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檔案信息化，就是在國家檔案行政管理部門的統(tǒng)一規(guī)劃和組織下，在檔案管理活動中全面應用現(xiàn)代信息技術，對檔案信息資源進行處置、管理和為社會提供服務，加速實現(xiàn)檔案管理現(xiàn)代化的進程。換句話說，檔案信息化是指檔案管理模式從以檔案實體為重心向以檔案信息為重心轉變的過程。這是一個長期的發(fā)展過程，在這一過程中，要不斷地采用現(xiàn)代信息技?g裝備檔案部門，從而極大地提高檔案管理和利用的現(xiàn)代化水平。

1 計算機信息技術集成有效促進檔案管理載體發(fā)生重大變化

與傳統(tǒng)的檔案管理載體不同，信息技術更多的是將檔案內(nèi)容轉換成信息化數(shù)字內(nèi)容通過計算機技術和網(wǎng)絡技術、借助相關軟件作為載體予以保存，實現(xiàn)了檔案管理儲存的數(shù)據(jù)化、虛擬化和數(shù)字化。例如在高校中計算機信息技術就得到了很好的應用。 隨著信息技術中硬技術的不斷應用，大部分學校檔案管理工作部門均配備了相應的多媒體電腦、資料掃描儀、打印機以及相機等硬件設備。工作人員可以根據(jù)每一階段利用計算機從互聯(lián)網(wǎng)等多個方面獲取資料信息，對于收集的資料可以利用掃描儀全部轉換為電子版，從而實現(xiàn)資料數(shù)字化。電子文件不同于傳統(tǒng)紙質(zhì)文件，其更易于保管，并且方便，所占空間大大縮小。因為電子文件屬于一類新型信息載體，近年來以光學材料及磁性材料作為信息載體的電子檔案逐漸取代了以紙質(zhì)作為信息載體的紙質(zhì)檔案。針對學校獲得個人中獎旗、獎杯以及各種紀念品，由于是屬于立體物品傳統(tǒng)保管工中很難確保其經(jīng)過長時間之后不會出現(xiàn)變色、損壞等。傳統(tǒng)的檔案管理往往是以實物保存為主要的載體形式，受保存空間和時間影響較大，檔案儲存內(nèi)容很大程度上依賴于載體的可承受能力。信息技術集成條件下的檔案管理載體有效實現(xiàn)了計算機的全程操控，有效實現(xiàn)了檔案數(shù)據(jù)處理與交換的效能，有效避免了受傳統(tǒng)檔案管理時間和空間約束的限制。

2 計算機信息技術中軟技術的應用

檔案信息管理系統(tǒng)的軟件功能越來越完善。隨著信息技術的不斷發(fā)展，為了進一步提高電子文檔的管理工作數(shù)據(jù)庫逐漸被應用在檔案管理工作中。信息技術的不斷發(fā)展為檔案信息化管理提供了技術支撐。數(shù)據(jù)庫技術的運用早期文件系統(tǒng)也可以實現(xiàn)電子文檔的存儲工作，但是因為早期文件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信息冗余、數(shù)據(jù)共享以及信息檢索方面都存在一些弊端，從而未能得到推廣采用。數(shù)據(jù)可技術的應用可以很容易的完成數(shù)據(jù)信息的冗余消除、信息檢索、存儲以及信息共享工作。一旦建立了用于管理檔案信息的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，可以使其充分發(fā)揮計算機具有的密集存儲以及快速檢索功能，不僅能進一步提高高校檔案信息的保密性，還能大大提高檔案管理工作效率。網(wǎng)絡系統(tǒng)功能越來越完善，互聯(lián)網(wǎng)技術的運用其中為檔案管理信息管理平臺的運行提供了重要的保障。例如依托云技術構建檔案信息資源共享平臺?；谠朴嬎愕臋n案信息化管理系統(tǒng)主要由基礎硬件設施和云管理平臺以及云檔案管理應用程序所構成。檔案管理云應用程序主要是面向檔案信息用戶，對檔案進行相關操作管理的軟件。通過構建云計算檔案管理平臺可以實現(xiàn)檔案信息資源的共享，提高不同部門檔案信息封閉的缺陷，有效的避免重復構建信息管理系統(tǒng)的弊端，降低檔案信息化建設成本支出而互聯(lián)網(wǎng)技術屬于一種全球性的計算機網(wǎng)絡，其由不同中規(guī)模大小、不同類型的計算機網(wǎng)絡組合而成。由于計算機網(wǎng)絡的出現(xiàn)，使資源共享變成了可能，而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術在設備及技術上都能達到檔案的網(wǎng)絡化管理相關要求?；ヂ?lián)網(wǎng)技術不僅能實現(xiàn)數(shù)據(jù)檔案的傳輸、接收、收集，還能真正實現(xiàn)網(wǎng)上信息資源數(shù)據(jù)的共享，從而大大提高檔案管理工作質(zhì)量，節(jié)省了人力、財力。

3 計算機信息技術在檔案管理的應用中存在一些問題

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油田企業(yè)作為我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其面臨來自市場經(jīng)濟條件下的競爭越來越激烈。我國的油田企業(yè)已經(jīng)從過去得天獨厚的優(yōu)勢企業(yè)時代進入了一個全方位、多層次、開放式的發(fā)展時期。例如，勝利油田是中石化集團公司下屬國有大型石油企業(yè)，經(jīng)過五十多年的高速高效開發(fā)，剩余可采儲量日益減少，未動用儲量品位變差，特別是可開采新建產(chǎn)能中優(yōu)質(zhì)儲量比重下降，資源接替緊張。老油田進入到開發(fā)后期，含水不斷上升，地下矛盾越來越突出，產(chǎn)量遞減越來越快，穩(wěn)產(chǎn)難度逐年增大，維持產(chǎn)量穩(wěn)定的工作隨之增加。另外，面對國際油價下滑，石油石化行業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，利潤下降、投資風險增加、成本壓力增大。面對諸多挑戰(zhàn)，以及企業(yè)生產(chǎn)需求擴大、投資成本不足、降本增效任務加重等矛盾，油田企業(yè)必須打破舊的思維模式和管理定式，把成本控制放到企業(yè)全方位發(fā)展的戰(zhàn)略高度，對企業(yè)的全面預算管理予以高度重視，創(chuàng)新全面預算管理手段，增強成本控制能力，增強油田生產(chǎn)經(jīng)營管理的預見性和可控性，從而增強企業(yè)的外部競爭能力。

二、油田企業(yè)預算管理現(xiàn)狀與改進要求

1、油田企業(yè)預算管理現(xiàn)狀。

在實踐中，勝利油田、中原油田、西北油田先后組織了零基預算思想和成本動因理論、目標責任成本等的管理研究和實踐。2005年后，中石化相繼推行全面預算經(jīng)濟活動分析模板、全面預算編制模板和油田事業(yè)部全面預算管理辦法，正式確定全面預算在油田開發(fā)板塊的應用方案。2010年中石油與中石化相繼完成ERP經(jīng)營管理平臺建設，全面預算管理運用到油田企業(yè)生產(chǎn)運營的各個方面中。目前油田企業(yè)采取“以全面預算管理委員會為核心，以專項業(yè)務預算部門為基礎，以月度預算、經(jīng)濟活動分析為保障，以延伸到最基層為目標”的全面預算管理體系。在預算管理模式方面，采取“3×3”的預算管理模式：縱向上分三個層次，即分公司，采油廠（二級），采油礦、區(qū)塊（三級）三級預算管理層級；橫向上分三種類型，即油氣生產(chǎn)、科學研究、輔助生產(chǎn)三類不同業(yè)務性質(zhì)的單位，從而形成了覆蓋全油田的全面預算管理體系。在組織層級方面，建立完善了從分公司到采油礦（區(qū)塊）的三級全面預算管理委員會組織架構，落實從油田到班組（崗位、個人）的五級責任控制層級，層層傳遞成本壓力，把能分解的費用全部下沉到責任單位，明確各崗位、各環(huán)節(jié)的預算指標和管理責任。在預算編制方面，突出生產(chǎn)運行與經(jīng)營管理的結合，體現(xiàn)統(tǒng)籌理念。

2、存在問題。油田企業(yè)全面預算管理體系經(jīng)過幾年的深入推進，二、三級單位的預算編制已經(jīng)普遍精細化，現(xiàn)行預算管理模式強化了部門經(jīng)濟責任，提高了基層單位控制成本的積極性和參與性。但是隨著油田生產(chǎn)經(jīng)營形勢的變化，原有預算管理模式暴露出越來越多的問題，已經(jīng)不能適應油田企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。主要表現(xiàn)在，專業(yè)部門人員沒有全面參與預算編制，經(jīng)營人員多數(shù)沿用水平法直接套算，零基預算應用的深度和力度都不夠；在三級層面以下的預算分解上，直接根據(jù)歷史水平和產(chǎn)量、工作量的變化情況，選擇電、材料、修理費、維護作業(yè)費以及內(nèi)部勞務簡單下切，從單井到層系，從單元到區(qū)塊，在產(chǎn)量、工作量、成本相匹配方面的基礎工作做得相對薄弱，不能真實地反映油藏開發(fā)的實際投入狀況，不符合油藏經(jīng)營的總括性要求，沒有完全貫徹全面預算的管理宗旨。

3、改進方向。油田企業(yè)成本預算應按照“注重投入效果、體現(xiàn)效益優(yōu)先”原則，加強戰(zhàn)略研究，關注長效發(fā)展。一方面，以產(chǎn)量預算為前導、效益預算為結果，建立相應的全面預算管理模式，遵循“效益論證在先，預算編制在后”的編制原則，持續(xù)進行業(yè)務方案優(yōu)化調(diào)整和整體預算決策平衡。加大對產(chǎn)量預算、效益預算的編制力度，將儲量、產(chǎn)量、成本、效益有機的加以結合，逐步擺脫增量預算的痕跡，落實零基預算。另一方面，探索創(chuàng)新預算管理思路，依據(jù)油藏管理理念要求，建立基于地質(zhì)單元預算為基礎的、上下結合的預算管理體制。通過合理劃分油藏經(jīng)營管理單元，制定和實施油藏經(jīng)營策略，尋求最佳經(jīng)營方案，把油藏開發(fā)和經(jīng)營管理緊密結合，實現(xiàn)油氣田開發(fā)的技術優(yōu)化和經(jīng)濟效益最大化。

三、基于地質(zhì)單元的全面預算管理體系構建

1、構建思路。

油藏經(jīng)營是以油藏為對象，而地質(zhì)單元因其在地層劃分或地質(zhì)構造上具有同質(zhì)性，更適于成為聯(lián)結單井、區(qū)塊、油田的關鍵節(jié)點和紐帶，具有承上啟下、統(tǒng)領銜接的重要地位。因此，建立以地質(zhì)單元為基本對象的預算體系，是貫徹落實油藏經(jīng)營管理理念的關鍵手段和突破點。以地質(zhì)單元為載體的全面預算管理體系，是對傳統(tǒng)全面預算的延伸和創(chuàng)新，其基本思路是：運用零基預算和業(yè)務預算的基本原理和方法，將管理重心下沉聚焦到具體開發(fā)單元，集合實施從儲量、產(chǎn)量、工作量、投資、成本等全面預算管理，構建運行以地質(zhì)單元（以下簡稱單元）為主體的全面預算管理體系。

2、體系設計。

基于單元的油田企業(yè)全面預算管理體系，以單元預算管理信息系統(tǒng)的設計運行為基礎，外延開展全目標業(yè)務預算測算、單元單井效益評價、生產(chǎn)運行監(jiān)控等一系列活動，協(xié)同推進全面預算管理目標的實現(xiàn)。

其中單元預算管理信息系統(tǒng)是以油田地質(zhì)單元為主體對象的業(yè)務預算系統(tǒng)，以前期單元實際發(fā)生的業(yè)務量數(shù)據(jù)為參考依據(jù)，根據(jù)實際發(fā)生數(shù)據(jù)的遞變規(guī)律及各采油廠業(yè)務部門的經(jīng)驗，整理出來一套預算編制的辦法及公式，并據(jù)此自動完成未來既定期間的預算編制。單元預算管理信息系統(tǒng)的基礎架構包括基礎數(shù)據(jù)、設施管理和單元預算，如圖1所示。

基礎數(shù)據(jù)，設置單元預算的預算框架、與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對應關系等。

設施管理，將單位下的單元、井、站、管線等都作為設施來統(tǒng)一管理，每種設施又有自己不同的靜態(tài)屬性和動態(tài)屬性內(nèi)容，如圖2所示。

