計算機硬件系統的概念范文

導語：如何才能寫好一篇計算機硬件系統的概念，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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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。可見，概念實際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。總結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。現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】硬件課程 軟件工程 課程改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006－9682（2011）11－0011－01

一、引 言

計算機學院從2005年開始招生軟件工程專業的學生，現在軟件工程專業學生已達到我院學生總人數的70%以上。“培養學生成為基礎扎實、知識面廣、實踐能力強、綜合素質高、能適應信息產業和軟件產業需求的系統設計和開發的高級人才”是我院一直以來對軟件工程專業學生的根本要求。這里的“基礎扎實、知識面廣”包括軟件和硬件兩個方面。特別是現在的軟件開發越來越偏向不同的硬件平臺做專業開發。而作為系統開發的人員必須掌握一定的硬件知識。對于完全不懂硬件的軟件工程學生來講，就業前景和發展都會受到極大的制約。

但是，我院硬件課程相對較薄弱。具體存在以下問題：①課程的內容深、難且不實用。學生理解計算機硬件較困難，學到的知識停留于空洞的概念，沒有得到技能的提高。②技術發展迅速，硬件課程教材和實驗設施嚴重滯后。現在的硬件教學教材還停留在70年代8086/8088階段。③實驗困難。與軟件實驗不同，硬件實驗需要一定規模的計算機設備，同時課程教學上也沒有足夠的課時進行實驗。④培養目標與社會需求存在差距。計算機硬件教學已嚴重脫離了硬件技術的發展實際，學生學習計算機硬件的基本原理的基礎知識，不會開發電子產品，不會做工程項目。⑤學生的興趣和教學的內容嚴重脫節。現在學生對于計算機硬件的最新技術比較感興趣，但是硬件課程講授的是過時的知識，學生無法在課程中體會到硬件的好處，感覺硬件課程像“雞肋”。

基于以上分析，對計算機科學學院軟件工程專業硬件課程進行改革已迫在眉睫，要培養適應社會要求的軟件人才，應該而且必須加強相關硬件課程的建設，這樣才能培養出全面的人才。所以，經過兩年的教學實踐，對于軟件工程的學生應該掌握哪些硬件知識、軟件工程中的硬件課程如何設置等進行了一定的探索，下面就相關內容進行簡單探討：

二、硬件課程改革的措施

我校軟件工程專業硬件系列課程設置了數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、微機接口技術4門課程。這些課程設置雖然相對獨立，但所提供的課程內容劃分不明確，相互重疊現象較嚴重。如基本原理和指令系統的內容，在多門課程中都有出現。

所以，硬件課程改革的目標是：將4門硬件課程整合、篩選，組合為1門綜合型的硬件課程，達到內容精煉、重點突出、減少重復的要求。目的是將硬件系列課程作為一個整體統一考慮，建立一個完整的、系統的課程內容體系，這對提高教學質量和壓縮學時都非常有效。

1．硬件課程教學模塊的設置

具體設置以下模塊：數字邏輯與數字系統（核心）；數據的機器級表示（核心）；匯編級機器組織（核心）；存儲系統組織與結構（核心）；接口與通信（核心）；功能組織（核心）；多處理和其他系統結構（核心）；性能提高技術（選修）；網絡與分布式系統結構（選修）。

2．硬件課程教學內容的設置

教學內容：①計算機概論：計算機概述、運算基礎；②數字邏輯基礎：卡諾圖、組合電路、時序電路；③運算器：半加器、全加器、算術邏輯部件、定點運算器、浮點運算器；④匯編語言程序設計基礎：指令系統、匯編語言語法、匯編語言程序設計基礎；⑤存儲器系統：存儲器芯片、存儲器層次結構、內存接口技術；⑥控制器：中央處理器的組成和功能、指令流程、硬連線邏輯、微程序控制器；⑦輸入/輸出技術：I/O接口與端口、輸入/輸出控制方式、三種簡單接VI芯片、中斷系統與中斷接口、總線；⑧可編程接口芯片及其應用：可編程接口芯片的幾個基本概念、可編程并行接口芯片、可編程定時器/計數器、通用同步/異步接收/發送器、模/數轉換器、芯片組；⑨實用接口技術：主板、硬盤接口、高速串行總線；⑩計算機系統結構概述：計算機系統結構基本概念、流水線技術、并行計算機系統結構、提高處理器性能的技術。

實驗環節：①數字邏輯（時）；②匯編語言程序設計上機練習（時）；③接口實驗6～8個（18～24學時）。

3．課程實施中需要關注的問題

（1）注意學生共性和個性的關系。該課程體系規劃是針對軟件工程專業的基本要求編寫的，反映了軟件工程專業對計算機硬件的共性要求，不同學校的軟件工程和計算機軟件專業還可根據本校培養特點做不同的選擇與增刪，以適應本校培養的個性要求。

（2）處理好理論講授和實驗的關系。各校根據本校培養的方向和實際條件，組織不同要求的實驗教學，可進行單個實驗，也可組織小系統實驗。

（3）注意基本內容穩定性和新技術、新知識反映的及時性的關系。課程的基本內容（即計算機的基本理論和基本技術）必須穩定，而隨著計算機技術迅速發展不斷出現的新器件和新部件必須在教學中及時反映，必須考慮如何處理兩者關系。

