计算机硬件现状范文

导语：如何才能写好一篇计算机硬件现状，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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关键词：计算机；硬件储存设备；网络储存

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.140

1 引言

信息技术不断发展，使得计算机在我们生活中的地位越来越重要，人们的生产和生活方式也发生了变化，其中，在不断发展的硬件技术上，对于计算机的硬件储存来说，也是开辟了新的路径和方向。我国现代化步伐加快，计算机在硬件储存上的技术也不断发展创新，目前我国使用最多最广的技术是云储存，它是我国发展了五十年的成果。所以，在今后的发展过程中，要对现存的或者已经落后的储存技术中吸取经验和教训，不断进行改革创新，促进我国计算机领域的发展和不断前进。

2 我国传统硬件储存设备的现状分析

计算机的硬件储存设备近几年也一直在发展，硬件储存设备有很多，例如硬盘、软盘、光盘、磁带和u盘等。站在环保低碳的层次来看这些硬件的类型，其主流地位不会被其它类型的硬盘所取代的。现在也有一种比较先进的硬盘，是固态硬盘，固态电子存储芯片组成了固态硬盘，它与普通硬盘的外形尺寸都相同，它的定义、各种功能还有原理方法都跟其它普通的硬盘差不多，只是固态硬盘在抗震功能上较强，发生机械故障的频率低，数量少，在坑强冲撞能力方面也比普通硬盘要强。然后，这种硬盘没有什么杂音，几乎是静音模式的，更适合生活中使用这种硬盘，对生活不会产生过多的噪音。这种硬盘产生的热量也很低，对能源有着跨时代的意义，减少了消耗，它在使用过程中无需风扇，是因为使用过程中的静音模式，没有任何噪音。最后，它的体积比其它硬盘都要小，适用于比较小的主机或其它空间。它与普通的硬盘比较，也有着自身的确定，比如说没有移动的部件。这种固态硬件的应用范围广，在军事、航天等领域都有所涉及。它的成本也比普通的硬件要高，不过，处于人们需求的改变，也逐渐被人们接受并加以应用。

虽然固态硬盘的发展已经有一定的市场，但是我国计算机的储存硬件还是以普通的硬盘为主要的储存设备，普通的硬盘多数是由铝制的和玻璃制成的碟片，他们的外表都有铁磁性的材料覆盖着。目前使用的硬盘也大多是固定的，在硬盘驱动器里面密封着，就是所谓的机械硬盘。现今社会的发展中，可以移动的储存设备也随之出现，种类也由简单的几种发展为各种各样的。计算机硬件的升级，使得硬件的储存一直在改变。之前的硬盘容量，大多数都是以GB为计量单位的，而现在，很多生产硬件的厂商也制造出了以TB为计量单位的硬盘，由此可以观察出，硬盘在市场上的发展十分迅速，现在的硬件制造厂商推出的储存设备，除了大容量的硬盘之外，还出现了很多大容量的可移动储存设备。

3 网络储存形式的发展

网络储存一开始的时候并没有云储存，而是邮箱，但是这种邮箱储存的只是内存比较小的图片或文档文件，比较方便。之后网络技术随着时代的发展也不断更新，在发展中产生了网盘，是一种在线的储存服务功能，它是邮箱储存之后发展的一种新的网络储存技术，功能更全面，可以分享、备份、储存文件，目前，在很多资料的传播和共享上被各个媒介所广泛应用着。

储存技术不能仅仅局限于现在的技术，网盘技术在推出时，受到各个媒体媒介的欢迎，而现在，已经被人们所淡忘，其中的弊端也逐渐暴露，它的传播速度较慢、被盗事件时有发生、数据不能及时恢复、成本高、人性化服务欠缺等，都是经过企业和个人的使用反馈出来的各种问题和困扰。

4 网络储存设备在今后的发展方向

现在的市场竞争中，网盘的竞争也越来越激烈，传统的技术已经满足不了使用者的需求，而且伴随着新网盘技术的出现，传统的网盘技术更显得落后。目前，最新的云储存，在网盘的发展中是一项重大的突破，它将取代传统网盘。这在传统的网盘行业中是一个很大的冲击，云储存的出现以及使用，将会取代传统的网盘。换句话来说，云储存对于别人已经上传过的资源，会在上传前在整个系统里进行对比，如果别人上传过，传输速度就会很快，从而实现对已传资料的一种共享。它的核心是数据的储存和管理，而普通的网络硬盘只是对资料进行简单的储存而已。相信云储存会越来越多的出现在未来网络硬盘技术发展之中。

5 结语

在我国，计算机技术也一直不断发展进步，现存的储存设备已经满足不了人们的需求，社会很多行业和领域的工作模式都向着信息化发展，需要进行储存的信息也有所增加，所以，企业和个人的利益在储存中也会受到影响。这就要求网络储存在具备高速安全性的同时也要具备超大的容量和速度。网络储存在未来发展中，要向着高容量、高速度和高质量发展，也要具备一定的自我恢复和管理功能，网络的发展本来就是朝着开放和共享的方向，能够给人们的使用和生活带来极大的方便，所以，网络的硬件储存也应该具备开放和共享性。在今后发展中，硬件的储存不会是一帆风顺的，发展过程中也会出现各种各样的问题，我们需要做的，就是在这些问题中，不断的吸取经验和教训，对未来的技术发展进行不断完善和探究，提高实用性和安全性，真正为人们所用，促进发展的进程和市场地位的稳定性。

参考文献：

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关键词：高校；会计核算；电算化；财务管理

中图分类号：F230 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2015）005-000-01

计算机系统的应用为人们的生产和生活提供了极大的便利，也为办公方式带来了划时代的变革。会计电算化具有高效、准确、便捷等优点，致使会计核算的信息化管理为传统的财务管理模式带来了巨大的冲击，同时，也为会计办公的自动化奠定了基础。

一、高校会计电算化化的应用现状及其优势

现阶段，国内高校的建设已经得到充分的重视，许多高校已扩建多个校区，下设多个二级学院。传统的财务管理方式已经难以适应高校财务的发展要求，使得高校的会计办公系统也逐步加强信息化建设。大量高校利用财务软件，通过校内网络间的信息交流使校内教务、科研、后勤和管理实现一体化，使财务信息在校内得到共享。会计电算化利于学校管理人员对财务信息做出科学的统筹和规划高校会计信息化充分显示了自身的优势，具体体现在以下几个方面：其一，优化 了会计的核算职能。财会工作主要体现为其核算和管理职能。会计信息化建设最为突出的作用是改善了会计的核算职能，大大降低了会计的日常工作量，会计信息化使高校财务建设和管理过程更为规范。其二，节省财务部门的人力和财力的开支。高校会计电算化对传统财务管理模式有重要的影响，传统的财务管理由于涉及到多个组织结构和部门之间的协调，使得财务管理工作存在大量的重复和冗余，使得对财务内部的监管工作难以有效实施。同时，传统的财务管理依赖人工的财务处理和监管，难以优化利用人力资源，并提高了管理的成本。

