導(dǎo)語：如何才能寫好一篇計(jì)算機(jī)硬件概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、概念圖

20世紀(jì)60年代美國康奈兒大學(xué)諾瓦克教授等人提出“概念?D”一詞，它是用來表征和組織知識的一種工具。在教學(xué)活動中，利用概念圖可以將學(xué)科知識層次化、結(jié)構(gòu)化，通過有意義的連接展現(xiàn)相關(guān)命題，不但形象化知識網(wǎng)絡(luò)，而且促進(jìn)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)。

概念圖包括概念、命題、交叉鏈接和層級結(jié)構(gòu)等四大要素。通常情況下，概念是描述某種屬性或規(guī)則的專有名詞，可以是某一主題或任務(wù)、操作對象或操作命令等；層級結(jié)構(gòu)是對主題或?qū)ο蟮雀拍铋g層次關(guān)系的描述；命題是對概念間有意義聯(lián)系的描述；交叉鏈接是對不同概念之間或不同知識領(lǐng)域之間的橫向關(guān)系。

二、《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程概況

《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程作為衛(wèi)生職業(yè)院校各專業(yè)必修的文化課之一，強(qiáng)調(diào)技術(shù)性和應(yīng)用性。課程所用教材中明確提出“培養(yǎng)學(xué)習(xí)者使用計(jì)算機(jī)解決學(xué)習(xí)、生活和工作中的實(shí)際問題能力，逐步養(yǎng)成獨(dú)立思考、主動探究、團(tuán)結(jié)協(xié)作的學(xué)習(xí)方法和工作態(tài)度，為終身學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)”。教學(xué)內(nèi)容不僅包括計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識及辦公軟件的操作實(shí)踐等顯性知識，而且還包括解決實(shí)際問題的相關(guān)隱形知識。

通過教學(xué)實(shí)踐與調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前在該課程教學(xué)過程中，多數(shù)教師強(qiáng)調(diào)操作實(shí)踐，為學(xué)生演示操作步驟并提供繁雜的操作任務(wù)，內(nèi)容多、步驟繁，不能有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。針對此種情況，作者深入研究課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，挖掘各章節(jié)的概念及聯(lián)系，利用概念圖開展教學(xué)相關(guān)設(shè)計(jì)，幫助信息技術(shù)教師進(jìn)一步教學(xué)目標(biāo)明確化、教學(xué)內(nèi)容形象化，從而優(yōu)化課堂教學(xué)效果。

三、利用概念圖進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)例

根據(jù)建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)模式，教學(xué)設(shè)計(jì)包含教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)者、教學(xué)活動與策略、教學(xué)評價(jià)等相關(guān)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在此以《數(shù)據(jù)處理---信息資料的管理與分析》一節(jié)為教學(xué)實(shí)踐案例，重點(diǎn)闡述利用概念圖設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)評價(jià)等三個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)環(huán)境為Camp Tools概念圖繪制軟件。

1.教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

該節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容屬于辦公軟件EXCEL2010應(yīng)用中的核心操作內(nèi)容，具體包括數(shù)據(jù)清單的排序、篩選、分類匯總和透視表等四大操作命令，在學(xué)習(xí)、工作中使用頻率較高，但是操作步驟注意事項(xiàng)較多，需要幫助學(xué)生深入理解和掌握該內(nèi)容的核心與聯(lián)系。

根據(jù)該節(jié)內(nèi)容特征，首先，確定關(guān)鍵概念為“數(shù)據(jù)清單的管理與分析”這一任務(wù)主題。第二，按照操作命令與操作對象確定相關(guān)一級概念為數(shù)據(jù)清單、排序、篩選、匯總；二級概念為記錄、字段、關(guān)鍵字、自動篩選、高級篩選、分類匯總、透視表；三級概念為字段名、字段值、條件區(qū)域、分類字段、標(biāo)簽等。第三，布局所有概念，分別建立操作對象與操作命令概念間的層級聯(lián)系和橫向連接。第四，通過描述概念間的意義連接，形成操作命題，例如：數(shù)據(jù)清單的篩選包括自動篩選和高級篩選，高級篩選需要先建立條件區(qū)域，條件區(qū)域由符合條件的字段名和字段值構(gòu)成。第五，進(jìn)行修訂與完善。

注意事項(xiàng)：概念布局遵循的原則為操作對象放置上層、操作命令放置下層，操作對象的連接方向由上至下，操作命令的連接方向?yàn)橛上轮辽?。繪制的教學(xué)內(nèi)容概念圖如圖1所示。

2.教學(xué)目標(biāo)的呈現(xiàn)

《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程的課堂教學(xué)目標(biāo)分為知識目標(biāo)、技能目標(biāo)、情感目標(biāo)。一般表述為：認(rèn)識操作對象，熟悉操作命令的含義；掌握操作命令的操作步驟；體驗(yàn)操作命令的制作功能與效果，深入分析操作對象。

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

3.教學(xué)評價(jià)的策略

《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)評價(jià)一般分為過程評價(jià)和結(jié)果評價(jià)，教師利用上機(jī)實(shí)踐操作觀察學(xué)生的操作過程、評價(jià)學(xué)生的操作結(jié)果。根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生接受的難易程度，在教學(xué)中概念圖評價(jià)的方式可以采用口述式、選擇式、填圖式、創(chuàng)建式等四種方式?？谑鍪剑涸谑褂酶拍顖D工具的初期，可以呈現(xiàn)教師制作好的概念圖，有針對性地請學(xué)生進(jìn)行口頭復(fù)述。選擇式：教師制定概念圖，空出其中的重點(diǎn)概念或連接詞，給出多個(gè)選項(xiàng)，請學(xué)生進(jìn)行選擇。填圖式：展示教師制作好的概念圖，并空出其中某概念或者連接詞，請學(xué)生進(jìn)行填寫。創(chuàng)建式：教師給出相關(guān)主題的文字性說明，請學(xué)生在空白紙上寫出概念，并建立連接。在以上四種評價(jià)方式中具體評分分值由教師從概念、連接詞、意義指向、橫向連接及命題描述等方面設(shè)定相應(yīng)比例。

篇2

關(guān)鍵詞：信息化進(jìn)程；計(jì)算機(jī)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(xiàn)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(jìn)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(cái)稅的信息方面，國家財(cái)政部和國稅總局根據(jù)工作實(shí)際， 已經(jīng)構(gòu)建和完善了政府財(cái)政（稅收）管理信息系統(tǒng)，即“金財(cái)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(cái)稅信息化建設(shè)取得顯著的成績，初步建立起了電子財(cái)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(shí)代的新的篇章。

隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，計(jì)算機(jī)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(jìn)程中計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件學(xué)科的發(fā)展趨勢，同時(shí)也反映了信息化的促進(jìn)作用，為計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件學(xué)科的發(fā)展趨勢

二、計(jì)算機(jī)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(jiān)持計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科創(chuàng)新的發(fā)展原則，以創(chuàng)新發(fā)展來促進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件的學(xué)科建設(shè)、為計(jì)算機(jī)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(diǎn)，加快低碳發(fā)展原則的不斷深入、計(jì)算機(jī)硬件的學(xué)科建設(shè)發(fā)展也會不斷的推進(jìn)，逐漸完成低消耗、可循環(huán)、可持續(xù)計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)歷程，保證信息化高速發(fā)展進(jìn)程中的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)中，是我們應(yīng)該努力做到的事情。加強(qiáng)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(jì)算機(jī)硬件的要持續(xù)發(fā)展就必須堅(jiān)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)的發(fā)揮和調(diào)動方方面面的作用，保證和諧原則的落實(shí)。提高信息化進(jìn)程中計(jì)算機(jī)硬件建設(shè)發(fā)展的步伐。

