计算机硬件发展趋势范文
时间：2023-10-30 17:56:21
导语：如何才能写好一篇计算机硬件发展趋势，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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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.137
如今，我国已步入“互联网 +”时代，计算机和信息技术日益深度融入生产、生活中，并成为重要的生产力。在计算机的结构组成中，硬件系统不仅是其核心的组成部分，同时也是软件运行的重要基础，从本质上来说，其主要包括计算机系统中各种电子、光电原件以及机械等。在计算机结构中，硬件的地位与作用仅次于CPU，衡量计算机的性能需要对其硬件进行评价。如今，在经历半个多世纪发展滞后，计算机硬件规模不断缩小，功能逐渐强大。
1 当前计算机硬件发展状况
依据计算机元器件电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路等来划分，可将计算机硬件发展史划分为四代：第一代计算机（20世纪40-50年代）。简单来说，第一代计算机所运用的都是电子管基础，其不仅体积较大，且耗电量也相对较大，就是那几的运行速度比较慢，主要以1946年ENIAC的研制成功为标志。第二代计算机（1959-1964）。第二代计算机开始使用晶体管，晶体管的应用，使得计算机的寿命延长，重量减轻，体积变小，同时，运行速度也大大提高。以50年代末美国菲尔克公司研制成功的第一台大型通用晶体管计算机为标志。第三代计算机（1965-1970）。从根本上来讲，第三代计算机所运用的并不是电子管与晶体管，其所运用的主要是集成电路的形式，以IBM公司研制成功的360系列计算机为代表。第四代计算机（1971-至今）。简单来说，在第四代计算机中，所具有的一个显著特征，就是其对于大规模集成电路和超大规模继承电路的运用，运算速度与效率都有了跨越式的进步，其主要是以英特尔公司研制的第一代微处理器英特尔4004为代表的。
事实上，自从计算机出现之后，就始终以非常快速的节奏不断的发展种，并为人们的日常生活与生产提供了非常大的便利。自从1970年开始，计算机的硬件实现了非常快速的发展与完善，起不仅使得计算机的成本实现了进一步的降低，同时也在很大程度上缩小了计算机的体积，提高了计算机的存储功能。
2 计算机硬件未来发展趋势
2.1 计算机硬件未来发展特点
首先，是硬件性能与材料的发展特点。根据相关研究我们可以得出，就针对于计算机的硬件质量与性能而言，其所应用的材料能够起着决定性的影响作用。所以说，在日后的研究过程中，相关研究工作人员，将会进一步强化对计算机硬件材料的研究工作，并通过引进一些高新材料，来促进计算机硬件性能的提升。在实际的运行过程中，现代计算机技术所面临的一个最主要的问题，就是对硬件性能的优化问题。因此，在未来的研究过程中，研究人员会加大对此问题的关注，并探寻到有效解决方案，例如，通过研发分子计算机、量子计算机等，来解决此问题。
第二，中央处理器CPU的未来发展。中央处理器CPU是计算机硬件技术进步的重要指标。1970年到2005年为单核时代，在此时期，从根本上来讲，CPU所具有的最明显的特征，就是唯主频论。自2006年开始，计算机CPU进入全新的多核时代，这也标志着以主频论英雄的时代正式结束。在那之后，CPU将会进一步开启双核以及多核的新纪元。从本质上来说，多核设计所具有的优点主要在于以下几个方面：第一，其能够为计算机的运行提供更加强大的并行处理能力。第二，其能够提供更快的计算速度，第三，其能够形成更低的时钟频率，第四，其可以在很大程度上降低计算机的散热与功耗。而就针对于计算机硬件系统的发展来说，双核与多核处理器的出现存在一定的必然性。因此，从某种意义上来说，在未来的市场中，双核将是中央处理器的一个重要的主流发展趋势。
第三，存ζ鞯奈蠢捶⒄埂0凑沾娲⑵鞯哪J嚼捶郑计算机硬件存储器组要分为以下三种模式：DAS模式、NAS模式和SAN模式。DAS模式的主要优点是操作简单、成本较低而且性能高，但是安全性和扩展性不够。NAS模式的特点独立PC服务器，扩展性好，但是数据传输速度不高。SAN模式作为一种存储网络模式，能够通过运用光纤，来将全部的存储设备连接起来，并配备交换机，显而易见其优点是数据传输速度快，扩展性强。但是SAN模式也有个明显的缺点，即技术相对复杂，成本比较高。存储器的发展有个特点，存储空间更大，体积更小，功耗更低的发展趋势。这种趋势尤其在Flash Memory表现的尤为突出。大小低的发展趋势也符合科技发展的潮流，另外也促进了便携产品的发展。
2.2 计算机硬件未来发展趋势研究
计算机硬件在计算机结构中，占据非常关键的核心地位，对于计算机的性能有较大影响。随着科学技术的不断发展，计算机硬件设备也处于不断的发展之中。总的来说，计算机的发展趋势是向巨型、微型化、网络化和智能化方向发展。计算机的中央处理器处于不断减小的趋势，使用更小的硬件，可以实现更强大的功能和更全面的信息处理。而现阶段，在长期的信息科技与计算机技术发展过程中，已经有更多的高科技技术被运用到了计算机的硬件发展中。因此，从本质上来说，计算机的硬件发展与科学技术之间，存在着本质的联系。只有确保科学技术的发展与进步，才能更好的实现计算机硬件系统的优化与创新。在绿色、环保理念日益深入人心的背景下，计算机硬件将会更多地融入环保、节能及高效理念，运行与维护速度与效率也会不断提高。
3 结语
综上所述，计算机硬件系统是计算机的各种物理装置，由各种器件所组成，其是计算机运行与工作的基础和前提，对于计算机的运行速度与运行状况，都具有至关重要的影响。相信随着现代科技信息的不断发展，计算机硬件发展水平也会不断得到提升，而且，其体积将会越来越趋向微型化，功能越来越趋向智能化，对人们的生产、生活的助益也将越来越大。
参考文献：
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【关键词】计算机软件；应用；发展趋势
计算机软件指的是计算机系统中的程序和文档，程序是指计算任务的处理对象和处理规则的描述，文档是为了便于了解程序而所需的阐述性资料。计算机软件是连接用户和硬件设备的重要桥梁工具，是设计系统的重要依据。改革开放以后，随着高端技术的进一步发展，软件在我国得到了广泛的应用，研究计算机软件的应用范围，扩展计算机软件的可用性，研究计算机软件的发展趋势，引导计算机软件向着良好的发展方向发展，面向大众发展，更高效率地发展，这将有助于推推动计算机软件的产业化整合，促进我国计算机软件的发育。
1计算机软件在当前的应用
1．1计算机软件的应用范围
计算机软件作为一种全方位的技术方法，在我们的日常生活中有着非常广泛的应用。计算机应用渗透于人们日常生活的每一个角落，如服务业的数据整合、建筑业的建造图形数据分析，水利工程的设计规划，金融业经济的预判和调整，甚至是制造业、医疗服务、教育业的方方面面。除此之外，计算机软件对我国的国防建设和军事发展，也有着长久深远的重要影响。我国的卫星发射，网络通讯，宇宙航空的控制，以及众多科研项目的远程调控都与计算机软件有着千丝万缕的联系。计算机软件技术在生活的每一方面都有着全方位的应用，应用范围广，适用性强。
1．2计算机软件的应用深度