三、結束語

我院軟件工程專業計算機硬件技術基礎課程改革已取得一定成果，在今后的課程建設中，還需要堅持重視理論基礎知識、培養實踐綜合能力、提高整體教學質量的總方針，真正實現理論和實際相結合，強化能力培養和創新意識，逐步建成適合培養現代化復合型軟件人才的計算機硬件技術課程新體系。

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關鍵詞硬件軟件系統課程設置實踐操作應用

1 引言

計算機越來越普及、電腦的家庭持有率越來越高、人們對電腦的依賴程度也越來越深，但電腦對于不少人來說還或多或少存在一定的神秘感，大多數人對計算機硬件還具有畏懼感，不過大部分人對掌握計算機維護與維修知識都有越來越強的迫切感。

因此，開設“計算機組裝與維護”課就顯得日益重要。

2 同類教程中存在的不足

筆者參閱了“計算機組裝與維護”的同類教程，有以下的看法。

（1）不少“計算機組裝與維護”教程大約以三分之二的篇幅介紹具體的硬件，介紹市場上硬件產品的選購。由于PC機硬件的更新速度極快，不少書中介紹的硬件產品在市場上往往已經淘汰。這樣的教程在課堂上講授，給人有教程已老化的印象。

（2）計算機系統的論述不是采用系統的方法，而是分別介紹PC機的各個硬件，接著分別介紹各個硬件的維護和維修，這樣的論述不太符合教學規律。介紹一種硬件之后緊接著講述這種硬件的故障，顯得很孤立，系統性不足。計算機是一個系統，是否應從系統的角度引導讀者去認識故障、判斷故障的所在和故障的成因？

（3）適合高職高專用的“計算機組裝與維護”教程較多，講授純操作、講授純應用。而適合本科生用，既介紹操作和應用，同時又講授相應的計算機理論，具有一定理論深度，采用上跟計算機硬件的發展介紹相應理論知識的教程欠缺。

3 “計算機組裝與維護”課程設置

“計算機組裝與維護”是一門實用性很強的專業課，不論理科學生、工科學生，還是文科學生都需要學，都用得上。筆者認為：

（1）“計算機組裝與維護”是大學計算機基礎的重要后續課程。

（2）“計算機組裝與維護”是微機原理課在實踐和操作方面的補充。

（3）“計算機組裝與維護”的重心在于結合操作和應用講敘相應的理論知識，應做到讓學生知其然，并且知其所以然。

（4）應站在普通用戶的角度認識計算機硬件和軟件的關系。讓學生能把“微機原理”課中學到的理論知識與具體的計算機操作和應用結合起來，從應用的角度理解理論，成功地分辨應用中遇到的硬件問題和軟件問題，從而有效地解決它們。

3.1 為“大學計算機基礎”的深入與提高

“計算機組裝與維護”定位于“大學計算機基礎”課的深入和提高。所以，課程內容應緊扣計算機的基礎理論，相對地要跟上計算機硬件的發展，但又要做到不能成為產品介紹書；教程要把握計算機的發展方向，結合計算機科學，以一定的理論深度、一定的前瞻性（硬件發展的方向）介紹計算機的硬件及其發展。

（1）強調計算機系統結構的概念：計算機系統構成的概念，計算機由主機和外部設備組成的概念，計算機系統由系統軟件和應用軟件組成的概念。

（2）從眾多同類產品中總結出具有共性特征的產品予以介紹，盡量避免具體產品的介紹，最大限度減少PC機硬件快速改朝換代對教材建設帶來的負面影響。如主板，從架構方面分類有Slot 和Socket架構。Socket架構的產品有Socket 370、Socket 432、Socket 478，Socket T（即LGA775）等。

（3）結合PC機的硬件產品的發展介紹計算機的發展以及計算機的發展方向。如CPU的發展從X86到Pentium，從PⅡ、PⅢ、P4到雙核等。

（4）從用戶自然辨別的角度、直觀的方式將故障分為黑屏故障、藍屏故障、死機故障，以及安裝故障、啟動故障、運行故障、關機故障等，講述相應故障的排除方法。

3.2 “微機原理”課操作實踐方面的補充

“微機原理”課程講述數制、控制器、運算器、存儲器、輸入輸出接口等計算機科學的理論知識，這些理論知識一般比較抽象。“微機原理”課中所講述的數制有別于人們日常生活中熟悉的十進制，所講述的運算原理不能從一塊CPU的外形看出其中的控制器和運算器，無法感性地認識輸入輸出的接口是如何完成數據的傳輸的。

“計算機組裝與維護”講述硬件和軟件的組裝。學生通過DIY可以直接接觸計算機的硬件，經過系統軟件和應用軟件安裝的操作實踐，可以通過顯示器直觀、形象地瀏覽到軟件系統。若教程再能完好地結合計算機的硬件產品，以淺顯易懂的語言講解與該硬件相關的計算機理論知識，就能很好地做到幫助讀者理解深奧的計算機理論，更好地應用計算機去解決各種專業的問題。如，結合CPU及其產品的介紹，講解摩爾定律、講解計算機的體系結構；結合網卡講解數、模和模、數的轉換理論；結合聲卡及音響的輸出講解何為5.1聲道、7.1聲道等。這樣與硬件產品有機結合的講解，直觀性強、課程生動、能很好地做到“微機原理”應用實踐與補充的作用。