三、計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)長期發(fā)展的措施

（一）推進(jìn)創(chuàng)新“兩化”深度融合

推進(jìn)創(chuàng)新“兩化”深度融合是堅(jiān)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(jī)制，完善企業(yè)的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施，合理的對企業(yè)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行升級，堅(jiān)持中央企業(yè)首席信息官制度，完善企業(yè)計(jì)算機(jī)硬件的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，構(gòu)建和諧的有效的企業(yè)計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科機(jī)制。不斷地鼓勵國家的各個(gè)企事業(yè)單位計(jì)算機(jī)硬件機(jī)制的合理的創(chuàng)建，要不間斷地指引國家的各個(gè)企事業(yè)單位，根據(jù)自己地區(qū)的特殊情況確立計(jì)算機(jī)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(jiān)持自主創(chuàng)新長期發(fā)展，就要推進(jìn)創(chuàng)新“兩化”深度融合，才能更好的加快計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件學(xué)科堅(jiān)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(qiáng)開展典型示范工作。特別是發(fā)展生產(chǎn)業(yè)和促進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科的發(fā)展，推進(jìn)“兩化”深度融合典型示范發(fā)展的路線。組織開展以促進(jìn)“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(yàn)和有效做法。積極通過媒體、網(wǎng)上展示和博覽會等形式擴(kuò)大推廣計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科的范圍和深度。

（三）完善計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科體系

完善計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科體系是堅(jiān)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(jì)算機(jī)硬件學(xué)科培訓(xùn)和發(fā)展計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科的規(guī)劃和計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)的實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)維和專業(yè)培訓(xùn)為一體的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)平臺。組織實(shí)施企業(yè)計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)，提升行計(jì)算機(jī)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(diǎn)示范工作。堅(jiān)持自主創(chuàng)新長期發(fā)展，就要完善計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)體系，才能更好的加快計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)代造就不同的人才，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)普遍高速發(fā)展的時(shí)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(jì)有新的發(fā)展?？茖W(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(jìn)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(qiáng)化信息化和生產(chǎn)業(yè)的融合

強(qiáng)化信息化和生產(chǎn)業(yè)的融合，就要建立實(shí)用、高效的計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科數(shù)據(jù)庫等公共服務(wù)項(xiàng)目，提高資源共享的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件的在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。合理的整合計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件設(shè)備發(fā)展中提供更多信息技術(shù)來源。強(qiáng)化信息化和生產(chǎn)業(yè)的融合也會為計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)發(fā)展

推動計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)是信息化進(jìn)程中的持續(xù)自主創(chuàng)新的主要任務(wù)。強(qiáng)化計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)規(guī)劃方案，提高計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)中的培訓(xùn)，其是為了更好地推動計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)，完善計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)發(fā)展方向，大力支持計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)，在服務(wù)領(lǐng)域的技術(shù)的廣泛運(yùn)用，以此同時(shí)，要規(guī)范信息化領(lǐng)域服務(wù)的招投標(biāo)行為，為計(jì)算機(jī)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(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)的使用

積極推動云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是計(jì)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(jì)發(fā)展的不斷的需求、不斷地為推動云計(jì)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(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)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(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，為計(jì)算機(jī)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(jìn)程中計(jì)算機(jī)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(jìn)機(jī)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(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)和國際交流、加強(qiáng)信息化與生產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、加強(qiáng)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(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等七個(gè)方面的措施。隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn)，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(diǎn)對人才的培養(yǎng)建立計(jì)算機(jī)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(jìn)相關(guān)學(xué)科的科學(xué)技術(shù)水平的研究；為了計(jì)算機(jī)學(xué)科建設(shè)在信息化進(jìn)程中創(chuàng)新的持續(xù)發(fā)展，就必須認(rèn)真的遵守計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)的原則，就必須采取堅(jiān)持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施，才能更好的為計(jì)算機(jī)硬件學(xué)科建設(shè)的不斷持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

早期計(jì)算機(jī)性能低下，最初的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中沒有操作系統(tǒng)軟件，計(jì)算機(jī)的主要功能也只是提供科學(xué)計(jì)算，所以初期的計(jì)算機(jī)完全需要人工操作，通過硬件線路的連接來實(shí)現(xiàn)計(jì)算程序的運(yùn)行。后來由于計(jì)算機(jī)硬件速度的快速發(fā)展和新的對信息處理能力需求，操作系統(tǒng)成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可缺少的軟件平臺。

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)可以幫助工作人員管理計(jì)算機(jī)硬件資源，調(diào)度任務(wù)，同時(shí)可以人性化的將任務(wù)的處理過程和結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給用戶。操作系統(tǒng)的產(chǎn)生改變了人們對計(jì)算機(jī)使用方式的定義和認(rèn)知，是邁向信息時(shí)代的第一步。

計(jì)算機(jī)發(fā)展至今，硬件速度越來越快，操作系統(tǒng)越來越復(fù)雜功能越來越強(qiáng)大，幾乎可以處理任何一種數(shù)據(jù)信息，而人們又對計(jì)算機(jī)的性能有了新的需求。

當(dāng)計(jì)算機(jī)功能越來越強(qiáng)大的同時(shí)管理維護(hù)的成本也在逐漸增大，其安全性和穩(wěn)定性已經(jīng)變成了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的最主要技術(shù)指標(biāo)，高容錯(cuò)性和系統(tǒng)快速恢復(fù)能力成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究的主要方向，而虛擬機(jī)技術(shù)的完善使得這些新需求的滿足有了更可行的捷徑。

最早計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)完全由軟件實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行速度緩慢而且功能單一，虛擬設(shè)備，程序虛擬運(yùn)行環(huán)境都屬于這一類。但是這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足各產(chǎn)業(yè)實(shí)際應(yīng)用的需求。因此在軟件虛擬技術(shù)成熟的基礎(chǔ)之上一些大的軟件公司開始研究虛擬操作系統(tǒng)的產(chǎn)品，VMware就是這類產(chǎn)品的代表。

VMware用軟件模擬計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，這樣一來在一個(gè)真實(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上(包括操作系統(tǒng)軟件)可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬操作系統(tǒng)，這些虛擬操作系統(tǒng)可以是和真實(shí)系統(tǒng)相同的系統(tǒng)軟件，也可以是完全不同的系統(tǒng)軟件。比如在一臺裝有WindowsXP操作系統(tǒng)的PC機(jī)平臺上安裝VMware，然后再用VMware虛擬機(jī)安裝linux操作系統(tǒng)，這樣一來，用戶可以在同一個(gè)硬件平臺上同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全不同的操作系統(tǒng)。這種計(jì)算機(jī)的應(yīng)用方式被許多教學(xué)單位采用，以構(gòu)建低成本的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

但是用軟件模擬硬件的技術(shù)有它先天的局限性，比如虛擬機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行速度受到很大限制，對外部設(shè)備的支持差等原因，使得純軟件模擬實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī)環(huán)境不適合商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

為了突破這一瓶頸，許多硬件廠商和軟件廠商都為此做了大量研究。例如Intel已經(jīng)在其新的CPU中集成了VT功能，這種功能通俗的解釋就是：可以讓一個(gè)CPU工作起來就像多個(gè)CPU并行運(yùn)行，從而使得一臺計(jì)算機(jī)中同時(shí)產(chǎn)生運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)運(yùn)行的硬件環(huán)境成為可能。

與軟件模擬硬件技術(shù)不同，這種以硬件功能為主的虛擬技術(shù)可以大大提高虛擬機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度，而且可以方便的解決早期純軟件模擬技術(shù)條件下虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)中的許多復(fù)雜設(shè)計(jì)。

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

Xen

Xen是在劍橋大學(xué)作為一個(gè)研究項(xiàng)目被開發(fā)出來的，它已經(jīng)在開源社區(qū)中得到了極大推動。Xen是一款半虛擬化(paravirtualizing)VMM(虛擬機(jī)監(jiān)視器，VirtualMachine Monitor)，這表示，為了調(diào)用系統(tǒng)管理程序，要有選擇地修改操作系統(tǒng)，然而卻不需要修改操作系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用程序。

雖然VMWare等其他虛擬化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全的虛擬化(它們不必修改使用中的操作系統(tǒng))，但它們?nèi)孕枰M(jìn)行實(shí)時(shí)的機(jī)器代碼翻譯，這會大大影響性能。

