(xué)中，所給出的設(shè)計題目包括總線緩存器、全加器、鍵盤掃描電路、硬件控制器等計算機的基本功能部件。通過這種方法引導(dǎo)學(xué)生思考，建立必要的知識關(guān)聯(lián)及整體概念，最終達(dá)到對計算機硬件系統(tǒng)基本知識融會貫通的目的。實踐證明，這種訓(xùn)練對于今后的“組成原理”課程和“嵌入式系統(tǒng)”設(shè)計都打下了堅實的基礎(chǔ)。

5黑板、多媒體、EDA仿真

高校的教學(xué)手段基本都采用多媒體。多媒體圖文并茂、生動有趣，但很容易變成另一種形式的照本宣科或“填鴨式”教育。在教學(xué)中要綜合多種教學(xué)手段，注意針對不同的教學(xué)內(nèi)容去尋求最佳的表述方式：黑板＋粉筆、電子教案、實物投影、動畫課件、虛擬電路。計算機硬件基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容多，知識點雜，不容易理解。對于較難理解或?qū)W生有爭議不明白的問題，傳統(tǒng)的“粉筆＋黑板”有其獨特的靈活性，既可以表述學(xué)生課堂思維的過程，又有利于師生交流互動。在課間讓學(xué)生自己擺設(shè)實物投影，增強學(xué)生的感性知識，課間的學(xué)習(xí)氣氛仍生氣勃勃。錄像CD和動畫課件則留給學(xué)生自己觀看。計算機硬件基礎(chǔ)課程的實踐性強、信息量大、EDA設(shè)計技術(shù)應(yīng)用廣泛。在授課時通過EDA仿真將驗證實驗與理論教學(xué)相結(jié)合，解決理論與實踐的時空分離弊端，通過提問、思考、演示、總結(jié)等一系列步驟，循序漸進，調(diào)動學(xué)生參與教學(xué)的積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性。值得注意的是，在此過程中，教師一定要掌控好演示進程，既不能影響教學(xué)進度，又要協(xié)調(diào)好單位時間教學(xué)信息量與學(xué)生接受理解能力之間的矛盾。

6結(jié)束語

硬件基礎(chǔ)課的教學(xué)改革，涉及課程多、學(xué)術(shù)性和技術(shù)性強，是一項系統(tǒng)工程，需要教師付出不懈的努力，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，及時更新教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)方法，才能更好地提高教學(xué)質(zhì)量，更好地培養(yǎng)適應(yīng)社會的發(fā)展人才。

參 考 文 獻

第5篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

計算機理論計算機系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢探析

隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，各行各業(yè)也都是現(xiàn)代化的需要。越來越多的單位迫切需要建立一個先進的計算機信息系統(tǒng)。由于不同的單位有自己獨特的行業(yè)特性。因此，需要的計算機系統(tǒng)的萬千變化。從政府系統(tǒng)的醫(yī)療單位的管理系統(tǒng)，從工廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，證券市場證券管理系統(tǒng)。不同系統(tǒng)之間可以說是千姿百態(tài)。系統(tǒng)集成應(yīng)用功能集成，網(wǎng)絡(luò)集成，軟件界面集成等綜合技術(shù)手段，是指導(dǎo)信息系統(tǒng)的總體規(guī)劃，逐步實現(xiàn)的一種方法和策略。系統(tǒng)集成是一種思想，概念，哲學(xué)，它不僅包括技術(shù)集成，更不能缺少藝術(shù)構(gòu)件集成。

計算機系統(tǒng)集成的分類

依據(jù)計算機系統(tǒng)集成項目的相關(guān)特點，可以把計算機系統(tǒng)集成分為計算機硬件系統(tǒng)總體設(shè)計與工程管理服務(wù)、計算機硬件設(shè)備集成與安裝、計算機硬件設(shè)備的技術(shù)與服務(wù)三大類。以下對這三種項目的管理實施進行簡要的定義分類解析。

2.1總體設(shè)計與工程管理

計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計和項目管理服務(wù)，也可稱為整體設(shè)計和項目管理，這主要是買方將正確的計算機硬件系統(tǒng)集成項目。一般情況下，購買者的計算機系統(tǒng)集成項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及性能指標(biāo)，粒度分布有一定的認(rèn)識。這類項目的實施要求相關(guān)服務(wù)提供商設(shè)計計算機系統(tǒng)在各種領(lǐng)域，它可以覆蓋大部分的電腦系統(tǒng)，同時，相關(guān)技術(shù)人員專業(yè)水平的要求也很高。

2.2設(shè)備的集成安裝

計算機硬件設(shè)備的集成和安裝也可以稱為一體的設(shè)備安裝。計算機硬件設(shè)備的集成和安裝是一種最常見的計算機系統(tǒng)集成項目，但大多數(shù)消費者比較常用的計算機硬件系統(tǒng)項目建設(shè)模式。在計算機系統(tǒng)集成項目的硬件設(shè)備建設(shè)，集成和安裝要求買方應(yīng)進行全方位的計算機系統(tǒng)集成框架和設(shè)備性能管理等定性選擇論點。簡單來說，相關(guān)設(shè)備的供應(yīng)商，只要依據(jù)合同標(biāo)準(zhǔn)實施計算機系統(tǒng)集成項目的設(shè)備供應(yīng)商，采購和安裝即可。