不同類型的設施都設計有不同的靜態(tài)和動態(tài)指標，比如井的靜態(tài)指標有：區(qū)塊、井型、井深等；動態(tài)指標有：產(chǎn)液量、產(chǎn)油量等等。靜態(tài)指標是相對固定的，只需維護一次。動態(tài)指標是隨著時間變化的，設定動態(tài)指標的維護按期間維護。設施指標數(shù)據(jù)有兩個來源，一部分來源于油田生產(chǎn)源頭數(shù)據(jù)庫（由接口定時抓取數(shù)據(jù)），另一部分無法自動取數(shù)的數(shù)據(jù)可以采取人工錄入。

單元預算：根據(jù)計算公式定義的內(nèi)容，取得單元或井的指標數(shù)據(jù)推算單元預算，預算編制人員可根據(jù)推算出來的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)調(diào)整，如圖3所示。

單元預算項目的計算公式：系統(tǒng)可以定義單元預算項目的計算公式，不同的預算項目分別設置不同的公式來計算。公式由函數(shù)或公式因子再加上計算符號組成，函數(shù)或公式因子可以取設施上的靜態(tài)屬性或動態(tài)屬性。

3、體系特點

以單元為主體的全面預算管理體系的特點主要體現(xiàn)在三個方面：一是突出戰(zhàn)略性特征。它選擇油藏單元作為預算管理起始點和立足點，將預算同步于油藏勘探、開發(fā)、開采和廢棄全周期，將年度預算、滾動預算與油藏周期開發(fā)規(guī)律結合到一起，克服財務預算與開發(fā)生產(chǎn)“各彈各調(diào)”“急功近利”等短視行為。二是以生命周期效益（價值）最大化為導向，突出體現(xiàn)油田企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營從“產(chǎn)量―價值量”關系導向，向“儲量―產(chǎn)量―價值量”關系導向的經(jīng)營增長方式轉變，突出儲量的主導作用與效益的基本地位。三是突出多學科、多專業(yè)協(xié)同。從系統(tǒng)建設數(shù)據(jù)錄入、邏輯勾稽、集成共享等機制運行上突出生產(chǎn)運行與經(jīng)營管理的結合，強化勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、工藝、計劃、財務、經(jīng)營等部門協(xié)同，達到充分調(diào)動資源、利用資源、解放資源、提升效益的目標。

四、基于地質(zhì)單元的全面預算管理體系的具體設計

1、強化兩個結合，體現(xiàn)統(tǒng)籌管理和效益提升理念

一是開發(fā)生產(chǎn)與經(jīng)營管理相結合。實施“業(yè)務預算在先，財務預算在后”的編制流程。在油田層面，由生產(chǎn)部門充分結合各單位開發(fā)實際統(tǒng)籌優(yōu)化，財務部門根據(jù)優(yōu)化后的業(yè)務預算，結合油氣成本定額、單耗、單價，進一步細化財務預算項，確立下達各單位總體預算目標。在二級單位層面，根據(jù)上級下達的產(chǎn)量和成本指標，結合油藏管理單位對各單元進行現(xiàn)狀和潛力分析，以單元效益最大化為目標，對各單元進行產(chǎn)量和工作量的優(yōu)化配置，由相關職能部門的技術專家和管理專家進行論證，分單元編制預算。在三級層面，側重落實單元預算的分解，結合既定基礎預算條件，分指標類型實施預算分解，如圖4所示。

二是投資與成本相結合。以油藏區(qū)塊作為效益預算的主體，在預算編制中，分為存量資產(chǎn)效益預算和增量資產(chǎn)效益預算兩部分進行測算。如在2014年預算編制中，以2012年末已形成資產(chǎn)為存量資產(chǎn)，在2012年末區(qū)塊現(xiàn)狀的基礎上進行效益測算，作為2014年存量資產(chǎn)效益；2013年、2014年新增投入形成資產(chǎn)為增量資產(chǎn)，包括新增成本和新增投資，以投入項目效益評價為基礎，對2013年、2014年老區(qū)塊新投入產(chǎn)生的效益和2013年、2014年新投入?yún)^(qū)塊產(chǎn)生的效益按項目評價報告進行預算，作為2014年增量資產(chǎn)效益。存量資產(chǎn)效益和增量資產(chǎn)效益之和為2014年公司效益。

2、實現(xiàn)單元預算指標的標準化

以地質(zhì)單元為基礎的油田企業(yè)全面預算管理體系，主要以地質(zhì)單元來凸顯地上地下管理資源差異，維護建立油藏開發(fā)單元與行政單位的對應關系，將預算管理視角由地上向“地上與地下相統(tǒng)一”延伸，實現(xiàn)預算責任主體由單一的“行政單位”向“行政單位與油藏單位相綜合”轉變；同時，凸顯開發(fā)方案個性差異，對于各單元預算的定額測算不再是依據(jù)產(chǎn)量“一條鞭”簡單處理，而是參照單元產(chǎn)液量、注水量、注汽量、作業(yè)工作量等個體開發(fā)方案數(shù)據(jù)指標，執(zhí)行“個體”匹配，充分尊重單元油藏開發(fā)特性和規(guī)律，利用差異管理保障公平預算。

實行單元預算指標標準化設計，落實指標細分全覆蓋。通過單元預算管理體系的搭建運行，實施全業(yè)務指標預算管理，集合落實產(chǎn)量、投資、成本、開發(fā)、技術等責任目標，實現(xiàn)預算管理全覆蓋。

3、實施“五位一體”單元預算管理

（1）預算編制到單元。以即定油田地質(zhì)單元劃分為基礎，分油藏類型、開發(fā)階段、開發(fā)方式梳理增加剩余經(jīng)濟可采儲量的勘探開發(fā)行為，按增量和存量分別開展預算編制。合并構建以產(chǎn)量、噸油成本指標為核心，以開發(fā)指標、工作量指標、技術指標為輔的分系統(tǒng)、分板塊、分業(yè)務類型的預算管理指標體系，將目標管理指標落實到每一個單元和重點崗位。

（2）決策優(yōu)化到單元。研究存量資產(chǎn)和增量資產(chǎn)效益相結合的決策機制，按照存量資產(chǎn)效益和增量資產(chǎn)效益分別預算。一是盤活存量資產(chǎn)，對低效閑置資產(chǎn)使用調(diào)劑、拍賣、報廢等手段，提高存量資產(chǎn)效益。二是做實增量資產(chǎn)，建立注重回報的投資管理機制和追溯考核機制，按照投資項目建立項目儲備庫和效益評價臺賬，按效益高低進行排隊比選，有效益的項目才能投資，效益高的項目優(yōu)先投資。三是經(jīng)營好儲量資產(chǎn)，完善建立油氣儲量從發(fā)現(xiàn)、升級、動用到復算、核算、結算為主線的儲量動態(tài)管理體系，不僅從資源和技術的角度找到更多的油氣儲量，更要從經(jīng)濟和效益的角度經(jīng)營好已經(jīng)找到的油氣儲量。

（3）成本核算到單元。在整合ERP核算、單井材料寫實、單井作業(yè)核算等系統(tǒng)資源的基礎上，開展單元成本核算，具體制定單元核算及分配分攤規(guī)則，規(guī)范行政單位費用單元交叉、聯(lián)合泵站費用交叉、輔助生產(chǎn)勞務交叉、后勤輔助單位人員交叉等具體問題，保障單元生產(chǎn)經(jīng)營狀況的全面、真實、客觀反映。

（4）分析管控到單元。依托單元預算執(zhí)行分析結果，按照“問題倒逼管理”的思路，對效益較差的單元實施重點對比分析，按照找問題所在、找解決部門、找解決方法的路徑，組織綜合治理方案的協(xié)同統(tǒng)籌和管理，實施成本費用的科學調(diào)配和有序投入，實現(xiàn)整體效益最大化的目標。

（5）評價考核到單元。一是細化單元效益評價，以單元預算管理系統(tǒng)為基礎，統(tǒng)一標準、統(tǒng)一方法、統(tǒng)一配套體系，完善運行集成單元效益評價、單井效益評價、措施效益評價、低效井綜合治理等內(nèi)容為主體的效益評價平臺。二是細化單元效益考核，實施預算目標導向由“短期效益”向“長效發(fā)展”的轉變，實行投資項目全周期效益跟蹤考評機制，按照“誰受益、誰負責”的原則，公示項目負責人、建設周期、主要工藝、投資回收期、內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值等內(nèi)容，將考核結果納入決策者的考評檔案。

五、基于地質(zhì)單元的全面預算管理體系的保障措施

油田企業(yè)通過創(chuàng)新開展以地質(zhì)單元為主體的全面預算管理體系，取得了直接經(jīng)濟效益，完善了生產(chǎn)預算與經(jīng)營預算的“物理接口”，改變了單純由財務部門編制、運行預算的局面，使得經(jīng)營管理與開發(fā)生產(chǎn)的結合更加緊密，提升了油田企業(yè)的經(jīng)營管理水平。為了保障以地質(zhì)單元為基礎的全面預算管理體系在油田企業(yè)順利實施，本文提出以下幾項建議和措施。

1、貫徹油藏經(jīng)營管理理念。油田企業(yè)上下加強認識，強化油藏經(jīng)營管理的理念和油田企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，最大限度提升儲量效益，夯實油田可持續(xù)發(fā)展基礎。

2、推進全員目標管理。油田企業(yè)內(nèi)各部門、各單位提高參與預算編制過程的積極性，加強預算約束力度，逐步建立以“先算盈、抓質(zhì)量、提效益”為指導的工作基礎規(guī)范和執(zhí)行準則。

3、落實全生命周期管理。建立并完善依托投資項目的全生命周期效益評價考核機制、資產(chǎn)全周期管理機制等，進一步前置和延伸效益管理模式，逐步深入到以油藏地質(zhì)單元為對象的全過程資源管理，進一步擴大效益提升的空間。

4、提升精細管理水平。推進實施以地質(zhì)單元為主體的全面預算管理體系建設，在強化開發(fā)生產(chǎn)與經(jīng)營管理結合的同時，需要進一步推行“重產(chǎn)量、重質(zhì)量、重效益、重基礎、重管理、重細節(jié)”的精細化管理理念。

六、結論與展望

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關鍵詞：EDA技術；計算機專業(yè)；硬件體系；實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

1計算機硬件類實驗教學面臨的問題

計算機技術不斷進步與發(fā)展，若計算機硬件類實驗教學仍采用傳統(tǒng)的實驗教學模式和傳統(tǒng)的實驗平臺，開設自主性、綜合性、創(chuàng)新性實驗就面臨一些問題和困難。

1.1硬件設備投入高，硬件項目開發(fā)周期長

硬件實驗平臺的建設需要大量的資金投入，而且硬件類實驗消耗很大，需要持續(xù)的資金投入做保障。此外，硬件課程建設周期也較長，硬件實驗項目開發(fā)也非一蹴而就，實驗教師需要完備的理論知識和扎實的電子學知識，而且需要反復的實驗和長期的實踐，才能自如的設計實現(xiàn)，這一過程比掌握一門計算機語言或一種計算機軟件開發(fā)工具要難得多和慢得多。實驗設備的更新速度及實驗項目長周期開發(fā)難以滿足新技術、新方法的更新步伐。

1.2教學實驗臺的設計針對性強，硬件線路相對固定，實驗內(nèi)容受硬件設計的制約

很多教學實驗臺的設計針對性強，是針對某門課程而開發(fā)設計的，硬件線路部分相對固定，其擴展性很有局限，更新實驗內(nèi)容受硬件設計的制約。硬件實驗設備的高投入和實驗器件的大消耗，在沒有足夠資金投入的情況下，在現(xiàn)有硬件設備上進行實驗內(nèi)容的更新，開設自主性、綜合性、創(chuàng)新性實驗難以實現(xiàn)。

1.3硬件實驗教學彼此脫節(jié)，缺乏系統(tǒng)化的實驗體系

計算機專業(yè)硬件類課程必修課程一般包括數(shù)字邏輯、計算機組成原理、計算機接口與通信技術、計算機體系結構、嵌入式系統(tǒng)設計，選修課程一般包括單片機原理及應用、數(shù)據(jù)采集、計算機控制技術等。這些課程之間彼此存在內(nèi)在的聯(lián)系，學生通過這些課程的學習，應當能逐步建立起整個計算機系統(tǒng)設計的概念，掌握計算機系統(tǒng)的設計技術，掌握計算機的控制應用。但在具體課程和實驗安排中，卻往往忽略并割裂了這種內(nèi)在聯(lián)系，實驗內(nèi)容沒有從模塊化、系統(tǒng)化的角度整體考慮計算機系統(tǒng)設計和控制應用的要求。因此，分析這些課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，設計階段性、模塊化、系統(tǒng)化的實驗教學內(nèi)容，建立計算機硬件實驗教學體系，對于培養(yǎng)學生的計算機系統(tǒng)設計能力和應用設計能力十分重要和必要。