计算机软件几乎是每一项重要工程的核心组成部分。在房屋构造中，设计一套实用先进的虚拟构图软件，可以帮助建造师进行合理的设计和创新性的创造，计算机软件可以在房屋设计中起到指导性的蓝图作用。在通讯信息技术中，完整的通讯工程系统软件可以提供给广大用户一个安全稳定，快捷高效的通讯环境，软件起着重要的沟通桥梁的作用。在国家的卫星发射工程中，发射的轨道、速度、距离都是通过电子软件精确的计算和推测从而得出的数据，电脑软件在发射工程中起到了实时检测，实时纠正的守护者作用。计算机软件作为一种全方位，高层次的整合型软件技术，在每一项工程当中都起到了深层次的指导性作用，给我们的日常生活提供了诸多便利，也为我们国家的宇航技术，军事国防建设起到了推动作用。
2计算机软件的发展趋势
随着“十二五信息技术发展”纲要的提出，我国的相关信息技术部门进一步明确了计算机软件发展目标。现代工业化发展迅速，因此我们要以信息建设为基础，加快软件技术和硬件技术的全面发展。随着全球经济化的发展，信息全球化也成为了一种主要的趋势，各国信息产业的建设引起了我们国家的高度重视，电脑软件技术势必会在将来的时间内，在我们国家的各行各业都得到更深入更快速的发展。随着时代的进步和人民生活水平的提高，人们对智能化的要求越来越高，为了跟进时代的脚步，我们在计算机软件的研发过程当中，必须实行以人为本的设计理念，推动我国的智能化发展进程。
2．1软件的核心技术会得到进一步加强
由于我国电计算机软件技术起步较晚，发展速度较慢，因此我国的计算机软件行业的整体水平较低，国内的软件技术发展较某些发达国家有很大的差距，我们国家电子软件自主创新能力不足，导致了软件核心技术实力不足。计算机软件的核心技术能力相当于创新能力和自主设计能力。加强计算机软件的核心技术相当于，拓宽了计算机软件的发展道路，推进了计算机软件的可持续发展进程。现阶段由于我国从事软件技术人员稀少，呈现出严重的结构性矛盾，因此在将来的计算机软件发展中，进一步的专业化，高素质技术软件人才会被培养出来，成为计算机软件行业的领跑者和创造者。核心技术的加强，会推进计算机软件技术朝向更专业，更精细，更透彻的发展方向前进。
2．2人性化的发展趋向
软件没有生命，但是设计者的设计理念会赋予软件不同的意义。随着人们现代信息意识进一步提升，人们对软件有了更高的要求。计算机软件在将来的发展进程中，需要设计师把以人为本的设计理念作为设计计算机软件的纲领和第一要义。软件化会朝向更人性，更全面，更简洁的方向去发展，计算机软件会与我们的日常生活与数字信息连接到一起。软件会提供给我们一个更便捷，高效，环保的生活环境。
3结语
新时代下之下，计算机软件得到了充分的发展，计算机软件的发展很大程度上影响着整个社会的变革，它深刻的改变着人们的学习工作，生活和医疗方式。通过我们的分析和研究，我们可以大胆地推测，计算机软件在以后的发展中，将会朝向更人性化，更智能化，更简洁方向进一步发展。
参考文献:
［1］王枫，张丹凤，林爽．在技术发展革新中的计算机软件发展前景［J］．计算机研究手册，2005(02)．
［2］李平文，徐畅畅，丁刚．计算机软件的发展与日常实践的关系［J］．中国计算机发展报道，2014(12)．
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关键词：新时期；软件开发；趋势
1.前言
不断地推动人类的进步和信息技术的平稳增长从而带给人类文明的飞越与进步计算机软件开发的主要目的，如今毫无疑问的能够推动人类文明的进步与发展的新技术就是计算机软件软件开发技术。对于新时期软件开发技术的情况我们来做一个基础性的了解。
2.计算机软件开发技术基础情况
计算机应用软件和计算机系统软件，因为有这两个两面内容相辅相成互为表里使得计算机软件可以被很好的开发研究与应用。有的进行的软件开发是为了解决用户在实际应用过程总所存在的问题，这也就是是计算机应用软件的目的。而与计算机本身相关的软件则是系统软件。计算机的软件对于计算机来说是一个必要的组成部分，因为我们平常都需要使用计算机的软件进行管理、维护或者监控等。
上个世纪五六十年代出现的软件主要是手工软件，这种非常的耗费时间并且众口难调的软件逐步因为不断的发展和商品经济和科学技术而被取代，后来出现的计算机程序并不像从前，它被世人有了重新的内涵划定。其实程序的设计有三个重要阶段，分别是程序设计过程、软件过程和软件工程三个方面，虽然成熟稳定运行的计算机软件开发技术带给了人们数不胜数的好处，但是我们仍然要从中看到很多存在的隐形问题。
3.计算机软件开发技术的重要性和主要方式
3.1计算机软件开发技术的重要性
信息技术和计算机网络的不断向前发展与计算机软件技术的发展息息相关，可以说如今推动时代的主要力量就是计算机软件技术。如今计算机发展和软件工程的核心就是计算机软件的开发技术，其不断的推动着网络的发展。而且网络支持和远程控制的出现也是由于计算机网络技术的发展。毫无疑问的来说计算机的软件开发已经极大程度上的影响了我们的生活和生存。
3.2计算机软件开发技术的主要方式
如今的计算机软件开发已经不同于以前，现今显现的非常科学也日渐成熟化。如今计算机政策的运行和人们工作的前进对于计算机开发法则来说有着非常重要的意义。如今计算机软件的开发方式主要有三种，第一种计算机软件生命周期法，第二种则是自动形式的系统开发法，第三种就是原型化的方法。
4.计算机软件开发的应用
如今的计算机软件技术被开发出来最大的原因就是要更好的服务于人类，真正意义上的计算机上的开发应用软件应用合理规范，其中能够更好的发挥出计算机的价值才是如今的计算机软件开发技术应该注意的一点。计算机软件的应用假如说有两种不同的内容，他们被分别安装到计算机上进行操作，其中第一种因为系统拥有微软的版本所以可以进行操作，而且具备兼容性；而第二种因为不具备兼容性，需要将一些组件安装到计算机上，同时浏览器的种类也要有所更换。在进行实际操作的过程中时，第一种运作的因为系统和安装方式所以比较稳定，并且用户因为不需要其他的操作和修复工作所以可以较好的进行操作，但是随着使用用户的不断增多，人工需要因为客户端运行速度的降低而进行调整。而第二种用户因为各方面因素的限制从而不能够较好的使用，当然人数也不及第一种人多。总体来说更好的服务人类是计算机软件开发的根本目的，所以应该有更多的专业性人才作用于软件开发的过程中来。所以说市场的对口性和将人的作用放到第一位才是计算机软件开发过程中应该遵循的硬道理，当遵循了这一点之后再进行开发与投入。
5.计算机软件开发技术的发展态势
5.1网络化的趋势
如今的计算机软件开发技术的网络是逐渐会形成的趋势，因为网络存在着的形式是计算机软件拥有的基本特征，所以说计算机软件的开发技术一定会依赖于网络化的发展。不仅如今，各种便利的服务也是由网络化发展而来，所以说网络化的技术也就是计算机软件的开发技术。
5.2服务性的趋势
因为对于人类的服务是计算机软件开发的以后的大型潮流，所以说其中主要服务的对象就是客户，通过给客户提供非常优质并且全面的服务。这种形式就叫做服务性。将全面的服务提供给客户，从而将先进的技术和理念能够充分容纳到计算机软件开发的过程中来，从呈现出最优质的服务。
5.3智能化的趋势
如今的智能化趋势在计算机软件开发的应用领域中会起着功不可没的作用，因为按照人的思维运行方式是软件系统开发的基础，人工智能软件的开发系统以后会越来越频繁的出现在人类生活中。
6.小结
对于计算机软件开发技术的应用和发展趋势，应用则是在生活和专业人员研发等这种情况的体现比较多，而发展趋势则是会朝着网络化、服务型和智能化三个方面发展。所以说，新时期软件开发技术应该立即改善它的问题从而更好的服务于人类。
参考文献
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[2] 王运嘉.计算机软件整体保护模式之探讨[D].中国政法大学，2014.