3.3 “計算機組裝與維護”的重心在于理論敘述與應用操作并重

計算機是人類腦力勞動的工具，應用離不開理論，學習應貴在操作、重在實踐。所以“計算機組裝與維護”的重心應定位于計算機理論的敘述與應用操作并重。

（1）人們要順利地完成一件工作（操作），需要概念清晰、流程清楚。計算機的軟、硬件組裝操作包含的知識和內容很多，必須要讓讀者建立起完整的、清晰的軟、硬件組裝流程的概念。

（2）計算機的主存由內存條構成，內存管理知識有基本內存、擴展內存，分頁、分段、保護模式管理，虛擬內存、動態數據交換等。系統是否在優化的環境下運行與主存儲器的管理相關，內存的管理通過操作系統實現。系統優化的方法有減少內存駐留程序、系統配置實用程序、虛擬內存設置等，以此達到理論敘述與應用操作并重的要求。

（3）當前計算機最重要的外存儲器是硬盤，所以，結合硬盤實物（或圖片）講述磁存儲知識效果好。通過硬盤講述磁道、扇區、簇、文件系統以及文件的鏈式存儲等外存儲理論知識。結合外存理論的闡述，介紹硬盤分區、格式化等具體的應用操作知識，對外存的介紹同樣達到理論敘述與應用操作并重。

（4）與BIOS相關的計算機理論知識，主要涉及ROM和BIOS的功能和作用、BIOS在PC啟動運行中與系統的關系等。應用操作則講述BIOS系統設置，以及不同版本BIOS的系統設置操作等。

（5）注冊表是PC機的管家。理論上，介紹注冊表所采用的樹狀數據庫結構，以主鍵、子鍵和值項的方式組織數據和管理信息。注冊表的應用主要包括注冊表的備份與還原，注冊表編輯器的使用，創建、修改表項和值項等；由于注冊表是管家，所以注冊表還事關系統的安全。

4 結束語

相對來說，“計算機組裝與維護”是一門新課。筆者將其定位于微機原理課的實踐和補充的看法是否恰當，理論敘述與應用操作同等比例的定位是否合適，如何結合計算機的配件講解相關的理論、介紹相應的操作應用，能否做到以通俗易懂的語言講解計算機的理論知識等，都有待于實踐的檢驗和有待于專家們的進一步探討。

參考文獻

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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：計算機 發展 趨勢

一、引言

中國的計算機硬件是一個程序自動根據信息處理的通用工具,其處理對象是信息,處理結果和信息。利用計算機解決科學計算、工程設計、管理、過程控制和人工智能等各種方法,它是根據確定的是。該算法是準確定義一系列的規則,它指出如何給定輸入信息在有限的步驟所產生的輸出信息。

二、中國計算機發展現狀

在中國現代計算機硬件的發展和現代計算機出現之前,計算機的發展通過機械計算機,機電計算機和電子計算機未成熟的三個階段。在中國現代計算機硬件、外設,已經超過計算機硬件的價值,超過一半的子系統、技術水平在很大程度上決定了計算機技術方面。設備技術集成是非常強大的,不僅依賴于電子、機械、光學、磁學等多門學科知識綜合,取決于精密機械技術、電氣和電子加工技術和測量技術和工藝水平等。新一代的計算機硬件是信息采集存儲處理、通信和人工智能在一起的智能計算機系統。它不僅可以通用信息處理,而且對知識的處理,有正式的推理、聯想、學習和解釋的能力,能夠幫助人類未知領域的開發和獲得新的知識。在計算機科學和技術,中國在有限元計算方法、數學定理機器證明、中文信息處理、計算機系統結構、軟件和貢獻。在計算機應用,中國在科學計算與工程設計領域已取得了令人矚目的成就。在管理和過程控制等,計算機應用研究和實踐也越來越活躍。

三、計算機科學與技術

計算機科學與技術是一個實用性非常強,發展非常迅速,面對社會技術學科它是基于數學、電子產品(特別是微電子)、磁性、光學、精密機械等不同學科的基礎。然而,這不是一個簡單的應用程序一些學科知識,但是作為一個高度集成的形成一套完整的相關信息表示、轉換、存儲、處理、控制和使用的理論、方法和技術。計算機科學是研究計算機及其周圍各種現象和科學的大小,包括計算機科學理論、計算機系統結構、軟件、人工智能等。計算機技術是指計算機應用領域的技術方法和技術,包括計算機系統技術、軟件技術、組件技術和設備技術和裝配工藝等。計算機科學與技術包括五個分支學科,即,計算機科學理論、計算機系統結構、計算機組織與實施、計算機軟件和計算機應用。

四、計算機系統結構

程序設計者所見的計算機屬性，著重于計算機的概念結構和功能特性，硬件、軟件和固件子系統的功能分配及其界面的確定。硬件子系統的典型結構是馮?諾伊曼結構，它由運算器控制器、存儲器和輸入、輸出設備組成，采用“指令驅動”方式。當初，它是為解非線性、微分方程而設計的，并未預見到高級語言、操作系統等的出現，以及適應其他應用環境的特殊要求。在相當長的一段時間內，軟件子系統都是以這種馮?諾伊曼結構為基礎而發展的。但是，其間不相適應的情況逐漸暴露出來，從而推動了計算機系統結構的變革。