2構建基于EDA技術的計算機硬件實驗教學體系

EDA技術的迅猛發(fā)展，以及可編程邏輯器件PLD的出現(xiàn)及不斷推舊出新，為解決上述矛盾提供了一個良好的契機。EDA技術不僅是一種先進的硬件設計技術，而且將在計算機專業(yè)的硬件體系實驗教學中發(fā)揮其重要作用。采用EDA技術可以實現(xiàn)硬件設計軟件化，其實以軟件實驗替代硬件實驗的方法也將是計算機硬件設計技術的發(fā)展方向，在美國一些著名大學的計算機硬件實驗室，包括計算機組成原理實驗早已不用那種傳統(tǒng)接插式箱式實驗臺，采用EDA技術進行硬件實驗，通過可編程邏輯器件進行修改和重構，實現(xiàn)系統(tǒng)編程和硬件邏輯設計的軟件化，設計方法較靈活。由于所有的實驗都在計算機上利用軟件來完成,不需連接導線，修改測試極為方便，可大大提高實驗效率。與通常的實驗手段相比，“軟件化”實驗無器件損耗，可節(jié)省實驗經(jīng)費，并減輕實驗管理人員的維護工作量。采用EDA技術將為學生進行自主實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實驗提供廣闊的發(fā)展空間的同時，全面提高學生工程實踐能力和學習硬件設計的興趣。因此，構建EDA技術貫穿于計算機硬件實驗教學體系十分必要。

2.1研究計算機專業(yè)硬件類課程之間的關系，設計遞進層次的實驗結構

要合理設置計算機實驗課的結構，在強調(diào)計算機實驗課之間的邏輯順序的同時，注意知識內(nèi)容的相互銜接，上下呼應，以保證學生知識的增長、學生能力的發(fā)展和社會需求三者之間的統(tǒng)一。建立基于EDA技術的基礎設計、綜合設計、應用研究設計三個遞進層次的實驗結構。

基礎設計：主要掌握基本技能、基本方法的運用，加深對理論知識理解。例如，數(shù)字邏輯實驗課程中組合邏輯和時序邏輯電路的設計，計算機組成原理實驗課程中功能部件的設計，計算機接口實驗課程中I/O接口部件的設計，學生用EDA軟件原理圖和硬件描述語言的方法在設計或描述這些功能時，必須清楚部件的結構與性能，充分理解理論知識。以基礎設計實驗替代驗證性實驗不僅讓學生掌握基本技能和方法，更能透徹理解理論知識。

綜合設計：綜合所學的知識，應用現(xiàn)代化的設計思想，設計計算機的硬件系統(tǒng)。如將計算機組成原理、計算機接口技術與計算機體系結構實驗課程結合，學生用硬件描述語言完成中斷控制器、總線控制器的設計，及RISC、CISC的CPU優(yōu)化設計。綜合設計實驗可以在單科單個實驗的基礎上，進一步將計算機硬件課程的實驗內(nèi)容打通，建立統(tǒng)一的平臺，完成多科目的綜合應用。實現(xiàn)更加復雜的計算機硬件系統(tǒng)的設計，達到對整個計算機硬件知識的融會貫通。

應用研究設計：進行軟、硬件綜合設計，能夠根據(jù)需要設計出一定規(guī)模的計算機硬件應用系統(tǒng)實例，此時的計算機硬件實驗就不僅僅是單個或綜合的實驗教學了，而是一個總的計算機硬件應用系統(tǒng)的設計項目或軟、硬件綜合設計。學生以接近于實際應用環(huán)境，完成高質(zhì)量綜合設計為訓練手段，使學生建立系統(tǒng)的概念與工程的概念。如基于SOPC的嵌入式設計項目，以掌握計算機硬件結構與應用系統(tǒng)設計作為主要訓練目的，使學生對計算機的整個硬件系統(tǒng)、軟件環(huán)境有較全面、較系統(tǒng)的掌握，才能完成設計任務。

2.2以EDA技術為紐帶構建階段性、層次化的實驗教學體系

仔細研究計算機專業(yè)硬件類課程之間的關系，構建階段性、層次化、系統(tǒng)化的實驗體系。EDA技術好比紐帶，將那些分散的計算機專業(yè)硬件類課程有機地連接起來。具體可構建如下幾個層次的實驗:

(1) 數(shù)字邏輯層次實驗

完成常用組合邏輯和時序邏輯電路的設計，以及具有一定實用功能的邏輯系統(tǒng)的實驗。通過這些實驗使學生熟悉EDA設計的的全過程。

(2) 計算機組成原理層次實驗

主要完成運算器、存儲器、CPU等大規(guī)模器件的設計，通過計算機的功能部件或整個計算機系統(tǒng)的設計實現(xiàn)過程，鍛煉學生的工程實踐能力。

(3) 計算機接口與通信技術層次實驗

完成計算機I/O接口部件的設計，側重于硬件邏輯實現(xiàn)，如定時/計數(shù)器、中斷控制器、DMA 控制器、并行接口、串行接口和VGA顯示器的控制電路等。

(4) 計算機體系結構層次實驗

完成諸如RISC、CISC和總線控制器等的設計，實現(xiàn)計算機的各種組成部件或整機系統(tǒng)，追求結構的優(yōu)化和性能的提高，培養(yǎng)學生進行性能分析和測試的能力。

(5) 嵌入式計算機系統(tǒng)層次

主要完成嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件的設計和軟硬件綜合設計、多機容錯系統(tǒng)設計、多機并行算法設計等，使學生能熟練進行嵌入式系統(tǒng)應用程序開發(fā)和運用嵌入式操作系統(tǒng)進行任務調(diào)度和管理，最終設計出一個完整的嵌入式系統(tǒng)。

3實現(xiàn)基于EDA技術的計算機硬件實驗體系的措施

3.1增設EDA技術課程是當務之急

EDA技術課程以應用為主，主要介紹當前可編程邏輯器件PLD設計的主導思想和設計方法，以及PLD的體系結構、硬件描述語言HDL、EDA開發(fā)工具和數(shù)字系統(tǒng)的設計方法。實驗教學是EDA課程的一個重要實踐環(huán)節(jié)，通過一系列由淺入深的、不同層次(如基礎設計型、綜合設計型、應用研究型)的實驗，學生可在較短時間內(nèi)掌握EDA技術的原理和方法，熟悉EDA設計的全過程。

EDA是以PLD及其開發(fā)板為硬件平臺，以硬件描述語言HDL和EDA技術為開發(fā)工具，以軟件設計的方法實現(xiàn)硬件的功能。EDA課程的意義不僅僅在于教會學生掌握某種HDL語言和某種EDA工具的使用，更重要的是引導學生掌握現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設計的方法與思想，能夠用形式化的方法來描述硬件電路，并能綜合運用先進的EDA技術對設計進行仿真、綜合和測試、驗證，從而培養(yǎng)和提高學生的硬件設計能力。國外加州大學伯克利分校、斯坦福大學、威斯康辛大學等高校早已經(jīng)在計算機專業(yè)應用EDA技術進行數(shù)字系統(tǒng)的設計和CPU的設計。國內(nèi)著名高校近年也在計算機專業(yè)開設了EDA技術課程，開始應用EDA技術進行計算機系統(tǒng)的設計。在計算機領域應用EDA技術是計算機硬件設計技術的發(fā)展方向，對于還沒有開設EDA技術課程或在計算機硬件系統(tǒng)設計還不能自如應用EDA技術的計算機專業(yè)，應該盡早增設EDA技術課程。

3.2精選實驗內(nèi)容，優(yōu)化實驗設置

精選一些基本的實驗作為計算機實驗的必修內(nèi)容。在內(nèi)容選取上，可以打破傳統(tǒng)的模式，如以基礎設計替代驗證性實驗，實驗內(nèi)容以訓練的性質(zhì)、層次進行分類。在實驗類型的設計上，強調(diào)實驗項目的設計，擬定方案、調(diào)試方法等由學生獨立完成，使學生在基礎知識、基本方法和基本技能上得到系統(tǒng)的訓練，提高學生的主動性。

實驗教學項目的設計，應開展多種類型、多種層次、多種目的實驗，如基礎設計型、綜合設計型、創(chuàng)新設計型或應用研究型。合理設置計算機實驗課的結構，注意知識內(nèi)容的相互銜接，前后呼應。如在計算機組成原理層次實驗，學生需掌握EDA技術的原理和方法，熟悉EDA設計的全過程；在嵌入式計算機系統(tǒng)層次實驗，學生需掌握嵌入式處理器組織結構，如NiosII CPU軟核或MicroBlaze CPU軟核。

3.3抓好計算機硬件師資隊伍建設

要培養(yǎng)高質(zhì)量的學生，就必須有高水平的教師。教師是實踐教學改革的關鍵，其知識結構、業(yè)務素質(zhì)、實踐能力、敬業(yè)精神將影響學生久遠。從事計算機硬件教學的教師需要具備豐富的計算機系統(tǒng)知識、扎實的理論功底、一定的工程實踐經(jīng)驗。值得思考的是，在當今實踐教學內(nèi)容更新迅速，實踐教學指導難度加大，社會用人單位急需實踐能力強的應用型人才的情況下，高等工科院校的實踐教學教師仍然被定義為“教輔人員”，在崗位津貼、晉升職稱、項目申報等方面仍然處于弱勢地位。這種現(xiàn)象與重視實踐教學和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量并不合諧一致。需要盡快轉變傳統(tǒng)的觀念，抓好計算機硬件師資隊伍建設，一方面積極引進計算機硬件人才；另一方面定期進行新技術培訓、實踐教學方法培訓；此外，加強與企業(yè)單位橫向合作，鼓勵老師走向社會，多參加科研項目的研究，不斷更新知識，提高業(yè)務水平，為實踐教學改革與應用型人才培養(yǎng)打下堅實的基礎。

3.4建立開放式EDA實驗室

可編程片上系統(tǒng)SOPC(System On a Programmable Chip)使得在一個芯片上實現(xiàn)一個完整的計算機系統(tǒng)成為可能。SOPC集成了硬核或軟核CPU、DSP、存儲器、I/O及可編程邏輯，采用基于SOPC的實驗平臺，使學生調(diào)試、驗證自己的設計項目成為可能，為學生的自主實驗提供廣闊的發(fā)展空間。比如軟硬件協(xié)同設計實驗，面向DSP等實際應用的實驗，基于SOPC嵌入式系統(tǒng)設計實驗等，使學生能夠應用EDA技術完成大型硬件的原型設計，或進行創(chuàng)新性課題的研究。

由于PLD自身的特點，學生最初完全可以在計算機上借助于EDA工具完成設計輸入、編譯、仿真和綜合，這樣學生在普通的計算機上即可完成PLD設計的大部分工作，最后再到EDA實驗室進行編程下載和驗證。借助EDA技術學生能完成涉及多門硬件類課程的實驗，在不同的學習階段，學生學習了相應的硬件課程后，就可以采用EDA技術，自行設計與本課程相關的實驗設計或復雜應用系統(tǒng)設計。

采用這種模式開設硬件系列實驗，建立一個一定規(guī)模的EDA實驗室，配備一定數(shù)量的SOPC實驗臺和配套的計算機。這并不需要很大的實驗室，也無須與學生規(guī)模相配套的實驗設備，在計算機上安裝各種成熟高效的EDA工具，實驗室作為開放式實驗室，可以是實驗時間開放和實驗內(nèi)容開放，為計算機專業(yè)學生提供一個良好的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。EDA技術的應用貫穿于計算機硬件體系實驗教學，學生的自主設計能力和創(chuàng)新意識將得到極大提高，這無疑對培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的人才有著重要的作用。

4結束語

計算機科學是一門實踐性很強且發(fā)展迅猛的學科，實踐環(huán)節(jié)是計算機學科建設與發(fā)展的重要組成部分。構建合理

的計算機硬件實驗體系，對培養(yǎng)學生良好的計算機硬件基礎，提高學生設計、應用計算機的能力至關重要。構建系統(tǒng)的EDA技術的實驗教學體系，實行開放式實驗教學，有利于增加新技術、新方法的實踐應用；有利于隨時更新實驗內(nèi)容，開設自主性、綜合性、創(chuàng)新性實驗。建立EDA技術的實驗教學體系必將極大地推進計算機專業(yè)硬件實驗教學內(nèi)容和教學形式的改革，為創(chuàng)新人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。

參考文獻：

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篇4

關鍵詞：計算機硬件；醫(yī)院信息科；維護；故障

中圖分類號：TP307

醫(yī)療改革的大環(huán)境下，醫(yī)療水平可謂節(jié)節(jié)攀升，使得對具備現(xiàn)代化特征的醫(yī)療設備的要求也漸漸提高，隨著計算機設備的大范圍普及，對醫(yī)院信息科的相關工作得以高效率地開展起到了至關重要的作用。因此，對計算機硬件的維護工作就顯得尤為重要，只有將計算機硬件的日常維護工作落實好，才可以提高醫(yī)院信息科的工作效率，進而提高醫(yī)院的整體進步和發(fā)展水平。

