计算机硬件软件知识范文

导语：如何才能写好一篇计算机硬件软件知识，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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   摘要：随着科学技术的发展,计算机技术广泛应用于医疗电子设备,如计算机控制、处理、成像、分析、存储等,为医疗卫生事业带来了更多、更新的诊疗手段,为患者带来了更大的福音,同时也为在医疗设备维修第一线的工程技术人员提出了新的课题,本文就个人在维修过程中所积累的经验和体会与大家共同探讨。

   关键词：计算机软硬件；技术;医疗设备维修

   随着科学技术的飞速发展,计算机技术广泛应用于医疗电子设备,各种性能优良、功能齐全的医疗设备层出不穷,对维修工程技术人员提出了新的课题。计算机技术主要有计算机控制、计算机处理、计算机分析、计算机存储等,为实现这些目的,计算机必须拥有软件和硬件两大部分。软件主要有操作系统和应用软件组成,计算机操作系统是方便用户,管理和控制计算机软硬件资源的系统软件,它具有作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理。目前医疗设备大多采用微软视窗操作系统,应用软件则由各生产厂商根据所需功能自行开发。硬件主要由CPU、主板、内存、硬盘、显卡、显示器、应用接口板、光驱、软驱、电源、打印机等部分组成。计算机开机过程大致如下:接通电源后, CPU开始对内部电路及外部设备进行自检,并将一些计算机硬件参数和软件版本快速在荧屏上显示,一切顺利的话, CPU开始把操作系统调入内存,之后进入视窗主画面或应用程序主画面。

   软件问题引起的故障现象一般较少,一旦出现有时很难处理。我们对此问题一般是采用重装软件的方法或请厂商技术人员来处理。例一:我院一台进口动态心电机,在使用过程中能正常进入应用程序,调用所存储的数据,输入新病人的信息,但不能对新病人数据进行输入采样分析。经与厂商联系后,严格按照步骤将备用光盘上软件重新输入,故障消失,恢复正常使用。例二:我院一台国产JC型聚焦超声肿瘤治疗系统(海扶刀),是采用高强度聚焦超声技术对实体肿瘤进行非侵入性治疗的大型医疗设备。该设备集声学、机械学、计算机控制技术、软件工程和超声成像技术等为一体,结构庞大,性能复杂。在治疗过程中时常出现在主控台设定水囊水位或水温,设定新值后又恢复到原来值,而在水处理机房控制面板设定则正常。将问题反馈到厂商,不久厂商派软件工程技术人员把软件升级,问题得到解决。

   硬件问题计算机硬件部分较多,由于产品质量,使用时间的长短,使用环境的好坏等因素,使得设备出现故障的现象和原因也是多种多样。这要求工程技术人员要有一定的计算机硬件知识,了解计算机的组成和工作原理,才能在医疗设备出现故障时尽快排除。以下是本人在维修过程中碰到的较为典型的事例。例一:一台脑电图机在使用过程中出现死机,按动任何键无反应。打开机箱检查,由于已使用较长时间,灰尘较多,拔下插板逐个进行清理,用橡皮擦拭接口部分,清理完后重新安装开机,故障消失,至今无死机现象。估计是使用时间较长,插板接口处形成氧化膜,阻滞信号传输,引起死机现象。例二:一台彩色多谱勒(脑彩超),开机后无任何反应(指示灯亮),显示器也不亮,打开机箱,发现主板上CPU散热风扇转动正常,但似乎没有开机时正常的自检动作,初步怀疑CPU或主板工作不正常。将主板拔下擦拭清理,安装试机,故障依旧。测试电源供电是否正常,发现没有供给主板的3•3V电压,拔下所有电源插头开机(AT电源可这样测试)。

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>> 高职院校计算机软件专业教学方法的探索与思考 基于项目的学习模式在高职计算机软件教学中的应用 任务驱动式教学在计算机软件教学中的应用探析 项目教学法在计算机软件教学中的应用研究 项目教学法在计算机软件教学中的应用探索 项目教学法在计算机软件教学中的应用分析 数学实验和计算机软件在高职数学教学中的应用 《信息搜索与分析技能》项目在高职计算机软件教学中的作用 基于构建主义理论的项目驱动教学模式在高职计算机软件教学中的应用尝试 计算机软件教学中项目教学法的应用探讨 “任务驱动+案例教学法”在计算机软件教学中的应用 计算机软件应用类课程教学方法探析 高职院校计算机软件应用教学实践探析 嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用 计算机软件在机械制图教学中的应用 计算机软件在本科生工具类课程教学中的应用 计算机软件在音乐教学活动中的应用研究 计算机软件在食品营养学教学中的应用 新计算机软件在辅助教学中的应用 TSPi在计算机软件类课程教学中的应用 常见问题解答 当前所在位置：.

Application of Introductory Project Teaching in Computer Software Teaching of Higher Vocational Colleges

LI Chong

(Computer Department, Chongqing Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037, China)

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关键词：计算机 硬件 维护方法

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O9-0121-01

计算机是人们生活中不可或缺的工具，而硬件是计算机的核心部件，其维护与保养不仅关系到硬件的工作效率，也关系到计算机软件的工作效率。如果硬件出现问题，计算机就无法正常运行，因而，我们应深入了解计算机硬件问题的原因和维护方法。

一、计算机硬件问题产生的原因

（一）设备内部的原因

计算机硬件设备内部产生的问题主要有两种：一是设备冲突。主机与系统资源之间的适配是计算机正常运行的关键，配置是否兼容关系到计算机能否正常工作。如果新装入的板卡与现有设备之间发生资源冲突，就会导致计算机无法正常运行。二是软件原因。软件对计算机系统的正常运行有着重要影响，只有实现软件与硬件的有机结合，才能使计算机系统的正常运行。从实际维护情况来看，计算机硬件故障中有相当一部分都是由软件问题特别是病毒引起的。

（二）外部原因

计算机系统对外部环境要求较高，电压不稳定、电磁干扰、计算机使用环境、温度过高或过低等外部原因都会影响计算机系统的正常运行。电压不稳定可能会损坏硬盘等配件，强磁场干扰会造成计算机意外重启，或导致显示器磁化出现偏色等故障。

二、计算机硬件维护的原则

（一）预防为主

计算机硬件如同人的身体，不能等到出了问题才进行维护，应当养成良好的使用习惯，这样才能使计算机处于稳定的运行状态，从而延长计算机的使用寿命，因此，计算机硬件维护应以预防为主。在计算机硬件维护中，首先要养成良好的使用习惯。计算机出现故障除了其自身原因外，日常保养情况也是一个重要原因。如同时打开过多软件会使计算机长时间处于高速运行，导致主机温度过高，此时计算机就会突然自动关闭系统。虽然这种自动关机不会造成计算机系统的瘫痪，但应加强预防，将这些不利因素消灭在萌芽状态。其次，应掌握计算机维护常识。灰尘堆积过厚、机房湿度过大等都会阻碍计算机硬件的正常运行。在使用计算机时，应当定期对计算机进行清洁，提高其运行速度，不要频繁的开关机，掌握正确的开关机步骤，将计算机摆放在通风较好地位置，便于机器散热。

（二）遵循检测顺序

计算机硬件出现问题进行检测时，应当先从低级、简单问题入手，然后再进行高级、复杂的检测顺序进行检测。[1]一般来说，检测计算机时应先为计算机做一个清洁，然后再进行电源与设备间的检测或主机检测；应先排除具有普遍性的问题，然后再考虑特殊性的故障因素。如计算机自动关机，一般来说造成这种情况的有两种原因：一是主机温度过高，主机自动关机；另一种是由于下载或运行了携带病毒的软件。计算机各个硬件间都具有一定的关联性，掌握了各部分之间的关联就容易排除故障。同时，计算机维护还需要遵循一定的逻辑顺序，先低级、共性，后高级、个性。这样做既可以有效地节省时间和维修成本，又可以避免“小题大做”情况的出现。