五、計算機軟件

軟件的研究領域主要包括程序設計、基礎軟件、軟件工程三個方面。程序設計指設計和編制程序的過程，是軟件研究和發展的基礎環節。程序設計研究的內容，包括有關的基本概念、規范、工具、方法以及方法學等。這個領域發展的特點是：從順序程序設計過渡到并發程序設計和分幣程序設計；從非結構程序設計方法過渡到結構程序設計方法；從低級語言工具過渡到高級語言工具；從具體方法過渡到方法學。基礎軟件指計算機系統中起基礎作用的軟件。計算機的軟件子系統可以分為兩層：靠近硬件子系統的一層稱為系統軟件，使用頻繁，但與具體應用領域無關；另一層則與具體應用領域直接有關，稱為應用軟件；此外還有支援其他軟件的研究與維護的軟件，專門稱為支援軟件。軟件工程是采用工程方法研究和維護軟件的過程，以及有關的技術。軟件研究和維護的全過程，包括概念形成、要求定義、設計、實現、調試、交付使用，以及有關校正性、適應性、完善性等三層意義的維護。軟件工程的研究內容涉及上述全過程有關的對象、結構、方法、工具和管理等方面。

六、中國計算機硬件產業

中國的計算機硬件行業包括兩個部門,即計算機制造業和計算機服務。后者也稱為信息處理產業和信息服務。計算機行業是一種節約能源、節省資源、高附加價值、知識和技術密集型產業,對國民經濟的發展、國防力量和社會進步都有很大的影響。因此,許多國家把電腦產業促進繁榮的政策。計算機制造業包括生產各種電腦系統,設備終端設備,以及相關的設備、部件、設備和材料制造。計算機作為工業產品,要求產品有繼承,有很高的性能,價格和綜合性能。計算機自適應特別反映在軟件兼容性,用戶和制造商可以過去開發的軟件用于新產品,保持價格高軟件財富繼續發揮重要作用,減少用戶的軟件再開發時間和成本。提高性能,價格是計算機產品更新的目標和動力。計算機行業提供電腦產品,通常只包括硬件子系統和軟件子系統的一部分。通常,缺乏軟件子系統來適應特定的應用程序環境的應用程序軟件。為了使計算機在特定環境中發揮效率,但也需要設計應用系統和應用軟件的發展此外,計算機操作和維護,需要掌握的專業知識和技術人員,這通常是一個用戶不能做。

七、計算機的發展與應用

計算機科學與技術學科相結合,改進了研究工具和方法,促進學科的發展。在過去,人們主要通過實驗和理論兩個方面的科學和技術研究。現在,計算和仿真研究工作已成為第三種方式。計算機和相關的實驗觀測儀器,結合數據的字段記錄、整理、加工、分析和繪制圖表,顯著提高質量和效率。計算機輔助設計的工程設計已成為一個重要手段的質量、自動化。在理論研究方面,電腦是人類大腦的延伸,可以代替人腦的一些功能和加強。舊的數學在紙和筆操作,現在電腦成為了新工具,如數學定理證明努力的精神工作,有可能通過計算機來完成或部分完成。計算和仿真作為一種新的研究方法,使一些主題派生的一個新的分支學科。例如,空氣動力學、氣象、彈性結構力學和應用分析和面臨的“計算障礙癥”,在一個高速計算機和相關計算方法開始突破后,推導出了計算空氣動力學、數值天氣預報邊緣分支學科。使用計算機進行定量研究,不僅在自然科學已經扮演了重要的角色在社會科學和人文學科也是如此。例如,在人口普查、社會調查和自然語言的研究,電腦是一個非常有效的工具。

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本文對計算機硬件課程體系及內容中存在的問題和不足進行了分析和討論，提出了一些教改思路和方法。

一、當前硬件課程體系中存在的問題

目前硬件教學中主要存在的問題是：教材知識相對落后，學生無法學以致用，即教材無法激發學生的學習積極性；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。總體上講，目前國內計算機硬件教學的狀況不容樂觀，重視這一問題，改革相應的教學體系和內容是非常必要的。導致當前狀況的原因是多方面的，總的來說有以下幾個方面。

首先，在認識和條件方面，國內的計算機教育存在著重軟輕硬和急功近利的傾向。由于基礎軟件教學實施起來相對容易，實用性強，設備投資較小，有立竿見影之效果，甚至學生通過自己購買的微機即可完成多數軟件課程的學習；而硬件課程的教學實施比較困難，設備投資大，通常每門課程需要配備專門的實驗設備，相應輔助設備（如示波器等）的價格相對昂貴，實驗設備的維護工作量較大，對實驗室輔導和維護人員的要求也比較高。限于各方面的條件，國內多數高校在硬件課程及實驗條件建設方面都明顯不足，這導致了計算機硬件課程在教學上的不足。

其次，硬件知識特點和教學內容落后。從客觀上來說，計算機硬件知識存在不直觀，講述起來抽象、枯燥，學生學習起來不太容易的現象。其中，“計算機組成原理”、“計算機體系結構”這兩門課程的內容比較抽象，一般教材都與實際聯系不緊密，再加上現有硬件實驗的可視性差、直觀性差，致使學生對硬件知識的理解存在困難。而“微型計算機原理”、“計算機外部設備”等課程的教材內容過于陳舊，無法調動學生的積極性，教學效果較差。

再次，課程缺乏足夠的系統性。計算機是一個由硬件和軟件組成的龐大的復雜系統，計算機知識有著很強的系統性。而在目前的教學中，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。另外，在硬件課程之間也缺乏充分的銜接，有些知識點重復，有些知識點缺失，這些都導致了學生的知識體系結構不健全。