[3] 裴衣非.计算机软件开发技术的现状及应用研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015，11：248-249.
篇4
关键词：计算机硬件；专业人才；培养
计算机硬件类专业人才是计算机行业所需的专业人才类型之一，其主要是培养熟悉计算机内部结构、计算机内部工作原理、操作系统、计算机网络等，具有独立承担计算机硬件的设计、应用的应用型人才，但是长期以来各高校中计算机硬件类专业发展明显落后于软件类专业，在培养目标、课程体系、教师教学等各个环节中都存在着一定的问题，因此有必要对当前计算机硬件类专业人才现状进行分析，以更好地指导实践中人才培养。
1当前各高校计算机硬件类人才培养现状
计算机硬件类人才培养是高校计算机专业人才培养的重要方向2_--，也是适应当前社会发展的现实需要，但是当前各个高校在硬件类人才培养的过程中普遍地存在着一些问题，这些问题的存在也较为严重地影响了硬件类专业人才培养质量的进一步提高，主要表现于以下几点。
1.1培养目标模糊，缺乏特色
高校中培养的计算机专业人才一般分为2类：一类是软件方面的专业人才，主要从事相关的计算机软件开发与维护、程序编写等偏软件人才，如各类软件工程师等。另一类是偏硬件方面的专业人员，主要从事计算机硬件方面的结构、工作原理、计算机硬件方面的设计与开发工作。当前我国高校在计算机硬件类专业人才的培养目标的制定上人才定位模糊，专业特色不明显，在实际的人才培养过程中“广而不精”，学生在硬件方面的专业知识不足，尤其是实际动手能力较差，不能很好地胜任计算机硬件方面的专业工作。
课程设置缺乏科学性和针对性。培养目标的不明确直接导致硬件类专业的课程设置缺乏科学性和针对性，计算机相关专业是一门发展较快的专业门类，其课程体系的设置应时刻紧跟计算机软硬件方面的技术而不断更新和发展，以便更好地服务于专业人才的培养。当前各高校中的计算机硬件类课程体系更多地面向计算机类的相关专业，如软件开发、计算机通信、自动控制等等计算机专业中的各个相关专业，而缺乏专门针对硬件类人才的计算机硬件课程体系的设置，使得硬件类专业的课程体系缺乏针对性和科学性，同时不少高校的硬件类课程内容较为陈旧庞杂，课程与课程之间在知识结构、内容等方面缺乏联系和衔接，没有及时更新现有的硬件类课程内容，课程脉络较为模糊，影响了硬件类人才培养质量。
1.2学生硬件动手能力不足
计算机硬件类专业所学的知识理论性较强，应用范围广，与实践联系十分紧密，因而对学生的实际动手能力要求极高，硬件类专业要培养的就是有较强的硬件设计、开发等方面的实际技能的应用型人才，硬件类专业的人才培养特点决定了其需要在相关实训设备、人员配备、资金等方面有较大的投入，为提高学生的动手实践能力奠定基础，然而当前高校在硬件类专业人才的培养过程中或多或少地忽视了学生实际动手能力的培养，突出表现在实验室设备不足、相关的人员不到位、理论教学和实践教学体系协调性缺失等情况，较为严重地限制了学生硬件方面实际动手能力的提高。
1.3师资不足，尤以“双师型”教师紧缺
制约高校计算机硬件类专业人才培养的另一因素是师资因素，没有高素质的教师就不可能有高素质的学生。硬件类人才培养过程中对学生实践动手能力的高要求需要有一支既精通理论又拥有硬件动手操作能力的教师队伍，然而当前高校中硬件类专业的教师大多来自各高校毕业的硕博人员，其特点是理论知识丰富却缺乏相关的实践动手能力，这也在一定程度上影响了教师对学生实践动手能力的指导，长期的理论灌输也使得学生的专业热情降低，影响了培养质量。虽然不少高校也注意到了应培养和招聘更多的计算机类“双师型”教师，但是受制于工资待遇、教师编制等现实性因素，高校硬件类专业教师师资建设依然任重而道远。
2改进高校计算机硬件类专业人才培养的措施
面对当前计算机硬件类专业人才培养过程中存在的突出性问题，有必要采取有效措施进一步改进当前硬件类专业人才培养现状，提高培养质量，笔者认为应着重从以下几个方面着手。
2.1明确培养目标
培养目标作为高校教育活动的出发点和归宿，不仅深刻地影响教育者和受教育者个人，而且也影响到整个高校和社会的发展，对课程设置、教学活动等方面具有直接的指导作用和统筹作用，因此改进高校计算机硬件类专业人才培养现状应首先从培养目标入手，应对当前高校中计算机硬件类专业人才培养目标模糊不清、缺乏特色的问题予以清理，明确硬件类专业人才的培养目标是培养熟悉计算机内部工作原理，专业从事计算机硬件类的设计、技术开发、维护等方面的实际工作的人才，要和软件类人才区别开来，明确硬件类专业人才培养定位，使得学生毕业之后可以独立从事硬件类方面的专业工作，拥有较高的实践动手能力。
2.2根据硬件类专业人才培养目标优化和改进课程设置
课程设置作为学生学习本专业知识的重要载体，其科学性、针对性如何，直接关系到培养目标能否顺利实现。面对当前计算机硬件类专业课程设置不合理、针对性不足、结构冗余、内容落后的现状，应根据计算机硬件类的最新发展趋势和硬件类人才培养目标来重构硬件类专业课程体系，设置覆盖硬件类专业内容从基础课程、核心课程到创新课程的纵向分层体系，明确基础课程、核心课程和创新课程各自的功能和内容，形成3类课程之间相互协调、相互促进的课程体系；在课程内容方面，依据计算机硬件方面的最新发展趋势和硬件类专业人才培养的总要求，合理充实现有的硬件类课程体系的内容，促使课程内容紧跟时展，夯实硬件类专业人才培养的课程基础。完善后的计算机硬件类课程体系大致如表1所示。
2.3完善现有的硬件类实践课程教学体系
完善实践教学体系应成为今后硬件类人才培养改进的重点，因其在硬件类人才培养质量的过程中有着核心和基础性的作用，在实践教学过程中，教师应坚持促进学生在知识、能力以及创新素养等协调发展的理念，以培养学生实际的动手能力为核心，在实际的教学环节中，由于种种主客观方面的原因，实践教学在硬件类人才的培养过程中的重要性被降低甚至有所忽略，因此在今后应着力于推进硬件类人才培养的实践教学改进，培养具有扎实的实践动手能力、创新意识和创新能力强的硬件类专业人才。高校应积极采取措施，推进硬件类专业学生积极参加各种校内外实训计划、顶岗实习等，实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式，从校内和校外2个方面提高学生实践动手能力。校内方面，加大对学生硬件类实验硬件建设的投入、师资配备，在课时分配、课程评价等方面向实践教学倾斜，鼓励学生积极参加各类硬件类的竞赛活动等；校外方面，积极与相关企业建立合作关系，拓展校外学生实训基地，鼓励学生利用寒暑假等时间进入企业进行顶岗实习等，因地制宜地提高学生的实际动手能力。