Xen采用了VT技術(shù)來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)底層虛擬化功能，它很充分的發(fā)揮了硬件輔助虛擬化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，不再將虛擬機(jī)模型建立在真實(shí)機(jī)操作系統(tǒng)之上，而是在硬件平臺上構(gòu)建一套類似于中間件(并不是真正意義上的中間件)的軟件邏輯層，所有操作系統(tǒng)都建立在這個(gè)“中間件”之上。

其中有一個(gè)DomO(1inux)操作系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理其他Guest虛擬操作系統(tǒng)，但是原理上這個(gè)負(fù)責(zé)管理的linux操作系統(tǒng)與其它虛擬機(jī)系統(tǒng)是平等的。

這種計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)模型的優(yōu)點(diǎn)在于，用戶可以通過設(shè)置或開發(fā)擴(kuò)展功能，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)硬件資源被所有虛擬操作系統(tǒng)共享，虛擬機(jī)系統(tǒng)可以對硬件資源進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)度和管理(完全軟件模擬虛擬化技術(shù)中，虛擬機(jī)操作系統(tǒng)對硬件資源沒有權(quán)利占有，只能依賴虛擬機(jī)軟件提供的使用接口實(shí)現(xiàn)調(diào)用功能)，用戶可以指定每個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)所占有的系統(tǒng)資源，比如內(nèi)存、外存、CPU個(gè)數(shù)等等。

Xen采用qemu模擬計(jì)算機(jī)硬件，qemu提供了虛擬機(jī)操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)硬件的數(shù)據(jù)交互和控制功能，這樣一來多個(gè)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)可以同時(shí)擁有并使用同一個(gè)硬件。

如果用戶對Xen進(jìn)行內(nèi)核及的擴(kuò)展性開發(fā)，還可以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)完全占有硬件的能力，也就是說一個(gè)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)可以對一個(gè)或幾個(gè)計(jì)算機(jī)硬件資源完全占有，就好像這段時(shí)間內(nèi)這個(gè)虛擬操作系統(tǒng)是直接安裝在這些硬件上的，無論性能還是穩(wěn)定性都會大幅度提高。中國國內(nèi)目前已經(jīng)有許多公司開發(fā)出了類似的功能擴(kuò)展。

完全虛擬化技術(shù)的不利因素就是它們的性能，因此半虛擬化的思想已經(jīng)成為了目前計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的主流，其性能度量和它達(dá)到的高效性成為一個(gè)突破。運(yùn)行Xen的系統(tǒng)開銷確實(shí)非常小，大約占3％，這在完全虛擬化技術(shù)時(shí)代是不可想象的。

Xen的半虛擬化技術(shù)與硬件輔助虛擬化技術(shù)所描述的概念不同，半虛擬化技術(shù)主要指的是軟件層面上的特點(diǎn)，而硬件輔助虛擬化技術(shù)指的是計(jì)算機(jī)硬件為了實(shí)現(xiàn)虛擬化所作的輔助設(shè)計(jì)。

Xen是在linux系統(tǒng)內(nèi)核代碼的基礎(chǔ)上修改添加了許多用來支持計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的功能，這樣一來Xen本身便成了一個(gè)獨(dú)立存在的系統(tǒng)軟件(也可看作是系統(tǒng)硬件和操作系統(tǒng)之間的一個(gè)類似中間件的邏輯部分)，標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)如Windows或linux等都運(yùn)行在它的基礎(chǔ)上。

如果直觀的解釋，那就是Xen在linux系統(tǒng)內(nèi)核與計(jì)算機(jī)硬件之間封裝了一層功能接口，這些接口用來管理虛擬機(jī)操作系統(tǒng)，為虛擬機(jī)操作系統(tǒng)提供硬件資源并建立數(shù)據(jù)交互機(jī)制。這樣的軟件層的實(shí)現(xiàn)，使得虛擬機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性更加優(yōu)良。

但是只有這些是不能完全實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)全部的功能，因?yàn)樽鳛楸惶摂M的操作系統(tǒng)，他們自身是一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，因此它們沒有對X en的依賴概念，Xen的特殊性和被虛擬操作系統(tǒng)的獨(dú)立性之間便會出現(xiàn)許多矛盾，為了解決這些問題，Xen除了內(nèi)核上的修改之外還提供了許多服務(wù)性質(zhì)的軟件。

篇4

運(yùn)用類比的方法來教學(xué)，把抽象陌生的東西與大家熟知事物相類比，這就能讓抽象的東西具體形象化，陌生的東西變得熟悉化，可以讓學(xué)習(xí)的人易于理解和接受。利用這一優(yōu)點(diǎn)，讓計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)同人腦功能結(jié)構(gòu)相類比，進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的講解，每次都能收到很好的效果。

教材在講解計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)時(shí)，筆者通常給出下圖（圖－1），依次講解（圖－1）中的硬件部件及其之間的關(guān)系。筆者在教學(xué)中，由“計(jì)算機(jī)”被人稱為“電腦”引出與人的“大腦”關(guān)系。既然是“腦”，那么必具備“腦”的某些共同特點(diǎn)。在課堂教學(xué)中筆者首先從“腦”字入手，分析人腦功能結(jié)構(gòu)，用投影打出下圖（圖－2）：結(jié)合（圖－2），具體分析如下：人腦的內(nèi)部，大腦是核心，它是由負(fù)責(zé)思維和記憶兩大部分組成，其中思維部分由運(yùn)算部分、協(xié)調(diào)控制部分組成。如果人只有一個(gè)單獨(dú)的腦，很顯然是不能進(jìn)行思維的。

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

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

前面我們運(yùn)用類比方法分析了計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的硬件組成以及硬件之間的關(guān)系，除此之外，硬件與軟件之間的關(guān)系也是計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)不可缺少的部分。那么就類比的方法來講解，軟件又是什么東西呢：我們可以這樣類比：書本上有文字，其中書本是硬件，文字內(nèi)容是軟件。那么計(jì)算機(jī)上磁盤、光盤就是硬件，存儲在磁盤或光盤等存儲介質(zhì)上的內(nèi)容是軟件。通過運(yùn)用類比教學(xué)方法，讓計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)與人腦的功能結(jié)構(gòu)相類比，給初學(xué)計(jì)算機(jī)的人留下一個(gè)“計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)”的整體概念，從而達(dá)到輕松掌握計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的目的，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)其它知識打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

篇5

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)；硬件；故障；維護(hù)

一、計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

（1）概念。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由各種電子、光電元件以及機(jī)械等組合而成的各種裝置稱作計(jì)算機(jī)硬件。這些裝置在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能要求之下會形成一個(gè)有機(jī)整體，為計(jì)算機(jī)軟件提供一定的物質(zhì)基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)程序的控制之下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算和輸入輸出等任務(wù)。

（2）基本構(gòu)成。計(jì)算機(jī)硬件的五大基本構(gòu)件是輸入設(shè)備、運(yùn)算器、存儲器、控制器以及輸出設(shè)備構(gòu)成，雖然計(jì)算機(jī)本身的制作工藝不斷發(fā)生改變，但其基本構(gòu)件的組成是不變的。

二、計(jì)算機(jī)硬件的故障分析

（1）對軟件故障進(jìn)行排查。在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障之后，應(yīng)注意“先軟件后硬件”的原則進(jìn)行維護(hù)和管理，在排除了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中毒或者是文件異常丟失、系統(tǒng)注冊表受到損壞硬盤主引導(dǎo)記錄損壞的情況之后，再來檢查是否為硬件設(shè)備的問題。

（2）對電腦進(jìn)行觀察。首先觀察計(jì)算機(jī)所出現(xiàn)故障時(shí)顯示器顯示內(nèi)容同正常情況下的異同；其次，電腦內(nèi)外所表現(xiàn)出來的一系列的物理情形特征等；再次是觀察計(jì)算機(jī)的環(huán)境，包括所在位置以及環(huán)境溫度和濕度，最后應(yīng)該注意電腦的軟硬件配置和系統(tǒng)資源的使用情況等。