二、会计电算化所面临的问题

1.存储的安全性要求更高。由于会计电算化档案只能存储在硬盘、光盘、磁盘等磁性化的计算机存储介质上，大量的数据集中在小小的一块存储介质上，一旦操作失识，硬件、软件、网络出现故障，可能导致数据丢失，而且介质的损害往往是不可修复的，这就增加了数据保管的系统风险。同时，由于电子计算机本身所固有的道德网险，如病毒的感染、黑客的攻击等。

2.财务软件的通用性较低。各个部门之间使用不同的软件，软件之间不兼容，导致数据资源不能共享。各个部门之间使用不同的软件，使数据资源不能共享。财务部门使用的是“用友软件”、“ 金蝶软件”、“ 金算盘” 等软件，人事部门使用的是“里诺人事管理系统”、“ 总管家人事工资软件”等，同样的业务以纸式流转到财务部门，再以手工方式录入 “用友财务软件”， 同样的情况也出现在后勤部门、科研部门中。软件的不兼容性，导致业务环节的增多，浪费人力物力，软件之间的不兼容，弱化会计的监督职能。

3.会计电算化的半自动记账。计算机会计发展至今，已经取得了非凡的成就。但计算机记账自动化程度不高，严格来说，还是一种半自动化，还离不开手工的第一步处理，即手工将原始凭证及其记账凭证输入计算机，并仍需人脑选取会计科目与借贷方向。在此基础上，计算机才能自动处理人输入的数据。显然人做了前半部分事情，计算机再自动做后半部分事情，故可称之为半自动化。

4.会计电算化专业人员缺乏，会计电算化人员整体水平有待提高。我国的会计电算人员大都可以熟练操作财务软件，这仅仅是会计电算化初级人才所要达到的目标。而长期以来，会计电算化人才水平较低是制约会计信息系统进一步发展的重要问题之一，在会计软件开发和维护、会计信息的分析和处理等方面尚有欠缺。

三、加强高校会计电算化建设的建议

1.健全和完善电算化档案管理制度。要严格按照《会计法》和财政部制定的《会计电算化档案管理办法》，以法规制度的形式加以强制，这是做好会计电算化档案管理的保障。严格执行安全保密措施。各种会计资料包括打印出来的会计资料以及存储会计资料的软盘、硬盘、计算机设备、光盘等，未经单位领导同意，不得外借和拿出单位。经领导同意借阅的资料也应履行相关手续，但原件原则上不得外借。对存档的会计资料要检查记账凭证上录入人员的签名或盖章、稽核人员的签名或盖章，收付款记账凭证还应当由出纳人员签名和盖章。

2.加强设备管理的安全性。财务部门配有专用或主要用于会计电算化工作的计算机、UPS及其他机房设备，必要的硬件设备是会计电算化的物质基础。加强设备安全和网络安全的重要性，如安装正版杀毒软件，计算机加密，外来存储设备在专用计算机上无法识别等方法。定期查杀系统漏洞，查杀病毒，保障数据的安全。要及时做好档案备份工作，对存有会计信息的磁性介质及其他介质，在未打印书面形式之前，应妥善保管并留有副本，准备双份，存放在两个不同的存储介质中，最好是两个不同的建筑物内，并且要做好防磁、防火、防尘和防潮工作。对于采用存储介质的档案，要定期进行检查复制，防止由于存储介质的损坏而使会计档案丢失。

3.实现业务数据与财务数据接口运行，充分发挥会计职能。软件之间的不兼容， 弱化了会计核算职能。实现资源共享的最简单方式，是针对现行软件开发接口程序，接口软件被称为第三方软件，它从业务部门的中心数据库提取财务所需信息，以加密形式，生成财务软件可以识别的会计记帐凭证，导入财务系统。在会计电算化中，由于数据处理的方式改变，会计软件中的明细帐，总帐间的核对关系已不复存在，当前的会计软件中的明细帐，总帐的数据都是由录入记帐凭证后， 由同一信息生成。会计审核也由人为审核改变为人和计算机共同审核。因此，会计的核算水平将大大加强，会计信息的审核也将从事后审核逐步向事中审核过渡。

4.优化财务管理人力资源建设。加强会计人员电算化知识的培训和普及，提高整个会计行业会计人员电算化业务素质。会计信息化是借助于网络和通信，以信息化建设为基础的财会管理方式，与传统的财务管理方式相比较存在着较大差异。高校的财会管理离不开人力资源建设，这也要求会计人员要接受新观念，适应新方法，开拓新思路，熟练运用网络和计算机资源。因此，加强高校会计从业人员的培训，培养财会专业和计算机专业相结合的综合型人才已成为当务之急。

参考文献：

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[关键词]岩土工程勘察 计算机应用 现状分析与建议

[中图分类号] P621+.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-3-179-1

0前言

在最近几年中，我国开发了不同形式下的岩土工程勘察软件，在提升勘察效果方面有着较大的影响力，但是也会受到其他各国的不利影响。逐渐更新了勘察软件版本，也因此而产生了较多的程序结构，再加上缺乏健全的编制标准，促使在应用该程序的过程中，无法透彻的了解到其中所蕴含的运行机理，从而导致数据统计的失真。

1岩土工程勘察行业计算机应用中所具备的优点

1.1开辟大型软件接口

当前广泛应用的制图软件为OFFICE与AUTO CAD，这两种应用软件都拥有着强大的功能，并且还具备着全面的编排功能，在计算机应用当中是不可或缺的计算机软件。现阶段的勘察软件成果的表格图形，基本上已经具体的应用到了OFFCE和AUTO CAD的接口转换，图件表格方面能够生成XLS文件、WORD文件和DWG文件，使得在后期编辑成形图件方面极为便利[1]。

1.2较高的工作效率

因为在应用计算机方面，会让从事岩土工程勘察设计的专业人员，解脱复杂的计算模式，在一定程度上能够提升勘察设计的工作效率，同时降低人为错误率。例如：计算滑坡推力、边坡稳定性以及基础沉降等工程，会存在较大的计算量，若通过手工计算不仅费力、费时，同时也极易产生错误。然而，通过计算机的应用，能够将有关参数输入之后立刻将结果得出，同时也不会产生较大的错误。