三、计算机硬件维护的方法

计算机硬件维护原则是进行计算机硬件维护的基础，应在该原则的基础上灵活的处理故障问题，既注重技术层面的问题，也考虑外部环境的影响。

（一）直接观察法和隔离尝试法

直接观察法贯穿于计算机硬件维护的全过程，是计算机硬件维护最直接、最简单的一种方法。直接观察法就是对计算机硬件做全面的了解，既要观察硬件运行的环境、还要观察硬件的配置情况；既要观察用户的操作习惯，也要观察用户的操作过程；既要观察电源插座、插头情况，也要观察软件的使用情况。通过观察来对计算机硬件的整体状况有一个全面的了解。

在进行计算机硬件维护是为了快速、有效地找到故障，有时需要将一些硬件或软件进行隔离或屏蔽，这时就可以采用隔离尝试法，即将可能与故障产生冲突的硬、软件暂时卸载或停止运行。

（二）最小系统法和逐步增减法

计算机硬件维护中经常将最小系统法与逐步增减法配合使用，能够快速锁定和排除故障。[2]最小系统法是通过测试计算机系统在软、硬件中能否正常运行来判断计算机软硬件环境是否正常。如果系统在软硬件中不能正常运行，说明软硬件环境出现了故障，可以进行隔离。

逐步增减法包含两个内容：逐步添加和逐步删减。逐步添加是在最小系统法的基础上通过逐一增加计算机组件或设备，检测故障产生的原因，找到解除办法；逐步删减与逐步添加正好相反，即通过逐一减少组件或设备查找故障产生的原因。

（三）组件替换法和比较法

组件替换法是指根据故障的类别更换可能产生故障的计算机组件，观察故障是否消失。[3]在实际使用组件替换法时，应首先检查与组件相连的外部设备，然后再进行组件替换，如判断打印故障时，应先考虑驱动是否存在问题、打印机与计算机的连接是否完好、打印机的电源线路是否通畅等。

与组件替换法相类似的是组件比较法。所谓组件比较法是将性能较好的组件与可能存在故障的组件进行全方面的比较，判断二者有何不同之处，从而找出故障。

（四）安装软件或专业性的维护

有许多软件能够自动对计算机硬件进行检测，安装此类软件也是解决计算机硬件故障的有效方法，一方面，检测软件能够在硬件出现故障时准确的检测出硬件出现的问题，并提醒用户；另一方面该软件还可以适时对计算机硬件进行“体检”，防止故障的产生。但如果经过以上方法，依然无法排除故障，此时，应当寻求专业人士的帮助，而不是盲目的进行维护，有时一些小问题在盲目的维护过程中可能会造成故障的进一步恶化。

在现代社会中，计算机已成为人们工作与学习中不可或缺的工具，计算机的正常运行是软件与硬件相互配合的结果，因而，对计算机硬件的维护时应考虑软硬件等多种因素。在使用计算机时，应养成良好的计算机使用习惯、掌握基本的计算机维护知识，只有这样，才能提高计算机系统的性能和运行速度，使计算机更好地为我们服务。

参考文献：

[1]齐志亚.计算机硬件日常维护与故障排除[J].硅谷,2010(5).

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1.硬件课程体系存在的问题。目前，硬件课程体系中主要存在的问题：教材知识相对落后，学生无法学以致用；缺乏实践环节，实验条件差，学生无法锻炼实践能力，教师更无法鼓励和激发其创新能力；学生电子技术方面的理论基础较差，其对硬件的分析理解能力受到一定限制，学习困难较大；硬件课程开设学时离理想要求远远不足。2.导致这些问题的原因。⑴认识上的不足。目前，计算机教育存在着重软轻硬的倾向。很多学生对硬件课程的了解甚少，认为硬件课程只是学习计算机的内部工作原理，在计算机应用当中无关紧要，认识不到硬件技术在应用方面的重要性。⑵课程教学系统性方面的不完整，课程教学系统缺乏足够的系统性，各相关课程以及教材之间的分工与衔接不够规范。①硬件课程知识与软件课程知识之间缺乏足够的交叉和互补，学生无法深入理解计算机的基本工作原理及其在软件系统中的作用；②在硬件课程之间缺乏充分的衔接，有些知识点重复，有些知识点缺失；③缺乏足够的实践训练。④内容多和时间少的矛盾突出。这些都导致了学生的知识体系结构不健全。⑶解决的办法。①提高认识。计算机系统是硬件和软件的统一，计算机工作的过程，实质上是以硬件为基础执行程序的过程，所有硬件的工作都是软件驱动的结果，而计算机的优良性能是通过复杂的硬件系统结构换取的。只有对软件的载体――硬件、硬件组成、硬件的工作原理理解才能对软件是怎样依附于硬件的全过程有一个飞跃的认识，最终达到对计算机系统软、硬件基本知识的融会贯通。因此，在各硬件课程开设时，应首先给学生介绍该门课程的主要内容、该门课程在计算机专业当中的地位、与相关课程的关系，建立起与软件之间的联系。其次，加大实践能力在考试评价体系中所占比例，以促进学生对硬件实践的重视。从而改变大学课堂上“重软轻硬”的现象。实现学生的全面发展，使其具备一个IT时代大学生必备的基础知识和基本素质。②保持教学内容的系统性。硬件和软件知识是相辅相成的，它们都包含丰富的知识和先进的技术。计算机硬件知识必须对计算机的体系结构、组成及其核心技术进行系统的描述，以使学生能学到较系统的先进硬件知识。首先，在计算机硬件课程教学中完善教学大纲，加强教师之间的沟通，注意课程之间的相互衔接，注意知识点的重叠和互补，以保证教学知识的系统性和完备性。其次要加强计算机软硬件教学之间的沟通，对软硬件课程的教学内容中进行适当的穿插。在“微机原理及接口技术”和“单片机原理及应用”的课程中，可以加入一些利用高级语言对硬件进行编程的实例。在“计算机组成原理”和“计算机系统结构”的课程中，联系“操作系统”课程中I/O管理、内存管理、CPU调度等知识，以引导学生思考，建立必要的知识关联，最终达到对计算机系统基本知识融会贯通的目的。同时解决好内容多和时间少的矛盾，计算机硬件技术内涵丰富，学时少和内容多、要求高将是一个一直要面对的主要矛盾，要解决这个矛盾，一要靠系列课程内外体系的整体优化，找到一种相对来说能动态跟上计算机硬件发展步伐的教学和教材新模式；二要靠课程各教学环节功能的统一运筹、合理调动和多种教学方法模式的科学设计、统筹配合；三要靠课堂教学的数字化、现代化。