（3）排除外設(shè)故障。計(jì)算機(jī)外設(shè)故障出現(xiàn)的部件主要有顯示器、鼠標(biāo)鍵盤、UPS電源以及打印機(jī)等。顯示器的故障多數(shù)是因?yàn)殚L時(shí)間開機(jī)，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?fù)p壞；鼠標(biāo)鍵盤故障主要因?yàn)檫^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(wěn)，最終造成UPS損壞打印機(jī)故障主要是因長時(shí)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(zhì)量不佳。許多商家為了節(jié)約成本，往往用劣質(zhì)的硬件替代本身系統(tǒng)原有的硬件。不合規(guī)格的硬件與原有的系統(tǒng)相結(jié)合，非常容易引起系統(tǒng)的紊亂甚至是內(nèi)部線路的短路和接觸不良。

（2）人為因素影響。在實(shí)際的操作中，相關(guān)的工作人員因?yàn)樽约旱牧?xí)慣或者是粗心等原因，使得整個(gè)操作過程不符合系統(tǒng)的運(yùn)行，導(dǎo)致硬件出現(xiàn)故障。

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

四、計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)處理

（1）設(shè)備的維護(hù)與管理創(chuàng)新。對于計(jì)算機(jī)設(shè)備主要側(cè)重于維護(hù)方面，重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)顯示器的維護(hù)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(diǎn)是不要經(jīng)常地打開和關(guān)閉顯示器，并且避免灰塵和潮濕性物質(zhì)落入，并用專用的清潔劑和抹布進(jìn)行清潔處理。對于顯示器中的灰塵，應(yīng)該使用毛刷進(jìn)行處理。使用鼠標(biāo)時(shí)避免用力點(diǎn)擊鼠標(biāo)，免損壞鼠標(biāo)的彈性開關(guān)。盡量減少鼠標(biāo)的磨損，可以墊上鼠標(biāo)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(shí)注意在更換鍵盤的同時(shí)要關(guān)閉計(jì)算機(jī)，避免計(jì)算機(jī)的其他部位因此產(chǎn)生故障。

（2）主機(jī)內(nèi)部器件的維護(hù)與管理創(chuàng)新。（1）計(jì)算機(jī)CPU。對于計(jì)算機(jī)內(nèi)部器件的維護(hù)主要是包括對CPU的保護(hù)和對內(nèi)存與硬盤的維護(hù)與管理。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其設(shè)備正常運(yùn)行的過程中，要保證好計(jì)算機(jī)CPU良好的散熱性以及保證主機(jī)正常運(yùn)行的條件，散熱條件不合格不僅會影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至?xí)斐芍匦聠由踔潦撬罊C(jī)的狀況。在進(jìn)行CPU的維護(hù)過程中，還應(yīng)該主義對于CI刀的通風(fēng)散熱裝置做好灰塵清潔工作，避免由此造成的通風(fēng)散熱問題。最后還要保證CI刀的運(yùn)行頻率，從而確保CI刀的工作運(yùn)行頻率正常，避免折損CI刀的使用壽命和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（3）計(jì)算機(jī)內(nèi)存與硬盤。計(jì)算機(jī)內(nèi)存和硬盤的管理，首先應(yīng)該注意在計(jì)算機(jī)內(nèi)存條升級使用時(shí)，選擇與原來的內(nèi)存條相同品牌的使用，同時(shí)也要保證升級之后的內(nèi)存條與原配的使用頻率相同，以免影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行及其穩(wěn)定性。在更換計(jì)算機(jī)內(nèi)存條的同時(shí)，應(yīng)該注意保證所更換的內(nèi)存條的工作電壓與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電壓一致。其次對于以及氧化的內(nèi)存條可以用橡皮擦去氧化層從而正常使用。對于計(jì)算機(jī)硬件的管理，首先應(yīng)該注意的一點(diǎn)是在硬盤讀寫時(shí)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(hù)層。最后，在日常生活中應(yīng)該避免將硬盤放在磁場干擾強(qiáng)烈的地方，諸如手機(jī)、音箱附近等。

隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人們?nèi)粘９ぷ髋c學(xué)習(xí)不可或缺的一部分，而對于計(jì)算機(jī)硬件的研究以及故障分析和維護(hù)管理，對提高計(jì)算機(jī)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(yīng)該在整體和系統(tǒng)的方法論之下，加大對計(jì)算機(jī)硬件的認(rèn)識和研究，以更好地利用計(jì)算機(jī)這一有利資源。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國就業(yè)培訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)中心：計(jì)算機(jī)（微機(jī)）維修工（初級）[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2009，7，1.

篇6

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；模型

1.引言

目前，各高校以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的輔助教學(xué)平臺已得到廣泛應(yīng)用，以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的發(fā)展趨勢。但隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件更新?lián)Q代，學(xué)校不得不付出很大的人力、物力、財(cái)力來進(jìn)行軟件的安裝與升級、硬件的管理與維護(hù)。各高校開發(fā)整合本校的教學(xué)資源，都用自己的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)自己的教學(xué)平臺，這樣導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的重復(fù)建設(shè)、硬件設(shè)施的重復(fù)投資、軟件平臺的重復(fù)開發(fā)。各教育信息系統(tǒng)間"孤島信息"嚴(yán)重阻礙了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的共建共享，繼而影響教育的發(fā)展。隨著云計(jì)算的模式的發(fā)展和普及，各學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)的信息處理逐漸遷移到"云"中。云計(jì)算構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，它的目的主要是實(shí)現(xiàn)包括計(jì)算機(jī)硬件資源（如計(jì)算機(jī)硬件、存儲設(shè)備、服務(wù)器集群等）和軟件資源（如各種應(yīng)用軟件和集成開發(fā)工具）等資源共享，實(shí)現(xiàn)跨校區(qū)的教學(xué)資源共享和跨時(shí)空的師生互動，建成一個(gè)功能完整、高效穩(wěn)定、安全可靠的基于云計(jì)算的教學(xué)平臺。

篇7

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

現(xiàn)在各高校都建立起了滿足教學(xué)需要的實(shí)驗(yàn)室，其中有的實(shí)驗(yàn)室還裝配有計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)可以用于老師輔助教學(xué)，講解無法在課堂上用言語清楚表達(dá)的概念，還能用于學(xué)生將老師所講解的內(nèi)容上機(jī)操作，以加深理解，從而達(dá)到舉一反三。高校實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)用得最多的功能就是模擬實(shí)驗(yàn)了，且各個(gè)院系只有用得上的每天至少會用一次用于執(zhí)行不同的模擬實(shí)驗(yàn)，有時(shí)甚至一個(gè)院系的同一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)要做好幾次。這樣一來計(jì)算機(jī)的使用頻率就相當(dāng)可觀了，隨著計(jì)算機(jī)每天的不斷使用，對其硬件的維護(hù)及保養(yǎng)就顯得尤為重要。

1、高校實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)硬件有哪些

高校實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的硬件分為內(nèi)設(shè)與外設(shè)兩部分，內(nèi)設(shè)有：主板、CPU、內(nèi)存、獨(dú)立顯卡（根據(jù)實(shí)際情況選配，若無需要則用集成顯卡）、硬盤、電源（這些內(nèi)設(shè)組成了主機(jī)）；外設(shè)有：機(jī)箱、鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器，以及一些與教學(xué)相關(guān)的外部設(shè)備，如投影儀等。這些硬件組成了一整的計(jì)算機(jī)，但是它現(xiàn)在還不能夠投入使用，必須先給它安裝好操作系統(tǒng)，并安裝好實(shí)驗(yàn)室所需的相關(guān)軟件才能投入正常作用。

2、高校實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)及保養(yǎng)

計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)總原則是防潮、防震、防壓、防塵、防止在溫濕度過高和過低時(shí)使用。