2.3技術(shù)服務(wù)

計算機硬件技術(shù)和服務(wù)也可以稱為工程技術(shù)服務(wù)。鑒于這種類型的項目，其主要是由它的技術(shù)和服務(wù)為主要內(nèi)容的系統(tǒng)集成計算機硬件系統(tǒng)的建設(shè)項目。設(shè)備技術(shù)服務(wù)通常是在一個特定的服務(wù)指標(biāo)和技術(shù)要求為主要目的的。這使得買方設(shè)備問題的技術(shù)和硬件的疑慮，提供相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)培訓(xùn)支持。這類項目的實施需要相關(guān)的技術(shù)解決方案和技術(shù)結(jié)合有效的論證。

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計算機理論試論信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)實踐教學(xué)改革研究

一、人才培養(yǎng)目標(biāo)的確定

3、計算機系統(tǒng)集成目前存在的問題

3.1微機系統(tǒng)及工具軟件的管理問題

因為目前的電腦系統(tǒng)和軟件工具比較大，如果一臺設(shè)備的問題，需要重新安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，通常需要系統(tǒng)工作了一天。作為一個結(jié)果，上網(wǎng)計算機數(shù)量巨大，導(dǎo)致系統(tǒng)維護人員疲于奔命，也是很難保證服務(wù)質(zhì)量。

3.2用戶管理的問題

用戶被限定在固定的機器上，同時，用戶的數(shù)據(jù)和文件也只能保留在該機器上。若要使用其它機器，必須在每臺機器上創(chuàng)建該用戶帳號，并將用戶的文件和數(shù)據(jù)復(fù)制到新機器上。當(dāng)用戶固定使用的機器發(fā)生故障時，容易造成用戶數(shù)據(jù)的丟失。

3.3Landmark等專業(yè)應(yīng)用軟件方面

在計算機系統(tǒng)集成前，需在每臺解釋工作站上安裝專業(yè)應(yīng)用軟件，并創(chuàng)建用戶，用戶在指定的機器上加載數(shù)據(jù)，以便開展工作。如此一來，用戶和數(shù)據(jù)與機器捆綁在一起。有些時候，結(jié)果有的機器滿負(fù)荷工作，有的機器卻相對閑置。

3.4外設(shè)的共享問題

由于彩色繪圖儀、彩色激光打印機、磁帶機等大型外設(shè)價格貴，數(shù)量有限，不可能配置到每臺機器上，用戶只能登錄到固定的幾臺機器使用。

4、計算機系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢

廣泛集成分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與市場競爭的全球性激烈，每個企業(yè)集成中心也延伸到了企業(yè)的整合，使企業(yè)應(yīng)用在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的大型integrated.web為基礎(chǔ)的用戶界面統(tǒng)一，使部門和地區(qū)不同的人，組織，所有用戶實現(xiàn)方便，實時獲取信息，因此，該網(wǎng)站的用戶界面的統(tǒng)一是必然趨勢，計算機系統(tǒng)集成。

專業(yè)化與多元化系統(tǒng)集成技術(shù)，計算機的普及和應(yīng)用在中國，在很大程度上提高國民綜合素質(zhì)，有越來越多的挑戰(zhàn)和機遇。今天的社會是一個網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的整合，系統(tǒng)整合模式不再是簡單的結(jié)構(gòu)，功能單一，但基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和多功能轉(zhuǎn)型。因此，專業(yè)化與多元化系統(tǒng)集成技術(shù)是發(fā)展的必然趨勢，計算機系統(tǒng)集成。電子商務(wù)與企業(yè)信息系統(tǒng)集成，使企業(yè)供應(yīng)鏈的有機結(jié)合，實現(xiàn)信息和資源充分共享，為企業(yè)降低成本，提高效率，電子商務(wù)可以說贏得了廣大民眾的支持，與企業(yè)信息系統(tǒng)集成已經(jīng)成為一個必然。

結(jié)語

采用現(xiàn)今先進的域管理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、存儲技術(shù)，對開發(fā)研究工作的主要計算機軟、硬件平臺進行了系統(tǒng)集成，建立了域控制器、遠(yuǎn)程安裝服務(wù)器、文件服務(wù)器、軟件分發(fā)服務(wù)器、NIS+服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打印服務(wù)器、磁帶機服務(wù)器等十余套應(yīng)用服務(wù)器，實現(xiàn)了操作系統(tǒng)遠(yuǎn)程安裝、應(yīng)用軟件自動分發(fā)、用戶數(shù)據(jù)跟隨用戶網(wǎng)上漫游、用戶數(shù)據(jù)，應(yīng)用軟件集中管理、磁帶庫系統(tǒng)、遠(yuǎn)程自動數(shù)據(jù)備份等。系統(tǒng)集成盡管提高了系統(tǒng)管理工作的技術(shù)難度，但卻極大地方便了用戶的工作，同時最大限度地實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的共享。