二、教材的改革

1.当前硬件教材存在的问题。一般教材都与实际联系不紧密，且教材知识相对落后，许多客观条件原因限制计算机硬件教学内容的更新。⑴计算机硬件发展太快，真正能反映当今世界微机领域新技术的微机原理教材太少，相应的实验设备和条件几乎没有。⑵计算机硬件知识存在不直观，最新的硬件知识往往包含许多较复杂的技术，讲述起来抽象、枯燥，教学方法可视性和直观性差，致使学生对硬件知识的理解存在困难，学习起来不太容易，教学效果较差。由于组织和实施教学的难度非常大，许多教师偏向于讲述旧的知识。⑶新知识的过快更新给许多教师带来了巨大的工作量和工作压力，熟悉并掌握新的教学知识和内容往往需要几年时间的摸索和实践，因此，教师往往跟不上新技术的发展。2.解决的办法。首先，作为课程教学，应尽量选用能反映目前计算机领域内硬件新技术、新成就，能体现出知识性、先进性和系统性的计算机硬件教材，重点要突出基本原理思想和基本方法技术的阐述，以使学生能学到先进的硬件知识。其次，要重视其实用性的一面，尽量拉近学校教育与社会上流行技术、流行产品、流行工具的距离，着力培养学生利用计算机处理问题的思维方式和利用硬件、软件技术与先进工具解决本学科专业及相关领域中问题的能力，以及将来独立获取、掌握新知识、跟踪计算机技术新发展、新应用的能力。使课程的组织内容符合计算机基础教育的固有规律、学科的内涵及联系，以及人的认知规律。可以通过在系列课程教学中引入课程设计，鼓励学生参加电子设计大赛和科技创新活动、社会实践实习、毕业设计等综合性实践环节来解决。

三、硬件实验教学改革

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关键词：非计算机专业；计算机硬件；教学质量

作者简介：郭华（1978-），男，河南灵宝人，军械工程学院信息工程系，讲师。（河北 石家庄 050003）尚静（1978-），女，河北石家庄人，河北经贸大学公共外语教学部，讲师。（河北 石家庄 050061）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0129-02

计算机学科是一门科学性与工程性并重的学科。长期以来，工科高校非计算机专业通常开设如下课程：计算机应用基础、计算机软件课程和计算机硬件课程。其中“计算机硬件技术基础”是针对非计算机专业开设的计算机课程中具有应用性和实践性的专业基础课程。随着计算机课程的建设要求变化，学生对硬件课的期望值逐渐上升，“计算机硬件技术基础”面临新的需求和挑战。

一、课程面临的问题

“计算机硬件技术基础”是一门实用性很强的专业基础课程，主要内容为80x86系列的微型计算机基本组成和工作原理，汇编语言程序设计的基本方法，微型计算机输入输出设备以及典型接口电路和接口技术。课程大纲要求通过该课程的学习，掌握微型计算机的基本理论知识，同时也注重培养学生分析和解决实际问题的能力。经过多年的完善，课程在形式上已经建设得比较完备，但也存在一些问题，主要问题有：学生仍然感觉课程很抽象，难于理解；概念很多，不容易掌握；需要记的内容很多，内容之间的关联不明确，缺乏系统性。学习深度不够，不具备解决实际问题的能力。

传统的解决方法多是在课程的形式上下工夫，比如课程体系建设、教材的选择、互动式教学和实验方式的改革等等，缺乏对课程内在特性和学生的学习规律等深层次问题的考虑。笔者通过更深入地思考找到了一些解决以上问题的方法，并在具体教学实践中取得了较好的效果。

二、内容讲授形象化

课程内容讲授的直接目的是把知识教给学生。教师考虑的主要问题是如何让学生更容易理解和接受，同时有利于启发学生进行思考。当知识成为课程时，内容逻辑上更加严密、准确，同时也更加抽象。人对知识的学习需要经历从形象到抽象的过程，学生在没有任何计算机硬件知识的情况下，抽象的内容会难于理解。

任何事物都具有某种程度的相似性，比喻是传递语意的重要方法，任何复杂问题都是可以被简单比喻的。合理利用比喻能将抽象和难以理解的内容转化成形象和容易理解的内容。

在讲授硬件中存储器内容和地址区别时，可以将存储器比喻成一个大楼，楼里有很多房间，每个房间就是一个存储单元，房间的号码就是地址，房间内的东西则是存储的内容。通过比喻可以将抽象问题形象化，加深记忆和理解。

存储器分段是计算机硬件中的难点，需要进行比较复杂的比喻。计算机等级考试时，每个考生的考号是唯一的，这个考号很长，例如2000104000010017等等，这个考号是由几部分组成的，通常是考点号加考场号加座位号的组合。对于某一个监考人员，一般只监考很少教室的考试，具体到某一个教室，也就确定了前面的考场号和考点号组合，在这个前提下，监考人员关心的就是后两位，除非换教室，否则前面是固定的。这样做的好处是监考人员在不换教室的前提下，关心两位号码，而不是例如2000104000010017长的号码，在某个考场内，通过两位号码就可以对应到某个考生。对应到存储器分段，例如2000104000010017就类似于物理地址，一个考场可以看作一个逻辑段，教室中考生号码前面考点号加考场号就是段地址，后面两位座位号就是偏移，一个考场内的考生前面考号是固定的。

通过对教学中的难点用形象的例子进行解释，学生不仅对知识的要点理解得更透彻，而且也增加了计算机硬件学习的兴趣。恰当运用比喻需要对计算机硬件知识体系有深刻的理解，对问题形象化的前提是必须把握内容的核心关键所在，不恰当的比喻不仅不会使问题简单化，还可能使学生对知识产生误解。

三、递进式的引入概念

人对事物的认知是从感性到理性，从形象到抽象。微积分在牛顿和莱布尼茨发明的一百年的时间里，虽然已经在运用，可是逻辑推理并不严密，后来在加入极限的概念后才完善起来。可见，概念实际上是知识发展到一定阶段的结晶。

计算机硬件课程一大特色就是概念多，对概念的引入需要讲求方法和时机。一个严密准确的概念并不一定适合于初学者。比如，学习汇编语言时用到INT指令，这是一条中断指令，在课程体系安排中，中断章节比较靠后，而现在学生还根本不知道什么是中断，如果现在将中断的定义告诉学生，由于缺乏相关知识的支撑，学生根本不可能理解，但是现在又要用到这个指令，可以将简化的定义告诉学生，中断可以暂时理解为一个函数调用，这个定义是不严密，不准确的，但是，对于当前学习程度的学生却是适用的。等到学到中断章节时，再将准确定义给出，学生在以前理解的基础上继续完善，就更容易接受这个新概念。

通过递进式的多次解释同一概念，学生对概念的理解会越来越清晰，越来越准确。运用这种方法，学生原来普遍反映计算机硬件课概念多、不好理解的问题得到了有效缓解，而且考试结果反映出学生对概念的理解更加准确。

同样，总结性的内容因为其高度抽象性，不适宜过早教给学生。总结性的内容是教师多年对课程理解的精华，但同时也更加抽象，对于初学硬件的学生，理解起来是很困难的，这就好比给儿童上哲学课一样。因此，对于总结性的内容，都安排在课程的后期讲解，前期更多的是具体的示例和实验。

四、合理调整授课内容的顺序

计算机硬件是一门系统性很强的学科，各个部分之间联系紧密。硬件课程内容多，讲授时则必须把课程内容分成相对独立的章节，但由于学生对其他知识上相互关联的章节并不了解，从而造成了学习上的困难。现有的内容顺序编排虽然概念准确，逻辑严密，其顺序适合对计算机硬件有所了解的人，并不适合初学者学习。针对学生而言，需要有一个由浅入深、逐渐清晰的过程，而不是说明书式的教学。学生对硬件的认识是整体由朦胧变清晰的过程，不是分部分清晰的过程。

计算机硬件课程涵盖两大部分，软件和硬件。这两部分各有各的特点，软件重点是培养学生解决实际问题的能力，授课时不仅局限于指令的使用，更多的注意力放到了把问题转化成程序的能力上。硬件重点是讲解整个计算机硬件系统结构的设计框架，软件和硬件彼此紧密联系。原有课程顺序如表1所示：