最后，缺乏足夠的實踐訓練。計算機應用是一門實踐性很強的學科，學生必須具備足夠的動手實踐能力和社會競爭力才能滿足社會要求。而在計算機硬件教學中，實踐教學時間嚴重不足，絕大多數學生不具備基本電路設計、調試和實現的能力。一方面是實驗條件和設施的嚴重缺乏，另一方面是課程考試評價體系（包括社會各類計算機考試評價體系）中對硬件實踐能力的不重視。

根據計算機硬件教學體系中存在的一些主要問題，改革教學內容的先進性、加強教學體系的系統性、增加并提高實踐教學知識和內容已成為國內各高校計算機專業迫在眉睫的任務。

二、提高硬件知識的先進性

由于計算機硬件技術發展非常迅猛，而國內多數高校的主要教學內容基本還停留在十年前的水準,尤其是“微型計算機及接口技術”的課程內容，基本是以8086/8088 CPU為主體進行講述，而學生在實驗室使用的卻都是CPU為Pentium Ⅲ 以上的微機；學生在高級編程中希望了解分頁分段存儲管理技術，而教學中卻只講述分段內存管理技術。因此，學生會對教學的內容感到疑惑、反感甚至是厭惡。

許多客觀條件原因限制計算機硬件教學內容的更新。其一，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。其二，最新的硬件知識往往包含許多較復雜的技術，學生較難學習和理解，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。其三，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。

要解決這個問題，首先要改進計算機硬件教材。計算機硬件的教材應是先進的、能反映目前世界微機領域內硬件新技術、新成就的知識。例如“微機原理及接口技術”的教材至少應涵蓋目前世界上微機領域內最先進的知識及技術，像分支轉移預測技術、超標量執行技術、微機的流水線操作技術、高速緩沖存儲器技術、虛擬存儲器技術（分段存儲管理技術和分頁存儲管理技術）、浮點數據處理技術、高速總線傳輸技術等。正是這些技術，為微型計算機提供了卓越的性能，并構成了各種高性能軟件的載體。

考慮到教學安排的層次性和循序漸進的要求，可以在教材中有選擇地加入部分舊的知識結構。例如“微機原理”教材可以將8086/8088 CPU作為模型機，刪除那些過于陳舊的知識，用8086CPU的結構和基本電路為學生建立微型計算機的概念，然后引入當前的一些新技術和知識。

由于歷史原因，國內多數高校微機原理教學均以Intel公司的處理器為講述對象，而歐美等國一般以Motorola、Alpha或MIPS處理器作為講述對象。從技術的先進性上講，前者不如后者，如果希望與國際接軌，部分有條件的高校可以考慮直接采用國外著名教材。

三、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，以使學生能學到先進的硬件知識。硬件知識的學習對學生理解計算機軟件的工作有著非常大的幫助，尤其是系統軟件和底層軟件。而學到計算機軟件知識后，再學習計算機硬件知識，會對軟件的載體――硬件、硬件組成、硬件的工作原理以及軟件是怎樣依附于硬件的全過程有一個飛躍的認識。只有這樣，學生的計算機知識才能達到一個完美的統一，他們才能學到計算機的系統知識，而不是殘缺的計算機知識，最終達到對計算機系統軟、硬件基本知識的融會貫通。

而目前計算機軟硬件教學之間卻基本分離，教師之間缺乏足夠的溝通。學生盡管學習了一些計算機硬件接口知識，但在使用高級語言對硬件進行編程時卻無從下手；盡管學習了操作系統和網絡技術等課程，卻不知道在嵌入式系統如何應用相關理論。當需要綜合運用軟硬件知識來解決問題時，多數學生都是一籌莫展。這些都說明，在計算機教學體系中軟硬件課程間的結合存在問題，學生的知識結構缺乏完整性和系統性。

因此，必須在軟硬件課程的教學內容中進行適當的穿插。例如“操作系統”課程中的CPU調度、內存管理與“計算機組成原理”和“計算機系統結構”課程中的許多知識都密不可分，在理論課程教學中提及相應課程知識，可以引導學生思考，建立必要的知識關聯。在“微機原理及接口技術”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，既可激發學生的興趣，又可提高學生對硬件的編程能力。

另外，計算機硬件課程之間還存在重疊和互補的關系，教學中也應注意相互次序和互補，以保證教學知識的系統性和完備性。

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關鍵詞：計算機基礎；難點；雙擊；盲打

一、計算機硬件和計算機軟件的區別

有些同學回答作為軟件的操作系統有哪些時能答出來CPU，回答常用的計算機硬件有哪些時又能答出來操作系統或windows，這說明計算機硬件和計算機軟件對他們來說僅僅是兩個經常聽到的名詞，具體概念則完全混在一塊兒。可以拿光盤（或U盤）和光盤（或U盤）里的內容為例來區分這兩個概念。光盤（或U盤）是計算機硬件，是看得見摸得著的一種物理存在，而光盤（或U盤）里的內容則是一種計算機軟件，是看不見摸不著的，只有借助某種技術手段才知道光盤（或U盤）里面有什么。