參考文獻

[2][美]Jeffrey A，F(xiàn)erris．Windows2000部署與桌面管理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000．

第6篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

關(guān)鍵詞：計算機組成原理；現(xiàn)代教育技術(shù)；教學(xué)方法；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2012）23-0083-03

一、引言

現(xiàn)代教育技術(shù)以計算機為核心的信息技術(shù)在教育教學(xué)中的理論與技術(shù)，是現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計、現(xiàn)代教學(xué)媒體和現(xiàn)代媒體教學(xué)法的綜合體現(xiàn)，以實現(xiàn)教學(xué)過程、教學(xué)資源、教學(xué)效果、教學(xué)效益最優(yōu)化為目的。把現(xiàn)代教育技術(shù)引入到教育、教學(xué)過程中，可以大大提高教與學(xué)的效率。

“計算機組成原理”課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，是以建立整機概念為目的，深入介紹了計算機各功能子系統(tǒng)的邏輯組成和工作機制。從課程的地位來說，它是計算機操作系統(tǒng)、微機原理與接口、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等課程的先導(dǎo)課程，在整個專業(yè)課的教學(xué)中起著承上啟下的作用。但是，由于這門課抽象且邏輯性很強，學(xué)生在學(xué)習(xí)上有相當(dāng)大的難度。因此，如何充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，使得“計算機組成原理”課程的教學(xué)取得最優(yōu)化的效果，是教師在教學(xué)中必須深思的問題。結(jié)合多年“計算機組成原理”課程教學(xué)的體會和經(jīng)驗，本文就現(xiàn)代技術(shù)教育環(huán)境下的教學(xué)中的相關(guān)問題進行探討和研究。[1]

二、明確教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

1. 明確教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)指導(dǎo)和支配整個教學(xué)過程，確定準(zhǔn)確、合理的教學(xué)目標(biāo)被認(rèn)為是教學(xué)設(shè)計的第一環(huán)節(jié)。現(xiàn)代教育技術(shù)強調(diào)培養(yǎng)復(fù)合型人才，在教育目標(biāo)的確定問題上，既要滿足社會的需求，也要重視學(xué)生個人的需求，鼓勵學(xué)生向復(fù)合型人才方向發(fā)展。在教學(xué)過程中，為了使教學(xué)目標(biāo)充分發(fā)揮激勵作用，教師應(yīng)該在研究學(xué)生的興趣、意志、知識和能力水平以及他們的個別差異上下功夫。

國家教指委2005規(guī)范規(guī)定，計算機相關(guān)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)具有系統(tǒng)的計算機硬件知識，使學(xué)生能從本質(zhì)上來認(rèn)識計算機的組成及其工作原理，并且初步掌握計算機硬件系統(tǒng)的分析方法，為后續(xù)的專業(yè)課程打基礎(chǔ)，也為將來更好地利用計算機從事科學(xué)研究、工程設(shè)計等方面的工作奠定知識基礎(chǔ)。根據(jù)這個規(guī)定，“計算機組成原理”課程主要介紹計算機整機的組成和工作原理，培養(yǎng)學(xué)生能系統(tǒng)而完整地理解計算機硬件系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，以及對計算機硬件結(jié)構(gòu)的分析、應(yīng)用、設(shè)計及開發(fā)能力。

2. 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

目前“計算機組成原理”課程在教學(xué)中存在如下問題：教材內(nèi)容滯后于計算機硬件的發(fā)展；教學(xué)內(nèi)容概念抽象、難懂；實驗教學(xué)與課堂教學(xué)脫節(jié)，等等。所以在教學(xué)內(nèi)容的組織上應(yīng)以模型機為背景，脫開具體機型，從整體到局部、層層深入、以信息的數(shù)字化表示、信息的傳送和控制方法為主線，按基礎(chǔ)，組成，系統(tǒng)三個層次闡述計算機組成原理，并掌握計算機的工作方式以及計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)的處理和控制過程，使學(xué)生在學(xué)習(xí)每塊知識時，都知道所學(xué)內(nèi)容在整個計算機工作中的作用，對全局的影響，不斷誘發(fā)學(xué)生對尚未學(xué)習(xí)的部件產(chǎn)生認(rèn)知的欲望，通過實驗教學(xué)的配合，加強培養(yǎng)學(xué)生動手能力。必須明確課程的重點、難點，對重點內(nèi)容要講解清楚，而針對其它內(nèi)容，授課教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行調(diào)整，比如有些次要的章節(jié)教師不但可以概括講解，也可以通過教師的合理設(shè)計進行課堂提問、討論等方式讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，[2]通過這樣詳略得當(dāng)、重點突出的課堂教學(xué)，取得更好的教學(xué)效果。