1 醫(yī)院信息科計算機硬件發(fā)生故障的原因

計算機硬件發(fā)生故障，大多在計算機的日常工作運行過程中，這也是最為常見和棘手的問題，會大大降低醫(yī)院信息科的工作效率，也不利于醫(yī)院醫(yī)療水平的提高。計算機硬件發(fā)生故障主要基于以下幾點原因：

1.1 計算機硬件質(zhì)量存有瑕疵（內(nèi)部原因）

有些計算機生產(chǎn)商家在計算機硬件的生產(chǎn)過程中，由于諸多原因，或是技術不過硬，或是針對目標群體不同，或是工人自身原因等，使得計算機硬件的質(zhì)量得不到保障。常見的質(zhì)量問題主要涵蓋計算機硬件的內(nèi)部元件性能不好、計算機硬件制作材料達不到規(guī)定的標準、計算機硬件的生產(chǎn)技藝不精細等，均會使計算機硬件設備接觸不良，從而會造成各個元件之間的線路出現(xiàn)斷路、短路或其他故障。此外，當計算機硬件中的相關部件已達到或超過使用期限范圍時，同樣會出現(xiàn)故障。

1.2 外部環(huán)境引起的計算機硬件故障

計算機硬件的使用壽命除了計算機設備自身原因外，還會受到外部因素的影響。如外界溫度較高時，計算機硬件設備的性能就會出現(xiàn)不同程度的受損；空氣中濕度過大時，對計算機硬件設備的電路元件也會造成損害；計算機硬件設備處于超負荷長期工作狀態(tài)下、電網(wǎng)電壓處于不正常狀況時、供電情況、電磁干擾以及灰塵等，也會影響到計算機硬件設備的性能。

1.3 人為操作不當引起的計算機硬件故障

對計算機設備的操作習慣各有不同，有些會習慣于對計算機設備帶電插拔，或是因為對計算機設備的操作水平有限，引起的設備之間錯誤的插拔方式，這對計算機硬件設備的性能同樣構成惡劣影響，此外，還包括設備在運輸過程中遭受到的劇烈震動和顛簸、對設備進行不正確的亂拆亂裝或其他意外因素對計算機硬件設備造成的故障或損害。

2 常見的計算機硬件設備故障分析與排障

醫(yī)院信息科計算機硬件的維護和保養(yǎng)工作離不開對計算機硬件設備故障的分析和排障環(huán)節(jié)，除了要遵循相關原則外，還要在遵循原則的基礎上，懂得針對不同計算機設備故障采用不同的故障分析和排障方法，才能夠達到事半功倍的效果。

2.1 計算機硬件設備排障法的相關原則

（1）先軟件后硬件原則。即先考慮諸如系統(tǒng)注冊表損壞、硬盤主引導扇區(qū)損壞、BIOS相關參數(shù)設置不當?shù)溶浖矫娴囊蛩兀罂紤]計算機硬件設備方面的因素。

（2）先系統(tǒng)后主機原則。即優(yōu)先考慮由鼠標、鍵盤、打印機、顯示器等引起的系統(tǒng)信息報錯因素，再考慮計算機主機因素。

（3）先電源后其他原則。計算機設備維持正常運行的保障就是電源，要先考慮是不是由于輸出電壓導致電流不正常、電源功率不足等電源因素構成的計算機設備故障，再考慮其他部件因素。

（4）先簡單后復雜原則。事實上，由于計算機硬件設備的質(zhì)量問題引起的故障并不多見，因此，在實行排障法時，應該先考慮簡單因素，如線路連接問題、插卡連接問題等，再考慮其他復雜元件引起的故障因素。

2.2 計算機硬件設備故障分析與排除法

在計算機設備的故障排障和檢修中，除了要遵循先軟件后硬件、先系統(tǒng)后主機、先電源后其他、先簡單后復雜原則之外，還要注意對計算機硬件設備故障的分析與排除方法。其中，常見的方法有替換法、排除法、觀察法、測量法、最小系統(tǒng)法等，只有掌握方法，才能抓住故障本身，并做到及時排除。

（1）計算設備初步啟動時，若電源指示燈工作正常，但是計算機的顯示器卻沒有顯示出任何信息，且伴隨著“嘀…嘀…嘀…”這樣的連續(xù)性的報警聲，就可以大概判斷出是內(nèi)存方面的故障了。

（2）還有一種與內(nèi)存方面的故障類似的故障，那就是顯示卡出現(xiàn)的故障。當計算機設備出現(xiàn)顯示卡故障時，計算機設備會發(fā)出“嘀”聲，只不過顯示卡故障下的報警聲形式是“一長兩短”。

（3）當計算機設備的CPU發(fā)生故障時，電源指示燈會正常工作，硬盤也會正常運轉，且伴隨著計算機設備啟動，不存在任何性質(zhì)的報警提示或信息顯示（一般情況下）。

（4）在已經(jīng)按下計算機設備的電源開關情況下，若機箱電源指示燈并沒有正常工作，且風扇也沒有正常轉動，伴隨著無聲音現(xiàn)象存在，大概可以判斷出故障的發(fā)源地在電源上。

（5）有些計算機設備會因為相關軟件設置不恰當，導致計算機硬件無法正常運轉，這便需要對軟件的相關參數(shù)進行重新更改和設置。

（6）有些計算機明明運行正常，但不一會就會毫無反應，出現(xiàn)死機現(xiàn)象。對于計算機死機故障的排除，可以從病毒、元件熱穩(wěn)定、部件接觸、硬件和軟件等方面著手，因為計算機在遭受到病毒侵襲、元件熱穩(wěn)定性不佳、部件解除不良、軟件沖突或者硬件不兼容等原因，均會出現(xiàn)計算機硬件運行故障。

3 醫(yī)院信息科對計算機硬件維護的重要性及舉措

很多醫(yī)院信息科的操作人員認識不到計算機硬件設備維護的重要性，錯誤地認為平時的日常維護和保養(yǎng)并沒有必要，導致了只有在計算機硬件設備出現(xiàn)故障或需要檢修時才想到日常維護的重要性。這種錯誤的傳統(tǒng)觀念，具有較大的危險性。

雖然計算機硬件設備出現(xiàn)故障并不完全出于人為原因，但是實際操作人員日常對計算機設備的操作卻與計算機設備的壽命長短與否有著緊密的聯(lián)系和責任。這一點在醫(yī)院信息科尤為重要，醫(yī)院信息科的操作人員應該加大計算機硬件設備的維護力度，避免出現(xiàn)醫(yī)院相關信息的通融故障，影響到醫(yī)患關系甚至是患者的生命安全。由此，醫(yī)院信息科對計算機硬件維護的重要性便可見一斑，加強對計算機硬件設備的維護力度是相當有必要的。

現(xiàn)階段，醫(yī)院隊伍的建設水平不斷提高，各大醫(yī)院中醫(yī)學人才濟濟，但是卻缺乏對具有綜合素質(zhì)和專業(yè)素養(yǎng)較高的計算機專業(yè)隊伍的建設，使得計算機硬件出現(xiàn)故障時，很難及時排除。基于這一關鍵原因，醫(yī)院應該從實際出發(fā)，首先，構建起一系列行之有效的計算機設備維護機制，外聘專業(yè)的計算機專業(yè)人員，及時對計算機設備相關信息進行記錄、歸檔；其次，建立一整套計算機維護和保養(yǎng)及機制；最后，對醫(yī)院信息科操作人員進行定期抽查和培訓，加大計算機硬件設備維護和保養(yǎng)的宣傳力度。

4 結束語

綜上，隨著計算機設備的普及和滲透，醫(yī)院信息科的工作逐漸朝著現(xiàn)代化方向進步利發(fā)展，改變了醫(yī)院傳統(tǒng)的管理模式，大大提高了醫(yī)院的工作效率。醫(yī)院信息科有必要對計算機硬件設備進行定期維護和及時保養(yǎng)，才可以促使計算機的故障期間隔時間加長、降低檢修費用，以達到保證計算機設備的正常運轉的目的，從而為醫(yī)院的醫(yī)療管理機制的完善提供保障。

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[3]黃偉，馮徑.《計算機硬件技術基礎》課程教學改革探索[J].現(xiàn)代計算機（專業(yè)版），2011（10）.

篇5

隨著信息技術的飛速發(fā)展，計算機技術被廣泛地應用于人們的生活與工作中，計算機系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行直接關系到整個經(jīng)濟社會的進步，為了確保計算機系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，計算機程序員應全面了解計算機系統(tǒng)硬件的各個部分，及時維護計算機硬件性能，避免由于計算機設備故障影響人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕睢?/p>

2對計算機硬件系統(tǒng)

2.1主板主板（MotherBoard，SystemBoard）是計算機系統(tǒng)的主要部分，主板硬件在計算機系統(tǒng)中就像人類的大腦一樣，是指揮與控制計算機系統(tǒng)執(zhí)行各種功能卡的運行部件。主板硬件是計算機功能是否安全穩(wěn)定運行的保障，有助于維護計算機硬件設備的日常工作。主板在計算機系統(tǒng)不可以通用，但計算機的顯示器、鍵盤、聲卡等在各個計算機中基本上可以通用。計算機的主板芯片主要包括兩種，一種是數(shù)字芯片，一種是模擬芯片，計算機主板硬件使用的芯片基本上都是數(shù)字芯片[1]。2.2CPUCPU（EentralProcessingUnitr）是計算機的中央處理器，CPU是在計算機系統(tǒng)中是一塊大規(guī)模的集成電路，它和計算機系統(tǒng)的主板硬件一樣，都是計算機系統(tǒng)的核心部件，也是計算機的最高執(zhí)行單位。CPU在計算機中主要是負責執(zhí)行計算機系統(tǒng)的各項指令，同時負責計算機系統(tǒng)中發(fā)出的數(shù)字和邏輯運算指令，將接收到的數(shù)據(jù)信息存儲在相應的系統(tǒng)中，此外，CPU還能夠控制計算機向外或向內(nèi)輸入或輸出數(shù)據(jù)信息。中央處理器的主要職責是執(zhí)行各個部門發(fā)出的指令，并對接受的數(shù)據(jù)進行加工處理，影響到計算機執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)處理的速度。不同性能的CPU硬件執(zhí)行能力與處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的速存在很大的區(qū)別。2.3芯片組芯片組在計算機中其實就是一塊集成的電路片，它主要是計算機系統(tǒng)的內(nèi)部元件、功能與接腳較多的芯片組成的集合體。早期的計算機主板由一些LST芯片和許多TTL芯片組成，因此，一塊較大的主板硬件上可能會出現(xiàn)上百塊芯片元件，生產(chǎn)一塊計算機主板硬件耗時較多并且成本高，生產(chǎn)過程十分的復雜。目前，計算機設備在生產(chǎn)過程中，將以往的上百個芯片元件進行濃縮，轉變成很多的芯片電路并都安置在一個狹小的芯片空間，一旦計算機工作人員對芯片的材質(zhì)與制作技術的掌握程度不足，會導致芯片組產(chǎn)生運行不穩(wěn)定的情況，以至于計算機系統(tǒng)的高頻干擾匹配方面出現(xiàn)問題。2.4內(nèi)存計算機內(nèi)存也是計算機系統(tǒng)中非常重要的一部分，是計算機進行數(shù)據(jù)存儲的一個小部件，內(nèi)存主要分為存儲CPU和部分計算機系統(tǒng)設備。對計算機系統(tǒng)的存儲部件來說，內(nèi)存硬件的存儲方式有兩種，一種是永久性的存儲，一種是臨時性的存儲。永久性數(shù)據(jù)存儲是將部分計算機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲起來，只要沒有人將數(shù)據(jù)刪除，數(shù)據(jù)就會永遠存在系統(tǒng)中。而臨時性存儲是計算機在進行數(shù)據(jù)運算時，將數(shù)據(jù)臨時存放在內(nèi)存空間中，在運行完畢后計算機系統(tǒng)會自動刪除數(shù)據(jù)。計算機系統(tǒng)內(nèi)存硬件的大小，對計算機存儲數(shù)據(jù)功能以及數(shù)據(jù)的傳輸速度起到?jīng)Q定性的作用。