2.4加强师资建设，扩大“双师型”教师队伍在计算机专业教师队伍中的比例
师资队伍建设是高校人才培养的重要一环，教师素质的高低对学生素养的影响是不言而喻的，因此高校应重视加强硬件类专业教师队伍的建设问题。―方面，针对现有的教师，应鼓励他们积极通过各种途径提高实践技能，定期对教师进行专业培训，鼓励相关教师进入相关企业，参与相关产品的研发、设计等工作，鼓励有条件的教师积极申报相关课题、研究项目等，提高自身实践技能；另一方面，完善现有的教师招聘标准和教师评价办法，通过提高待遇等措施吸引拥有计算机硬件方面学科背景和专业背景的“双师型”人才进入高校任教，充实高校计算机教师队伍，提高教师群体整体专业素养水平，以更好地服务于教学。
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【论文摘要】本文通过对传统的计算机系统集成进行分析,得出传统的计算机系统集成已经无法满足市场的需求,必须探寻新的计算机系统集成的趋势,本文对计算机系统集成的发展趋势进行了相关探讨探讨。
随着现代社会的不断发展,各行各业也都是现代化的需要。越来越多的单位迫切需要建立一个先进的计算机信息系统。由于不同的单位有自己独特的行业特性。因此,需要的计算机系统的万千变化。从政府系统的医疗单位的管理系统,从工厂的生产管理系统,证券市场证券管理系统。不同系统之间可以说是千姿百态。系统集成应用功能集成,网络集成,软件界面集成等综合技术手段,是指导信息系统的总体规划,逐步实现的一种方法和策略。系统集成是一种思想,概念,哲学,它不仅包括技术集成,更不能缺少艺术构件集成。
1、计算机系统集成的特点
1.1计算机系统集成的相关认识
系统集成通过对综合布线系统和计算机网络技术结构化,将独立分离的设备、功能、信息等集成到相互之间有关一定的联性,而且在协调统一的新系统中,能够充分共享资源,以期实现高效、集中、便利的管理策略。
系统集成是一个需要多个供应商,多协议的各种应用系统的结构,因此,实现系统集成的关键是解决不同系统连接的互操作性问题,专门解决各种分离设备,子系统之间的接口,协议,系统平台,应用程序,和系统,组织和管理,建筑环境,建筑人员,所有需要的一体化问题。系统集成的本质就在于系统的优化设计,为一个大型计算机网络集成系统,包括一对计算机软件,硬件,操作系统,数据库,网络通信等多种技术的集成,以及制造商的产品选择和搭配的集成,集成系统可以实现整体优化目标。
1.2计算机系统集成的特点
(1)没有最好,只有最适合:计算机系统集成不像其他的产品那样,用户都希望拥有最好的。
(2)独创性:由于计算机系统集成工程是根据用户各自的特点和需求而量身定做的,因此每个计算机系统集成工程都是不同的,具有独创性。
(3)高科技:计算机系统集成不单是提供一个设备,更多的是对设备的设计、开发和调试,需要很多高科技技术法能完成的。
系统集成具有最大程度上提高系统的有机组合、完整性、灵活性和性能,对其复杂性进行简化,有着为用户提供全面、切实可行的系统解决方案的重要理论和实践意义。
2、计算机系统集成的分类
依据计算机系统集成项目的相关特点,可以把计算机系统集成分为计算机硬件系统总体设计与工程管理服务、计算机硬件设备集成与安装、计算机硬件设备的技术与服务三大类。以下对这三种项目的管理实施进行简要的定义分类解析。
2.1总体设计与工程管理
计算机硬件系统设计和项目管理服务,也可称为整体设计和项目管理,这主要是买方将正确的计算机硬件系统集成项目。一般情况下,购买者的计算机系统集成项目的结构设计以及性能指标,粒度分布有一定的认识。这类项目的实施要求相关服务提供商设计计算机系统在各种领域,它可以覆盖大部分的电脑系统,同时,相关技术人员专业水平的要求也很高。
2.2设备的集成安装
计算机硬件设备的集成和安装也可以称为一体的设备安装。计算机硬件设备的集成和安装是一种最常见的计算机系统集成项目,但大多数消费者比较常用的计算机硬件系统项目建设模式。在计算机系统集成项目的硬件设备建设,集成和安装要求买方应进行全方位的计算机系统集成框架和设备性能管理等定性选择论点。简单来说,相关设备的供应商,只要依据合同标准实施计算机系统集成项目的设备供应商,采购和安装即可。
2.3技术服务
计算机硬件技术和服务也可以称为工程技术服务。鉴于这种类型的项目,其主要是由它的技术和服务为主要内容的系统集成计算机硬件系统的建设项目。设备技术服务通常是在一个特定的服务指标和技术要求为主要目的的。这使得买方设备问题的技术和硬件的疑虑,提供相应的技术服务培训支持。这类项目的实施需要相关的技术解决方案和技术结合有效的论证。
3、计算机系统集成目前存在的问题
3.1微机系统及工具软件的管理问题
因为目前的电脑系统和软件工具比较大,如果一台设备的问题,需要重新安装操作系统和应用软件,通常需要系统工作了一天。作为一个结果,上网计算机数量巨大,导致系统维护人员疲于奔命,也是很难保证服务质量。
3.2用户管理的问题
用户被限定在固定的机器上,同时,用户的数据和文件也只能保留在该机器上。若要使用其它机器,必须在每台机器上创建该用户帐号,并将用户的文件和数据复制到新机器上。当用户固定使用的机器发生故障时,容易造成用户数据的丢失。
3.3Landmark等专业应用软件方面
在计算机系统集成前,需在每台解释工作站上安装专业应用软件,并创建用户,用户在指定的机器上加载数据,以便开展工作。如此一来,用户和数据与机器捆绑在一起。有些时候,结果有的机器满负荷工作,有的机器却相对闲置。
3.4外设的共享问题
由于彩色绘图仪、彩色激光打印机、磁带机等大型外设价格贵,数量有限,不可能配置到每台机器上,用户只能登录到固定的几台机器使用。