表1 原课程内容安排

序号 章节

一 概述

二 系统结构

三 汇编语言

四 存储器

五 I/O接口和总线

六 典型接口应用

上述课程编排比较明显的问题是：

第二章系统结构知识高度抽象，学生不容易理解；因为第二章没有学明白，缺乏对重点的把握，汇编语言学起来也很吃力；学习接口应用的时候，由于弄不清楚和前面知识的关联性，学生感到更加迷惑。

这样的讲授方式试图把每一部分都清晰地教给学生，本质上是违背了学生接受知识的过程，因此总体教学效率很低。很多学生往往在课程最后才通过自己的努力才把整个体系结构大致搞清楚。

针对上述不足，对整个教学顺序做了小幅度调整，调整后顺序如表2所示：

表2 调整后课程内容安排

序号 章节

一 概述

二 汇编语言

三 典型接口应用

四 系统结构

五 存储器

六 I/O接口和总线

建立合理课程顺序的原则是要符合学生的学习能力，关键分成两步做：一是寻找合理的课程切入点，二是建立合理的编排顺序。

计算机硬件课程切入点有两个可选：一个是数字电路，从最基本的逻辑电路讲起，再从加法器到CPU的结构；二是汇编语言。对于非计算机专业的计算机硬件教学，学生的基础是学过计算机软件，而且由于非计算机专业学生并不对组成原理做深入的学习，因此，最合理的切入点应该是汇编语言，这部分内容实践性很强，最具体，最形象，通过上机练习可以看得到，摸得着。

确定了切入点，然后就要逐步深入地将课程教给学生。汇编讲完后，然后再讲典型接口应用，典型接口应用相对也比较具体，学生通过接口实验加深对计算机硬件的了解，最后讲系统结构。整个计算机内容逐步由浅入深，由形象到抽象，由模糊到清晰。

具体教授时，对关联知识做适当的讲解，过深，学生听不懂；过浅，内容不够用。例如，汇编语言是需要硬件知识的，采用简单讲解，计算机由三部分构成，CPU、存储器（RAM）和I/O设备。CPU中有寄存器，寄存器和存储器的目的是存放数据，程序中的数据能放到寄存器中，就不要放到存储器中，因为访问存储器还要通过总线，速度慢，寄存器就在CPU内部，速度快。寄存器包括AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI通用数据寄存器。讲授时没有把所有概念和盘托出，仅介绍和汇编语言直接相关的，使学生在不需要很多基础概念的前提下，快速学习汇编语言，同时，通过对汇编语言的练习，学生对计算机硬件结构有了更加明确的认识。讲授时不追求面面俱到，不追求过于严密的逻辑和体系。

当学生学完第三章后，通过了汇编语言和接口实验的上机练习，已经对计算机硬件有了初步的认识，在此基础上讲授更加抽象的系统结构知识，学生感到很多不清晰的知识变清晰了，甚至对某些知识有恍然大悟的感觉。

通过以上的调整，学生对课程的理解更容易，学习效率明显提高。课程顺序调整的总体原则是把握计算机硬件知识的特点，同时了解学生学习的基本规律，由浅入深，由形象到抽象，由感性到理性循序渐进。

五、结束语

课程内容的讲授更多侧重知识层面，但更高层次的目的并不是知识，而是交给学生发现问题，思考问题，解决问题的能力，这也是高等教育区别于初等教育的根本所在。通过计算机硬件的教学，希望学生能够建立计算机结构体系的基本框架，具备初步的计算机硬件应用能力和创新能力。学生的创新能力本来就存在，关键在于能不能挖掘出来。创新来源于思考，思考来源于对问题的深入，而要深入问题则先要把知识踏踏实实地学明白。针对计算机硬件教学，外在的教学形式虽然重要，但更重要的是课程知识的内在联系和对学生的了解。要在教学中充分发挥学生是主体、老师是主导的基本作用，老师和学生都应该踏踏实实深入学习，深入思考，而不能仅仅局限于应付考试。

参考文献：

[1]雷向东，雷振阳，等.加强计算机硬件课程体系建设与教学质量提升的研究[J].教育教学论坛，2012，（25）.

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【关键词】 计算机硬件基础； 实验环节；教学方法； 教学内容

【中图分类号】G434【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128（2010）11-0003-02

《计算机硬件基础》是非计算机类各专业本科生计算机基础教学中第二层次的课程［1］，是一门公共基础课，其目的是培养学生利用计算机从事科学研究和科技开发工作的能力，培养学生应用计算机硬件技术知识解决本专业及相关领域中问题的能力，使其能成为具有较强实际动手能力和科研开发能力的应用型人才。目前我军的许多高技术的武器装备都离不开计算机的控制，如何培养出符合部队需要的新型人才是急需解决的问题。因此一定要加强学员的计算机硬件知识，使他们能够将计算机硬件知识跟所学专业结合起来，将来更好地为部队服务，为装备服务。

1 存在的问题

1.1 认识不足

目前学员普遍存在着重视软件技术轻视硬件基础的情况，由于软件教学实施起来比较容易，且实用性强，可以做到现学现用，有立竿见影之效果。而计算机硬件知识从客观上来说存在不直观，讲述起来抽象、枯燥，学生学起来困难的现实。所以不论是教员还是学员对软件技术的重视程度都要远远高于硬件技术。

1.2 内容落后

目前，大多数计算机硬件基础教材是以8086为平台来对微机原理知识展开讨论的。现在的学员们从第一次使用微机时，就是面对的Pentium机，他们对这些过时的微机知识非常困惑，不认为是在学习微机硬件知识，仿佛是在学习历史，感觉所学离他们太遥远了。而对于他们整天使用的Pentium 机中采用的一些新技术，却不知其所以然。结果导致了学生们在市场上见到的微机和在实验室使用的微机都是Pentium，而课堂上讲得却是8086，不能学以致用，课堂上的微机知识与现实形成了巨大的反差。

1.3 实验环节不足

作为一门实践性很强的技术基础课程，除了正常的课堂教学外，为了加深学员对所学知识的理解，必须有专门的实验教学。而现在的硬件教学，在实验环节上，只把重点集中在汇编语言的上机调试，因此学员在学习相关章节的硬件知识时，理解困难，学习效果不好。经调查，大多数学员认为该课程难度大，抽象，不好理解，因此没有学习兴趣。实际上，主要原因就在于缺少了一些必要的实验环节，使学员无法真正理解某些知识点，特别是一些硬件的工作原理。

1.4 教学方法单一

计算机硬件知识存在不直观，讲述起来抽象、枯燥，教学方法可视性和直观性差。该课程一直采用传统的教学模式，基本上都是以教员为中心。主要表现在教员上课大多采用灌输式的教学方法［2］，即教员从头到尾一讲到底的教学手段，这种模式虽然有利于教员主导作用的发挥，便于教员组织、监控整个教学活动进程,但造成学员被动的吸收知识，不能够充分调动学员学习的积极性，不利于培养具有创新思维和创新能力的复合型人才。