主板的維護(hù)及保養(yǎng)就要做到防潮、防止在濕度過高和過低時(shí)使用。主板是其他計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)的載體，如果它受了潮將直接影響到其他硬件的正常運(yùn)行，同時(shí)如果主板受潮將會導(dǎo)致相關(guān)電路層短路或是相關(guān)芯片燒毀，造成主板報(bào)廢。一些濕度高的地方，主板可能用著的時(shí)候還好，關(guān)機(jī)后就容易受潮了，還有一些是在天冷時(shí)使用，內(nèi)部的水汽隨著濕度的升高而使得主板受潮，如果是這兩種原因?qū)е碌闹靼迨艹?，要采用一定的除濕設(shè)備和空調(diào)設(shè)備，以將主板受潮的可能性降到最低。主板的溫度不能過高或過低，免得影響元器件的正常運(yùn)行；CPU的保養(yǎng)主要是防止其在溫濕度過高和過低時(shí)使用，CPU即怕灰塵、又怕壓、又怕熱，還怕受潮。不過它最怕的還是熱，因此一定要給CPU安裝上散熱器，現(xiàn)在的CPU動輒3GHz甚至4GHz，這么高的頻率發(fā)熱量是相當(dāng)可觀的，所以給CPU安裝散熱器是不能馬虎的。目前散熱器主流是風(fēng)冷，要根據(jù)CPU的情況選擇，一般在散熱器的說明書上都會有其針對的CPU型號，如果拿不定主意，就買盒裝CPU，這種CPU自帶散熱器。散熱器不宜重，以免壓壞CPU；內(nèi)存的維護(hù)與保養(yǎng)與主板類似，也是要做到防潮，特別是其金指手要做到定期用無水酒精加脫脂棉擦拭，以防止由于接觸不良而造成藍(lán)屏死機(jī)或是計(jì)算機(jī)無法啟動，此外在升級內(nèi)存時(shí)應(yīng)盡量選擇同品牌的，如果無法選擇同品牌的，則要選那些大廠的、兼容性好的內(nèi)存，以免對計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響；獨(dú)立顯卡的保養(yǎng)可以參照CPU及內(nèi)存獨(dú)立顯卡一般都會有散熱器，一定要保證散熱器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)楠?dú)立顯卡工作起來的發(fā)熱量也是可觀的，它的金手指和內(nèi)存一樣，要定期擦拭；集成顯卡的保養(yǎng)在這里不贅述，因?yàn)樗枪袒谥靼迳系?，保養(yǎng)好了主板，也就保養(yǎng)好了它；硬盤雖說叫硬盤，但它卻是計(jì)算機(jī)硬件當(dāng)中最為脆弱的，它最怕震動和灰塵，因此在平時(shí)的使用中要注意不要在開著機(jī)時(shí)移動主機(jī)，關(guān)機(jī)后，要防止主機(jī)摔倒。因此硬盤為了讀取數(shù)據(jù)的速度快，都采用了磁頭懸浮于盤片表面的技術(shù)，一旦外界的震動超過承受范圍，硬盤就會出現(xiàn)故障。此外實(shí)驗(yàn)室還要做到無塵，因?yàn)榛覊m的進(jìn)入，對硬盤的使用也是不利的，它將導(dǎo)致盤片劃傷（雖然機(jī)率較低）。再有也要注意硬盤使用的溫濕度，這樣才能保證硬盤能真正用到壽終正寢，最重要的一點(diǎn)，不要非法關(guān)機(jī)，這是保養(yǎng)和維護(hù)硬盤最應(yīng)做到的，再有定期整理磁盤文件碎片對硬盤的良好運(yùn)行也很必要；電源的維護(hù)與保養(yǎng)可以參考主板、CPU。電源怕熱、怕潮，怕超負(fù)荷，因此在安裝其他硬件時(shí)，一定要考慮電源的承受力；鍵盤、鼠標(biāo)因?yàn)閷儆谝缀钠?，平時(shí)只要注意輕拿輕放，防潮，忽重壓就行了；顯示器也要做到防潮、防止在溫濕度過高下使用以及防摔，因?yàn)楝F(xiàn)在普遍使用液晶顯示器，它的表面就是一層玻璃，因此防摔一定要做到。

3、補(bǔ)遺及總結(jié)

在計(jì)算機(jī)硬件中，硬盤的地位舉足輕重，沒有硬盤，計(jì)算機(jī)就沒有了數(shù)據(jù)來源，硬盤維護(hù)與保養(yǎng)除了要做到上述之外，還要注意在進(jìn)行分區(qū)時(shí)不要分太多區(qū)，且主分區(qū)一定要留足，避免日后升級操作系統(tǒng)不便或是由于空間不足造成使用異常。計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)與保養(yǎng)重在平時(shí)，高校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有專人對計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行保養(yǎng)，計(jì)算機(jī)硬件維護(hù)與保養(yǎng)要做到定期、定時(shí)，還要做到不與其它用電器共電源。只有高校實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)硬件做好了維護(hù)與保養(yǎng)，才能使其每天都正常投入到正常的使用中。

參考文獻(xiàn)

[1]柳士權(quán).計(jì)算機(jī)的硬件組成[J].計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng),2009.08.

篇8

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；計(jì)算機(jī)硬件；教學(xué)體系

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

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展直接影響國民經(jīng)濟(jì)增長，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)是一種省能源、省資源、附加價(jià)值高、知識和技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國防實(shí)力和社會進(jìn)步的象征[1]。我國高校都開設(shè)計(jì)算機(jī)相關(guān)的專業(yè)，雖然歷經(jīng)了二十多年計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)，但計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)對人才的需求量仍然很大。近年來隨著硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，業(yè)界對所需的人才模式有了新的轉(zhuǎn)變，對硬件類技術(shù)人員有巨大需求，學(xué)生將面臨新的機(jī)遇，也對高校計(jì)算機(jī)教學(xué)體系及人才的培養(yǎng)提出更高的要求。目前我國高校培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)人員比例過低，硬件開發(fā)工程師相對匱乏。

一、計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)體系現(xiàn)狀分析

目前隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)所需的硬件開發(fā)工程師必須是軟硬件相結(jié)合的復(fù)合人才，我國高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏，并長期存在輕硬重軟的思想，培養(yǎng)的人才硬件知識不系統(tǒng)，達(dá)不到業(yè)界所需的硬件開發(fā)能力，直接影響計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景[2]。當(dāng)前硬件課程教學(xué)體系存在以下問題：

1.計(jì)算機(jī)專業(yè)建設(shè)誤區(qū)：計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)必須配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備投資較大，由于院校經(jīng)費(fèi)不足，而軟件教學(xué)投資相對較低且易實(shí)現(xiàn)，硬件課程的設(shè)置存在銜接問題。硬件課程一般包括電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)組成原理、單片機(jī)技術(shù)等，很多高校制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)忽略課程內(nèi)在聯(lián)系，孤立地堆砌課程，讓學(xué)生對硬件課程感到厭煩，無法形成系統(tǒng)的認(rèn)識。目前我國培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)人才軟件知識扎實(shí)，而硬件知識薄弱。

2.教學(xué)內(nèi)容陳舊：目前很多院校采用的硬件教材內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，比如說計(jì)算機(jī)接口技術(shù)課程的內(nèi)容已過于陳舊，學(xué)生在課堂掌握的理論知識無法具體應(yīng)用，影響到學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生只能為考試而學(xué)習(xí)。一些硬件課程內(nèi)容重復(fù)，各門課程的授課老師孤立教學(xué)，并沒有為學(xué)生后續(xù)課程打下鋪墊，純粹為完成教學(xué)內(nèi)容而教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生抓不住課程的精髓，針對性不強(qiáng)，最終學(xué)生不能對硬件知識形成一個(gè)系統(tǒng)的整體，更無法將硬件與軟件知識相結(jié)合。