4、计算机系统集成的发展趋势
广泛集成分布式网络环境与市场竞争的全球性激烈,每个企业集成中心也延伸到了企业的整合,使企业应用在分布式网络环境的大型integrated.web为基础的用户界面统一,使部门和地区不同的人,组织,所有用户实现方便,实时获取信息,因此,该网站的用户界面的统一是必然趋势,计算机系统集成。
专业化与多元化系统集成技术,计算机的普及和应用在中国,在很大程度上提高国民综合素质,有越来越多的挑战和机遇。今天的社会是一个网络与信息技术的整合,系统整合模式不再是简单的结构,功能单一,但基于网络结构的复杂和多功能转型。因此,专业化与多元化系统集成技术是发展的必然趋势,计算机系统集成。电子商务与企业信息系统集成,使企业供应链的有机结合,实现信息和资源充分共享,为企业降低成本,提高效率,电子商务可以说赢得了广大民众的支持,与企业信息系统集成已经成为一个必然。
结语
采用现今先进的域管理技术、网络技术、存储技术,对开发研究工作的主要计算机软、硬件平台进行了系统集成,建立了域控制器、远程安装服务器、文件服务器、软件分发服务器、NIS+服务器、数据库服务器、打印服务器、磁带机服务器等十余套应用服务器,实现了操作系统远程安装、应用软件自动分发、用户数据跟随用户网上漫游、用户数据,应用软件集中管理、磁带库系统、远程自动数据备份等。系统集成尽管提高了系统管理工作的技术难度,但却极大地方便了用户的工作,同时最大限度地实现了网络资源的共享。
参考文献
[1][美]微软公司.Microsoft Windows 2000目录服务基础结构设计与管理[M].北京:北京希望电子比版社,2001.
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关键词：计算机网络管理；问题；发展趋势
【中图分类号】TP393.07
众所周知，当今人类生产力的逐步提升与计算机网络的应用是分不开的。便捷、高效、极具科技化的计算机网络在一定程度代替人类劳动的同时，也为人类创造了巨大的物质财富。但是随着计算机应用的广泛推广，网络系统在规模上和复杂程度上都与日俱增，这就需要较为完善的计算机网络系统作为支撑。首先，我们要明确网络管理的概念，网络管理的处理对象是较为复杂的计算机网络系统，通过一定的技术手段使得计算机系统处于安全、高效的运行状态。计算机网络管理是复杂的技术过程，它是建立在数据整合的基础上的，管理者通过手动或是借助计算机分析收集来的数据来处理网络中的不良状况。但是就目前的管理状况而言，还存着诸多问题。
一、计算机网络管理中的问题
1、计算机软硬件故障问题
计算机硬件和相配套的软件是实施管理工作的基础，但是软硬件故障会导致计算基础与不良的运行状态从而为计算机管理工作制造阻碍。通过搜集相关的文献资料笔者将硬件和软件的主要故障总结如下：软件故障：1，应用软件与操作系统不兼容，各种软件都有配套的操作系统，如果所安装的应用软件与系统不兼容，软件就不能正常启动；2，应用驱动安装有误，计算机的驱动安装不正常，计算机软件的运行和调试过程就会出现故障；3，病毒的影响，病毒对计算机的危害是巨大的，病毒的存在会引起计算机数据的流失，甚至会让计算机处于瘫痪的状态。硬件故障：1，设备接触不良，计算机硬件包括许多复杂的构件，如内存、多种插卡等与主板接触不良都会影响计算机的工作；2，参数设置不正确，计算机的硬盘、内存如果参数设置出现偏差，系统运行就会出现问题；3，硬件本身的故障，计算机运行的能力是有限的，如果让计算机超负荷运转或是同时启动多个软件，计算机的工作状态就会不正常；4，电磁波的干扰，如果计算机处于一定强度的电磁波环境中，计算机的显示器、主板的工作机会出现故障。
2、管理员工作量大
网络环境浩如烟海，就管理员自身的工作而言，他们需要对报警日志展开技术评估并根据网络中的不良状况采取及时的应对措施，而这样工作的难度较大。除此以外，通过管理平台检测网络系统相关联的软硬件的运行状况也是复杂而又任务量极大的工作。网络管理员不仅要有技术过硬的专业技能，还需要有较为充沛的体力和较强的处理问题的能力。
3、传统管理方式不满足实际需求
目前，网络管理协议主要分为两大类，即简单的和公共的管理f议，前者由于使用便捷性和可扩充性被广泛应用于大型网络中。在网络系统中信息是多向传递的，因此管理工作就应该对系统的每一个组成单元都监管到位。然而传统的管理方式不足以满足当今网络发展的新要求，传统的管理方式将管理工作集中于网络设备的维护，而对于连接设施没有给予足够的重视。连接设施的重要性不言而喻，其出现问题往往会导致网络系统的瘫痪。
二、论述计算机网络管理的发展趋势
尽管计算机网络管理中存在着不足之处，但是其发展的趋势还是一片大好，尤其是人类计算机科技和智能化技术的进步为计算机管理工作提供了良好的发展机遇。
1、管理工作合理性
SNMP是适用范围较广的管理体系，但是其存在明显的弱点，随着网络系统的扩大、用户量的持续上升，使得这种平面型网管构架运行效率低下，为管理者制造不必要的麻烦。当今管理工作的发展很好的解决了管理工作效率低的问题，通过在管理者和者设置中间管理层的分层管理形式使得管理工作更具合理性。
2、管理工作智能性
为节省管理人员的数量、降低管理人员的工作量同时也为了提升管理工作的准确性，网络管理工作正趋向于智能的方向前行。人类通过编制更具人性化和智能化的管理信息平台，使得原来很复杂的管理工作通过简单的命令就会迎刃而解。
3、管理工作分布性
传统的管理系统采用集中式的管理模式，系统收集的数据统一处理，这增添了中心管理平台和管理工作人员的工作压力。为此，分布式管理模式成为管理工作发展的新趋势，在该模式中设置过个信息控制平台，每个平台负责一个网络区域进行数据的整合、处理和设备性能的监测，从而分担了中心平台的任务负担。
三、结语
计算机网络管理工作是保证网络安全、稳定的基础，针对笔者对该问题的认识，如有不足和不恰当的地方，希望老师和同学批评指正。
[参考文献]
[1] 唐浩杰.关于计算机网络管理技术及其应用探讨[J].数字技术与应用，2014（10）
[2] 张硕.浅谈计算机网络管理技术及其应用[J].计算机光盘软件与应用，2014（22）