2 改革方法

2.1 更新教学内容

在教材的选择上要采用与软件教学内容相统一的，能够反映当前微机领域内硬件新技术、新成就的教材。目前，流行的系统软件和各种应用软件中的绝大多数是以Pentium为平台开发出来的。因此计算机硬件的教学内容也应该是以Pentium为平台［3］，对微机的体系结构、组成及其核心技术进行系统地描述，以使学员既学到常用的系统软件、应用软件知识，又学到软件的载体――先进的微机硬件知识。这样，学员的计算机知识才能达到一个完美的统一，所学的硬件知识和软件知识才能互为促进，互为补充。结合新教材，要改变教员和学员“重软轻硬”的错误认识，使他们认识到硬件在计算机发展中的重大作用，逐步协调学员的知识结构。这样学员才能从硬件和软件上全面掌握计算机知识。另外，由于Pentium机结构复杂，采用了大量高新技术，所以在教学内容展开时，仍要以8086为基础，在此基础上对Pentium机的组成和采用的新技术进行详细的分析，做到循序渐进。更新内容，并不意味着8086就一无是处，毕竟Pentium机也是从8086一步一步发展起来的，它仍是基础。另外在教学中要突出重点内容的分析，非重点应鼓励学员自学。

2.2 增加实验环节

建立专门的计算机硬件基础实验室，使学员在学习理论的同时，能够亲身实践，加深对硬件知识的理解。由于硬件实验室需要专门的实验仪器，投入较大，可采用目前正兴起的虚拟网络实验室的技术实现，可大大较少投资，起到相同的教学效果。在实验课程体系的总体规划上应遵循：既要培养学员分析问题和解决问题的能力，又要重视培养其思维能力和创新能力。为此，在实验教学中除常规的验证性实验外，还要增加大量的设计性实验内容。

2.3 改进教学方法

好的教学方法是取得良好教学效果的桥梁。针对硬件教学的特点，在教学方法上可采取以下方式：

（1）启发式授课

由于计算机是学员非常熟悉的工具，所以在课堂上教员应有计划不断地以启发方式提出问题 、设置疑难，使学生结合自身的实际进行积极思考［4］，在思考中获得知识，从而有效地将传授知识与开发智力结合起来。 通过不断提出问题、解决问题，引导学生积极思考，调动他们的学习积极性，使他们将平日所接触的计算机跟所学知识结合起来，加深对问题的理解。

（2）联系实际，激发兴趣

课程中涉及较多的软、硬件知识,在实际中用处很大。教员应该通过实际问题来激起学员对所学知识的强烈兴趣,激发学习的热情，让学员充分了解所学知识的重要性,从而达到事半功倍的效果。比如：在学习存储器扩展原理时，可将日常生活中内存的升级问题抛出来，引起学员学习的兴趣，提高课堂效率。在学习8254定时/计数器时，可与家电中的定时功能联系起来，使学员觉得学有所用。同时应适当补充当前计算机中采用的最新技术，进一步拓展学员的知识面，也利于激发学员兴趣。

（3）多媒体教学与传统教学结合

多媒体作为一种教学手段，可以做到图、文、声并茂，既利于知识的表示，又可以吸引学员的眼球。在教学过程中应灵活使用多种教学手段，可以起到事半功倍的效果。因此在教学过程中，充分利用现代多媒体的动画技术、动态模拟、图形等手段，使课件能形象地表述教学内容而且极具吸引力，有助于学生更好地理解教学内容，提高教学质量。

2.4 加强教员队伍建设

在当前大力提倡素质教育的背景下，教员应该以提高学员的思考、探索、研究等各方面的能力为主要的教学目标。计算机硬件基础课程的性质，要求教员要及时把新知识不断地传授给学员，并让他们接受，这决非易事，需要花费大量的时间，投入大量的精力才能做到。这要求任课教员要不断提高自身的计算机理论水平、学术水平、技能水平，而这些需要有一定的条件和时间。因此，教员面临着新形势下新的挑战，必须以积极的态度认真对待，不断充实自己，将前沿新知识渗透、融化、拓展到教学中去，努力做到教学、科研、实践齐头并进，对科学的教学方法不断研究，对新的教学手段、教学设备灵活运用，只有这样，才能达到“常教常新、常讲常精”。除此之外，学院也应主动给年轻教员提供进修的机会，让他们不断充实自己，不断学习最新的计算机硬件知识，并鼓励他们将所学应用到日常教学中。

2.5 改革考核方式

考核作为一种检测手段，它是整个教学活动中必不可少一个组成部分。计算机硬件课程主要目的是使学员灵活掌握计算机硬件组成中各部分的原理，而不是死记硬背；另外本课程还需学员掌握一定的汇编语言编程能力，可对一些可编程芯片进行编程。所以在考核方式上应改变以前的通过笔试单一考试，而采用笔试、上机实验两种方式，这除了考核学员对本课程的基本理论知识的掌握外，还着重考核学生综合分析和解决问题的能力、实践能力。学生的最后成绩由笔试、上机和平时成绩三部分综合评定得出。平时成绩主要由作业、提问及实验报告等得出。

3小结

培养高素质、高能力、适应我军需要的军事人才，是军队院校教学改革的重要目标。随着我军越来越多的高技术武器装备的研制和配备，对青年军官的计算机水平要求也越来越高。要从根本上为学员打好基础，关键就是从计算机基础课程上下工夫，使学员能够有一个好的计算机基础知识铺垫，为将来的发展作好准备。

参考文献

［1］ 邹逢兴，陈立刚.计算机硬件基础(第二版)［M］.高等教育出版社,2005

［2］ 杨颖秀. 教育管理学. 东北师范大学出版社，2002

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关键词：计算机；使用需求；合理；硬件选购

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 12-0000-02

当今社会，计算机和互联网的普及率大大提高，已成为我们工作、学习、娱乐不可或缺的平台和工具。但由于普通用户对计算机硬件知识不够了解，往往在计算机硬件选购过程中被奸商欺骗，或满足不了使用需求，或多花了冤枉钱，造成严重的资源浪费。计算机硬件就像一支球队的队员，个人能力再强没有协同作战能力也是无济于事，球队队员讲配合，计算机硬件讲匹配。怎样才能装配一台适合自己的计算机呢？这就需要我们掌握一些计算机硬件选购知识，把握计算机硬件选购原则，装配出最适合自己使用的计算机。笔者通过对计算机硬件选购的经验总结，发现合理选购计算机硬件是满足用户使用需求、节约资金的有效手段，在此向大家传授一些计算机硬件选购知识，不当之处请指正。

一、计算机使用者类型和使用需求分析

（一）使用者类型

（1）家庭娱乐。这类用户的使用范围以游戏、影音、聊天工具为主。

（2）普通商务办公。这类用户的使用范围以行业软件的应用为主。

（3）硬件发烧友。这类用户的使用范围以紧跟时代潮流、以发掘硬件的潜能为主。

（二）使用需求

（1）家庭娱乐用户。这类用户对计算机硬件配置和网络速度要求较高，侧重于运行速度和多任务处理能力。

（2）普通商务办公用户。这类用户对计算机硬件配置要求不高，追求稳定。

（3）硬件发烧友。这类用户具备一定的专业知识，对硬件更新频繁，为了计算机性能的提升不计成本的投入，对硬件的 “超频”性能要求较高，追求硬件品质的高、精、尖。

二、计算机硬件选购原则

计算机硬件的选购因人而异，原则是满足使用者需求。要首先确定使用者类型，然后确定软件使用对计算机配置的要求。如经常玩的游戏、使用的行业软件，可以到官方网站查询推荐的计算机配置。最后通过硬件型号、参数、做工、价格的比较选购计算机硬件，也就是同样的型号比参数，同样的参数比做工，同样的做工比价格。