3.忽略實(shí)踐教學(xué)：不少院校在硬件教學(xué)上更注重理論，忽略實(shí)踐教學(xué)。計(jì)算機(jī)軟件實(shí)踐教學(xué)容易實(shí)現(xiàn)，一般只需一臺PC機(jī)和相應(yīng)的軟件，學(xué)生可以在課后完成，易調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，像程序設(shè)計(jì)等課程比較直觀，通過調(diào)試程序?qū)W生的成就感較大。而計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備前期投資大，維護(hù)費(fèi)用高，實(shí)驗(yàn)室一般在開設(shè)相關(guān)課程時(shí)才對學(xué)生開放，一些硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，在實(shí)踐課上學(xué)生無法從理論上掌握實(shí)驗(yàn)原理，僅動手在試驗(yàn)箱上“連連線”，看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生在硬件學(xué)習(xí)上存在盲區(qū)，更別提著手進(jìn)行復(fù)雜的硬件項(xiàng)目開發(fā)。

二、構(gòu)建集基礎(chǔ)、綜合、研究三位一體的遞進(jìn)化教學(xué)體系

隨著業(yè)界對計(jì)算機(jī)硬件開發(fā)人員需求的不斷上升，針對目前我國高校計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)體系存在的問題，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為導(dǎo)向，創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的遞進(jìn)化計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系。

（一）創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式

科學(xué)發(fā)展觀的核心思想是以人為本。創(chuàng)建符合科學(xué)發(fā)展觀的人才培養(yǎng)模式的目的就是要促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，不斷地提升學(xué)生的思想品德、科學(xué)文化、身體素質(zhì)、心理健康、動手實(shí)踐以及創(chuàng)新能力。另外在設(shè)計(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式時(shí)，要注重聯(lián)系社會人才需求，結(jié)合高校自身特征，充分發(fā)揮出學(xué)生的特色，才能讓學(xué)生走向社會有更強(qiáng)的競爭力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（二）構(gòu)建遞進(jìn)化計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系

計(jì)算機(jī)學(xué)科是一門系統(tǒng)性很強(qiáng)的學(xué)科，在整個(gè)教學(xué)體系中，硬件課程、軟件課程及實(shí)踐課程是三大重要組成因素。學(xué)生要在掌握了硬件知識后才能更好地學(xué)習(xí)軟件課程，而在講授硬件課程時(shí)學(xué)生必須了解軟件對硬件的控制指揮作用，綜合應(yīng)用軟硬件知識，通過實(shí)踐設(shè)計(jì)開發(fā)出新產(chǎn)品，真正做到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。調(diào)整硬件課程體系勢在必行。首先要有效地整合課程，將技術(shù)落后以及與后續(xù)課程聯(lián)系不大的內(nèi)容刪除，將課程中重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)融合，并及時(shí)將最新技術(shù)補(bǔ)充到課程體系中。組織教師編寫適應(yīng)的硬件教材，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，充分反映出硬件新技術(shù)，使得教學(xué)過程更連貫，效率更高，充分調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)硬件的積極性，為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的硬件知識基礎(chǔ)。在建立學(xué)生良好的硬件基礎(chǔ)的同時(shí)，可以進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合應(yīng)用軟硬件知識能力，著手硬件項(xiàng)目開發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。搭建產(chǎn)學(xué)研一體化平臺[3]，將學(xué)生的創(chuàng)新成果應(yīng)用于企業(yè)，并根據(jù)企業(yè)的需求培養(yǎng)學(xué)生的研究能力。

（三）豐富教學(xué)手段

教學(xué)手段要多樣化，硬件類課程一般涉及時(shí)空概念等，內(nèi)容比較抽象，動態(tài)性較強(qiáng)，可以應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，借用多媒體技術(shù)，將靜態(tài)抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成動態(tài)可視的情景。打破傳統(tǒng)教學(xué)方式，建立起一種提出問題、完成任務(wù)的互動式項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)方法[4]。教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，提出設(shè)計(jì)任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生逐步完成任務(wù)，在動手實(shí)踐中掌握教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。教師也可以采用問題啟發(fā)式教學(xué)[4]，通過布置一些小論文，引導(dǎo)學(xué)生課后有針對性地去查閱資料，通過自主學(xué)習(xí)方式，最后在課堂上讓學(xué)生研討、教師總結(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識以及分析問題的能力。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)硬件學(xué)科網(wǎng)站，為學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)資源，方便師生參與討論，展開協(xié)作式學(xué)習(xí)方式。

（四）構(gòu)建立體化的實(shí)踐教學(xué)模式

實(shí)踐是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵，必須將實(shí)踐教學(xué)貫穿于整個(gè)硬件教學(xué)過程中。構(gòu)建立體化的實(shí)踐教學(xué)模式是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，充分調(diào)動起學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性和探究能力。通過設(shè)置多模塊化、多層次、多樣性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)類型，逐步提高學(xué)生綜合動手實(shí)踐能力。教師還可以通過指導(dǎo)學(xué)生參加硬件設(shè)計(jì)競賽，增加學(xué)生更多的實(shí)踐機(jī)會，從而達(dá)到創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

三、結(jié)語

計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系的建設(shè)是一個(gè)長期的過程，筆者在十幾年的硬件課程教學(xué)中不斷地研究和探討，并將上述一些解決方案付諸于實(shí)踐，在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面獲得了比較明顯的效果。我們將不斷完善遞進(jìn)化計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)體系，在教學(xué)過程中逐步推廣，培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)：

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[2]唐建宇.計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)中的若干問題分析與探討[J].福建電腦，2007，（5）：188-189.

[3]宋之帥，田合雷，盛義保.產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)研究生創(chuàng)新人才的研究與實(shí)踐[J].中國電力教育，2012，（34）：17-18.

[4]曹維，徐東風(fēng).項(xiàng)目驅(qū)動法在計(jì)算機(jī)硬件系列實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，（6）：210-212.

篇9

關(guān)鍵詞:人工智能；計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)；硬件；軟件

人工智能是讓機(jī)器模擬人類思維和行為方式,從而讓其在某些方面達(dá)到人類智能的水平。它的研究涉及了多門學(xué)科知識,是一個(gè)跨學(xué)科的研究領(lǐng)域。但是計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展,是人工智能實(shí)現(xiàn)的基本保障。本文從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)入手,介紹了計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展過程和趨勢,以及對人工智能發(fā)展起到的作用。

1計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)體系是一個(gè)多級層次結(jié)構(gòu),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(shè)備、存儲器和CPU。軟件有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類?，F(xiàn)代集成技術(shù)使得計(jì)算機(jī)的體積越來越小,但是性能卻越來越強(qiáng)。硬件作為計(jì)算機(jī)基本的組成部分,是作為物理底層為上層軟件的運(yùn)作提供了基本的環(huán)境支持。在計(jì)算機(jī)體系設(shè)計(jì)中的一個(gè)核心問題就是如何提高計(jì)算機(jī)硬件運(yùn)行和服務(wù)的效率,使上層軟件的運(yùn)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(shè)計(jì)最大的問題。分布式體系結(jié)構(gòu)提升了硬件的處理能力,但同時(shí)增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和操作性。如今,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,云平臺區(qū)塊鏈技術(shù)的成熟,計(jì)算機(jī)體系從傳統(tǒng)的單機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展為以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的多系統(tǒng)多體系平臺。這種模式從理論上看,大大增加的了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,但對于用戶體驗(yàn)而言,這種復(fù)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(yàn)到的是方便、快捷、高效的運(yùn)行環(huán)境。集群計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)就是一個(gè)典型的案例。它通過以太網(wǎng)或InfiniBand網(wǎng)絡(luò)作為內(nèi)聯(lián)方式,使用Linux操作系統(tǒng)和并行編程接口,采用價(jià)格比較低的服務(wù)器為運(yùn)算節(jié)點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)較之前系統(tǒng)的成本明顯降低,而且公開性和操作性都比較強(qiáng)[1]。軟件作為計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中的上層應(yīng)用,在20世紀(jì)80年代前,只是為專門的計(jì)算機(jī)而定制的小程序,功能比較簡單更沒有形成產(chǎn)業(yè)。20世紀(jì)80年代后,隨著計(jì)算機(jī)硬件集成化程度提高,計(jì)算機(jī)體積變小個(gè)人電腦普及,各種功能齊全的軟件也應(yīng)用而生,軟件開發(fā)逐漸標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)業(yè)化。進(jìn)入21世紀(jì)后,英特網(wǎng)普及,開源社區(qū)發(fā)展迅速,開源軟件開始流行,軟件開發(fā)也逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。其開發(fā)策略也從原來面向過程的編程轉(zhuǎn)化到了面向?qū)ο蟮木幊?開發(fā)的軟件功能更強(qiáng)大也更具有人性化,為人類在生活生產(chǎn)中解決很多實(shí)際問題。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)能夠以更低的成本,更好的互動,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下發(fā)揮更好的性能。為人工智能的發(fā)展提供了更有效的運(yùn)行環(huán)境。