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随着计算机计算能力通信技术的不断进步，计算机科学逐步迈入云计算时期，它将各种计算能力全部放到一些超级计算机上，这样一些企业就不必自己在投入高昂的资金来购置硬件，只需通过网络来购买相应的计算能力和存储空间，从而脱离复杂的计算机科学技术，更加专心的放在自己的业务上，当前的云计算平台主要包括IaaS、PaaS、SaaS三部分内容，涵盖了计算机的从硬件到顶层软件的所有内容，为用户提供从开发、构建、平衡与商业模式的各个环节。与云计算伴随成长的是物联网技术，尽管现在的物联网技术还不是十分成熟，但是随着计算机科学技术的发展，其应用越来越广泛，也会越来越成熟，并颠覆我们未来的生活方式。比如现在的自动驾驶技术很快就会进入市场。
计算机科学技术的未来发展趋势
生物计算机随着生物技术的进步，一种基于脱氧核糖核酸的分子计算机正逐步变成现实，一部分科学家已经使用脱氧核糖核酸进行简易的数据计算和存储操作。它采用蛋白质分子构成的生物芯片作为集成电路板，因此比现在的电子元器件结构要小得多，且它自身具有立体的结构，其集成密度要比轨迹的集成电路高五个数量级，且它本身具有并行处理的能力，运算速度比现在最先进的计算机还要快上一万倍，其能量消耗却相当于普通计算机的十亿分之一，一旦出现故障，他们还可以进行自我修复，与人体相连，由细胞提供能量，成为人类身体的一部分。光子计算机光子计算机是一种以光信号进行逻辑运算的一种计算机，它的基本组成部分主要包括集成光路、激光器、透镜等，它与普通计算机相比，电子由于不带电荷，没有静止质量，因此不受电磁场的影响，耗能更低，速度更快，计算能力比电子计算机有了指数倍的增长。并且光存储的储量是普通存储的几万倍，随着光存储、光互连、光集成器等技术方面的突破性进展，使得光子计算机走进人们的生活现实已经不太远。量子计算机量子计算机是一种根据原子或者原子核的量子力学特性进行工作，它是基于量子效应构建起的一个完全以量子为基础的计算机。它可以利用链状分子聚合物的特性来表示0和1两种状态，通过激光来改变分子的状态，使信息沿着聚合物流动，在理论上，量子计算机并行计算可以达到每秒一万亿次。且量子计算机具有类似人类大脑的容错性，当系统一部分发生故障时，原始数据可以自动绕过出错部分，继续计算。量子计算机这种高速度、低功耗的特性，使得计算机向着更加微型化的方向发展成为可能。
建立虚拟训练室以满足计算机技术的发展需求
根据计算机硬件技术的发展情况，学校应与计算机硬件更新培训材料，但这样的更新消耗巨大的计算机职业教育机构，尤其是私立学校的形式，不能达到这种理想化的硬件组件培训的形式。因此，这种高科技的软件替代硬件的虚拟训练室制定，通过市场研究最新的硬件配件进行编程模拟，因此，在简化实验操作过程的同时，也弥补了缺乏培训资源。突破传统的实践教学的计算机硬件安装不当影响的事实，时间和空间的限制，完成更新的教学模式。编程新兴市场上的虚拟硬件产品，必须符合与仿真实体，完整的多媒体格式的设备接口，具体的操作方法来模拟，使学生达到身临其境的效果。但必须强调的是，普通的电脑专业机构的硬件仿真的模拟指标不能达到的高度，因此，不能完全虚拟训练室，而不是体能训练的教学活动。同时，虚拟训练室是一个依赖的硬件物理模拟单元和运行模拟程序存在实验的地方，这是一个根本无法实现的硬件组件，由于财政上的限制，无法更新的解决方案，但也因为他是一个虚拟的系统操作，其实，培训效率远远超过了体能训练，但也因为其实验装置完全虚拟的，不会是不完整的规格和品种的限制。需求的现实主义的训练过程中，每个硬件单元的组装教学过程中必须是连续的动画，动画制作是非常繁琐的。最后，要强调的是，虚拟培训操作的效果是理想化的模型，标准和实践操作可能会出现人工错误或不足问题，所以它不能代替体能训练的。
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主要分部在计算机软件、计算机硬件、计算机网络及计算机应用技术等。计算机硬件这方面在目前看来就业人数已供多于求，而计算机软件及网络技术因应用广泛而严重缺乏人才---缺乏的是企业能用之才！由于就业竞争激烈，应届学生同时学得不深，欠缺技能，学此专业的学生在就业时转入其它行业的数不胜数！
二、企业需求不断提升
随着形势的发展，企业越来越倾向于录用有技能、有经验的高素质“职业人”以降低用人成本，从而给培训市场带来了巨大的机遇。作为IT职业培训机构，本身在不断推出更适应企业用人需求的课程产品，提升学员的专业技能和项目操作水平，提高学员的职业素质，培养出具有就业竞争力的学员，促进了培训机构学员的竞争优势。
三、通瀛软件的建议和期望
不少大三、大四学生可能会意识到：就要毕业了，回头看自己所谓的大学生活想哭，不是因为离别，而是因为什么都没学到。不知到该从事什么样的工作，不知道简历上写什么。通瀛软件建议在校大学生：
1、珍惜校园学习生活，如果想在计算机高层职业有所突破，就要学好数学和英语，（特别是在算机应用、算法和编程）。数学是所有工程科学的基础，无论是软件产品的开发，还是软件技术的研究，都要大量使用数学方法和数学原理。英文则是软件行业中的国际语言，要想了解国际上软件技术的发展趋势，掌握最新的研究成果，或是与国外同行进行技术交流，就必须掌握英文的听、说、读、写，能够在工作中熟练使用英文来解决问题。在科学研究中走出新路，在激烈的商战中脱颖而出。
2、大学的空余时间很多，需要会自己安排时间、计划时间、管理时间，不要沉迷于网络游戏，那是对于现实的逃避。在语言、技术、平台和工具方面上打好自己的基础功底，计算机基础课程的学习更为重要，因为语言和平台的发展日新月异，但只要学好基础课程（如数据结构、算法、编译原理、计算机原理、数据库原理等）就可以万变不离其宗。
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[关键词]计算机技术 信息化 发展趋势
1计算机科学与技术的历史步伐