三、计算机硬件选购知识（对于硬件发烧友用户硬件选购知识本文不再详述）

（一）cpu

对于家庭娱乐用户和普通商务办公用户推荐选购高主频、双核心、二级缓存大、新架构的CPU，架构新代表技术先进，双核心具备多任务处理能力，二级缓存大传输速度快，制作工艺高，高主频运行速度快。部分计算机用户经常问到：“为什么不选6核心的cpu呢？”对于家庭娱乐用户和普通商务办公用户，高主频、双核心、二级缓存大、新架构的CPU完全可以满足您的需求，不必多花冤枉钱，造成资源浪费。

（二）主板

对于家庭娱乐用户和普通商务办公用户主板的选购可采用两种方法：

（1）目测法。要从主板的大小、插槽的数量、主板芯片组型号、做工用料的好坏、设计布局的合理性五个方面来看，主板小、内存和pci插槽数量少说明扩展能力不够，芯片组型号老代表支持的新硬件少，做工用料的好坏要看pcb印刷质量和层数、主板的硬度、元器件的类型和品牌、焊点的饱满均匀程度。设计布局的合理性要看CPU插座的位置、电源接口的位置、IDE设备接口位置，原则是便于安装，避免互相妨碍。

（2）称重法。对于普通用户可将品牌不同、大小相同的主板拿在手中感觉一下重量，哪个越重越代表哪个主板用料实在，这也是最简单有效的方法。个人推荐品牌：技嘉。

（三）内存

内存要选择主板支持的类型，频率越高运行速度越快；内存的选购应从二方面入手：

（1）购买大品牌、售后有保障的内存，能够保障硬件的兼容性和可靠性。

（2）尽量使用一条内存，以保障硬件的兼容性。对于家庭娱乐用户如果使用windows xp操作系统推荐使用2g容量的内存，对于windows vista之后推出的操作系统推荐4g容量的内存。普通商务办公用户同上。个人推荐品牌：金士顿、宇瞻。

（四）电源

电源的选择注重稳定性，供电稳定的电源是保证计算机稳定运行重要开端[1]。电源的选购可采用3种方法：

（1）计算法。可使用“航嘉功率计算器”（.cn/pwcount/pwcount.asp）将组件的总功耗计算出来，然后参照总功耗选购电源。

（2）称重法。这也是选购电源的最简单直接的方法，同样的功率比重量，越重电源的做工和用料越好。

（3）看品牌。个人推荐TT，航嘉，全汉等优质电源。对于家庭娱乐用户建议使用额定功率大于总功耗加100w得出的数值选购电源，既能保障计算机长期运行的稳定性，也能够满足以后硬件升级对电源的要求；对于普通商务办公用户建议使用额定功率大于总功耗加40w得出的数值选购电源，既能节约资金，也能满足日常应用。

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自上世纪末90年代末开始计算机科技技术的发展日新月异，与之同步的计算机硬件技术也在不断顺应着计算机软件系统进行着高速的改朝换代，从而达到匹配其需求的目的。时至今日，随着人机互动系统的不断完善与普及，各种新颖的输入/输出硬件不断的刷新市场，这都给计算机硬件组装的教学工作提出了新的挑战，如何使计算机硬件教学顺应计算机科技的发展是摆在计算机教育工作者面前的一个崭新的课题。

1.当前计算硬件组装教学上存在的主要问题

由于计算机硬件组装教学相对于软件教学来说，教学知识概念比较繁复，而且一些硬件与具有着高集成化的特点，这就是说计算机硬件在教学内容本身上就存在着学习的硬伤，再加上教学时许多问题比较抽象，如果不亲自动手操作很难让学生产生认同感，这就导致了当前学生们普遍的“喜软（件）怕硬（件）”的情绪。同时，由于许多软件教学课程实践中并没有和硬件产生必要的联系，这就容易让一些计算机专业学生产生轻视硬件组装课程学习的心理。

2.计算机硬件科技发展的背景

从学生的就业形式上来考虑，学生们所学习的计算机硬件组装知识，必须是计算机产品最前沿的产品，所以制定计算机硬件组装教学实践并不是一个静态的过程，而是要时刻关注计算机市场动态，了解计算机硬件技术的最新发展以及相应配件的换代情况。但这对于计算机学校的财力要求比较高，要尽量协调资源，尽量避免用废弃教学机或是淘汰落后品来进行计算机硬件组装教学实践的情况发生。wWW.133229.CoM同时，从2010年对我国计算机维修市场的调查统计中显示，只有5%的硬件维修任务是出在硬件实质损伤维修/维护上，也就是说有95%的的硬件故障任务用简单的更新/更换硬件方法得到解决，粗糙而浪费资源，这客观反映出当前我国计算机硬件市场急需硬件专业技术人才，这也为计算机硬件组装教学工作提供了动力。

3.以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的原则

3.1 将理论和实践操作进行有机结合

首先由于计算机硬件组装教学所涉及到的教学内容，如：电子电路基础、各电子元配件（包括电阻、电容等）工作原理、相关硬件的匹配原理等都是具有着极强知识性和极强实践性的知识内容，需要通过多课时、多层次的实训教学才能达到理想化的教学目的。因为将理论和实践操作进行有机结合是以计算机科技发展为基进行硬件组装教学的首要原则。

3.2 以学生就业需求为教学目的

随着当前计算机专业学生就业形式的日趋严峻，以就业为主导向的职业人才培养教育形式已经成为了专业人才培养的核心思路。同样的，计算机硬件行业也迫切需要适合计算机科技发展需求的高素质、高聚合性、技能过硬的复合型人才，要达到这样的人才培养效果，在计算机硬件组装教学设计初期，就要以学生的就业需求为教学根本原则进行设计。

4.针对计算机科技发展的计算机硬件组装实训改革措施归纳

4.1 灵活应用调研/多媒体手段，激发学生主动学习欲望

不可否认的事实是，当前学生学习计算机硬件组装课程时，绝大多数是被动式学习，只能通过机械的反复操作，反复记忆达到一种，“心里没记住，但手却记住了”的操作熟练状态。这种方式很容易造成对计算机硬件组装学习的厌恶或抵触情绪。所以在具体教学实践中，要尽量的多利用多媒体手段，（当然如果能找到硬件实物则更为理想）模拟制作相应的硬件实体课件，使学生产生兴趣，主动的作到知识点与实物结合。同时，要尽量用多媒体课件代替相对枯燥的板书教学，让学生在单位时间内尽量多的获得信息量，如果多媒体课件制作的工作量比较大，可以进行全体教师的调配，大家分章节制作课件，然后串换使用，这样用多媒体手段进行的演示操作可以使枯燥的硬件装机内容尽量生动地展示给学生，有效地调动学生的求知欲望。而且还要尽量多安排学生在课余时间做一些相关的硬件信息调研或市场调研任务，这样学

转贴于

生在进行实际调研过程中客观了解到所接触到硬件的价值所在，有助于学生对硬件的理解和记忆。

4.2 尽最大努力多安排实训课时

计算机硬件组装教学最忌讳的教学效果，就是培养出的学生“眼高手低”，所有的操作知识步骤都能靠着反复死背而记牢，但当进行实际操作或是出现一些灵活问题时就变得不着头绪。因此，要尽学校最大的努力多安排计算机硬件组装的实训课程，这样在学生巩固所学习理论知识的同时还大大提高了学生的动手能力，为以后就业工作实践打下了坚实的基础。

4.3 给学生多提供实践操作的机会

学校可以根据自身的情况，与专业公司协商，承接一些计算机硬件维修任务。初期让学生在老师的带领下完成任务，后期达到独立完成维修任务的目的。这样通过具体的问题，学生可以用心的思考所学过的知识技能，并将其用在实处；将课堂上所学到的技能代入到实际存在的故障中，将实训课程的内容和社会中所存在的相关问题相结合，让学生在这样的环境中锻炼成长。并可以和市场上一些专业公司合作，推荐一些在实践操作中比较优秀的学生，去该公司进行实习，进一步刺激学生的学习积极性，将学习与以后走入社会生存联系到一起，让学生对自己的人生提前作出规划。