1.3规范图件

岩土工程勘察构成中所生成的报告，是开展岩土工程勘察工作当中最后的一个步骤，其中所具备的图件是报告内容中的关键成分，岩土工程勘察报告是否可以精准的将实际地质情况显示出来，会直接影响到勘察报告图件的可读性和准确性。因为计算机在出图时拥有着固定性和规范性，在将计算机应用在勘察工作中时，例如：三轴曲线、压缩曲线、剖面图、平面图等图件，通过计算机所得出的图件既美观又标准，避免了人为作图所产生的误差。

2岩土工程勘察行业计算机应用中所存在的缺点

2.1较差的软件兼容性

当前的勘察软件版本有着较快的更新速度，可是每个版本之间都会产生较差的数据兼容性，不同版本之间不能够开展对数据的完全兼容，导致早期的数据不可以在新版的程序软件中应用，降低了勘察工作的进展速度。此外，不同形式的勘察软件之间基本上会存在较差的数据兼容性，对于勘察单位之间的交流与合作不能够正常应用。

2.2公式的理解错误

因为岩土工程的勘察数据一般都会用于实际的工程中，编辑软件的过程中若只是把数字语言转变成计算机语言，必然会导致计算结果和统计上的错误。例如：在计算岩土中的参数标准值时，需要根据相应的公式展开计算流程，该公式为：fk=rs・fm，公式当中的fm所表示的是平均值，其中的rs所表示的是修正系数。在rs=1±（1.704/n1/2+4.678/n2）δ这一公式中，所涉及到的“±”在选择方面，需要根据参数组合，也就是在fk较大，同时工程趋于安全状态时选择“+”；在fk较小，同时工程趋于事故状态时选择“-”。尤其需要注意的是，岩土工程勘察出的数据中所包含的物理指标，需要通过平均值来完善，所以在计算物理指标中的标准值等方面，是不具备实际意义的，然而计算机软件的计算只能够作为初步的参考值，因为会让勘察设计人员在选用参数方面产生误导[2]。

2.3较差的网络支持

在逐渐细化的社会分工形势下，岩土勘察工作当中的不同细节，都会由单位中的不同科室或者部门来相应完成，在一定程度上，不管是互联网还是局域网，都需要高度的共享岩土工程勘察当中的原始数据。可是，在当前仅有的勘察软件似乎只展现出空白的一面，在汇总数据方面只是利用Email或者U盘来完成计算，促使勘察工作中形成了瓶颈期，阻碍了工作的顺畅进行。

3岩土工程勘察行业计算机应用中发展方向的建议

3.1进一步细化程序，开发数据共享功能

将勘察程序细化开展，并提升程序的智能化成分，才能够提升对勘察的判断能力，还能够提升数据输入的精准化。同时，还需要强化软件的即时鼠标右键协助功能，将计算机的优越性充分发挥出来。并且，需要开发全面的数据共享功能，尤其是互联网之间的数据共享，力求将各个勘察软件之间所具备的数据能够实现网络共享。此外，要统一标准有关勘察的图件，微机报告需统一标准，以此来提升报告的可读性与真实性[3]。

3.2建立健全的编制标准

对岩土工程勘察软件的统一编制，能够在一定程度上将勘察软件的编制形式展现出规范化的一面。同时，还需要增加监管力度，有效的提升勘察软件的总体质量，严格的监督根据国家的相关规范开展勘察软件版本的更新。此外，要根据当下的勘察规范需求开展细致的评价和计算，以此来提升勘察软件之间的数据通读性和数据兼容性。

3.3勘察专家需参与到软件编制中

在编制岩土勘察软件的过程中，需要介入岩土勘察的专家，利用对相应公式的理解，来细致分析勘察软件在勘察行业当中所具备的现实意义，防止产生机械的套用计算公式和统计公式[4]。

4结语

为了避免工程隐患的产生，需要将计算机应用在岩土工程的勘察行业当中，以此来提供可靠、真实的岩土力学参数，能够让设计者有据可循，从而设计出合理、可靠、安全的成果，以此来避免由于错误的理论而导致的工程隐患，力求从根源处解决数据统计的失误，来实现精准的岩土工程勘察记录。

参考文献

[1]张芳，周宏磊，张在明.三维岩土工程勘察信息系统的工程应用[J].地下空间与工程学报，2013，12（09）：124-126.

[2]王钟琦.探讨工程地质勘察技术体制改革的必由之路--《岩石工程勘察规范》的编制设想[J].工程勘察，2013，11（08）：163-169.

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关键词：计算机硬件；专业人才；培养

作者简介：褚轶昕（1984-），女，江苏南京，硕士，助理实验师；研究方向：计算机

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之一，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。

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。一方面，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。

3结语

总之，针对当前高校计算机硬件类人才培养中所存在的普遍性的问题，需要教育部门、高校乃至教师和学生本人各尽其职，通力合作，努力通过各种途径提高硬件类专业人才培养质量，更好地服务于经济社会发展。应该说，当前高校中计算机硬件类人才培养过程中所存在的普遍性问题远不止本文所提到的以上诸方面，其他如教材问题、学生的兴趣问题等也都在一定程度上影响着硬件类人才培养质量的提高，因此要彻底解决这一问题，还需要继续加强该方面的深入研究，笔者对本问题的阐述也希望能起到引发议论、启发思考的作用。

[参考文献]

[1]曾虹，李二涛，戴国骏.计算机硬件类专业人才培养探索[J].计算机教育，2011（21）:25-28.

[2]蔡红梅.计算机硬件课程群实践教学体系的探索——基于校企合作的人才培养模式[J].计算机光盘软件与应用，2014（23）:220-222.

[3]杨宇.应用型人才培养指导下的计算机专业硬件课程教学创新研究[J].电脑知识与技术，2015（9）:171-173.

[4]张万新,徐威.面向21世纪培养具备科学素养的高科技人才——计算机硬件类课程教学的思考与探索[J].计算机与网络，2003（20）:58-60.