三、改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，靈活采用教學(xué)方法

1. 改變傳統(tǒng)教學(xué)模式

教學(xué)模式是在一定教學(xué)思想指導(dǎo)下建立起來的、為完成某一教學(xué)課題而運用的比較穩(wěn)定的教學(xué)方法的程序及策略體系。在選擇教學(xué)模式時，必須注意不同教學(xué)模式的特點和性能，注意教學(xué)模式的指向性，必須考慮到學(xué)科的特點、教學(xué)的內(nèi)容、現(xiàn)有的教學(xué)條件和師生的具體情況，進行細(xì)微的方法上的調(diào)整，以體現(xiàn)對學(xué)科特點的主動適應(yīng)。

傳統(tǒng)教學(xué)研究習(xí)慣于采取單一刻板的思維方式，比較重視用分析的方法對教學(xué)的各個部分進行研究，而忽視各部分之間的聯(lián)系或關(guān)系；或習(xí)慣于停留在對各部分關(guān)系的抽象的辨證理解上，缺乏教學(xué)活動的特色和可操作性。

近年來，隨著數(shù)字化學(xué)習(xí)的開展和新一輪課程改革的實施，要求教師的教學(xué)方式由傳遞灌輸轉(zhuǎn)向以“啟發(fā)、誘導(dǎo)、點撥”為特征的啟迪誘導(dǎo)方式，教師不再是知識的灌輸者，而是教學(xué)過程的組織者、指導(dǎo)者，支持學(xué)生自主學(xué)習(xí)、進行自主意義建構(gòu)的幫助者、促進者；學(xué)生的學(xué)習(xí)方式則要求由被動接受轉(zhuǎn)向以“自主、協(xié)作、探究”為特征的主動建構(gòu)方式，學(xué)生不再是知識的存儲器，而是信息加工的主體、知識的主動建構(gòu)者，學(xué)習(xí)過程的主人。

尤其是在現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下，要充分發(fā)揮多媒體教學(xué)手段的優(yōu)勢，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點，通過教學(xué)設(shè)計，合理選擇和運用現(xiàn)代教學(xué)媒體，并與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機組合，共同參與教學(xué)全過程，以多種媒體信息作用于學(xué)生，形成合理的教學(xué)過程結(jié)構(gòu)，達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。[3]

2. 靈活采用教學(xué)方法

第7篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：計算機控制系統(tǒng)；可靠性；抗干擾性；抗干擾設(shè)計

中圖分類號：TP311

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：16727800（2014）002010802

0引言

計算機控制系統(tǒng)是工程項目中的重要組成部分，它關(guān)系到工程項目中的眾多儀表、機器能否正常、安全、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。對于如何才能保證計算機控制系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運行的問題，設(shè)計人員們首先考慮的是在控制系統(tǒng)中添加抗干擾設(shè)計，計算機系統(tǒng)中的抗干擾設(shè)計是事關(guān)項目機器儀表能否正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部分。

1計算機控制系統(tǒng)的可靠性

1.1可靠性的定量化

在實際生產(chǎn)操作中，可靠性是個定性的概念，大都以量的多少來計算控制系統(tǒng)的可靠性，在生活中常以維護率、故障率、平均故障間隔時間、平均維護時間、有效度等來表示系統(tǒng)的可靠性。

平均維護時間表示系統(tǒng)經(jīng)過多次維修后，平均一次維護所需要的時間，平均維護時間越短，表明系統(tǒng)越容易維護，也即更容易修復(fù)。

除了上述指標(biāo)外，還有有效度的概念，表示系統(tǒng)在某一瞬間正常工作的概率，該指標(biāo)越大則越好。

1.2系統(tǒng)可靠度提升方法

計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，因此，提高計算機系統(tǒng)的可靠性可以從提高計算機硬件系統(tǒng)的可靠性和提高計算機軟件系統(tǒng)的可靠性兩部分來考慮。由上述定量化描述計算機系統(tǒng)的可靠性可知，提高系統(tǒng)的可靠性需要注重兩個方面，一是在系統(tǒng)正常工作時間內(nèi)減少系統(tǒng)故障發(fā)生的次數(shù)；二是系統(tǒng)發(fā)生故障后要能夠及時排除故障。提高計算機硬件系統(tǒng)的可靠性主要考慮計算機抗干擾技術(shù)的實現(xiàn)，增強硬件系統(tǒng)對運行環(huán)境的適應(yīng)性，以及使用質(zhì)量比較好的硬件材料。軟件系統(tǒng)的可靠性主要考慮軟件的自我測試技術(shù)、自我糾錯、自我修復(fù)等。

1.2.1硬件系統(tǒng)的可靠性

研究計算機系統(tǒng)的最終目的是為了實現(xiàn)一定的功能，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)計算機的性能和工作要求來決定計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