3計算機硬件組成

CPU內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)存時間與速度不同，受到計算機系統(tǒng)規(guī)格和型號影響。比如ROM，有27010-15和27010-20兩種不同的型號，它們傳輸數(shù)據(jù)的速度也就各不相同。ROM的傳輸數(shù)據(jù)速度與RAM的速度相比，是比較慢的，RAM有不同的型號規(guī)格，如411000-6和411000-7，這兩種型號之間的數(shù)據(jù)傳輸速度也不同。計算機硬件內(nèi)存主要劃分為以下幾類。3.1常規(guī)內(nèi)存（ConventionalMemory）常規(guī)內(nèi)存在計算機硬件內(nèi)存分布表中，位置比較靠前，地址從0KB到640KB，一共占用容量640KB。由于常規(guī)內(nèi)存的存儲位置比較靠前，屬于DOS的管理區(qū)域，又可稱之為低DOS內(nèi)存，使用該區(qū)域執(zhí)行的程序主要有DOS操作系統(tǒng)、設備的驅(qū)動程序、以及一些基本的應用軟件。3.2高位內(nèi)存（UpperMemory）高位內(nèi)存與DOS內(nèi)存相比，位置很高，經(jīng)常存儲在常規(guī)內(nèi)存最上面的一層，高位內(nèi)存的存儲位置是在640KB～1024KB之間。3.3高端內(nèi)存區(qū)（HighMemoryArea）高位內(nèi)存區(qū)的位置又高于高位內(nèi)存，并在高位內(nèi)存的上面一層，地址是100000H～10FFEFH，內(nèi)存容量只有64KB，主要位于1024KB～1088KB之間，在CPU上尋找地址時，一般是通過地段地址偏移的方法來尋找地址，高端內(nèi)存尋址的最大內(nèi)存空間是10FFEFH。3.4擴展內(nèi)存（ExtendedMemoryBlock）擴展內(nèi)存是對計算機硬件的內(nèi)部內(nèi)存進行部件擴展，擴展內(nèi)存的擴展空間必須在1MB以上，擴展地址為100000H———，也就是說從100000H開始進行擴展，持續(xù)向上擴展內(nèi)存，內(nèi)存擴展的大小受到CPU尋址能力的影響[2]。

4計算機硬件與性能的關系

計算機硬件的性能主要是由幾個指標進行綜合衡量，而不是根據(jù)計算機硬件運行的速度作為標準進行衡量。主要以光驅(qū)為例，CD-ROM光驅(qū)運行的速度不能作為分辨光驅(qū)性能好壞的標準，因為CD-ROM光驅(qū)的運行速度主要由光區(qū)內(nèi)系統(tǒng)的驅(qū)動電機轉速來決定，它的運行速度快只能表明驅(qū)動電氣的轉速快，并不能用來衡量CD-ROM光驅(qū)的性能。綜合地衡量CD-ROM的運行性能，必須從以下幾方面來進行評定。（1）計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。計算機系統(tǒng)中任何一個硬件，都要進行數(shù)據(jù)傳輸，因此，計算機系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率是衡量CD-ROM光驅(qū)的性能指標。計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率是CD-ROM光驅(qū)在每一秒內(nèi)能讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)的最大量。倍速/四倍數(shù)/八倍數(shù)CD-ROM光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸速率分別為150KBps/600KBps/1.2MBps。（2）平均訪問時間。平均訪問時間也被稱為平均尋道時間，是CD-ROM光驅(qū)在讀取計算機數(shù)據(jù)時，光驅(qū)的激光頭從原先的位置轉移到新的指定位置，讀取指定位置上的數(shù)據(jù)所需要花費的時間。（3）CPU使用率。是指CD-ROM驅(qū)動器根據(jù)一定的傳輸速率占用的CPU時間。CUP時間是衡量驅(qū)動器性能的因素。

5硬件對計算機使用的影響

計算機系統(tǒng)硬件性能中的數(shù)據(jù)傳輸速率常常會發(fā)生變化。計算機數(shù)據(jù)傳輸速率分為內(nèi)部與外部數(shù)據(jù)傳輸速率。系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率主要指頭部，高速緩存，外部緩存等計算機系統(tǒng)之間進行的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時擁有一個特定的傳輸速率的硬盤，目標硬盤驅(qū)動器被制造商標記的價值，十分接近計算機硬盤數(shù)據(jù)的傳輸能力[3]。3D顯示卡與2D顯示卡相比，3D顯示卡所生成圖像速度慢，主要是描述系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)顯示的最快速度，因此，對3D顯示卡的技術指標主要有4個，分別是AGC紋理、三角形生成數(shù)量、像素填充率與紋理貼圖量。5.1AGP紋理AGP紋理是指，計算機系統(tǒng)的內(nèi)存容量在64MB以上，計算機系統(tǒng)的內(nèi)存是用來補充顯卡在整理許多文理貼圖所需的容量，但是不是全部的硬件AGP文理顯卡都有這方面的功能。5.2三角形生成數(shù)量在計算機硬件的3D顯示卡指標中，有一項指標是，每一秒鐘能夠生成三角形數(shù)量，或每一秒鐘能處理的三角形數(shù)量，即為三角形生成數(shù)量，是體現(xiàn)3D模型分辨率大小的重要指標。系統(tǒng)微型機想要顯示出3D圖形，應該使用多邊形建立一個三維系統(tǒng)模型，然后按3D圖形的著色進行加工處理，物體模型外觀的真實性受到三角形數(shù)量的影響。5.3像素填充率和紋理貼圖量對3D顯示卡來說，像素填充率對3D顯示卡的運行速度會產(chǎn)生很大的影響，像素填充率決定著3D圖形在計算機環(huán)境下顯示時，是否能夠達到最高幀速率，同時，它也是衡量3D顯示卡性能好壞的重要指標，3D顯卡運行的速度受到很大影響。有小部分的3D顯卡很難提供準確的像素填充率，但能提供很多文理貼圖量。如，顯卡每一秒能整理出多少MB紋理貼圖，它要表達的意義和提供的數(shù)據(jù)都和像素填充率之間存在很多相似之處。根據(jù)上面的分析，可以明確地找出計算機硬件部分參數(shù)對計算機使用會產(chǎn)生很大的影響，大部分的計算機工作對計算機系統(tǒng)的硬件要求較高，較低的電腦配置很難達到客戶對計算機的使用要求，因此，配置計算機系統(tǒng)時，應該針對客戶對計算機的使用要求，選擇比較合適的計算機系統(tǒng)硬件規(guī)格。

6結語

篇6

【關鍵詞】  尿酸; 代謝綜合征x; c反應蛋白

study on the association of serum uric acid with metabolic syndrome and creactive protein in chinese mongolian yao kun1, liu lijuan2, cao wuchun2, zhang yonghong3. 1.the clinic of national development and reform commission, beijing 100824 china; 2.institute of microbiology and epidemiology, state key laboratory of pathogen and biosecurity, beijing 100071, china; 3.department of epidemiology, radioactive medicine and public health college of soochow university, suzhou 215021, china

【abstract】 objectives to examine the association of serum uric acid level with metabolic syndrome (ms) and creactive protein in chinese mongolian adults. methods a total of 1 430 subjects aged 30 or older were recruited including 594 males and 836 females. serum ua was measured with a colorimetric method. multivariate regression analysis was used to detect the potential risk factors of ua; logistic regression was used to analyze the relationship between ua quartiles and ms. results approximately 17% subjects had ms. serum ua level in ms group was 147.22 mmol/l higher than 121.77 mmol/l in nonms group. the risk of ms increased with the rising ua level, especially in female chinese mongolians. serum ua was not correlated with logcrp after adjustment for age, gender, creatine, triglyceride, total, ldl and hdlcholesterol. conclusions serum ua level is significantly correlated with ms, especially in chinese mongolian females, but no correlation has been found between serum ua level and logcrp in chinese mongolians after adjustment for risk factors.

【key words】 uric acid; metabolic syndrome x; creactive protein

近年來，有研究顯示血清尿酸(ua)水平與肥胖、高血壓、高甘油三酯(tg)密切相關[1～3]，而以上各變量是代謝綜合征(ms)的重要組成成分。ms已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)的嚴重公共衛(wèi)生問題。因此，有必要進行ua與ms關系的研究。研究顯示，不同種族(民族)人群的ms的患病率有所不同。在美國，超過5 000萬人受累;而韓國人的ms患病率，從1998年的23.6%增長到2001年的28%[8,9]。目前，我國尚缺乏有關ms患病率的全國性大規(guī)模流行病學調(diào)查資料,但初步研究表明，我國ms患病率高達14%～18%，北方高于南方,城市高于農(nóng)村,經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)高于不發(fā)達地區(qū)。此外，遺傳因素、環(huán)境因素及飲食習慣等也可能對ms的發(fā)病起重要作用[4,5]。蒙古族是我國重要的少數(shù)民族，具有自己獨特的遺傳特征及生活習慣，本課題組曾在國家自然科學基金的資助下，在蒙古族人群中進行炎癥反應與高血壓關系的流行病學研究。本研究在此基礎上，探討我國蒙古族人群中ua與ms及crp的關系，為我國不同民族人群ms的病因研究及防治奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 研究對象 本課題組于2003年7～9月，在內(nèi)蒙古某地的14個行政村中進行了高血壓的現(xiàn)況調(diào)查。該地世代居住蒙古族，生產(chǎn)方式以農(nóng)業(yè)和牧業(yè)為主。在知情同意的基礎上，將當?shù)?0歲以上居民作為研究對象，采用自我設計的調(diào)查表收集調(diào)查對象的人口學信息，同時采集晨起空腹靜脈血。

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)查及研究的主要內(nèi)容 采用自行設計的調(diào)查表，由經(jīng)過統(tǒng)一培訓的調(diào)查員(要求既有醫(yī)學知識，又懂蒙古族語言)對研究對象進行面對面的問卷調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容主要包括：一般人口學信息、心血管疾病的既往史及用藥情況、吸煙飲酒情況等。

1.2.2 血壓的測量 使用臺柱式血壓計進行測量。要求被測對象坐位休息至少10分鐘，收縮壓(sbp)、舒張壓(dbp)分別以korot koff第一、第五音為準。每位研究對象連續(xù)測量血壓3次，取其平均值作為被測對象的血壓值。按《1999who/ ish 高血壓指南》確定高血壓診斷標準。

1.2.3 實驗室檢測 采用生化法檢測血總膽固醇(tc)、甘油三酯(tg)、高密度脂蛋白(hdl)、低密度脂蛋白(ldl)。所用試劑購置北京中生生物有限公司，儀器為pharmacia紫外分光光度儀進行測定。血清ua水平的檢測采用比色法，血清肌苷的檢測采用分光光度法，血糖的檢測采用roche自動血糖儀進行檢測，血脂各項指標的檢測采用的是標準酶法。以上檢測步驟和方法按說明書要求進行。

1.2.4 ms的定義 采用美國國家膽固醇教育計劃與成人治療組(ncepa tp ⅲ，2001年) 診斷標準，具備以下3項或3項以上：①腰圍≥80 cm;②bp≥130/85 mm hg或正在治療的高血壓;③空腹tg≥1.7mmol/l,④hdl<1.04mmol/l(男性)or <1.30 mmol/l(女性);⑤空腹血糖≥6.1mmol/l或正在治療的糖尿病。

1.2.5 統(tǒng)計學分析 建立excel數(shù)據(jù)庫，采用spss 13.0軟件進行統(tǒng)計分析。定量資料的描述采用的是均數(shù)±標準差，分類資料的計算采用率。使用anova法進行比較各血清ua不同水平組中各指標均值的差異，使用多因素非條件logistic回歸分析法在調(diào)整各種可能的危險因素后，探討不同血清ua水平組與ms的關系。以p<0.05為有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 研究對象的一般特征 現(xiàn)場共調(diào)查了14個行政村30歲以上的居民1 832人，調(diào)查率為78.1%，共獲得有效調(diào)查問卷并知情同意者1 430人，其中男性596人(42%)，女性834人(58%)，平均年齡為(46±12)歲。人群吸煙率為45.3%，其中男性的吸煙率為67.8%，女性為9.8%。人群飲酒率為35.6%，其中，男性飲酒率為73.1%，女性為30.3%。調(diào)查對象的一般情況見表1。表1 調(diào)查對象一般特征表2 代謝綜合征研究對象的一般特征

2.2 ua與ms的關系 本研究中，符合ms診斷標準的研究對象為240人，ms的患病率為17%。ms組吸煙率為59.6%，高于非ms組的43.8%;ms組的飲酒率為74.2%，高于非ms組的28.9%。其他各項指標均顯著高于非ms組。從表2可以看出，ms組中年齡、吸煙率和飲酒率均高于非ms組;sbp、dbp、bmi、血脂各項、ua、肌苷、c反應蛋白等均顯著高于非ms組。

采用多元線性回歸分析模型，以血清ua水平為因變量，其他11個指標為自變量，探討ua的影響因素。結果見表3，可見性別、腰圍、tg、hdl、ldl、tc、血糖、高血壓、年齡、肌苷等與ua水平顯著相關，但吸煙、飲酒與ua無相關性。將研究對象按性別分組后，可以看出，在男性組中，腰圍、hdl、年齡對蒙古族男性ua水平的影響較小;hdl、ldl、tc、年齡對蒙古族女性ua水平的影響較小。　表3 血清尿酸水平影響因素的多元回歸分析(p值)