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[关键词]：计算机 硬件 专业人才 培养

一、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之一，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.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。

2.学生硬件动手能力不足

计算机硬件类专业所学的知R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。

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。

二、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。

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.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。

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。

三、结语

总之，针对当前高校计算机硬件类人才培养中所存在的普遍性的问题，需要教育部门、高校乃至教师和学生本人各尽其职，通力合作，努力通过各种途径提高硬件类专业人才培养质量，更好地服务于经济社会发展。应该说，当前高校中计算机硬件类人才培养过程中所存在的普遍性问题远不止本文所提到的以上诸方面，其他如教材问题、学生的兴趣问题等也都在一定程度上影响着硬件类人才培养质量的提高，因此要彻底解决这一问题，还需要继续加强该方面的深入研究，笔者对本问题的阐述也希望能起到引发议论、启发思考的作用。

参考文献：

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关键词:课程群;计算机硬件;农业院校;人才培养

当前我国很多高等农业院校计算机专业已逐渐转变为软件工程和计算机科学与技术两个专业方向。然而,在教学实践中过分强调软件与应用,计算机硬件方面的教学却相对薄弱,导致学生缺乏计算机体系结构、计算机组成与结构等硬件方向的基本能力。即,计算机教育上存在着“重软轻硬”的倾向。

1计算机硬件教学存在问题分析

当前,农业院校计算机科学与技术本科专业中,计算机硬件与结构方向的核心和普通知识点一般体现在以下几门课程中:数字逻辑、计算机组成原理、微机原理、微机接口技术、汇编语言、计算机系统结构、计算机系统结构、嵌入式系统等。在教学过程中,各门课程相互之间内容衔接较多、重复之处也比较多,而某些知识点缺乏前导、造成断层。教师一般按照自己的教学大纲和计划对各门课程内容进行划定,而不是以计算机系统的整个体系结构为主线,造成缺乏系统性和科学性,难以实现学生从大一到大四的完整体系,使知识的连贯性变差;而且计算机硬件技术,例如:处理器技术、存储技术及网络技术等每天都有新的进展和变化,这些变化很难及时地反映到计算机硬件相关教材和实验设备上,因此难以体现发展中的新技术和教材之间的关联。由此造成,学生对这些课程普遍存在没有学习兴趣,教师上课缺乏激情的情况[1]。

因此,学生在掌握计算机硬件基本原理的基础上,如何结合计算机硬件技术的发展,并充分体现硬件技术的系统性和实践性,是当前农业院校计算机硬件教学所面临的重要问题;也是真正实现计算机科学与技术专业培养目标所必须解决的问题。

2计算机硬件课程群

为了解决以上存在的问题,本文提出构建计算机科学与技术专业硬件课程群。课程群方法是近年来高等院校课程体系建设实践中出现的一项新的课程开发技术。其基本思想是把各门课程内容联系紧密,内在逻辑性强,属同一培养能力范畴的同一类课程作为一个课程群组进行建设,从技能培养目标层次有效的把握课程内容的分配、实施、保障和技能的实现。课程群体系的进程如图1所示。

其优势在于以下3个方面:

1) 内容具有科学性。课程群各组成课程之间关系密切、逻辑性强,知识具有递进性,便于组织教学。

2) 实验室高效利用。课程群使计算机专业实验室可以进行大型的跨课程综合型实验,不仅在使用人次上,更重要的是在每次使用的效率上将得到极大的提高。

3) 教学具有可控性。课程群所有课程的教与学透明度提高,教学中的随意性和非计划性减少,可以有效的提高教学的可控性[2]。

3计算机硬件课程群构建的主要内容

本课程群的构建主要针对我校2010级本科教学人才培养实施方案。构建以下3个方面:计算机硬件课程群课程建设,综合型实验与课程设计设置和课程群内容的更新[3]。

3.1计算机硬件课程群课程建设

课程群的建立包括确定核心课程与选修课程。在课程群设置中,以学科方向和模块为核心,同时与专业培养计划相适应。在设置课程群的时候,打破单一授课的限制,使不同专业教研室的教师根据课程群设置凝聚一起,集中对各门核心课程和选修课程的内容与组织进行系统地规划,避免重复和脱节现象。例如:可以考虑把汇编语言课程和计算机组成原理课程结合,侧重于计算机硬件的五大部件、寻址方式和指令系统。这样有利于把计算机组成原理中介绍的一般性的知识和具体的微机系统联系起来,给学生打下牢固的理论基础;也可将汇编语言、计算机组成原理和微机接口技术3门课程全部联系起来,将计算机硬件基础知识全部融合在一起,提供给学生完善的知识体系[4]。

3.2计算机硬件课程群综合型实验建设

计算机硬件课程群建设中,强调实践教学的重要性。在课程群建设中,不是以单一的课程为单位设计实验,而是按照整个课程群来设计一体化的实验环境与实验内容。可以将汇编语言方向、微机接口方向、计算机组成原理和计算机体系结构等实验有机地结合在一起,创建良好的实验环境,灵活运用实验室、开放式实验室等多种手段培养学生的研究能力与团队精神的教育方法。例如,在计算机组成原理实验中设置了8255、8253等实验,同样在计算机接口实验技术中也有同样的内容,因此,可以考虑整合这部分内容,利用几个接口芯片开发一个小系统,不仅使同学学习了相关接口芯片知识,同时也锻炼了芯片在系统中的应用,建立整机概念等。

3.3课程群内容更新建设

根据计算机学科发展情况,及时、动态地调整课程群内核心课程、选修课程的设置,同时考虑到每一门课程具体内容的设置。让学生要尽可能学习掌握同当前主流技术发展方向联系比较紧密的新技术(如Pentium 的超标量流水线、分离的指令Cache 与数据Cache、指令分支预测技术、Itanium 的EPIC 核心技术),以及计算机新技术发展趋势(如未来处理器技术, 现代网络环境对硬件技术的要求, 64 位微处理器技术)等。

4结语

本方案已经通过相关课程专业教师多次研讨,打破以往独立课程设置方式,初步确立计算机硬件的课程群设置,计算机硬件综合实验设置的方案。该方案如果做进一步的深入研究、探讨与实践,必将对提高计算机专业学生软件和硬件能力的协调起到良好的作用,改变当前高等农业院校计算机专业学生硬件能力偏差的现状,提高其学生的自身综合素质和增强其就业能力。

参考文献:

[1] 唐建宇. 计算机硬件课程教学中的若干问题分析与探讨[J]. 福建电脑,2007(5):188-189.

[2] 刘新平,郑秋梅,孙士明,等. 计算机硬件课程群实验体系的改革与完善[J]. 计算机教育,2008(12):117-119.

[3] 王让定,钱江波,石守东,等. CC2005的计算机学科硬件与结构课程群改革探索[J]. 计算机教育,2008(8):137-138.

[4] 刘全利,黄贤英,杨宏雨. 计算机组成原理课程群建设的探讨[J]. 科技信息,2008(4):9-10.