（1） 系統(tǒng)的可靠性由系統(tǒng)中各個元件的可靠性決定，只要能滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo)，就應(yīng)盡可能地簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少元件的數(shù)量，并簡化方案，避免片面追求高性能指標(biāo)和過多的功能，采用模塊化、積木化、標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)。在組建控制系統(tǒng)時應(yīng)當(dāng)采用類似積木的標(biāo)準(zhǔn)組建模式，根據(jù)工程項目的大小和功能要求，采用相應(yīng)的模塊來組建控制系統(tǒng)，盡可能在實現(xiàn)項目工程目標(biāo)的同時使系統(tǒng)最簡化。這樣的結(jié)構(gòu)不僅僅可以減少不必要的損失，而且還方便用戶備份，一旦在使用過程中出現(xiàn)問題，用戶便可以很快地通過備份進行恢復(fù)，這對于增加平均間隔時間、縮短平均維護時間具有重要意義，同樣可以達(dá)到增強系統(tǒng)可靠性的目的。

（2）計算機系統(tǒng)中很多元器件的功能與效率與環(huán)境有很大關(guān)系，在使用元器件時必須考慮溫度因素的影響。因此，要做好電源的配置工作和散熱裝置的設(shè)置。

（3）計算機控制系統(tǒng)受環(huán)境的影響不容忽視。這種環(huán)境不僅僅是系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境，還有整個計算機控制系統(tǒng)所處的大環(huán)境，如風(fēng)火雷電雨雪等。必須針對計算機控制系統(tǒng)所處的大環(huán)境來進行專門的防護工作，比如系統(tǒng)的防火、防水、防雷擊等，確保萬無一失。

（4）盡量節(jié)省硬件資源。比如，如果一項工作能夠適應(yīng)中央處理器有限的條件，則盡可能通過使用計算機的軟件功能來實現(xiàn)。

（5）計算機硬件系統(tǒng)往往由眾多的元器件按照一定的功能組建在一起，所以對元器件之間的焊接及接觸部位，應(yīng)進行詳盡檢查，以防發(fā)生故障。同樣，有些硬件是故障的高發(fā)部位，所以應(yīng)該有針對性地進行更高頻率的檢查，把隱患盡可能地消除在發(fā)生階段。

（6）用多重化技術(shù)解決隱患。很多情況下，有些元件有重復(fù)的部分，應(yīng)當(dāng)利用這些多余的元件發(fā)揮它們的效用來消除或者減弱已經(jīng)發(fā)生的故障對系統(tǒng)造成的影響。常用的系統(tǒng)包括備用系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)和表決系統(tǒng)3種。

（7）還有一種很重要的方法就是抗干擾技術(shù)的使用，這是提高硬件系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵部分，下文將會詳盡介紹。

1.2.2軟件系統(tǒng)的可靠性

可以通過采用高質(zhì)量的元器件、采取比較好的維護防護措施以及采用抗干擾技術(shù)來提高計算機硬件系統(tǒng)的可靠性以提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性。但是僅僅通過硬件系統(tǒng)可靠性的提高來保證計算機控制系統(tǒng)的可靠性是不夠的，還需要通過一些措施來提高軟件系統(tǒng)的可靠性以間接提高整個計算機控制系統(tǒng)的可靠性。具體措施如下：

（1）提高應(yīng)用程序的運行速率。如果編制的程序能夠達(dá)到一種很高的運行速率，在這種運行速率下程序的運行周期小于斷電器等一些保險裝置的反應(yīng)時間，就可以保證一些程序運行過程中不會因小小的失誤而造成大的故障。

（2） 通過把輸出信號與計算機存儲器中的輸出量相比較，如果兩者不相同則需要再一次輸出，如果出現(xiàn)故障則需要報警，同時采取一定的措施來檢查并排除故障。

（3）編制一定的程序來監(jiān)控計算機控制系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^編制相應(yīng)測試程序?qū)τ嬎銠C軟件系統(tǒng)進行不斷測試，如果發(fā)現(xiàn)有運行不正常的地方，則讓系統(tǒng)自己發(fā)出報警信號并采取一定的安全防護措施保證系統(tǒng)的正常運行。

第8篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字邏輯；系統(tǒng)能力；EDA；教學(xué)改革

中圖分類號：G623.1 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）06-0148-02

《數(shù)字邏輯》是計算機及電子信息類專業(yè)的一門必修專業(yè)課程，是學(xué)習(xí)計算機硬件系列課程的基礎(chǔ)，同時是一門實踐性、技術(shù)性很強的基礎(chǔ)課。隨著現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，《數(shù)字邏輯》這門課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法也需要不斷地調(diào)整變化。對于計算機專業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)這門課程的主要目標(biāo)是為后續(xù)計算機硬件系列課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，因此，在具體教學(xué)內(nèi)容方面與電子類專業(yè)的數(shù)字電子技術(shù)類課程應(yīng)該有所區(qū)別。本文從計算機專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)能力培養(yǎng)的角度來探討《數(shù)字邏輯》課程的內(nèi)容調(diào)整等教學(xué)實踐中的一些問題和做法。