進一步將ua水平按百分數(shù)分成4組，在調(diào)整年齡、飲酒、吸煙和總膽固醇后，ua與ms的關系見表4。結果顯示，ms的患病率隨著血清ua水平的增高而增高，同樣的結果出現(xiàn)在蒙古族女性人群中;而男性人群中這種顯著性關聯(lián)趨勢消失。表4 ms與血清ua水平的回歸分析結果

2.3 ua與c反應蛋白(crp)的關系 將crp水平取對數(shù)，進行正態(tài)性轉換。ua與lgcrp的關系見表5。在未調(diào)整各影響因素前，ua水平與lgcrp存在顯著性相關，但隨著各影響因素不斷被納入到分析模型中來后，特別是tg納入后，二者之間的顯著性相關關系消失。表5 ua與lgcrp的相關關系

3 討論

ua是嘌呤代謝的終產(chǎn)物，其在細胞外的濃度取決于尿酸生成的速度和經(jīng)腎臟排出之間的平衡關系，生成增加和/或排泄減少，或排泄雖不減少但生成大于排泄，均可使尿酸蓄積，當飲食中攝入較多蛋白質(zhì)時，易出現(xiàn)高尿酸血癥。

本研究顯示，在蒙古族人群中，血清ua水平與ms顯著相關，隨著ua水平的增高，ms的患病率逐漸增加，特別是在蒙古族女性人群中這一現(xiàn)象更為明顯。

ms是一組以肥胖、高血壓、高tg、低hdl和糖代謝異常為主要表現(xiàn)的癥候群。近年來的研究顯示，當ua水平升高時，患者出現(xiàn)肥胖、高血壓、高tg和血糖異常的幾率顯著增加。altan等[6]的研究顯示腰圍影響了ua水平。本研究中，腰圍對蒙古族女性人群的ua水平的影響更為顯著。ua與血壓水平密切相關，ua水平增高3 mg/ml，將會有87%的人發(fā)展為中度高血壓。另外，本研究同樣顯示了ua水平隨著血糖水平的增加而增加，但這一趨勢僅限于蒙古族女性中。

有研究顯示，高尿酸血癥伴發(fā)代謝綜合征的機制，可能是胰島素抵抗在其中發(fā)揮了重要作用。胰島素抵抗導致高胰島素血癥，而胰島素干擾脂質(zhì)代謝，加重血脂代謝紊亂，致使甘油三酯水平升高。研究表明，肥胖/血脂增高與高尿酸血癥均為心血管疾病的重要危險因子;高尿酸血癥是升高的尿酸水平促進低密度脂蛋白膽固醇的氧化和脂質(zhì)的過氧化，導致血脂增高，伴隨氧自由基生成增加并參與炎癥反應，后者在動脈粥樣硬化形成過程中起關鍵性作用，同時血尿酸增加還促進血小板聚集，促進急性冠脈綜合征的病人冠脈內(nèi)血栓的形成，控制體重可使血尿酸水平下降[7]。

此外，體外實驗證明ua發(fā)揮了炎癥前因子效應，通過刺激血管平滑肌細胞可增加mcp1的水平;刺激單核細胞增加il1、6和tnfα等炎癥因子的釋放，因此，研究者認為ua水平將導致系統(tǒng)性炎癥。同樣，crp作為炎癥標志物，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是心血管事件、ms和糖尿病的危險因素，因此，有人提出是否來自不同途徑的炎癥物質(zhì)之間存在某些聯(lián)系。然而，本研究未發(fā)現(xiàn)ua和crp的顯著性關聯(lián)。

本研究中，ua水平與ms顯著相關，且隨著ua的增高，ms的患病率逐漸增高;但未見ua與crp之間的顯著性關聯(lián)。

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篇7

關鍵詞：計算機；硬件課程；問題；措施

目前，占相當比重的縣級職教中心開有計算機硬件方面的課程，其目的是普及計算機的基礎知識和基本操作技能。但由于課程本身的一些特點，如抽象、乏味、知識點繁雜，難教、難學、不易掌握等；同時，也由于縣級職教中心在教學資源、師資隊伍等方面的不足，使得該課程在結構、框架、整合、實踐等方面出現(xiàn)了一系列原本不應出現(xiàn)的問題，如“老師難教，學生怕學”等，嚴重阻礙了硬件課程的有效開展。對此，筆者結合自己多年的教學實踐，談談自己在教學改革方面的一些做法。

1計算機硬件課程的三個問題

1．1“重軟輕硬”與“重軟怕硬”同時存在：當前最為流行的計算機教材大多是以軟件知識為中心的，這既與人們的認知和教材編寫者的迎合潮流有關，也與硬件課程的開發(fā)難度相對較大有關。于后者，一方面，計算機硬件課程的真正落地，需要教師要具有相當高的專業(yè)水平，否則課程的有效開展即無法真正進行；另一方面，對計算機各零部件的結構及其運作方式的熟悉與熟練掌握，需要學生付出較大的精力，非親自動手實驗而無以掌握；兩者結合，既造成了部分學生的畏難情緒，也因很多縣級職教中心在資源配置方面（包括硬件資源與教師配置）無法達到，而造成了事實上的課程的無法真正落地。

1．2教學內(nèi)容的了無新意與教師專業(yè)素質(zhì)的有待提高同時存在：計算機硬件教材的編寫與教材更新，無法做到與計算機硬件技術的的飛速發(fā)展和前沿科技的飛速更新同步進行，這就使得目前在廣大的縣級職教中心所使用的相關硬件教材的教學內(nèi)容普遍顯得陳舊不堪，跟不上時代的步伐。這使部分學有興趣學有余力追逐前沿技術的學生對教材非常不滿，不能引起他們的學習興趣；同時，硬件教學內(nèi)容的抽象、乏味、知識點繁雜等特點，又使得另一部分學生對此難以消化吸收，興趣缺乏與畏難情緒并存。從師資角度來說，受制于縣級職教中心的地域存在、職教層級、人員待遇等因素，使得學校無法吸納更多的具有更為專業(yè)背景的人才來進行相關硬件課程的規(guī)劃、管理、教學、開發(fā)與整合等，也在一定程度上造了成整體教學效果的低下與不足。

1．3實驗教學安排不合理與專業(yè)特色不突出同時存在：學生在計算機硬件課程的學習過程中，掌握有關理論知識是必需的，但這不是該課程的重點，其重點應是通過學生的動手實踐和操作來深化學生對理論知識的理解，并以此為基礎培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新能力。但是，如前所述，很多在縣級職教中心就教于相關硬件課程的教師的專業(yè)素質(zhì)是有所不足的，實際的工作經(jīng)驗是缺乏的，這使得學校在實驗課程的開設過程中，第一，缺乏對相關實驗的宏觀管理，各實驗分開進行且各實驗之間缺少必要的關聯(lián)性建設；第二，受制于經(jīng)費、場地、設備等因素制約，部分實驗課程會因條件的不足而無法真實落地進行，也就在實際上造成了教師對實驗課程進行的敷衍，不能進行深入的實驗設計與思考。與此適應，學校的專業(yè)建設毫無特色也就不奇怪了，只是盲目跟風市場或抄襲他校模式。表現(xiàn)在學生身上，則無相關能力考核，專業(yè)素質(zhì)也不能適應人才市場需求，就業(yè)競爭力不足。

2計算機硬件課程的改革和改善措施

2．1構建科學的職教中心教學課程體系：能力建設始終是職業(yè)教育的核心，是學生就業(yè)的根本。基于這種認識，學校的計算機硬件課程建設應突出學生職業(yè)能力與職業(yè)素質(zhì)的建設與培養(yǎng)。由此出發(fā)，學校的硬件課程設置必要進行一定的科學規(guī)劃，進行詳細的、階段性的硬件課程劃分，如將課程劃分為基礎、應用和提高三部分，并使其排課與相關軟件課程的排課達至一定平衡形成“軟”與“硬”兩者間的有效互補，構成一定的課程體系，進而可做到因材施教，幫助不同類型與不同學習目的的學生獲取相關知識與能力。這樣，既可使學生清晰的認知硬件課程的重要性及其與軟件課程的關系，也可使之與相關專業(yè)課程有效結合形成合力，從而為有效地提高學生未來的就業(yè)競爭力服務。

2．2提高教師專業(yè)水平優(yōu)化教學方式：教師專業(yè)素質(zhì)的高低，在很大程度上決定了教學水平與效果的高低，而在職教中心的硬件課程教學過程中，相對較低的生源素質(zhì)更是對教師的專業(yè)素質(zhì)提出了更高的要求。這使得教師應隨時通過多種方式，如自我學習、進修、隨時關注課程前沿科技等，來提高自我專業(yè)素質(zhì)；同時，還要注意豐富與反思自己的教學實踐經(jīng)驗，有所揚棄，如對學生在硬件課程學習方面的認知研究與興趣培養(yǎng)等。這里，有兩點需要注意，一是，教師要盡量結合教學內(nèi)容與課堂實際采用新的教育技術手段，如多媒體教學。這樣，教師在有效應對硬件課程中某些教學知識帶給學生的抽象與乏味感的同時，也有利于合理安排與突破教學的重難點，提高教與學的效率；二是，教師要注意摒棄傳統(tǒng)教學的弊端，以交互式、任務式等授課與學習的模式來開啟學生的學習動力源，引導學生主動的進行相關硬件知識與能力的探究和培養(yǎng)。

2．3改變考試方式完善考核制度：采取試卷考試制度是傳統(tǒng)的硬件課程考核的首選。但其弊端與漏洞的持續(xù)存在，與當下信息化發(fā)展浪潮下的學生成長和發(fā)展非常不協(xié)調(diào)，也引起相當多的硬件課程研究者、廣大教師以及多數(shù)學生的不滿和反對。因此，改變考試方式完善考核制度，即既要考核學生也要考核教師，尤有必要。即以對學生的考核來說，無論其考核細節(jié)如何，本著學以致用的目的，對學生能力的考核———實驗操作能力與創(chuàng)新能力———應是考核的中心和重心，并應涵蓋學生的日常學習表現(xiàn)，如日常作業(yè)完成、課堂學習表現(xiàn)等，以較為全面、真實地來反映學生的真實水平?？傊?，順應計算機技術的飛速發(fā)展，職教中心計算機硬件課程教學中存在的一些問題必要予以解決，非如此不能改善課程教學的不良現(xiàn)狀。也只有這樣才能促進課程教學水平的提高，進而提高學生的素質(zhì)，為最終提高學生的就業(yè)競爭能力服務。而這也是該課程的優(yōu)勢與目標所在。

參考文獻

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［2］潘婷偉．計算機硬件課程教學改進與實踐［J］．赤峰學院學報：自然科學版，2014，10：217－218

篇8

摘要：針對目前計算機硬件系列實驗課程，我們采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路和可編程器件，研究設計了統(tǒng)一硬件實驗平臺。本文介紹了為配套設計而開發(fā)的用以輔助實驗的軟件系統(tǒng)，并描述了平臺的功能和代表性實驗過程。

關鍵詞：大規(guī)模；可編程器件；統(tǒng)一硬件實驗平臺；軟件系統(tǒng)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

Design of Union Platform of Computer Hardware Experiment

QUAN Cheng-bin, GUAN Xiao-pei, LI Shan-shan, TANG Zhi-zhong

(Tsinghua University, Lab for Computer Education, Beijing 100084, China)

Abstract: This paper describes the research and design on union hardware platform which bases on large-scale and ultra-

large-scale integrated circuits and programmable devices and supports the current series of computer hardware courses. At thesame time, it describes the software system going with the hardware platform, which helps the experiments a lot. Then it describes the capability of the union platform and the experiment process with the platform.