Discuss on the Computer Hardware Course Group in Computer Science and

Technology Teaching of Agricultural Universities

ZHANG Xi-hai, YU Xiao, WU Ya-chun, WEI Xiao-li

(Engineering college, Northeast Agriculture University, Harbin 150030, China)

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关键词：计算机 安全 设计 硬件

中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）01-0003-01

随着科技的进步，互联网技术迅速崛起，这些给人们带来了很大的便利条件。现今，进算计已经成为了人们生活中不可或缺的一部分，但是在进算计的使用过程中会存在计算机硬件设计安全问题，这些是需要急需解决的重要问题。计算机的软件安全方案虽然也能够为计算机提供相应的安全保护，但攻击者也能够通过各种不同的方式来进行破坏，因此单靠计算机软件是无法保证计算机系统的安全。因此在计算机的硬件上也设计相应的安全方案，能够为计算机系统提供更完善的安全保障，因此对计算机硬件存在的隐患进行分析，研究计算机硬件设计安全的现状以及相应的解决方案有很重要的意义。

一、计算机硬件所面对的安全隐患

近年来，有关计算机安全性的研究备受关注，目前我们对安全的定义已经延伸至了信任、行动隐私以及数字版权管理等方面。若攻击者能够以物理形式接触到芯片，那么攻击者的拒绝服务攻击就能够十分轻易的损害硬件，而且重要的攻击手段还包括了篡改以及非授权拷贝等。一般来说非授权拷贝是利用复制而获取与设计相同的副本，我们也可将其看作盗窃行为。而篡改则是对目标设计予以变更，一般在篡改后，硬件中很可能带有恶意代码，经触发可以造成系统故障或窃取系统中敏感数据等。计算机的使用在带给人们方便的同时，也为人们带来了许多的坏处。对于造成计算机网络信息安全的因素有很多，有可能是偶然、操作不当，也有可能是恶意破坏等多种原因。例如，大量的信息共享、不出门轻松购物、快速接收邮件等。很多管理者通常都希望可以提高计算机软件的安全等级，这样也可以从根本提高硬件的安全等级，从而确保计算机的安全性。因此，仅仅依赖软件并不能有效的确保系统的安全性，经实践显示，通过硬件的安全手段能够有效的防止攻击者获取数据，从而提高数据的安全性。

二、计算机硬件安全计算机的硬件安全是计算机信息安全系统中的基础，计算机的硬件安全能够为软件系统提供一个安全平台，同时也是整个信息系统安全解决的一个关键因素

1.计算机硬件安全发展计算机的硬件主要是指计算机的芯片、板卡以及相应的输入与输出设备。对于计算机芯片的发展历史，其相应技术的发展趋势会直接影响到集成电路的主流设计理念，在20世纪80年代，计算机芯片的设计主要追求的是计算速度，但是到了90年代优化电力消耗也成了芯片设计的一个目标。如今计算机的安全性问题研究已经引起了大量的关注，并且研究的范围也在不断的扩大，如今计算机的安全概念已经不再局限于传统的数据通信以及储存保密，还包括了计算机的行动隐私以及数字版权管理等多个方面。对计算机硬件的主要攻击方式包括非授权拷贝以及篡改与方向工程，非授权拷贝是在不需要理解硬件工作的情况下，将设计相同的副本复制下来，这其实是一种盗窃行为。而篡改主要是对目标的设计进行修改或者采取不同形式的替换，经过篡改后的硬件可能会在一些特定的时期导致整个系统出现故障，从而盗取其中的重要数据或者进行一些非法的行为。而方向工程指的是通过分析制造设计的文件来重新得到最初的设计。如今对计算机信息系统的攻击方式有很多种，在这个过程中也能够体现出如今计算机加密计算的局限性。

2.硬件设计安全在提高计算机安全性的过程中，如今主要的方案主要包括基于工程变异、设计的多样化等安全方案，这些安全方案都具有耗能以及成本低等特点。基于工程变异主要是解决IC时序、功耗芯片老化等方面的问题，其中不仅有传统的CMOS制造技术，同时也有新兴的纳米技术、等离子技术以及光纤技术等，因此基于工程变异在计算机硬件的安全设计上得到了充分的利用，但同时也为计算机恶意攻击检测增加了难度。如今对计算机硬件系统的安全性研究主要有硬件木马的检测、新的安全原语设置以及利用安全原语集成现有芯片等。如今硬件木马已经成为了最流行的研究课题，硬件木马主要是指对原始芯片设计的进行修改以及嵌入等一系列的恶意操作。如今在基于工程变异之外，对计算机硬件还有另外一个研究课题，那就是物理不可复制技术（PUF），这种技术能够为计算机的芯片提供很好的安全保障。当前在对计算机硬件进行保护的过程中，还有基于硬件的安全协议同样能够解决许多计算机安全方面的问题，比如基于第三方的可信计算以及遥感等。

三、计算机硬件安全设计的策略针对计算机硬件中存在的问题，在对计算机硬件进行设计的过程中，主要可以从以下这两个方面来进行设计

1.内置安全确认在芯片的制造过程中，为了能够更好的保护硬件的IP，Roy等人在计算机芯片的制造过程中提出了EPIC技术，再结合PUF技术得出了内置安全确认这一个设计方案。内置安全确认方案主要是在IC的原始设计上经过EDA工具得到物理版图，再经过PUF技术就能够得到基于芯片变异的PUF ID，最后与加密后的IC所有者版权就能够合成IC产品的校验密钥，这样就能够利用这一个工具来加密生成验证模块，从而在原始模块中生成保护IC版图，对计算机的硬件设施起到很好的保护作用。

2.外置铺助安全检测外置铺助安全检测方案主要是通过传统的RAS机制，先由密钥管理中心产生出一对公开与私用密钥，通过让公开密钥来保护芯片中的特有信息，而外置铺助安全检测装置通过安全验证芯片以及密钥的储存器组合而成，在密钥储存器中主要是储存私用密钥，在检测的过程中就能够通过RFID来读取芯片内的电路信息，再通过安全验证芯片来对计算机的芯片进行安全验证，起到保护芯片的作用。

参考文献

[1]匡春光.崔益民.张鲁峰.张剑波.基于硬件的计算机安全策略.微处理机.2011年01期.