二、內存和硬盤的區別

二者都是計算機的存儲器，內存是一種內存儲器，硬盤是一種外存儲器。寫好的程序必須加載到內存里才能運行，內存不能長時間的保存信息，關機時其中的內容就會丟失，內存容量一般比較小，目前常見的容量有2G、4G、8G、16G等。硬盤可以長時間的保存信息，安裝各種軟件時都是裝在了硬盤里，硬盤容量一般比較大，目前常見的容量有500G、1TB、2TB、4TB等。

三、鼠標左鍵雙擊操作

這一操作對很多初學者很難，經常看到有同學在需要鼠標雙擊時先單擊鼠標右鍵，然后在右鍵菜單里選“打開”。實際上鼠標雙擊操作是通過很快的連續點擊兩次鼠標左鍵實現的，要求兩次單擊鼠標左鍵之間的時間間隔足夠短就行了。因此要先教會這些同學在控制面板里修改鼠標的設定，把識別為雙擊的時間間隔調長一點。要求這些同學每次上機時把雙擊時間間隔調成適合自己的程度，經過多次練習點擊鼠標的速度會越來越快，最后就不需要調整時間間隔也能輕松實現雙擊操作了。

四、鍵盤盲打輸入

很多同學在手機上用拇指輸入打字飛快，或者習慣語音輸入法輸入漢字。但是在一般的電腦辦公條件下，每個人一個隔斷，屬于自己的空間很小，使用語音輸入法顯然會造成相互干擾，另外也很容易造成泄密。在手機上打字飛快的拇指輸入法移植到電腦上的話打字速度非常慢，而且很容易被人笑話是“一指禪”。一般的電腦辦公條件下要想提高自己的打字速度，最可行的還是鍵盤盲打輸入。鍵盤盲打輸入沒有什么速成的辦法，需要通過長期的認真練習才能掌握。建議從英文26個字母的鍵盤盲打輸入練起，練熟后逐步過渡到漢字鍵盤盲打輸入。另外正式上課時課時很緊，沒有多少時間可以用來練盲打，沒有掌握盲打的同學需要自己找機會上機進行練習，只要大量用心練習就能掌握盲打輸入這一技能，學的時候有些苦，但是學會之后跟騎自行車、游泳一樣會了就不會忘了。

五、畢業論文排版

畢業論文的排版對多數同學來說是一件比較有難度的工作，其中綜合性地用到了多方面的知識和操作。例如頁碼的設置就分三種情況：封面沒有頁碼，摘要和目錄部分使用羅馬數字頁碼，正文開始又使用阿拉伯數字頁碼，每次都是從第1頁重新計數。另外像頁眉的正確使用、電子目錄的自動生成、每章開始要使用分頁符另起一頁這些操作也都有同學會犯錯誤而不能順利完成。建議將整個畢業論文的排版分成一個一個的小任務，每次學會完成其中的一個小任務即可，所有的小任務都順利完成后，就完成了整個畢業論文的排版。

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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

[1]劉細妹.計算機體系結構現狀及發展趨勢研究[J].計算機產品與流通,2019(3):98.

[2]付華.淺析計算機硬件發展史[J].電腦知識與技術,2016(13):249-250.

[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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關鍵詞：計算機；病毒；防范

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 02-0058-01

計算機是現代辦公、學習的重要工具之一。對于高等院校來講，計算機在日常教學和學生管理中都占有非常重要的地位，起到了重要的作用。不論是校園網、多媒體教學系統，或是實驗室，教師辦公等，隨處可見計算機的身影。

計算機改變了高等院校的學習、工作和生活方式。計算機在高校的運用最大的安全性是計算機病毒。計算機病毒伴隨著計算機、存儲介質和互聯網無處不在，給計算機用戶帶來了很大破壞。高校的計算機運用也有這方面的顧慮，計算機病毒成為計算機運用的最大的安全隱患。

一、計算機病毒的概念

計算機病毒（ComputerVirus），是指編制或者在計算機程序中插入的破壞計算機功能，或者破壞計算機數據，影響計算機的正常使用，且能夠自我復制的一組計算機指令或者程序代碼。這是在《中華人民共和國計算機信息系統安全保護條例》對計算機病毒的明確定義。[1]比如病毒熊貓燒香病毒、尼姆亞病毒、CIH病毒等。

計算機病毒和醫學上的病毒區別在于，計算機病毒不是天然存在的，而是計算機用戶利用計算機軟件和硬件漏洞和不足編寫的程序。計算機病毒通常是通過某種途徑自我復制，潛伏在計算機的存儲介質，或者潛伏在計算機應用程序中，一旦病毒程序設置的條件被激活，即對計算機硬件和軟件造成危害。

二、計算機病毒的常見類型

計算機病毒的種類廣泛。根據不同的分類條件可以有多種不同的類型。通常根據計算機病毒存儲的介質，可以分為系統引導型病毒、應用程序或文件病毒和計算機網絡病毒。系統引導型病毒主要是感染計算機的硬盤系統啟動扇區，應用程序或文件病毒主要感染計算機存儲介質中的各類應用程序和文件，網絡病毒主要是通過計算機網絡傳播和感染。