Key Words: large-scale, programmable devices, union hardware platform, software system

1引言

目前國內(nèi)的計算機硬件課程實驗呈現(xiàn)出實驗平臺分散化的特點，各個課程采用了各自獨立的實驗平臺。各種平臺的集成度還比較低，大量使用小規(guī)模集成電路，所采用的可編程器件多為小規(guī)模的GAL，學生實驗還要用很多外部飛線，系統(tǒng)的靈活性非常小[1]。國際部分知名高校的硬件課程比較集中，實驗平臺統(tǒng)一，很多采用了基于大規(guī)?？删幊唐骷膶嶒炂脚_來完成實驗。在這些方面，國內(nèi)的實驗和實驗平臺還有較大差距[2]。

為了推動計算機硬件類實驗改革，提高學生實驗方法和實驗效率，我們設計出了一套計算機硬件實驗統(tǒng)一平臺，下面就其功能、設計方法以及實驗過程分別描述。

2計算機硬件實驗統(tǒng)一平臺的功能

計算機硬件實驗統(tǒng)一平臺支持清華大學計算機硬件類主干實驗，包括：數(shù)字電路基礎實驗、數(shù)字邏輯、組成原理、系統(tǒng)結構以及微機接口等課程。

對于數(shù)字電路基礎課程，支持的實驗內(nèi)容如表1所示。

對于數(shù)字邏輯設計課程，支持全部實驗，如表2。

對于組成原理課程，支持如表3所列的實驗。

針對系統(tǒng)結構課程[3]，我們支持如表4所列的實驗。

同時，我們支持如表5所列的微機接口課程實驗。

3計算機硬件實驗統(tǒng)一平臺的設計

為了在統(tǒng)一的實驗平臺上滿足各硬件課程的實驗，我們采用了模塊化結構來設計實驗平臺，平臺的整體設計如圖1所示。

平臺整體分為軟硬件兩個部分。軟件部分主要在學生PC上運行，實現(xiàn)對硬件實驗系統(tǒng)的監(jiān)控；硬件部分主要是實驗平臺。學生PC與硬件實驗平臺通過USB或者串口連接，根據(jù)通信接口協(xié)議實現(xiàn)學生PC對硬件實驗系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)控。

軟件部分按照模塊化設計分為界面、通信、監(jiān)控調(diào)試、下載以及內(nèi)嵌的編譯解釋器等模塊。

硬件部分分為板上公共邏輯模組，實驗模組以及對應各個實驗課程的數(shù)字邏輯輔助模組，組成原理輔助模組、微機接口輔助模組和系統(tǒng)結構輔助模組。這里各個實驗課程輔助模組之間不是完全分離的，我們通過相互比較采用了一定的重疊復用，提高了硬件利用率。例如，數(shù)字邏輯輔助模組中包含對于微機接口輔助模組中相關接口模塊的利用，兩者復用了部分接口。諸如此類的復用，大大提高了整體硬件平臺的利用率。

3.1軟件部分

軟件部分的各個模塊中，界面模塊設計了友好的人機交互方式，包含對硬件板的狀態(tài)顯示，以及對于特定實驗的輸入、編譯、輸出顯示；通信部分依據(jù)特定的通信協(xié)議和硬件平臺進行通信；監(jiān)控調(diào)試部分，抓取通信部分可見的板上信號變化，由界面部分顯示，支持通過運行控制實現(xiàn)調(diào)試功能（例如CPU系統(tǒng)實驗中控制CPU的運行）；下載模塊負責硬件平臺各個可寫部分的內(nèi)容的下載；內(nèi)嵌的編譯解釋器，完成了匯編語言的編譯功能。

整體的軟件平臺部分，采用軟件工程的設計思想，充分考慮軟件平臺自身的可擴展性和易維護性，更大程度地提高了硬件平臺的功能可擴展性。依據(jù)規(guī)范化的軟件工程思想，我們合理設計了軟件模塊，做到“design for change”和“design for reuse”[4]。

例如，在通信模塊的設計過程中我們采用了Factory Method，將通信協(xié)議抽象出來，作為單獨的父類，通信模塊直接調(diào)用協(xié)議父類。這樣，以后如果相關協(xié)議需要改變的時候，只要對應修改協(xié)議本身的內(nèi)容，其他部分甚至調(diào)用協(xié)議的通信模塊都無需改變，達到了良好的軟件復用。通過這種設計，我們能夠使軟件修改維護的代價降到最低。上述過程的示意圖如圖2。

3.2硬件部分

硬件平臺放置于實驗箱內(nèi)，整體結構分為板上公共邏輯模組（包括通信模塊、下載控制及存儲模塊、控制模塊等），實驗模組（以實驗編寫模塊為核心）以及各個輔助模組（包括雜項模塊、接口模塊、存儲模塊、時鐘模塊等），如圖3所示。

其中通信模塊完成板上內(nèi)容的對外發(fā)送?？刂颇K實現(xiàn)板上的控制以及信號的采集，并能夠?qū)⒉杉盘柊l(fā)送給通信模塊。下載控制模塊和下載存儲模塊完成板上可編程部分內(nèi)容動態(tài)下載。實驗編寫模塊由可編程器件（例如EP2C20Q240等FPGA）構成，單獨成為實驗模組。時鐘模塊發(fā)生一系列時鐘信號，存儲模塊完成對需要存儲結構實驗的支持，接口模塊分布了VGA、PS2、串口等等各種接口，開關顯示以及雜項模塊由實驗所需的開關、數(shù)碼管以及其他變阻器等雜項構成，這些雜項組合就可以構成各個實驗課程的輔助模組的一部分。

在硬件系統(tǒng)的設計中，我們著重考慮整個硬件平臺使用實驗模塊為基礎，由于課程的多樣性，需要提供多種“接口”，而FPGA接口有限，這就需要一定程度上考慮FPGA接口的復用。同時存在著需要同時使用多個接口的實驗，因此是在綜合考慮的基礎上分配使用接口的。

4計算機硬件實驗過程簡介

整體來說，我們支持了如第2部分所述的所有實驗。由于篇幅所限，這里以三個較為有代表性的實驗為例介紹硬件實驗過程。

4.1基本組合邏輯設計實驗

數(shù)字邏輯設計課程實驗中的基本組合邏輯設計實驗中，實驗目的是要求學生設計實現(xiàn)一位半加器。學生在對一位半加器的相關知識進行了解或者復習上課內(nèi)容之后，即可得到如4所示的邏輯原理圖。

在對原理圖進行真值表計算、驗證無誤之后，就可以使用開關顯示以及雜項模塊中的2個開關作為An和Bn，2個顯示燈作為Cn和Sn，按照對應關系確定2個輸入和2個輸出在實驗模塊上的編號，就可以進行管腳綁定。從而進行FGPA內(nèi)部內(nèi)容的VHDL編寫，經(jīng)過仿真和波形驗證后，就可以將編譯好的目標代碼，通過學生PC軟件系統(tǒng)燒入實驗FPGA，接著就可以通過事先定義好的輸入和輸出端點進行實驗觀察了。

4.2VGA接口顯示實驗

該實驗中，學生需要參考VGA相關內(nèi)容，理解VGA接口的信號定義。通過查找實驗指示書，得到實驗板上VGA接口的信號線所關聯(lián)到的FPGA的管腳分別為R0-3、G0-3、B0-3、Vsync以及Hsync，并且得到這14個輸出信號與VGA接口輸出的相互關系。這樣就可以實際編寫FPGA的內(nèi)容，在FPGA上完成一個VGA接口設計，同樣經(jīng)過仿真、驗證，運用學生PC軟件系統(tǒng)下載運行，從而達到實驗要求的圖像通過VGA接口顯示在所連接的顯示器上的目標。

4.3CPU cache設計實驗

在系統(tǒng)結構的實驗中[5]，CPU cache設計實驗要求學生在實現(xiàn)多流水CPU的基礎上添加實現(xiàn)cache結構，整個實驗結構設計如圖5所示。

首先學生在前序?qū)嶒炛袑τ赑ipeLine的CPU已經(jīng)設計實現(xiàn)，這里原本的CPU通過Controller對于Memory的直接讀取變成了通過IC和DC兩條總線，通過指令cache（IC）和數(shù)據(jù)cache（DC）的分別讀取，整體外部連接不需要改變，只需要學生在原本實現(xiàn)pipeline CPU的FPGA內(nèi)在CPU和Memory Controller之間添加IC和DC的邏輯。

需要學生完成的實驗主要分為如下3個步驟：

① 在FPGA[6]內(nèi)部實現(xiàn)Memory controller結構，連接Memory后，完整測試Memory controller的正確性以及性能。這里Memory可以直接采用硬件平臺中的Ram結構。可以采用如下的測試方法：用實驗模塊的FPGA完成Memory Controller結構，讀取Memory之后的內(nèi)容寫回Memory，再發(fā)送到軟件部分查看讀取結果是否正確。而性能測試，則可以通過長時間循環(huán)讀取計時來測量。這里需要注意的是，經(jīng)過長時間固定次數(shù)的循環(huán)讀取Memory的固定空間來測試最終的準確性和效率的時候，由于開頭需要寫入Memory而最后需要核對固定空間的Memory內(nèi)容。而我們無法通過硬件上信號觀察的方法來觀測Memory固定空間的所有內(nèi)容（即使1K Bits這樣的小數(shù)據(jù)攤開放在硬件實驗平臺上也是無法讓人接受的），這樣我們的軟件平臺對于Memory的讀出和寫入功能就顯得尤為重要了。

② 在FPGA內(nèi)完成IC和DC結構。這樣，得到以Memory為一端，IC bus與DC bus為另一端的FPGA，從而測試IC和DC的正確性以及速度情況。整體的連接和測量就可以采用和步驟1相仿的方式進行。

③ 完成整個實驗內(nèi)容。在步驟2的FPGA內(nèi)結構基礎上添加多流水CPU，測試完成整個實驗。整體的測試就可以通過CPU的運行效率和準確性來得到結果了。

從這個實驗我們可以看出，尤其在完成復雜實驗的過程中，整個軟件部分對于硬件平臺的監(jiān)測是十分重要的。

5結束語

計算機硬件實驗統(tǒng)一平臺，采用了大規(guī)模可編程邏輯器件，結合先進的軟硬件設計思想和設計方法，將計算機硬件類主干實驗統(tǒng)一到一個平成，為計算機硬件類實驗課程的綜合和改革提供了平臺基礎，為深化課程改革和課程建設做好了準備。其中軟件系統(tǒng)設計采用軟件工程思想，盡可能減小了軟件系統(tǒng)的維護以及擴展的代價，同時極大程度的減少了軟件系統(tǒng)對于硬件系統(tǒng)內(nèi)容的依賴，并減小了對于硬件系統(tǒng)擴展性的約束。

通過軟硬件配合形成計算機硬件實驗的統(tǒng)一平臺，使得原本在分散實驗平臺上完成的實驗得到統(tǒng)一的支持，消減了因多種平臺帶來的教學成本，更為重要的是提高了學生的學習效率，取得了良好的實驗效果。

參 考 文 獻

[1] 湯志忠, 楊春武. 開放式實驗CPU設計[M]. 北京:清華大學出版社,2007,6.

[2] 湯志忠. 清華“計算機專業(yè)實踐”課程的創(chuàng)新與實踐[J]. 計算機教育,2006,(7):7-9.

[3] 鄭緯民, 湯志忠. 計算機系統(tǒng)結構[M]. 北京:清華大學出版社,2001,9.

[4] 白征. SWEBOK: Software Engineering Body of Knowledge[J]. 計算機科學,2001,28(7):108-111.

[5]John L. Hennessy, David A. Patterson. 計算機系統(tǒng)結構:量化研究方法[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2004,7.

篇9

南京農(nóng)業(yè)大學是211類農(nóng)業(yè)院校，近年來，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代信息技術在農(nóng)業(yè)上應用的增多，對更高層次人才的需求旺盛。農(nóng)業(yè)信息化建設、生物信息學研究的深入、設施農(nóng)業(yè)研究與應用的開展、食品安全與工程實施、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護、動植物疾病檢測與預防等農(nóng)業(yè)領域均對軟硬件系統(tǒng)的分析、設計、開發(fā)與應用能力提出了較高要求，需要培養(yǎng)具有交叉學科特點、系統(tǒng)能力較強的計算機專業(yè)應用人才。我校信息科技學院計算機系近十年來針對專業(yè)基礎課程建設了較為完整的知識體系和實驗體系，分別開展了針對單一課程或一兩門課程融合的教學改革研究，建立了一批專業(yè)基礎課程的校級精品課程和網(wǎng)絡課程，提升了學生的程序設計能力、算法設計能力、計算機硬件系統(tǒng)設計能力、計算機軟件系統(tǒng)分析與理解能力。然而，由于我校計算機專業(yè)辦學時間較短，加之已有的課程建設多為橫向的平行建設，因此在目前的教學中出現(xiàn)了以下問題:(1)計算機專業(yè)學生對本專業(yè)缺乏正確的理解，很多學生將計算機的學習與理解單純變成了編程，出現(xiàn)了學生忙于學習C、C++、Java、網(wǎng)站開發(fā)等語言性和技巧性內(nèi)容，而忽視系統(tǒng)性、原理性、設計性知識的訓練與實踐，培養(yǎng)的學生沒有能夠體現(xiàn)計算機專業(yè)優(yōu)勢。(2)從程序員角度來看，有相當多的學生在程序設計時缺少設計理念，把大部分時間和精力放在程序的語法和功能邏輯部分，缺少對CPU、內(nèi)存、外存等計算機硬件性能的綜合考慮，只能設計功能模塊，而不能上升到系統(tǒng)層面的平臺級開發(fā)。(3)先修基礎課程與后續(xù)課程知識的銜接和關聯(lián)不夠。目前，課程設置大多按照計算機系統(tǒng)不同層次上的內(nèi)容獨立開設課程，相應的教材內(nèi)容和課堂教學內(nèi)容中很少體現(xiàn)本層次的內(nèi)容與其他層次內(nèi)容之間的關聯(lián)，學生難以形成對計算機系統(tǒng)的全面認識。在后續(xù)具有一定系統(tǒng)性特點的課程(如計算機組成原理、操作系統(tǒng)等)學習中，對于系統(tǒng)性和設計性實驗顯得力不從心，無法與匯編語言、數(shù)據(jù)結構、編譯技術、計算機硬件架構、計算機系統(tǒng)軟件結構等內(nèi)容聯(lián)系起來。能較好地掌握知識點，卻無法把握知識間的關聯(lián)關系。(4)計算機硬件架構與計算機操作系統(tǒng)的橫向聯(lián)系不緊密，造成學生對局部性、中斷、CPU執(zhí)行指令過程、緩存、DMA控制器、磁盤管理等部件的硬件工作原理與軟件管理機制的理解較為分散，不能形成有機整體。綜合上述問題看來，目前我們已有課程體系中缺少一門計算機系統(tǒng)課程，各類專業(yè)基礎課程之間缺少縱向聯(lián)系，學生的系統(tǒng)設計能力有待提升。本研究以“計算機系統(tǒng)概念和設計”為重點，遵循教指委提出的適合我國高校計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)的課程體系改革思路，將匯編語言、C語言、數(shù)據(jù)結構、計算機組成原理、微機原理、操作系統(tǒng)、編譯原理共7門課程組成一個計算機專業(yè)基礎課程群，通過構建課程群建設規(guī)劃綱要指導課程教學大綱的調(diào)整，進而提升學生系統(tǒng)能力。