[2]张清松.梁智强.基于硬盘的主机防客体重用性能的检测方法.广东电力.2012年07期

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【关键词】 CDIO模式 计算机 硬件嵌入式技术

近年来，嵌入式技术在工业控制、通信设备、医疗仪器及航空航天等领域中的应用越来越广泛，新兴的物联网技术、智能家居等都以嵌入式系统为基础，在这样的背景下，市场对嵌入式人才的需求越来越重视。但就目前来看，当前高校计算机专业关于嵌入式技术方面的教学还存在一定问题，往往过于注重软件方面的程序开发，忽略了硬件嵌入式技术的研究和教学。

在这样的背景下，本文以CDIO功课教学模式为基础，探讨了计算机硬件嵌入式技术的发展方向和人才培养内容与方法，旨在为相关研究与实践提供参考。

一、CDIO模式概述

CDIO模式属于一种工程教育模式，是国家工程教育改革的一项突破性成果，由麻省理工学院等四所大学组成的研究团队历时四年研究获得。CDIO模式代表构思、设计、实现及运作四个过程，以产品整个生命周期为载体，让学生对产品研发到产品运行各个阶段进行学习，实践性较强。

CDIO理念继承了欧美先进工程教育改革观念，创新性的提出了可操作性的教学标准，对于提升功课教学质量有着重要的意义，代表了当代工程教育的发展方向和趋势[1]。

就我国来看，工科教育体系需要积极培养出与世界接轨的工程师，但我国工科教育实践还存在着诸多问题，过于注重理论和轻视实践，过于注重学习而忽略创新，在这样的背景下，应当积极学习并应用CDIO工程教育模式。

二、基于CDIO理念分析计算机硬件课程存在的问题

CDIO的核心为构思、设计、实现及运作，强调实践性和创新性，基于这一理念，分析我国计算机课程中存在的主要问题。

2.1缺乏设计能力培养

近年来计算机技术发展较快，应用越来越广泛，使得计算机系统复杂度提升，传统软硬件相隔离的设计方式已经难以满足现代计算机系统要求。计算机系统平台搭建、软硬件协同设计等成为主流设计思想，但当前计算机硬件技术相关课程缺乏对学生这种先进设计能力的有效培养。

2.2缺乏可编程芯片设计能力培养

我国工科高校开设计算机硬件课程很少涉及到关于芯片编程的实验课程，仅有的实验安排在大肆，但受到教育体制的影响，许多学生毕业设计不涉及到芯片编程就不会认真学习，这就大大弱化了对学生可编程芯片设计能力的培养。

2.3缺乏创新能力培养

收到实验条件等因素的影响，现有计算机硬件实验大多针对的是纯硬件逻辑，缺乏横向功能拓展和纵向功能延伸，给予学生的创新空间较少，学生在现有条件下难以完成综合性和创新性的设计。

三、嵌入式技g发展现状

嵌入式系统是一种专用的计算机系统，其以计算机技术为基础，以具体应用为核心，软硬件可进行裁剪来满足应用系统的相关要求，例如功能要求、稳定性要求、功耗要求、成本要求及体积大小要求等[2]。嵌入式系统的应用能够实现计算机技术、电子技术与各行各业应用的有效结合，其应用前景广泛。

嵌入式技术的快速发展和应用使得计算机分类模式发生了改变，从传统的按体积进行分来变化为通用型和嵌入型两类，涉及到的领域十分广泛，例如医疗领域、航天航空领域、军事领域、工业控制领域及金融领域中都能够看到嵌入式系统的身影。嵌入式系统中软硬件结合，要想从事此项工作，需要具备较高的计算机技能水平，具体来说如下：

一方面，是电子工程、通信工程等硬件专业方面的人才，这些人才以硬件设计和开发为主，开发硬件驱动程序，对硬件原理掌握较为清楚，但这些人才对复杂的软件系统往往能力较差，例如复杂应用软件、嵌入式操作系统的程序设计等。

另一方面，是偏软件专业的人才，这些人才在软件开发和嵌入式系统开发上造诣较高，且如果软件方面人才掌握了相关硬件原理，完全可以自主开发硬件驱动程序，硬件设计完成后则需要依赖于软件实现系统功能。但就目前来看，许多企业将硬件设计部分外包，硬件设计能力较弱，对硬件有所忽视，这就造成市场上对硬件嵌入式技术方面的人才短缺。

四、基于CDIO模式计算机硬件嵌入式技术发展方向

4.1无线网络技术

近年来，移动设备发展快速，无线网络也随之发展起来，人们对无线网的需求也越来越大，而软件系统是否能够支持无线网络也成为了嵌入式系统发展的关键所在[3]。因此，在今后的一段时期内，无线网络应用将成为嵌入式技术的重要发展方向，就目前来看，WIFI、蓝牙技术及无线传输技术等的应用越来越成熟，但需要注意的是，这些技术有着一定的局限性，其传输距离大多较近，这就需要在未来研发的过程中着重解决远距离传输的问题，例如3G协议栈的开发等。

4.2网络互连技术

在嵌入式系统不断发展和应用的背景下，各种互联网接口受到关注，传统的单片机难以满足对互联网接口的要求，从而催生了各种新型的嵌入式系统，例如微型处理器，从互联网接口方面来看，嵌入式处理器能够支持TCP/IP、USB、CAN、IEE1394等多种通信接口，一些先进的嵌入式处理器甚至能够同时支持几种接口，但同时也需要一些硬件驱动程序，只有这样才能够实现轻松上网，打破众多用户上网的时空限制。

4.3人工智能技术

归根结底，嵌入式技术的应用就是满足人类相关的应用服务，人工智能化的发展和使用则能够提升嵌入式技术的服务水平，将人工智能技术与嵌入式系统或产品相结合，实现人机交互，扩展嵌入式系统的服务应用范围。就目前来看，人工智能技术与嵌入式系统的结合在医疗卫生领域应用较为成熟，能够降低手术病人受到的伤害[4]。

而随着技术的发展和社会的进步，人工智能技术的应用范围将会得到进一步拓展，例如自动控压装置、自动控温装置等智能化仪表的应用越来越多，这都会促进人工智能技术的进一步发展。

五、基于CDIO模式的计算机硬件嵌入式技术人才培养

计算机硬件嵌入式技术课程的学习是一个系统性、长期性的过程，需要循序渐进，不仅涉及到原油的硬件课程，还涉及到后续嵌入式技术理论知识和嵌入式设计开发等。本文结合CDIO工程教育模式和理念，探讨计算机硬件嵌入式技术的人才培养方向和方法，具体来说如下。

5.1学习嵌入式系统基本知识

CDIO工程教育模式强调对构思、设计、实现及运作等产品整个生命周期的研究和学习，而对于嵌入式系统来说，其构思、设计、实现及运作都离不开嵌入式系统的基本知识，因此，在计算机硬件嵌入式技术人才培养过程中，嵌入式基本知识的学校至关重要。