在計算機病毒的發展史上，出現了如“蠕蟲”病毒、小球病毒、“黑色星期五”病毒、“CIH”病毒、美麗莎病毒、“熊貓燒香”病毒或木馬程序等。

三、計算機病毒的特點和危害

計算機病毒和人體生理上的醫學病毒很相似，也有其獨特的特點。常見的計算機病毒有的特點有自我復制性、傳染性、潛伏性、隱蔽性、破壞性、可觸發性。

自我復制性：這是計算機病毒最大的特點之一。自我復制是指計算機病毒程序能夠將自制程序自動復制，其繁殖能力極強。

傳染性：計算機病毒和人的生理一樣，也具有擴散傳染的能力，且傳染的能力和速度都很強。一旦計算機感染了病毒，它會在存儲介質或網絡傳輸介質上查找符合條件的硬件或軟件目標，然后將病毒程序進行自我復制插入到目標程序中。

潛伏性：也即計算機病毒的發作可以不是需要一定的條件和時間。計算機感染病毒后也許不會立即發作，而是潛伏在計算機中，一旦病毒發作的條件和時間適合，計算機病毒就造成破壞。

破壞性：這是計算機病毒造成計算機不安全的最大因素之一。計算機病毒的破壞不僅僅是針對計算機軟件，也可能是對計算機硬件。計算機病毒的破壞有大有小程度不一。輕則是損壞計算機軟件的發展使用，占用計算機硬件資源，例如不斷自我復制將計算機內存或硬盤的空間占滿，讓計算機軟件無法運行。重則是破壞計算機的操作系統或者破壞計算機的硬件資源。

隱蔽性：是指計算機病毒能夠進行偽裝，和正常程序無異。計算機病毒感染計算機后，會對自制程序名作自我修改，不讓計算機操作系統發現。或者，計算機病毒程序就包含在正常程序之中，計算機用戶在復制、網絡下載或安裝程序時，計算機病毒也會被安裝到用戶的計算機中。

四、計算機病毒的現象

計算機中了病毒，最常見的現象就是系統的運行速度變慢，或者是計算機系統會無故地頻繁死機，或者計算機系統會莫明其妙地自啟動。若計算機在運行中出現這些現象，就極有可能是感染了計算機病毒。計算機病毒常見的現象還有計算機的存儲介質容量會無故減少，或者存儲介質中的文件會無故丟失或損壞，或者計算機操作系統無法識別硬盤，或者計算機中的文件無法正確讀取，或者計算機無法正常連接到網絡等等。

五、在高校對于計算機病毒的防范策略

計算機感染病毒后要及時查殺病毒，消除計算機病毒給計算機及系統帶來的隱患和破壞。要保障計算機的正常運行，特別是高校的計算機及網絡的使用，做好計算機病毒的防范是很重要的需要和措施。下面討論一下計算機病毒的防范策略：（1）指導教師和學生樹立計算機病毒防范和查殺的意識思想。很多計算機用戶沒有計算機病毒防范的概念。大學生都要學習計算機基礎應用課程，在這些課程上要培養學生防范計算機病毒的意識。（2）在校園所用的計算機上安裝計算機病毒查殺軟件。現在國內幾款有名的計算機病毒都是免費下載安裝和使用，這給大學校園大量計算機殺毒的安裝帶來了便利。（3）及時給計算機殺毒軟件更新升級。計算機殺毒軟件只能查殺已知病毒，而病毒的產生層出無窮，為了防治最新的病毒，就要讓殺毒軟件及時升級更新，以便能夠及時發現感染的新的病毒。（4）在校園網上安裝防火墻。防火墻的硬件和軟件之分，這根據學校的能力安裝。防火墻能夠一定程度地攔截木馬程序的潛入和破壞。（5）及時做好資料的備份。資料的備份很重要，一旦計算機感染病毒，病毒很可能破壞計算機里的正常程序和資料文件。資料的備份要及時，并且最好養成一種習慣。（6）移動存儲設備的管理。現在例如U盤、移動硬盤、SD卡等移動存儲設備極大方便了我們對于資料的存儲和計算機的應用。但這些移動存儲設備也給計算機病毒的傳染帶來了方便。要養成正常使用移動存儲設備的習慣，復制文件后立即查殺病毒。不要復制來歷不明的文件或程序。（7）養成正確的上網習慣。不在網上下載不明的程序。收到異常郵件時一定注意，郵件也是病毒鐘愛的藏身之處。

參考文獻：

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[2]劉濤，鄧璐娟，丁孟寶.計算機反病毒技術及預防新對策[J].計算機技術與發展，2007，5.

篇10

【論文摘要】本文通過對傳統的計算機系統集成進行分析，得出傳統的計算機系統集成已經無法滿足市場的需求，必須探尋新的計算機系統集成的趨勢，本文對計算機系統集成的發展趨勢進行了相關探討探討。

隨著現代社會的不斷發展，各行各業也都是現代化的需要。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。由于不同的單位有自己獨特的行業特性。因此，需要的計算機系統的萬千變化。從政府系統的醫療單位的管理系統，從工廠的生產管理系統，證券市場證券管理系統。不同系統之間可以說是千姿百態。系統集成應用功能集成，網絡集成，軟件界面集成等綜合技術手段，是指導信息系統的總體規劃，逐步實現的一種方法和策略。系統集成是一種思想，概念，哲學，它不僅包括技術集成，更不能缺少藝術構件集成。

1、計算機系統集成的特點

1.1計算機系統集成的相關認識

系統集成通過對綜合布線系統和計算機網絡技術結構化，將獨立分離的設備、功能、信息等集成到相互之間有關一定的聯性，而且在協調統一的新系統中，能夠充分共享資源，以期實現高效、集中、便利的管理策略。