2計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展

1946年,第一代電子管計(jì)算機(jī)研制成功,它的主要特征是體積大、耗電大,運(yùn)算速度慢;1959年第二代晶體管計(jì)算機(jī)誕生,與電子管相比晶體管壽命長、體積小、運(yùn)算速度快;1965年第三代集成電路計(jì)算機(jī)產(chǎn)生,集成電路技術(shù)使計(jì)算機(jī)在性能和結(jié)構(gòu)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(jì)算機(jī);1971年以后,是大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī),以英特爾公司推出的x86系列和奔騰系列微處理器為標(biāo)志,它不僅大大縮小了計(jì)算機(jī)的體積,而且還提高了計(jì)算機(jī)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(fā)展,其處理能力每18個(gè)月到24個(gè)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(jīng)達(dá)到1.4GHz[2]。當(dāng)英特爾還在一心追求處理器高主頻的時(shí)候,另一家公司NVIDIA在1999年8月了一種專門做圖像運(yùn)算工作的微處理器GPU(GraphicProcessingUnit)。GPU采用的是一種全新的架構(gòu)模式,它將幾何轉(zhuǎn)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(fù)責(zé)幾何轉(zhuǎn)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(shù)碼照片處理、3D渲染等方面的表現(xiàn)非常優(yōu)越。GPU的誕生,使得對處理器的研制從追求高主頻轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)云計(jì)算的興起,以及智能手機(jī)的廣泛應(yīng)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(gè)發(fā)展方向[3]。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大,采用多處理器集成的架構(gòu)模式使得算法實(shí)現(xiàn)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的處理器,主要用于深度學(xué)習(xí)、AI運(yùn)算,其算力較GPU有很大的提高。AlphaGo是第一個(gè)戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍的人工智能機(jī)器人,最初它內(nèi)部安裝了1202個(gè)CPU和176個(gè)GPU用于運(yùn)算處理。2015年引入TPU之后,與李世石對戰(zhàn)的AlphaGo,只有48個(gè)TPU負(fù)責(zé)所有的計(jì)算任務(wù)。存儲器是計(jì)算機(jī)硬件的另一個(gè)主要組成部分。在計(jì)算機(jī)體系中一般采用外存、緩存、內(nèi)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(jì)算機(jī)內(nèi)的大量數(shù)據(jù),例如系統(tǒng)安裝的軟件、用戶的資料、數(shù)據(jù)庫等;緩存是為了提高數(shù)據(jù)讀取的命中率而引入的一種機(jī)制;內(nèi)存數(shù)據(jù)讀取的速度與CPU相當(dāng),可以和CPU直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換,是CPU處理數(shù)據(jù)的來源。但因?yàn)閮?nèi)存是通過大量的晶體管構(gòu)成寄存器來保存數(shù)據(jù)的,所以采用的硅片面積比較大,制造成本高,在系統(tǒng)中容量配置相對小些。但是隨著電子制造技術(shù)的提升,現(xiàn)在pc機(jī)硬盤的配置可以達(dá)到1TB,內(nèi)存容量如果是64位操作系統(tǒng)一般都在4GB。計(jì)算機(jī)存儲器容量的增加可以滿足人工智能時(shí)代海量數(shù)據(jù)的存儲。隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)也呈現(xiàn)多樣化形式。數(shù)據(jù)來源不再是單純的以鍵盤輸入為主的模式。攝像機(jī)微型化之后,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)普遍都安裝了攝像頭,通過攝像頭可以實(shí)現(xiàn)視頻的采集;而在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中安裝聲音采集器可以實(shí)現(xiàn)語音輸入。傳感器可以模擬人類感官讓計(jì)算機(jī)可以像人類一樣從自然環(huán)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(jì)算機(jī)的這些新型輸入方式更接近于人類日常生活的習(xí)慣,也使計(jì)算機(jī)用起來更人性化,智能化。計(jì)算機(jī)硬件的這些特性是人工智能發(fā)展的基本保障。

3計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展

計(jì)算機(jī)語言是計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的主要工具,也是解決實(shí)際問題的手段。20世紀(jì)50年代,為了方便人們操控計(jì)算機(jī)的運(yùn)行,機(jī)器指令順應(yīng)而生。它采用的是二進(jìn)制編碼,增加了計(jì)算機(jī)的可操作性,但對用戶而言可讀性不高,調(diào)試難度大。匯編語言是第二代計(jì)算機(jī)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(xiàn)的高級語言其表現(xiàn)形式更接近于數(shù)學(xué)語言和自然語言,可讀性強(qiáng)。而且不依賴于計(jì)算機(jī)硬件,能在不同的機(jī)器上運(yùn)行,可移植性強(qiáng)。計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展,極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)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(xiàn),計(jì)算機(jī)語言也逐漸向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。1956年達(dá)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(xiàng)目組,開發(fā)了LISP語言。LISP使用表結(jié)構(gòu)來表達(dá)非數(shù)值的計(jì)算問題,實(shí)現(xiàn)技術(shù)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(guān)系和抽象概念,也稱為描述性語言。Prolog依照人的思維邏輯,運(yùn)用數(shù)理邏輯中的謂詞邏輯來描述解決的問題方法,告訴計(jì)算機(jī)“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(qiáng)易寫易讀易于正確性證明。1982年,由LarryWall設(shè)計(jì)的Perl語言是運(yùn)行在Unix環(huán)境下的一種腳本語言。Perl對文件和字符有很強(qiáng)的處理能力,主要用于大型網(wǎng)站開發(fā)。20世紀(jì)90年代初,荷蘭人Rossum設(shè)計(jì)了Python語言,其語法清晰、簡潔,并且擁有大量第三方函數(shù)模塊,編程簡單但功能強(qiáng)大,很快成為了人工智能主要的編程語言[4]。在大數(shù)據(jù)背景下人工智能發(fā)展更加迅速,隨之而來的是計(jì)算機(jī)需處理的海量數(shù)據(jù),而且這些數(shù)據(jù)來源廣泛,特點(diǎn)多樣,若是利用傳統(tǒng)的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理,確定數(shù)據(jù)的有效性和安全性,需耗費(fèi)大量的時(shí)間,也導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)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(tǒng)性能的情況下,可以對海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)快速推理和分析,挖掘數(shù)據(jù)深層次的價(jià)值,得出其背后隱藏的規(guī)律,有效地幫助人類作出合理的決策。進(jìn)入21世紀(jì)后,網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展,開源軟件由于開放二次開發(fā)的權(quán)力,具有低成本高安全的特性受到了各國企業(yè)和政府的支持得到迅速發(fā)展。開源軟件是在遵守一個(gè)開源協(xié)議的前提下,將程序的源代碼公開,允許其他人學(xué)習(xí)修改和,也可轉(zhuǎn)化成任何形式的實(shí)用軟件的一類軟件。截至2006年底,全球研發(fā)和應(yīng)用開源軟件的企業(yè)占到了總數(shù)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(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域中也扮演著重要的角色。

4結(jié)語

人工智能的發(fā)展涉及生物學(xué)、神經(jīng)學(xué)、仿生學(xué)、電子科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科,是多學(xué)科交叉融合發(fā)展的領(lǐng)域。用來支持人工智能實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),也逐漸表現(xiàn)出一種軟中有硬、硬中有軟的混合模式?，F(xiàn)場可編程門陣列(Field-ProgrammableGateArrays,FPGA)就是一種典型的代表。基于現(xiàn)場可編程門陣列的系統(tǒng)設(shè)計(jì),其硬件功能的實(shí)現(xiàn)可以通過軟件設(shè)置來完成,通過調(diào)試軟件參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)硬件功能的改進(jìn)。這種全新的軟硬件設(shè)計(jì)理念使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有更強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性,提高了人工智能的應(yīng)用效率,為人工智能構(gòu)建了一個(gè)更具可擴(kuò)展性的大腦。

參考文獻(xiàn)

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[3]Janlen.光影之路GPU架構(gòu)發(fā)展史[J].微型計(jì)算機(jī),2011(33):99-117.