一、計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)的內(nèi)涵與相關(guān)課程體系

計算機系統(tǒng)能力指的是對計算機系統(tǒng)進行分析、設(shè)計、調(diào)優(yōu)和檢錯的能力[1]。從本科教學(xué)的角度來看，計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)需要包括如下內(nèi)容：

1.培養(yǎng)學(xué)生建立起單機計算機系統(tǒng)（硬件+軟件）的整機概念，全面理解計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，深入理解操作系統(tǒng)和硬件之間的分工和銜接關(guān)系；

2.理解高級語言程序與指令集結(jié)構(gòu)（ISA）和操作系統(tǒng)之間的關(guān)系，譬如高級語言語句與具體指令的對應(yīng)關(guān)系、變量（常量）在機器中的表示和存放、嵌套和遞歸等機制在指令級的實現(xiàn)、堆/棧的結(jié)構(gòu)和動態(tài)存儲分配機制、程序中的I/O操作和涉及到的系統(tǒng)調(diào)用過程等等內(nèi)容。

3.理解指令在計算機硬件上的執(zhí)行過程，包括算術(shù)邏輯運算部件以及運算指令執(zhí)行過程、層次化存儲結(jié)構(gòu)（Cache、TLB、RAID等）以及訪存過程、I/O結(jié)構(gòu)（I/O外設(shè)和接口、BUS、網(wǎng)絡(luò)等）以及I/O過程等。

4.理解構(gòu)成計算機硬件的基本電路特性和設(shè)計方法，具體內(nèi)容包括布爾代數(shù)、邏輯門電路、FPGA和HDL以及集成電路的功耗、延時等概念。

計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)包括計算機軟硬件方面的內(nèi)容，涉及到的課程有《數(shù)字邏輯》、《計算機組成原理》、《微型計算機技術(shù)》、《計算機體系結(jié)構(gòu)》、《操作系統(tǒng)》和《編譯原理》等。這些課程之間存在著緊密的內(nèi)在聯(lián)系，因此，需要在統(tǒng)一的指導(dǎo)思想和培養(yǎng)目標(biāo)下，全方位系統(tǒng)地構(gòu)建相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容和實驗教學(xué)方案，統(tǒng)一規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，將計算機系統(tǒng)講深講透。

二、《數(shù)字邏輯》課程教改的幾點舉措

1.面向計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)的總體目標(biāo)，在《數(shù)字邏輯》課程教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生的計算機整體系統(tǒng)觀，使課程的教學(xué)更適應(yīng)計算機專業(yè)的要求。從圖1可以看出，《數(shù)字邏輯》這門課程在系統(tǒng)能力培養(yǎng)過程中處于基礎(chǔ)底層，學(xué)生對于這部分內(nèi)容的掌握影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和對計算機系統(tǒng)底層硬件運行過程的理解。因此，需要在培養(yǎng)計算機系統(tǒng)能力的總體目標(biāo)下，統(tǒng)一規(guī)劃相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)能力?？梢圆扇牡讓拥礁邔勇菪缴仙恼n程體系，也可以采取從高層到底層自頂向下的課程體系，還可以先從高層（應(yīng)用程序與算法）和底層邏輯電路兩頭開始，再到中間核心層的課程體系結(jié)構(gòu)。

2.注意不同課程之間的內(nèi)容銜接，授課內(nèi)容面向后續(xù)課程的教學(xué)，同時注意避免重復(fù)。在《數(shù)字邏輯》課程教學(xué)中，可以選用《計算機組成原理》等后續(xù)硬件類課程的內(nèi)容作為電路設(shè)計案例。通過這樣的案例設(shè)計，不僅鞏固了課程教學(xué)內(nèi)容，而且有利于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。由于《數(shù)字邏輯》與其它硬件系列課程如《微型計算機技術(shù)》、《計算機組成原理》、《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》的內(nèi)容聯(lián)系緊密，相互交叉，因此，需要統(tǒng)一規(guī)劃協(xié)同相關(guān)內(nèi)容，避免重復(fù)。

3.突出課程教學(xué)重點，簡化但不摒棄器件原理等基礎(chǔ)知識?！稊?shù)字邏輯》課程內(nèi)容的重點在于介紹器件應(yīng)用和數(shù)字電路的分析和設(shè)計方法，由于受到總課時的限制，對涉及到器件工作原理和其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的內(nèi)容需要簡化。但是需要注意的是，簡化并不是簡單地摒棄，對于課程學(xué)習(xí)中涉及到的基礎(chǔ)知識，必須有所交代和介紹。由于計算機專業(yè)大都不開設(shè)《模擬電子技術(shù)》之類的工科基礎(chǔ)課程，因此，學(xué)生對于分立元件及其內(nèi)部工作原理知之甚少，這并不利于《數(shù)字邏輯》課程的學(xué)習(xí)。所以，在課時分配上，需要對二極管、三極管的開關(guān)特性、簡單門電路的工作原理有所交代。在遴選教材時，可以選擇以中規(guī)模集成電路芯片應(yīng)用為主、適當(dāng)兼顧器件基礎(chǔ)知識的教材；而那些以分立元件為主、過多強調(diào)內(nèi)部工作原理的教材則不太適用于計算機專業(yè)的教學(xué)。