已去的20世纪，是计算机飞速发展的一个时期。英国数学家布里顿・艾伦・图灵和美国数学家冯・诺依曼在计算机体系结构方面做出了巨大的贡献。1935年到1936年间由图灵设计的抽象计算机“图灵机”成为计算机发展历史中的里程碑，因此，图灵被人们公认为计算机科学之父。冯・诺依曼在1945年总结了ENIAC计算机的优缺点，提出了基于存储程序的通用电子计算机EDVAC逻辑设计方案，1952年成功设计建造，它在体系结构设计中实现了数字化的计算过程、存储程序控制并按电子学原理工作，这三点奠定了现代计算机体系结构的基础，因此，人们又把现代计算机称之为“冯・诺依曼计算机”。
1947美国贝尔实验室的物理学家威廉・肖克莱、约翰・巴丁和沃尔特・布莱顿共同发明了晶体管，他们一起成为了晶体管之父。11年之后，美国物理学家杰克・基尔比研制出第一块集成电路（IC），从此，以晶体管为基础的芯片按照摩尔预言的速度发展，带来了今天计算机的普及，基尔也成为了电子学革命之父。大规模集成电路的发展和微处理器的出现，其直接成果就是带来了计算机的高性能和快速小型化，1971年，世界上第一款微处理器――Intel4004问世，1978年，英特尔公司开发出了8086，首次用于IBM PC机中，电脑走入家庭。一个全新的概念“个人电脑（PC）”取代了“微电脑”的概念。
2计算机科学与技术得到发展的原因
2.1日新月异的时代需求。起初对计算机的时代需求为“二战”时期，有着对各种信息进行处理加工的欲求，这样促使进算计的研发运用。随后信息化时代的快速发展，计算机的运算速度也在不断的提高，存储功能不断强大，使其在教育、经济等领域迅速发展普及。市场激烈的竞争之下，计算机要顺应社会需求，不断的研发变化着，无形的竞争很大程度上促进了计算机科学技术的发展进步。
2.2稳定的选择机制基于计算机技术。对于相互竞争的技术价值做出一个共识性判断之前需要一段时间，这种不确定因素可能最后影响选择机制。大多数，同时发挥作用的围绕计算机技术的若干选择判据和机制及其影响要素，选择的环境常常是非常敏锐和稳定的，这是计算机技术迅速发展的一个重要原因。在实践中，最强的技术性创新，把经济之间的激烈竞争转化为了技术性的较量。其计算机的发展在工程学科和应用学科也给我们许多启发。这使计算机的选择机制判断更加稳定明显，这样就更容易解决计算机在生产生活的运用中所存在的各种问题。
2.3科学技术的发展离不开计算机技术的支持。新一代的技术与其他领域结合，又为了满足其需求不断的研发更新，慢慢计算机技术成为生活生产中的重要工具，并成为其他行业生产中重要的工具，直接与间接的促进了各个行业科学技术的发展，最终提高了社会的经济水平。
3计算机科学与技术的发展趋势
计算机的具体发展趋势主要分为两大部分：
3.1智能化。智能化计算机是指设计结构独特并采用平行的处理技术，对计算机中的多个数据及多种指令可进行同时处理和分析的一种超级计算机。超级计算机相对于普通的计算机来说有着更高的运算速度。这些更智能化的计算机跟接近与人类大脑的性能，可以为人们生活和工作提供方便。更可以在某些高端行业，帮忙处理大量繁杂数据，提高工作效率，节省时间与成本。
3.2新型计算机。计算机的发展是基于硅芯片技术的不断更新，但由于需求的不断加强，硅芯片的研发潜力已近极限。所以很多新型计算机就成为了计算机技术的发展趋势。
3.2.1纳米计算机。计算机技术与纳米技术相结合，便有了纳米计算机。纳米元件与电子元件相比，其体积较小，质地优良且导电性能较高，完全可以取代传统的硅芯片。纳米技术兴起于20世纪80年代初，纳米作为一种计量单位，它的目标是使人类可以自由的操作原子。使用纳米级芯片组成的纳米计算机的能耗非常小，几乎可以忽略不计，性能上远远高于现有的计算机，所以纳米计算会是计算机技术的发展趋势之一。
3.2.2量子计算机。量子力学的原理来对大量数据进行运算以及存储和分析处理的源自可逆计算机的一种物理装置，而量子计算机就是基于这个。量子效应是量子计算机研发的基础，这种计算机中，开与关的状态是通过激光脉冲来改变一种链状分子聚合物的特性来决定的。由于量子的叠加效应，与传统计算机对比而言，量子计算机存储的数据量要大得多，还有就是，其运算速度是传统计算机的十亿倍。除了其存储性能及运算速度方面的优势外，其在安全性及安保体系等方面的优良性能也远远高于传统计算机。这也成为了计算机发展的另一趋势。
3.2.3光子计算机。光子计算机是利用光子进行计算，用光子代替传统的计算机通过电子进行数据计算、传输和储存。并把传统计算机的导线互联转变成了光互联。传统的计算机硬件结构复杂，多数为电子硬件，而光子计算机则为光子硬件，并为光运算，不同的数据是由光的不同波长表现出来的，对于复杂的任务可以进行快速处理。成为新型计算机一员。
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关键词:硬件实验;实验体系;计算机专业
中图分类号:G424文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)11-2694-02
Researching on Architecture of Computer Hardware-experimentation Teaching
ZOU Yi, XU Yu-ming, WEI Shu-di, LI Lang, JIAO Ge
(Hengyang Normal University, Hengyang 421008, China)
Abstract: Analyzing and researching the current status of computer hardware experimental teaching, then explored and proposed the way to how to establish a scientific and rational experimental architecture, experimental platform and evaluation methods in terms of teaching of computer hardware experimentation for the current existing issues.