篇10

1 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)及其保護(hù)的現(xiàn)狀

1.1 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)主要是指在不同的用戶多次使用程序后依然能夠滿足用戶的需求，與計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)有較大的區(qū)別，普通的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)都能在電腦上運(yùn)行。通常情況下，人們將不安裝任何軟件的電腦稱為裸機(jī)，這種電腦只能使用最基本的操作，無法滿足用戶的需求，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里的軟件主要分為兩類，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。其中，系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)軟件、程序設(shè)計(jì)語言，主要功能是管理和監(jiān)督計(jì)算機(jī)內(nèi)的所有資源，幫助用戶有效地減少使用前準(zhǔn)備程序的時(shí)間，在一定程度上提高了計(jì)算機(jī)運(yùn)作的效率。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)高速運(yùn)行的有力保障。而應(yīng)用軟件主要是指能夠幫助用戶解決問題，有具體的應(yīng)用價(jià)值的軟件或程序。應(yīng)用軟件必須運(yùn)用到相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識，無法單獨(dú)地運(yùn)行，必須要有系統(tǒng)軟件的支持才能正常運(yùn)行。

1.2 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)用戶數(shù)量的不斷增加，計(jì)算機(jī)在管理和使用方面也變得越來越困難。例如黑客、病毒等名詞對于大部分計(jì)算機(jī)用戶來說都是耳熟能詳，這些程序都能通過遠(yuǎn)程控制將用戶電腦中的系統(tǒng)軟件進(jìn)行非授權(quán)的修改。在使用計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)時(shí)，有兩點(diǎn)內(nèi)容是必須要考慮的：第一，盡量減少甚至限制除本人以外其他使用者對各項(xiàng)資源的利用。第二，一般情況下不要隨意地修改計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的非授權(quán)程序。目前，大部分的計(jì)算機(jī)只是安裝了類似CMOS之類的保護(hù)軟件限制用戶對計(jì)算機(jī)的更改，僅靠這項(xiàng)技術(shù)是無法保證計(jì)算機(jī)使用的安全性和穩(wěn)定性。除此之外，一些用戶單純地通過設(shè)置訪問權(quán)限來限制使用者對系統(tǒng)資源的利用，但是，在重裝系統(tǒng)或者增刪硬盤時(shí)沒有用戶權(quán)限依然可以操作，因此，這種方法并不能阻止他人的破壞行為。只有通過更強(qiáng)更有效的方式才能保護(hù)好計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前，最為常見的保護(hù)系統(tǒng)是硬保護(hù)和軟保護(hù)。硬保護(hù)主要是指利用系統(tǒng)本身來保護(hù)軟件系統(tǒng)，軟保護(hù)主要是指借助系統(tǒng)保護(hù)的軟件來保護(hù)軟件系統(tǒng)，一般會將兩種保護(hù)方式結(jié)合使用。另外，硬保護(hù)主要是在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)與硬件中間工作，這種運(yùn)作方式較為安全也比較常見；軟保護(hù)是在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間運(yùn)行，經(jīng)常會發(fā)生與計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序有沖突的現(xiàn)象，在安全性上也沒有硬保護(hù)高，在市場銷量上也沒有硬保護(hù)好。

2 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

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

3 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)的未來

在過去，許多著名的計(jì)算機(jī)制造商在系統(tǒng)的保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)沒有太多的關(guān)注，大部分都是小型的設(shè)備制造商在潛心研究這一項(xiàng)技術(shù)，由于缺乏硬件上的支持，保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)只能局限在補(bǔ)丁與外掛的范圍內(nèi)，無法真正地進(jìn)入到計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。但隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和各種行業(yè)對計(jì)算機(jī)需求的增加，人們已經(jīng)在此技術(shù)上給予了重視。在未來，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)主要向兩個(gè)方向發(fā)展：運(yùn)用主機(jī)系統(tǒng)連接多臺終端、加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)硬件保護(hù)功能的支持。

3.1 主機(jī)系統(tǒng)連接多臺終端

主機(jī)系統(tǒng)也稱終端機(jī)系統(tǒng)，主要是指利用一臺高性能的計(jì)算機(jī)借助網(wǎng)絡(luò)將多臺終端相連接，其中，終端主要是指輸入設(shè)備、輸出設(shè)備以及通訊設(shè)備，這些設(shè)備的運(yùn)算或存儲數(shù)據(jù)都必須要在主機(jī)中工作，20世紀(jì)70年代的VAX就是采用這種技術(shù)。當(dāng)主機(jī)使用了分時(shí)操作的系統(tǒng)時(shí)，任何終端對主機(jī)的訪問權(quán)限都會受到限制和監(jiān)控，從而提高了計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的安全性。這種類型的計(jì)算機(jī)也存在一定的缺陷，比如，運(yùn)行速度慢、存儲容量較小等，因此，沒有較大的發(fā)展空間。隨著時(shí)代的進(jìn)步，在計(jì)算機(jī)的硬件方面和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上都有了大幅度地提高，許多制約因素都能夠逐漸克服，主機(jī)或終端機(jī)方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是很有可能進(jìn)一步發(fā)展的。除此之外，許多著名的公司也都在開發(fā)與這種類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)品，目前，多處理器系統(tǒng)、多端口高寬帶等眾多技術(shù)都運(yùn)用在新一代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，不僅能夠保障了系統(tǒng)的安全性，更能夠提高計(jì)算機(jī)性能，從根本上解決了安全問題。

3.2 加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)硬件保護(hù)功能的支持

加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)硬件保護(hù)功能的支持主要通過保護(hù)卡來實(shí)現(xiàn)，目前，聯(lián)想、方正等大型集團(tuán)已經(jīng)開始不斷地為一些保護(hù)卡生產(chǎn)的企業(yè)進(jìn)行授權(quán)，結(jié)合自身產(chǎn)品的特點(diǎn)制定有針對性的保護(hù)卡，這是一個(gè)良好的開始。在未來，人們不需要另裝一個(gè)配置來安裝保護(hù)卡，可以將保護(hù)卡最為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的配置直接安裝在主板上。除此之外，人們還可以開發(fā)其他的技術(shù)，例如，在BIOS基本輸入、輸出系統(tǒng)上添加軟件系統(tǒng)保護(hù)程序，從而保證用戶在輸入或更改數(shù)據(jù)時(shí)不會丟失重要的信息和參數(shù)；為了解決容量受限制的問題，可以在主板上添加一塊專門用于存儲硬盤中的文件，并且能夠?qū)⒕哂袠?biāo)識性的信息進(jìn)行壓縮的大容量快閃芯片，從而提高了計(jì)算機(jī)的存儲容量；將CMOS分為兩個(gè)部分，一個(gè)部分可以在存儲時(shí)能夠用操作系統(tǒng)修改參數(shù)，另一個(gè)部分在存儲時(shí)不能用操作系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)上的修改，防止系統(tǒng)軟件的保護(hù)功能受到破壞。還有一點(diǎn)需要注意的是，當(dāng)?shù)玫接布S商的支持時(shí)，必須要用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。