4.充分利用EDA技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生利用硬件描述語言設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)的能力，為計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代可編程邏輯器件（CPLD/FPGA）和電子設(shè)計自動化（EDA）技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計與實驗的方式正在發(fā)生變化，越來越多的高校開始將EDA技術(shù)引入到《數(shù)字邏輯》等課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[3]，用硬件描述語言等完成數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計，然后由計算機將設(shè)計文件進行編譯化簡、綜合、優(yōu)化布局和仿真，最終完成邏輯編譯過程，從而得到和硬件實驗十分接近的最終實驗結(jié)果?；贓DA技術(shù)的實驗簡化了傳統(tǒng)數(shù)字邏輯設(shè)計實驗在硬件連接過程中的消耗，節(jié)約了實驗設(shè)備和實驗時間，提高了學(xué)生的自主動手能力。在將EDA技術(shù)引入到《數(shù)字邏輯》課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)時，不要孤立、片面地看待問題，而是要以系統(tǒng)的、聯(lián)系的和發(fā)展的觀點進行教學(xué)，從培養(yǎng)現(xiàn)代計算機系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用能力的角度出發(fā)，全面深入地認(rèn)識EDA技術(shù)對于后續(xù)課程學(xué)習(xí)和系統(tǒng)能力培養(yǎng)的重要意義。當(dāng)前國內(nèi)外許多一流大學(xué)已經(jīng)以EDA設(shè)計知識為基礎(chǔ)，在FPGA實驗板上設(shè)計流水線CPU和I/O電路，從而全面培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和CPU設(shè)計能力。例如，可以通過《數(shù)字邏輯》、《計算機組成原理》、《操作系統(tǒng)》和《編譯原理》等課程的學(xué)習(xí)，逐步讓學(xué)生完成一整計算機的設(shè)計，包括在FPGA實驗板上獨立設(shè)計CPU，完成基本的MIPS指令（多周期CPU方式），進而借助于板上SRAM，在設(shè)計完成的機器上實現(xiàn)操作系統(tǒng)和編譯器?？梢钥闯觯稊?shù)字邏輯》課程重在培養(yǎng)學(xué)生使用HDL語言進行計算機硬件設(shè)計的能力，在此基礎(chǔ)上可以幫助學(xué)生深入理解操作系統(tǒng)和硬件之間的分工與銜接關(guān)系，為分析理解操作系統(tǒng)功能或開發(fā)操作系統(tǒng)軟件打下堅實基礎(chǔ)。

《數(shù)字邏輯》是一門實踐性較強的課程，隨著FPGA技術(shù)和EDA技術(shù)的應(yīng)用普及，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計具有了極大的靈活性。基于硬件描述語言，在FPGA實驗板可以設(shè)計驗證基本邏輯門電路，進而到各種復(fù)雜程度不一的數(shù)字系統(tǒng)，直至在FPGA實驗板設(shè)計驗證完整的CPU和I/O電路，實現(xiàn)計算機系統(tǒng)硬件的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上可以完成計算機指令系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和編譯器的設(shè)計，使學(xué)生能夠建立單機計算機系統(tǒng)（硬件+軟件）的整機概念，全面理解計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，從而培養(yǎng)計算機專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)能力。但是對于計算機專業(yè)的學(xué)生而言，初學(xué)《數(shù)字邏輯》這門課程時，缺乏一些前導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)，需要講授較多的理論知識，對于硬件描述語言的學(xué)習(xí)和數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計驗證則不可能在有限的實驗教學(xué)時間內(nèi)完成，因此，可以考慮單獨設(shè)置一門數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計類型的實踐課程，作為《數(shù)字邏輯》和《計算機組成原理》的實踐內(nèi)容，在FPGA實驗板上用硬件描述語言實現(xiàn)從簡單數(shù)字系統(tǒng)到完整的CPU和I/O電路的設(shè)計驗證，為后續(xù)能力的培養(yǎng)奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

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第9篇：計算機硬件系統(tǒng)的概念范文

現(xiàn)如今計算機硬件發(fā)展速度可以說是日新月異，在計算機硬件快速發(fā)展的同時帶來的是對舊有計算機硬件的淘汰，如今我國針對淘汰的計算機廢棄硬件還缺乏有效的回收利用手段，計算機主板等電子器件中會蘊含一定量的貴重金屬，在廢棄硬件得不到合理的回收利用時，會產(chǎn)生貴重金屬浪費現(xiàn)象，隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，這種浪費呈現(xiàn)逐年加劇的勢態(tài)。