4.4 考核体系的完善

在传统的计算机硬件组装考核体系中，学生的成绩基本都是由实践操作报告来进行分数评定的，这样得出的分数与该学生的实际操作能力有很大出入，因为考核所进行的操作部分题目大多是验证型题目，学生比较容易通过完成，这样所得出的分数不能客观评价学生的计算机硬件组装能力。因此为了针对计算机科技的发展需求，对于计算机硬件组装教学的考核体系也应当系统化，比如制定相应的计算机硬件组装维护考核标准，或是组织学生参加一些国家统一的认证考试，比如：全国计算机信息高新技术考试（即通常说的citt）、信息产业部推出的硬件工程师认证考试等等。

5.虚拟实训室的建立，符合计算机科技发展需求

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关键词：计算机硬件 设计安全 策略分析

中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00

当下我国计算机软件相关技术发展迅速，但是计算机硬件的发展却相对滞后，尤其是在硬件设计安全方面存在的问题还是比较多的。只要保证计算机硬件的设计安全，就能加快计算机硬件的发展速度，尽快与软件发展齐步。

1 计算机硬件安全的概述

计算机硬件安全的关键点是实现计算机内部的信息安全，而信息安全主要是保密、实用和集成三个方位建成的一个安全体系。做好信息安全，就是需要引导用户掌握使用产品的方法，进而保证计算机系统的信息安全。从计算机硬件安全的发展史来看，计算机硬件安全是以集成电路为主的集芯片设计、电路设计和工程技术设计于一体的安全系统。常采用的应用和技术主要有数据中心、通信系统和传感器网络等。

2 计算机硬件的设计安全现状分析

2.1 计算机硬件的设计安全发展现状

计算机硬件通常是指构成计算机系统的各类电子和机械以及电元件组成的物理部件。计算机硬件的安全问题大体上有三类，问题源也相应的有三类：输入设备、储存介质和输出设备。输入设备带来的安全问题具体有输入信息数据造成的安全问题和输入时非法操作两种情况。前者主要是指输入的信息数据可能有木马病毒等，引起本身计算机系统内的信息数据的风险系数增大；后者主要会引起计算机的数据信息遭到破坏等问题。储存介质带来的安全问题主要是指计算机的储存介质本身不能对计算机内部的数据信息形成安全保护层，对暴力破坏和非法拷贝等不合法操作没有抵抗力。输出设备带来的安全问题主要是存在一部分的输出设备具备记忆功能，会对计算机内数据信息或操作动作进行复制，给计算机系统带来较大的风险。总之，计算机硬件的设计安全现状还是较为严峻的，有较多问题亟待解决。

2.2 计算机硬件的设计安全分析

计算机硬件安全绝大部分取决于硬件的设计，多样设计是当下提升计算机硬件安全性能的主要手段，主要用来降低成本减少能量损耗。此外，工程变异中的CMOS技术和离子技术也广泛应用到提升计算机硬件的安全上，解决芯片老化等问题。但是这些都无法检测木马病毒。目前的硬件安全设计主要是以处理硬件木马为主的。硬件木马主要攻击原始芯片，对其进行修改恶意破坏行为。同时，不可复制技术也提高了计算机硬件的安全系数。总之，计算机硬件在设计阶段的安全性设计决定了计算机在以后运行时的硬件安全性。

3 计算机硬件设计安全的策略分析

3.1 做好内置安全确认工作

内置安全确认，主要是在计算机芯片的测试和制造过程中运用PUF（Physical Unclonable Functions）技术和EPIC（Ending Piracy of Integrated Circuits）技术通过电路设计方式来保护硬件IP。计算机硬件内置保护的流程工作大体如下：原始设计好的IC在IC制造厂采用PUF技术后得到芯片变异了的PUF ID，经过EDA工具编译后得到物理版图，先前得到的PUF ID与加密后的IC数据信息合成得到校验密钥，接着可以在IC的物理版图中预先选择关键区域，将校验密钥加密后的验证模块附加在原始设计好生成保护的IC版图，最终用于IC产品制造。这样在充分了解内置保护工作之后，相关的工作人员可以做好确认内置安全工作，保证计算机硬件的设计安全性。

3.2 检测外置辅助安全

目前外置辅助安全的监测工作主要采用RAS技术进行，依靠可信的密钥管理部产生公开密钥和私用密钥。公开密钥主要是加密芯片的数据信息并将其集成储存到标签电路中，私用密钥主要储存在密钥储存器里，而密钥储存器主要用于外置辅助安全的检测。此外，安全验证芯片也是用于检测外置辅助安全的。检测时，密钥储存器主要经RFID读取芯片上集成的标签电路的数据信息，进而通过安全验证芯片的检测来检测芯片。

3.3 在计算机硬件研发中注重安全设计

在计算机硬件的安全设计过程中，不单单要注意技术层面的保护检测，更要注意其他方面的问题，比如设计理念、工作侧重点和设计人员等。在计算机硬件的研发进行时，质量和性能得到保障的前提下需要注意加强设计研发人员对计算机硬件的认识，加强对计算机硬件安全性能的注重，从内置和外置入手，做好安全设计，形成计算机硬件安全性评估机制，做好对硬件安全性能的评估，同时从输入、存储和输出设备三个方面进行评估，及时发现安全风险解决隐患。

3.4 在计算机硬件设计安全中注重创新技术

计算机硬件的安全设计之所以会出现较多的问题，是由于计算机硬件的安全设计技术发展滞后，适应不了时代的发展。因此，需要注重创新技术，完善并发展现有计算机硬件的安全设计技术，结合实际情况和实践经验，及时完善不足之处。同时，建立起完整的计算机硬件安全技术系统，做好计算机硬件各部分的有机结合，加强各技术的协助。此外，还需要开展新型的计算机硬件安全技术，可以将微生物理论、光学理论和量子理论应用到计算机硬件安全技术中，这样才能实现计算机硬件安全性能的快速提升。

4 结语

综上所述，计算机硬件的种类较多，存在着较大的差异，需要根据各自的安全问题采取适当的解决策略、因此，在计算机硬件的安全设计中，需要在技术层面上确认好内置安全和检测好外置辅助安全，同时注重形成安全保护的设计理念，研发工作侧重安全保护，创新计算机硬件的安全设计技术，最终高效促进计算机硬件的安全性能提高。

参考文献

[1]王科超.计算机硬件的设计安全探究[J].山东工业技术，2015，（8）：135-136.

[2]刘亮.计算机硬件设计安全问题分析[J].黑龙江科技信息，2015，（17）：157.

[3]潘晓伟.改进的铁路信号安全计算机硬件结构设计[J].电脑知识与技术，2015，11（3）：232-233.