嵌入式系统大体可以分为三类，其一为传统的实时多任务系统，即RTOS系统，主要包括Vxworks操作系统、Tornado开发平台等；其二为嵌入式Linux操作系统，其不仅可以作为服务器的操作系统，在嵌入式领域也有着良好的应用前景，系统免费，支持的软件众多，这会大大降低嵌入式产品的开发成本；其三为Windows CE嵌入式操作系统，如Microsoft等，其进入嵌入式市场前景良好，Windows CE嵌入式操作系统虽然于近几年才被研发出来，但却能够迅速抢占市场，尤其对于智能手机、显示仪表等对界面要求较高，Windows CE嵌入式操作系统的应用有着良好的效果。通过对嵌入式系统这些基础知识的学习，能够让学生全面掌握嵌入式软件整体开发环境情况和开发平台，形成对系统开发理性、直观的认识[5]。

5.2 ARM技术及嵌入式微处理器

当前嵌入式处理器种类较多，例如ARM处理器、MIPS处理器及PowerPC处理器等，其中应用最为广泛的处理器当属ARM，ARM有着四个通用处理器系列，不同系列能够提供的性能有所差异，但基本覆盖了大多应用领域，有效满足了不同应用领域的应用需求。以SecurCore系列为例，其专门应用于对安全等级要求较高的场合。因此，应当让学生积极学习ARM技术及相关嵌入式微处理器结构，为后续产品设计研发实践奠定基础。

5.3指令系统与硬件电路设计

一般来说，ARM微处理器有两种工作状态，且其能够在两种工作状态之间随时切换，第一种工作状态为ARM状态，在这种工作状态下，处理器执行的ARM指令为32位字对齐指令[6]；第二种工作状态为Thumb状态，在这种工作状态下，处理器执行的是Thumb指令，属于16位半字对齐指令。两种状态下指令有着一定的关系，即Thumb指令集合为ARM指令集合的功能子集，但相较于等价ARM代码来说，其能够有效节省存储空间，节省比例能够达到30%-40%之间。

对于嵌入式技术来说，其软硬件可以裁剪，因此应当做好硬件电路设计工作，通过有效的硬件电路设计来获取最优硬件组合，提升嵌入式系统的硬件性能。

除了上述提到的说那个方面之外，数字电路、数据结构算法及汇编语言和编程语言等也较为重要，需要在计算机硬件嵌入式技术人才培养中有所侧重。

六、结论

综上所述，在计算机领域，嵌入式系统的应用越来越广泛，计算机硬件嵌入式技术越来越受到关注，计算机嵌入式技术人才的培养应当以CDIO模式为指导，以市场需求为导向，以嵌入式技术发展趋势为依据，合理选择教学内容，培养先进的计算机硬件嵌入式技术人才。

参 考 文 献

[1]苏英.基于CDIO的微机原理与接口技术教学研究[J].中国管理信息化，2016（10）：218-219.

[2]杨伟力 李伟民 杨盛毅.基于CDIO理念的嵌入式系统课程改革实践[J].科教导刊（上旬刊），2016（06）：56-57.

[3]徐武雄.基于CDIO的地方高校嵌入式系统仿真实验室建设研究[J].中国电力教育，2012（19）：98-99.

[4]王伟 王杨 孟炜 李明.变电站自动化IED设备嵌入式通信模块的开发[J].科技资讯，2014（24）：9-10.

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关键词：计算机硬件；实验教学；创新人才；教学改革

文章编号：1672-5913（2013）03-0046-04

中图分类号：G642

0 引言

计算机硬件实验主要面向软件工程、信息安全等专业开设，它是计算机硬件实验教学体系中最为重要的教学内容之一。通过计算机硬件实验，学生可以掌握计算机硬件设计、制作、调试、运行维护等多方面的技能。学生利用VHDL以及波形图等对实验结果和中間环节进行调试和验证，可以训练自身对计算机底层技术的创新技能，培养严谨的科研作风。

随着电子设计自动化（EDA）和可编程逻辑器件（PLD）技术的快速发展，国内外高校普遍采用硬件描述语言进行逻辑设计，实现在计算机上进行功能仿真，最后下载到编程逻辑器件中进行测试。哈尔滨工程大学于2005年在黑龙江省率先引进了单片大规模FPGA来实现计算机硬件实验教学，这种方法将使实验过程从“验证为主”转变到以“设计为主”，有助于提高学生的硬件设计能力。

目前，计算机硬件实验的突出特点是仿真实验软件系统过于复杂。从编程到测试，再到实时测试的过程过于繁琐，学生不易掌握。教师往往需要花费大量的课时，讲解QUARTS软件的基本使用方法以及FPGA实验平台的结构原理，这就大大降低了计算机硬件实验的教学效果。

互动式计算机硬件实验教学将主要研究如何通过多媒体教学手段以及教师学生互动交流等方式，使学生在脱离实验室的环境下，快速掌握软件系统及硬件平台的使用技巧，提高计算机硬件实验教学质量和学生培养效果。

1 国内外现状、水平与发展趋势

目前，欧美发达国家的理工科大学计算机专业普遍重视硬件类课程实验，要求学生必须掌握一种硬件描述语言，会使用先进的EDA工具进行硬件设计、验证和测试。美国、日本、新加坡等国早在20世纪90年代初期，就开展了有关互动式辅助实验教学的研究。利用多媒体、教师个人网站等多种电子交互手段，提高教师知识传授和学生間技术交流的效果，达到课内外同步教学的目标。

互动式实验教学主要解决大量基础知识的讲授以及基本技能问题验证占用有限课时的问题，目的是有效降低教师的教学负担，提高学生的学习效率。日本、韩国在互动硬件实验教学上具有丰富的经验，在多所高等学校进行推广，如日本北海道大学、韩国釜山大学等均建有独立的互动实验门户或交互系统。

我国的计算机实验教学发展相对较晚，近年来，随着大批实验教学示范中心的建设以及高校对实验教学方法改革与研究的逐步重视，包括清华大学、北京大学、上海交通大学在内的许多高校都陆续开展了对互动式实验教学内容的研究。目前我们将重点阐述如何通过互动实验教学方式，缩短学生理解基础知识、熟悉设备使用的时間，最终获得理想的教学效果。

2 实验教学体系

2.1计算机硬件实验的重要性

嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，因其软硬件可裁减，已受到欧美发达国家的广泛关注。哈尔滨工程大学依据当今国际电子设计业对人才培养能力的普遍认同标准，集中强化学生嵌入式开发技术技能的培养。