Key words: hardware-experimentation; experimental architecture; computer teaching
计算机实验教学是计算机专业一个重要的教学内容之一,实验教学的质量与人才培养的质量有着密不可分的关系。合理的实验体系是高质量实验教学的关键。高质量的实验设计,综合性和创新的实现,都需要对实验体系进行梳理。本文从我校计算机硬件实验课程教学的现状出发,对计算机硬件实验教学体系进行初步的研究与探索。
1 当前计算机硬件实验教学存在的问题分析
目前,国内大多数高等院校在实验教学模式和手段上,主要存在以下几个方面的问题:
1) “教师课堂演示,学生分组实验”的教学模式根深蒂固。这样不利于调动学生的积极性,而且学生分组实验时,又形成一名组员动手,其他成员观看的局面,更不利于大多数学生动手能力的锻炼。
2) 实验内容陈旧,与实际应用脱节;具体实验的过程严格按照教材进行,缺乏灵活性;另外学科本身的特点也给学生的学习带来一定困难。
3) 针对每门具体课程单独设置实验及单独提供实验环境。一方面很难使学生对其前导课程所完成的基础能力做要求,同时也很难兼顾到其后续课程。各门课程各自为战,实验设置缺乏连贯性、整体性、系统性,相互间缺少有效的贯通;另一方面实验环境重复建设,实验资源得不到充分利用。
计算机技术不断进步与发展,如果硬件实验教学仍停留在传统的实验教学模式和实验平台上,那么要实现开设自主性、综合性、创新性实验的目标将只能成为空谈。计算机学科的课程内容具有很强的交叉性和相关性,特别是硬件课程,因而计算机硬件实验课程更是面临着诸多问题。比如,硬件设备投入高,项目开发周期长的问题。硬件实验平台的建设需要大量的资金投入,而且硬件类实验消耗很大,需要持续的资金投入做保障。此外,硬件课程建设周期也较长,硬件实验项目开发也非一蹴而就,实验教师需要完备的理论知识和扎实的电子学知识,而且需要反复的实验和长期的实践,才能自如的设计实现,这一过程比掌握一门计算机语言或一种计算机软件开发工具要难得多和慢得多。同时,实验设备的更新速度及实验项目长周期开发难以满足新技术、新方法的更新步伐。
另外,教学实验设计针对性强,硬件线路相对固定,实验内容受硬件设计的制约的问题。很多教学实验台的设计针对性强,是针对某门课程而开发设计的,硬件线路部分相对固定,其扩展性很有局限,更新实验内容受硬件设计的制约。硬件实验设备的高投入和实验器件的大消耗,在没有足够资金投入的情况下,在现有硬件设备上进行实验内容的更新,开设自主性、综合性、创新性实验难以实现。
其次,硬件实验教学彼此脱节,缺乏系统化的实验体系的困难。计算机专业硬件类课程必修课程一般包括数字逻辑、计算机组成原理、单片机原理、计算机体系结构,选修课程一般包括计算机接口与通信技术、嵌入式系统设计等。这些课程之间彼此存在内在的联系,学生通过这些课程的学习,应当能逐步建立起整个计算机系统设计的概念,掌握计算机系统的设计技术,掌握计算机的控制应用。但在具体课程和实验安排中,却往往忽略并割裂了这种内在联系,实验内容没有从模块化、系统化的角度整体考虑计算机系统设计和控制应用的要求。
综上所述,分析这些课程之间的内在联系,设计阶段性、模块化、系统化的实验教学内容,建立计算机硬件实验教学体系,对于培养学生的计算机系统设计能力和应用设计能力十分重要且必要。
2 构建科学完整的硬件课程实验体系
2.1 硬件课程实验体系
首先从教学计划入手,在现已构建的硬件课程体系基础上展开研究。新构建的课程体系由必修课程、选修课程及实践课程三部分组成。必修课包括“汇编语言”、“数字逻辑”、“微机原理”、“组成原理”、“单片机原理”、“系统结构”等基础课程,另外,为适应社会需求,在选修课除原有的“微机故障诊断与维护”课程外,增加“嵌入式系统设计”等社会需求较强、实用价值较高的应用性课程,同时计划将 “硬件课程设计”实践课程的开设时间提前至大三下学期,以保证课程体系的有效性、实用性、先进性。
硬件系列课程从体系结构上划分为三个层次:基础层、应用层和提高层,其课程间的关系如图1所示。
基础层为“数字逻辑” 、“汇编语言”与“组成原理”,在第三学期结束前开设。“数字逻辑”课程是计算机硬件系统的技术基础,是必修的前续课;“汇编语言”作为硬件编程的基础语言,是硬件设计的根本;“组成原理”介绍计算机的基本组成和工作原理,解决整机概念;其中汇编语言与组成原理均开设课内实验,在学习整机构成的同时,强化学生的硬件动手能力。
应用层为“单片机”、“微机原理”等必修课程,以及“接口技术”等选修课程,可开设在第四学期到第六学期间,通过 “单片机”介绍单片机的组成和特点,以及应用领域,使学生了解单片机技术的发展趋势;“微机原理”介绍微型计算机体系结构以及微型计算机各个组成部分等内容;并以“接口技术” 、“硬件课程设计” 等实用性强的课程作为选修课,每门课程都配有相应的实验,强化学生对基础知识的掌握和应用。
提高层为“系统结构”等课程,在第六学期到第七学期间开设。通过学习和实践,能够使学生比较全面地掌握计算机系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法、基本设计方法和性能评价方法,并建立起计算机系统的完整概念。同时展开“嵌入式系统设计”实践课程,从整体上强化学生的理论知识与综合应用能力。
因此,在硬件课程实验体系构建过程中,突出强调课程体系的系统性和完备性。从第2学期到第7学期硬件实验层次逐步提高,实验内容衔接连贯。注意各硬件实践的相互次序和互补,使硬件实践训练层次化、系列化,以此来系统强化学生的硬件动手能力。同时调整各课程的开设顺序,理顺每门课与前导课和后续课之间的关系,从而保证硬件课程体系的系统性和完备性。
2.2 计算机硬件实验平台
在硬件开发平台的设计上综合各个阶段的不同需求,构建多层次的实验环境,提高实验效率,促进学生的创新思维,进行创新式构建实验。兼顾对毕业设计的实验环境以及本科生创新性研究活动实验体系的支持,结合软件设计的方法和手段(即硬件设计软件化)构建灵活多样的硬件实验平台。此外,实验平台设计要具有层次性,并且考虑课程间内容交叉和互补。
传统的实验装置支持相对简单的连线类的实验,这类实验只能使用中小规模的集成电路器件。设计大规模的实验几乎是不可能的,因为大规模的实验用中小规模的芯片来实现费时、费力,且受面包板等空间和实验装置能提供的电源限制。使用HDL 语言,如AHDL、VHDL 和Verilog 等,通过EDA 工具软件设计各种规模的数字电子系统是目前工程师的设计潮流。通过EDA 和CPLD/FPGA 仿真器能完成计算机硬件课程的各类实验。
根据我院实际情况,现采用一款低成本综合实验装置,该实验板是基于一个支持实时仿真的16/32位的ARM7 TDMI-S CPU的微控制器,可实现各种工业控制、医疗系统等方面的应用,通过扩充板可以满足大部分的实验要求。
2.3 多形式的实验考核体制
为了更好地展开硬件实验教学,对学生的实验设计展开情况进行检查和考核,需要有相应的科学合理的实验考核方法对应。在文中所建立的实验体系中,实验的考核主要通过以下几种形式。
1) 动态考核:对实验过程中的主要环节进行跟踪、记录、评价,并作为最终成绩考核的主要依据。这就改变了传统的根据实验结果和报告打分的体制,更能反应学生的实际能力。
2) 实验报告:实验结束后,要求学生撰写实验报告,以总结个人实验结果,明晰实验思路,实现知识的融合、升华和再学习。通过实验报告的撰写可以培养学生对科技活动的总结能力,科技论文的写作能力,使学生的科研素养得到初步锻炼。
3) 答辩机制:对于综合设计型,特别是创新研究型实验,前两种考核机制存在明显的不足,因此需要引入新的机制来评价学生所做工作及取得的成绩。可通过学生讲解、演示,教师提问和回答,课程设计报告撰写三个步骤来进行考核。
参考文献:
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