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关键词:计算机;硬件组装;虚拟现实技术;设计;应用

受高校计算机教学中，硬件设备的不完善及更新速度慢等因素的影响，计算机硬件组装与维护教学与计算机硬件的实际发展速度不匹配，对学生的实际操作需求难以满足，因此，有必要在高校计算机教学中，借助计算机硬件组装虚拟实验系统，对教学过程中相关的硬件组装问题利用多种技术方法进行辅助演示，学生通过对演示方法直观的进行观看和学习，其操作能力会进一步得到提高。本文主要借助3D技术、网络技术，对高校计算机硬件教学通过构建虚拟平台，为学生提供更好的学习途径，虚拟系统的操作简单，适应性较强，在实际教学中发挥了重要的作用。

一、系统设计构思

(一)功能介绍

基于教材内容，本文所涉及的虚拟实验系统按照课程内容由浅入深、循序渐进对学习环境进行虚拟，在学习过程中，学生可以从不同的角度对计算机相关硬件模型利用3D技术进行观看和浏览，在具体操作中，对硬件参数及性能的优化配置，让学生可虚拟操作计算机各个部件的拆卸安装等操作。学生在操作过程中如果与到计算机硬件组装中的常见问题或故障时，系统会自动给出解决问题的方法，学生可根据系统提示对错误位置快速做出判断，并按照系统提示继续进行操作。

(二)设计原则

实用性是计算机硬件组装虚拟实验系统设计中的首要原则，要能够确保学生在学习过程中有效的利用，对系统的安全、逼真、易用、共享、交互及扩展等性能要充分进行考虑。安全性指的是对用户操作系统的权限进行控制，并对数据增加备份的功能，避免学生操作过程中误操作导致数据丢失;逼真性指的是系统在操作过程中与实际操作非常相似，对计算机硬件可以借助3D技术构建对应的模型，学生在学习中可以融入到虚拟的实验场景中进行操作;易用性是为方便学生对系统容易了解，且便于学生操作，能够让学生依据教材逐渐对系统熟练操作;共享性指的是师生之间、学生之间在学习的过程中，可以通过网络平台实现学习信息的传输与交流，彼此可对信息进行共享，可通过远程方式使学生之间进行交流，方便教师进行指导;交互性是指用户与系统之间通过各种传输装置，如键盘、鼠标等进行交互，提高了人机交流的效果，同时可借助触摸屏、手柄等与设备进行和谐的交互;扩展性是指，该系统中的硬件模型随着计算机硬件技术的发展，能够方便的加入更多新的硬件元素，借助系统扩展性能，学生能够对更多新的技术有所了解，在计算机硬件技术的发展中学习更多的前沿技术。

(三)运行环境搭建

采用Quest3D技术作为本文设计的计算机硬件组装虚拟实验系统的开发工具，建模采用Sketchup软件与3DMAX软件，采用MySql数据库进行数据存储。

二、计算机硬件组装虚拟实验系统设计

(一)系统结构设计

对该系统设计的时候，系统结构应用C/S架构，包含系统服务器、数据库、用户和共享网络，共享网络将这几部分连接在一起。首先，构建虚拟实验系统，在服务器端借助Quest3D软件完成，实现对用户操作数据进行存储的目的;通过QuestViewer，用户在客户端对硬件组装虚拟应用程序进行执行，从而对计算机硬件组装的三维模拟浏览、演示及操作执行完成;对于共享网络而言，有两种选择，一种是可应用互联网，另一种是可构建机房局域网。此外，系统可以对数据库的最新数据进行下载，具有更新功能，对参数、型号等虚拟硬件进行更新。

(二)系统设计流程

在对该系统进行流程设计的时候，主要依据的是计算机硬件组装教材的具体内容，对学生的实际需求进行分析，进行人机交互设计及性能测试、虚拟硬件模型设计及动画制作，完成系统流程设计。需要注意的是，在对需求进行分析的过程中，要将教学大纲及学生学习的特点结合在内，先对系统的功能模块详细确定，对系统各种功能与权限合理的进行划分;在设计相关硬件的接口、模型及参数的时候，对3DWarehouse等模型库内已经存储的现成硬件模型直接进行调用，减少了不必要的系统开发时间，有效的提高了系统开发的效率;在对一些现有模型进行修改的设计或需要细致处理的模型设计中，可以使用Sketchup工具来完成，具有较好的操作便捷性，此外，对模型也可以采用3DMAX软件重新制作，再使用Deepexploration软件对制作好的初始模型进行后续优化处理，使模型的参数、精度与现实硬件产品更加的统一;利用Quest3D软件进行虚拟现实，建立人机交互硬件组装场景，对人与系统的交互功能进行设计与完成。所有流程设计完成以后，对系统功能进行综合测试，测试中对发现的问题进行改进与完善。

(三)系统模块设计

按照计算机硬件组装虚拟实验系统的功能与架构进行分析，可以将系统模块划分为多个子模块，包含理论知识、技能训练与系统管理几个部分。首先，在线管硬件理论知识的学习中，该模块借助图片、文字等说明形式为学生提供了大量的硬件知识，通过对该模块的操作，学生从客户端对任意硬件模型从多个角度进行浏览，在模型既定位置，鼠标移动到该位置后，会将该部分硬件的信息参数显示出来，并匹配相应的文字说明。该模块的主要功能在提高学生的理论知识学习水平，对计算机模型加强浏览。其次，技能训练模块，在该模块中，更重要的是将人机互动的模式体现了出来，系统中包含有图片、视频等元素，学生可在该模块中实现虚拟实验计算机硬件的组装与匹配等，并且系统可根据学生的实际操作情况将最优的选择和匹配结果给出来，让学生进行查看。最后，系统管理模块，管理模块主要的作用就是对系统各构成部分进行有效的管理，针对的是系统的安全运行、用户操作及系统功能进行管理，管理人员对登陆系统的用户可进行增加或删除等措施，及时对硬件模型进行更新，对系统中的各种数据可以进行备份，并且具有监控的功能，确保的系统的安全运行。

三、计算机硬件组装虚拟实验系统的实现

(一)交互界面的实现

在系统交互界面中，系统以导航栏的方式能够让用户对系统菜单内的各种功能快速熟悉，在系统界面的顶部设计快捷菜单，显示模式采用隐形树形结构，主界面顶部显示一级分类，二级分类隐藏在一级分类中，三级分类隐藏在二级分类中，将一级分类用鼠标点击一下，即可将二级分类菜单拉出，如果二级分类中标有“”符号，则表明该项中包含三级分类，对该符号用鼠标点击一次，即可将三级分类中的项目拉出。用户用鼠标点击各项功能时，主画面区显示硬件3S图像，通过鼠标、键盘对主画面区显示的3D硬件图可进行放大或缩小、翻转、移动等操作，学生可对硬件的细节部分清楚的查看，并可通过视频的形式进行观看硬件组装中遇到的一些问题，提高学习的效果。

(二)主功能实现

系统中，用户登录模块的功能非常重要，该模块主要采用Quest3D中的DBValue、DBQuery等连接信道，与数据库内用户信息进行匹配和确认后才能进入到系统中;然后，在操作界面中，动画试验功能则是在虚拟环境下系统可以采用动画的形式将学生对硬件的操作与组装情况进行观察，该功能的实现需要调用Quest3D中的信道来实现;对硬件组装用户在进行虚拟练习的功能中主要通过Quest3D中的setvalue、expressionvalue及userinput节点实现;如果遇到新硬件，系统可将该硬件的参数、图片添加到系统中，然后将该硬件的数据存储的模型数据库内。

(三)故障排除与交互实现

在实际教学应用中，学生在计算机硬件组装虚拟实验系统中具体操作的过程中，如果存在误操作，系统会弹出错误提示，如:学生对计算机硬件组装完成以后，进行模拟开机的时候，弹出开机错误，显示声卡错误、显卡错误或内存条错误等信息。该功能也采用树形结构实现，并且将相应的节点加入其中，可帮助学生快速识别故障位置，任一节点如果安装不正确，计算机虚拟开机则无法完成，并弹出提示框让学生对故障进行查找。

四、结语