2計算及工程應(yīng)用優(yōu)勢

雖然計算機工程在應(yīng)用上有一定的問題，但計算機工程給社會發(fā)展和科技進步帶來的推進力還是不容忽視的?，F(xiàn)如今計算機工程已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域中，計算機技術(shù)已經(jīng)成為和我們生產(chǎn)生活密不可分的一部分。

2.1計算機工程給日常生活帶來的改變信息時代的來臨，給我們的生活帶來了巨大的變化。隨著電腦在人們?nèi)粘Ｉ钪械钠占昂蛻?yīng)用，電子商務(wù)已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的商務(wù)模式，成為當(dāng)今社會進行商品交流和商務(wù)活動的主流。目前B2B、B2C等電子商務(wù)模式的興起，不僅使我們實現(xiàn)了居家辦公，足不出戶就能夠進行商務(wù)活動。淘寶、天貓京東等B2C商務(wù)平臺，還搶占了傳統(tǒng)商務(wù)模式大部分的市場，使人們足不出戶就能通過計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)購買到全世界任何地方所需要的商品。為了迎合電子商務(wù)時代的到來，國美、蘇寧等電器商業(yè)紛紛打起了B2C的戰(zhàn)略牌，使冰箱、彩電、洗衣機等大型生活設(shè)備也能實現(xiàn)網(wǎng)上購買。另外，房產(chǎn)和汽車也紛紛走上了電子商務(wù)的發(fā)展道路，隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，房產(chǎn)、汽車、珠寶等貴重物品也能享受到電子商務(wù)的帶來的生活便利，實現(xiàn)線上購買送貨上門。

2.2計算機工程在商業(yè)活動中的應(yīng)用優(yōu)勢現(xiàn)如今的大型企業(yè)管理中，由于全球化進程的加快給企業(yè)帶來諸如外貿(mào)方面的商機，目前我國的企業(yè)已經(jīng)紛紛踏出國門走向國際化發(fā)展的道路。計算技術(shù)沒有得到普及和應(yīng)用時，在國際化企業(yè)的建設(shè)中，由于距離過遠(yuǎn)帶來的企業(yè)決策難以及時傳達(dá)的現(xiàn)象經(jīng)常給公司的業(yè)績帶來巨大影響。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和在企業(yè)管理中的應(yīng)用，市場信息的反饋和決策傳達(dá)已經(jīng)突破了距離的限制，通過計算機技術(shù)、攝像技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合使用，我們能夠在國內(nèi)就對遠(yuǎn)在千里之外的外阜市場狀況進行分析并及時的進行遠(yuǎn)程任務(wù)傳達(dá)。另外隨著大數(shù)據(jù)概念的興起，利用計算機技術(shù)能夠分析龐大的數(shù)據(jù)并進行結(jié)果分析，這種基于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的分析技術(shù)給企業(yè)的決策帶來巨大的效益。基于大數(shù)據(jù)所實現(xiàn)的企業(yè)正確決策，不僅使企業(yè)發(fā)展的方向更加清晰，還給提供了另外一種有效的企業(yè)商業(yè)決策手段和方法，保證了企業(yè)的健康發(fā)展。

2.3計算機給公共服務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢計算機工程通過對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、紅外技術(shù)、遙控技術(shù)等技術(shù)集成運用在公共服務(wù)系統(tǒng)中，不僅減少了人力成本，加快了工作效率，而且還方便了人們的生活。將計算機工程運用到公共服務(wù)系統(tǒng)中，進一步強化了我們周圍生活環(huán)境的安全性、舒適性，從根本上解決了公共服務(wù)系統(tǒng)對于違法行為不能做到有效監(jiān)管的問題。例如現(xiàn)如今的鐵路旅客網(wǎng)絡(luò)購票系統(tǒng)，鐵路旅客網(wǎng)絡(luò)購票系統(tǒng)不僅省去了人們?nèi)セ疖囌九抨犢I票的時間，還利用計算機數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)了鐵路客票的實名制，實名制不僅保障了購票旅客的權(quán)益還為公安系統(tǒng)的偵查工作提供了方便。再比如說將計算機工程和攝像技術(shù)以及遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的天網(wǎng)工程，對我們生活公共環(huán)境的24小時監(jiān)控，通過對監(jiān)控記錄的分析，不僅能提前發(fā)現(xiàn)違法活動的跡象，還為已經(jīng)發(fā)生的違法犯罪行為的偵破提供了線索。

3計算機工程發(fā)展前景展望

隨著科技的進步，各種計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機的發(fā)展已經(jīng)進入了一個快速而又嶄新的時代，計算機已經(jīng)從功能單一、體積較大發(fā)展到了功能復(fù)雜、體積微小、資源網(wǎng)絡(luò)化等。計算機的未來充滿了變數(shù)，性能的大幅度提高是不可置疑的，而實現(xiàn)性能的飛躍卻有多種途徑。不過性能的大幅提升并不是計算機發(fā)展的唯一路線，計算機的發(fā)展還應(yīng)當(dāng)變得越來越人性化，同時也要注重環(huán)保。