系統集成是一個需要多個供應商，多協議的各種應用系統的結構，因此，實現系統集成的關鍵是解決不同系統連接的互操作性問題，專門解決各種分離設備，子系統之間的接口，協議，系統平臺，應用程序，和系統，組織和管理，建筑環境，建筑人員，所有需要的一體化問題。系統集成的本質就在于系統的優化設計，為一個大型計算機網絡集成系統，包括一對計算機軟件，硬件，操作系統，數據庫，網絡通信等多種技術的集成，以及制造商的產品選擇和搭配的集成，集成系統可以實現整體優化目標。

1.2計算機系統集成的特點

（1）沒有最好，只有最適合：計算機系統集成不像其他的產品那樣，用戶都希望擁有最好的。

（2）獨創性：由于計算機系統集成工程是根據用戶各自的特點和需求而量身定做的，因此每個計算機系統集成工程都是不同的，具有獨創性。

（3）高科技：計算機系統集成不單是提供一個設備，更多的是對設備的設計、開發和調試，需要很多高科技技術法能完成的。

系統集成具有最大程度上提高系統的有機組合、完整性、靈活性和性能，對其復雜性進行簡化，有著為用戶提供全面、切實可行的系統解決方案的重要理論和實踐意義。

2、計算機系統集成的分類

依據計算機系統集成項目的相關特點，可以把計算機系統集成分為計算機硬件系統總體設計與工程管理服務、計算機硬件設備集成與安裝、計算機硬件設備的技術與服務三大類。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總體設計與工程管理

計算機硬件系統設計和項目管理服務，也可稱為整體設計和項目管理，這主要是買方將正確的計算機硬件系統集成項目。一般情況下，購買者的計算機系統集成項目的結構設計以及性能指標，粒度分布有一定的認識。這類項目的實施要求相關服務提供商設計計算機系統在各種領域，它可以覆蓋大部分的電腦系統，同時，相關技術人員專業水平的要求也很高。

2.2設備的集成安裝

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

2.3技術服務

計算機硬件技術和服務也可以稱為工程技術服務。鑒于這種類型的項目，其主要是由它的技術和服務為主要內容的系統集成計算機硬件系統的建設項目。設備技術服務通常是在一個特定的服務指標和技術要求為主要目的的。這使得買方設備問題的技術和硬件的疑慮，提供相應的技術服務培訓支持。這類項目的實施需要相關的技術解決方案和技術結合有效的論證。

3、計算機系統集成目前存在的問題

3.1微機系統及工具軟件的管理問題

因為目前的電腦系統和軟件工具比較大，如果一臺設備的問題，需要重新安裝操作系統和應用軟件，通常需要系統工作了一天。作為一個結果，上網計算機數量巨大，導致系統維護人員疲于奔命，也是很難保證服務質量。

3.2用戶管理的問題

用戶被限定在固定的機器上，同時，用戶的數據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建該用戶帳號，并將用戶的文件和數據復制到新機器上。當用戶固定使用的機器發生故障時，容易造成用戶數據的丟失。

3.3Landmark等專業應用軟件方面

在計算機系統集成前，需在每臺解釋工作站上安裝專業應用軟件，并創建用戶，用戶在指定的機器上加載數據，以便開展工作。如此一來，用戶和數據與機器捆綁在一起。有些時候，結果有的機器滿負荷工作，有的機器卻相對閑置。

3.4外設的共享問題

由于彩色繪圖儀、彩色激光打印機、磁帶機等大型外設價格貴，數量有限，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、計算機系統集成的發展趨勢

廣泛集成分布式網絡環境與市場競爭的全球性激烈，每個企業集成中心也延伸到了企業的整合，使企業應用在分布式網絡環境的大型integrated.web為基礎的用戶界面統一，使部門和地區不同的人，組織，所有用戶實現方便，實時獲取信息，因此，該網站的用戶界面的統一是必然趨勢，計算機系統集成。

專業化與多元化系統集成技術，計算機的普及和應用在中國，在很大程度上提高國民綜合素質，有越來越多的挑戰和機遇。今天的社會是一個網絡與信息技術的整合，系統整合模式不再是簡單的結構，功能單一，但基于網絡結構的復雜和多功能轉型。因此，專業化與多元化系統集成技術是發展的必然趨勢，計算機系統集成。電子商務與企業信息系統集成，使企業供應鏈的有機結合，實現信息和資源充分共享，為企業降低成本，提高效率，電子商務可以說贏得了廣大民眾的支持，與企業信息系統集成已經成為一個必然。

結語

采用現今先進的域管理技術、網絡技術、存儲技術，對開發研究工作的主要計算機軟、硬件平臺進行了系統集成，建立了域控制器、遠程安裝服務器、文件服務器、軟件分發服務器、NIS+服務器、數據庫服務器、打印服務器、磁帶機服務器等十余套應用服務器，實現了操作系統遠程安裝、應用軟件自動分發、用戶數據跟隨用戶網上漫游、用戶數據，應用軟件集中管理、磁帶庫系統、遠程自動數據備份等。系統集成盡管提高了系統管理工作的技術難度，但卻極大地方便了用戶的工作，同時最大限度地實現了網絡資源的共享。

參考文獻

[1][美]微軟公司.Microsoft　Windows　2000目錄服務基礎結構設計與管理[M].北京：北京希望電子比版社，2001．