2主要研究內(nèi)容及關鍵問題

我們的目標是以提升計算機專業(yè)學生對計算機系統(tǒng)整體認知能力為目標，將匯編語言、C語言、數(shù)據(jù)結構、計算機組成原理、微機原理、操作系統(tǒng)、編譯原理共7門課程組成一個計算機專業(yè)基礎課程群，研究課程群建設定位、目標、構建模式，提煉課程群內(nèi)課程相互銜接內(nèi)容，制定計算機專業(yè)基礎課程群規(guī)劃綱要，為新一輪的課程體系調(diào)整和教學大綱修定提供可參考依據(jù)。

2．1主要研究內(nèi)容

2．1．1課程群建設模式研究針對我校學生特點，結合計算機系統(tǒng)課程群的改革現(xiàn)狀以及本校教師實際教學經(jīng)驗，研究該課程群要達到的培養(yǎng)目標，明確課程群建設新模式以及新模式下課程群課程的定位和設置，確定需要整合與調(diào)整的課程內(nèi)容。

2．1．2課程群內(nèi)課程理論教學銜接內(nèi)容研究研究程序語言課程與數(shù)據(jù)結構課程以及編譯原理課程之間的銜接內(nèi)容;探討數(shù)據(jù)結構課程與操作系統(tǒng)課程知識之間的協(xié)作內(nèi)容;研究計算機組成原理與微機原理課程之間融合內(nèi)容;探討具有綜合特點的軟硬件系統(tǒng)課程與語言類課程、數(shù)據(jù)結構課程補充內(nèi)容，分層次提煉和確定7門課程的關聯(lián)知識點，形成課程縱向線索。

2．1．3課程群實驗教學內(nèi)容設計研究研究語言類課程實驗和數(shù)據(jù)結構課程實驗的覆蓋程度，探討體現(xiàn)計算機硬件相關的高效程序驗證性實驗內(nèi)容;研究編譯原理與C語言、匯編程序試驗的銜接方法;探討操作系統(tǒng)課程設計內(nèi)容與語言類課程實驗和數(shù)據(jù)結構課程實驗內(nèi)容的銜接方法;探討設計課程群系統(tǒng)性實驗設計內(nèi)容，體現(xiàn)計算機系統(tǒng)的整體性。

2．1．4課程群教改內(nèi)容實施方式研究針對課程群規(guī)劃教學內(nèi)容，研究群內(nèi)課程課堂教學、實驗教學、課程設計教學環(huán)節(jié)縱向貫通方法，探討開展群間驗證性試驗、設計性試驗、系統(tǒng)性實驗設計的開展時間、組織方式、學生參與方式、研究生助教指導方式等，為課程群建設內(nèi)容實施提供指導方案。

2．2關鍵問題

2．2．1課程群建設的模式問題計算機專業(yè)課程群的建設是一個不斷探索、規(guī)劃和實施的過程，既要體現(xiàn)計算機系統(tǒng)的整體性，又要結合本系實際情況。既不能照搬985高校的改革模式，也不能受限于目前課程組織形式。因此，制定有針對性的課程群建設模式是個重要問題。

2．2．2軟硬件課程銜接方式問題對計算機系統(tǒng)的全面理解是建立在計算機軟件與硬件體系有效銜接基礎之上，由于硬件實驗與操作系統(tǒng)課程設計連接實驗難度大，對實驗室硬件要求高，目前很難一步到位，因此，必須研究現(xiàn)階段軟硬件課程有效的銜接方式。

2．2．3課程群教改內(nèi)容實施方式問題組成課程群的7門課程分別在大一下學期至大三上學期開設，時間跨度為2年，共4個學期。然而，計算機系統(tǒng)觀的建立是一個循序漸進的過程，目前每門課程學時有限，因此，課程群銜接內(nèi)容以及課程群系統(tǒng)性實驗設計內(nèi)容的實施方式尤為重要，它是課程群教改內(nèi)容“落地”的保障。

3實施方案

實施方案分為三個階段進行。

3．1第一階段:調(diào)研與框架設計(1)高校計算機系統(tǒng)相關課程群調(diào)研。擬調(diào)研的學校有南京大學、南京航空航天大學、中國科技大學等。擬調(diào)研的內(nèi)容包括課程群建設模式、課程的定位和設置、課程群教材選用、課程之間銜接的知識內(nèi)容、課程群實驗設計內(nèi)容以及課程群教改實施方式等內(nèi)容。(2)制定課程群構建模式和基本要求。確定課程群構建初步框架和基本要求;按照縱向關系劃分子群，選舉子群負責人，細化項目成員的任務分工。然后通過課程群建設研討會的形式，收集各任課老師意見，討論確定課程群構建模式、框架和基本要求，并形成“計算機專業(yè)基礎課程群基本要求”。

3．2第二階段:計算機系統(tǒng)課程群規(guī)劃綱要編制(1)學生調(diào)研和課程學習困難情況匯總。以課程群基本要求為指導，各子群負責人統(tǒng)一規(guī)劃，由任課老師針對上課學生收集編程難點、理論學習困難點以及設計類實驗開發(fā)困難點信息。同時獲取學生的意見和建議。(2)以子群為單元設計課程群課程理論教學銜接內(nèi)容。以計算機專業(yè)基礎課程群構建基本要求為指導，結合學生專業(yè)基礎課程學習狀況調(diào)研報告，分層次確定子群內(nèi)部課程銜接知識點以及子群課程之間的銜接內(nèi)容，并由子群負責人編寫該子群課程與其他子群課程銜接內(nèi)容大綱。(3)以子群為單元設計課程群課程實驗教學銜接內(nèi)容。以課程群理論教學銜接內(nèi)容大綱為基礎，以分主題開討論會的形式，分層次確定子群內(nèi)部課程驗證性實驗、設計性實驗的補充與調(diào)整內(nèi)容，編寫各子群“實驗教學補充與調(diào)整內(nèi)容大綱”。(4)設計課程群教改內(nèi)容實施方案。以討論會形式明確教改內(nèi)容實施時間、方式以及學生的組織方式，研究生助教的參與形式。結合導師制，對一年級學生統(tǒng)一分配導師，然后再由課程群統(tǒng)一分組和分配指導老師。

3．3第三階段:初步應用與綱要完善進行具體實施，在實施過程中不斷進行完善。

4結語

篇10

2自主可控計算機硬件系統(tǒng)設計研究

2.1自主可控計算機關鍵電路設計

2.1.1開機及復位電路設計

自主可控計算機系統(tǒng)運行對每個芯片的開機次序，上電復位次序均存在著較為明確的要求，為此，需要合理設計計算機系統(tǒng)開機電路與復位電路，具體而言：啟動220VAC電源之后，計算機系統(tǒng)會輸出+5VSBY備用電源，電源經(jīng)過，32.768KHz晶體運轉并向電路傳輸時鐘信號，啟動電源，計算機硬件平臺開機電路作業(yè)。電源開關PWRBTN信號傳輸?shù)絊uperI/O后，會向南橋傳輸?shù)碗娖剑蠘蚪邮蘸筮M行反饋，SuperI/O接收反饋后向ATX電源傳輸PSON信號，硬件系統(tǒng)輸出電源電壓，電壓輸出處于穩(wěn)定狀態(tài)后，ATX電源會向系統(tǒng)CUP及南北橋傳輸準備就緒信號，復位電路執(zhí)行動作，實現(xiàn)芯片初始化。

2.1.2時鐘設計

計算機系統(tǒng)，其芯片與接口運轉，均需要依托時鐘來提供工作頻率，如針對單一芯片及其接口設置獨立時鐘，則會出現(xiàn)設計冗余，占用電路面積等問題，為此，需要將單一時鐘設置為滿足多種應用需求的時鐘。在設計中，應用SLG8LP65TTR時鐘芯片，可以提供多種倍頻時鐘信號，如提供100MHz時鐘，為PCI插槽、互聯(lián)網(wǎng)控制芯片等提供支持，提供48MHz始終，為USB接口與SuperI/O芯片提供支持等。

2.1.3電源設計

在進行自主可控計算機設計過程中，其電源種類較多，需要設計如1.1V、1.2V、1.8V、3.3V等工作電源，系統(tǒng)供電應用ATX電源，考慮芯片工作所需電壓偏低，需要對ATX電源進行轉換，確保芯片正常作業(yè)。較為典型的系統(tǒng)電壓轉換方法主要為低壓差線性電源供電與DC/DC開關電源供電。

2.2自主可控計算機信號完整度設計

在自主可控計算機系統(tǒng)中，設置有種類較多的EMI信號，其信號敏感性較強，確保高速信號傳輸?shù)耐暾耘c可靠性是系統(tǒng)設計的關鍵，直接關系著整個計算機系統(tǒng)作業(yè)的可靠性與穩(wěn)定性。影響計算機信號完整度的因素較多，如系統(tǒng)布局、疊層設計、內(nèi)存信號布線、高速差分信號布線等。為此，在進行系統(tǒng)布局時，需要依托模塊化設計理念，依據(jù)電路功能進行模塊劃分，明確元器件布置區(qū)域，讓信號傳輸線盡量短，降低信號反射對信號完整性的影響，還應確保傳輸線路其阻抗匹配良好，復位電路與時鐘電路設置，應盡量與芯片位置距離較短，降低電磁輻射影響。在疊層設計過程中，需要依據(jù)系統(tǒng)布置狀況，采取PCB疊層設計方法，合理設置其層數(shù)，降低電路電磁所產(chǎn)生的干擾問題，為電路系統(tǒng)運行提供保障。在內(nèi)存信號布線時，應將同組信號于相同布線層中視線中走線，加強長度匹配控制，采取蛇形線進行布置；在差分信號布線中，應盡量將其傳輸線等長設置，其布線形式采取平行布線方式，綜合考慮耦合原則，確保信號完整度。

3自主可控計算機軟件系統(tǒng)設計

為實現(xiàn)自主可控計算機具備自主知識產(chǎn)權，系統(tǒng)在設計中，其軟件均采取國產(chǎn)化軟件，具體而言，包括計算機操作系統(tǒng)、計算機應用軟件、計算機固件系統(tǒng)等。針對操作系統(tǒng)而言，為確保操作系統(tǒng)運行能力，對系統(tǒng)底層硬件驅(qū)動進行分析，確保操作系統(tǒng)可以有效對底層硬件機構執(zhí)行有效驅(qū)動，確保系統(tǒng)可以運行穩(wěn)定可靠。因我國國產(chǎn)的軟件其時間較短，實踐應用仍需要進一步改善，其系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的兼容性有待深入研究，需要在實際運行應用中及時發(fā)現(xiàn)軟件系統(tǒng)中存在問題，并予以解決。

4自主可控計算機設計成果測試分析

通過對自主可控計算機的硬件設計與軟件設計，通過研制組裝，最終實現(xiàn)了國產(chǎn)自主可控計算機研制。在樣機設計完成后，采取針對性測試軟件，分別對自主可控計算機的CPU、內(nèi)容、硬盤及其他數(shù)據(jù)接口性能進行測試，并對其高低溫環(huán)境下運行狀況進行檢測。試驗檢測結果證明，該自主可控計算機U盤讀速度正常，硬盤讀速度正常，計算機主板與3A主板性能相當，該計算機在零下40℃-50℃環(huán)境中，均可以正常作業(yè)，此外，還對自主可控計算機進行了連續(xù)拷機檢測，充分證實了該自主可控計算機具備良好的穩(wěn)定性工作能力，其可控性高，安全性好，未來應用前景廣闊。

5結語