为此，我们为计算机科学与技术及相关专业勾画了以数字逻辑实验为基础，以微机接口实验为终结的，包含计算机硬件实验、计算机部件实验以及计算机组成实验为一体的计算机硬件实验教学课程群。要求本科生从大学第四学期到第七学期硬件实验内容不断线、衔接连贯、层次提高；强调各门课程明确分工、分层次培养学生的独立组织硬件实验的能力、软件仿真验证能力和测量仪器使用能力。

计算机硬件实验是该课程群针对软件工程、信息安全等专业设置的，实验内容紧紧围绕计算机组成原理，兼顾VHDL描述语言、数字逻辑有关组合、时序逻辑电路的有关知识；每个实验项目都是一个独立的实验单元，可进行独立设计和测试，同时，所有的实验单元又能够组成一个有机的整体，完成一个基本模型机的设计和实现。

基于上述原因，哈尔滨工程大学计算机实验教学中心（下简称“实验中心”）选用GW-48系列SOPC/EDA实验开发系统进行计算机硬件实验教学。学生利用实验开发系统完成一系列基本单元实验和模型计算机综合设计实验，掌握计算机各个部件的功能和设计方法，也更加直观地掌握计算机各主要部件的工作原理。实验开发系统不但使学生更加深刻地理解了计算机组成原理理论知识，而且还能使他们在VHDL语言、EDA软件工具和FPGA的应用方面获得大量实用的技术。

2.2“三化结合，四个并举”的实验教学理念

“三化结合”的教学理念：构建软硬件一体化实验环境有利于培养学生软硬件综合素质，实验平台综合化有利于培养学生的综合设计能力，实验内容系统化有利于培养学生的系统化设计思想和能力，为较好地实现“理论教学注重基础，实践教学注重能力，创新教学注重个性”的目标打下了坚实的基础。

四个并举的教学理念：

1）工学并举。

工程教育与经济建设相结合，按照工程教育专业认证要求调整实践育人目标；按照卓越工程师培养计划建立面向校企合作的实践育人体系。

理论教学与工程实践相结合，修订2009版人才培养方案，加强理论课程与实践课程内容的相互融合，打造科学合理的实践育人平台。

科学研究与社会服务相结合，以ACM人才培养实验班为依托，培养拔尖人才，打通进入科研实验室的科学研究模式；提高科技创新普及率，增加学生接触社会、服务社会的锻炼机会，提高社会实践能力。

开辟提高实践教学办学水平、推动区域经济快速发展的“三结合”办学道路。

2）点面并举。

以数字逻辑实验为例，实验分为三个阶段：①组合逻辑实验阶段采用虚拟实验环境与现场器件验证操作相结合方式；②时序逻辑实验阶段采用实际器件操作与理论研究相结合方式；③创新设计阶段采用自主设计与教师指导相结合方式。不同的实验类型和阶段，采用不同的授课方式和教学设备资源。

3）教研并举。

将科研资源有机融合，科研实验室、创新实验室全部面向学生开放，遴选科研团队教师纳入兼职教师序列，研究生助教充实教学辅助力量，科研方向助力推动科技创新，提高学生的科学研究水平；积极开展面向教学辅助系统的科学研究，开设MATLAB等科研工具与科研方法的实验教学课程，鼓励学生参与科研实践，使学生了解科技最新发展，提升学生科学研究和科技创新的能力。夯实教师队伍和教学质量工程建设，教学科研相互促进，共同推动实践教学发展。

做到“教学-科研-创新-服务”一线牵，从教学中发现问题，并凝练问题；在创新中探索问题，并剖析问题；以科研来处理问题，并解决问题；由服务来普及“问题”，并消除“问题”。

4）建改并举。

以软件工程、计算机科学与技术、物联网工程和信息安全四个专业为依托，分别建设国家工程实践教育中心、实验教学基地、工程师培养基地、校企联合实验室、实习实训基地等。

加大计算机实验教学平台建设力度，特别是文化平台的建设，设立图灵文化长廊、计算机历史展厅、计算机技术展厅以及实验中心宣传展厅，强调“格物穷理、知行合一”的办学思想。

面向软硬件实验课程，开展实验教学改革，开展虚拟实验教学开放系统建设、物联网技术综合实验系统建设和创新实验基础与实践课程建设。

面向创新实践活动及教学，与科研密切联系，结合科研方向，依托计算机科学与技术、软件工程两个一级学科，设立集成科研团队技术优势的创新平台，即物联网技术创新平台、网络与信息安全创新平台、机器人技术创新平台、软件工程创新平台和ACM/ICPC创新平台。

2.3计算机硬件实验项目设计

由于计算机硬件实验主要面向计算机科学与技术以外专业开设，参与实验的学生绝大多数未学习数字逻辑等基础课程。为此，按照计算机硬件实验课程群的整体安排，考虑到知识点的传承，我们制定了由逻辑电路到重要部件，最终回归基本模型机的项目设计思路。具体内容见表1。

3 互动式实验教学

3.1互动式实验考核方式

实验内容和实验方法的多样性决定了考核方式的多样化，考核方式应能真实地反映学生的理论水平和实验技能水平。为此，课程组提出了“3+5+2互动式实验成绩考核方式”。其突出特点在于将“生写师查、生做师察、生疑师答”三种交互方式贯穿于整个实验考核过程中。

1）生写师查。突出预习在实验教学中的作用，预习成绩占总成绩的30%，预习报告是学生对于教师所教授理论知识理解和掌握程度的直观体现。教师查看预习报告，有针对性地指导学生实验，从而提高了实验教学质量。

2）生做师察。实验操作和数据收集是实验教学的中心环节，占总成绩的50%。教师通过现场观察和抽查的方式，对学生的动手能力进行全面考核，包括：①是否遵守实验规则；②设计能力；③分析、解决问题能力；④对理论设计的实现能力等。

3）生疑师答。实验报告是实验教学成果的总结，它反映了学生对科学实验的概括总结能力，占总成绩的20%。对于学生的疑惑和操作难题，教师有必要进行针对性解答和辅导。

上述多角度的师生互动方式，考核了学生的真实水平，提高了实验教学的整体质量，达到了实践创新的培养目标。

3.2互动式虚拟实验教学平台

互动式实验教学的目标是：①减轻教师繁重的教学指导任务，提高师生互动频率和次数，提高实验教学质量；②降低设备使用的冗余时間，加强实验的灵活性和创新型，实现高素质创新人才的培养目标。由此，互动式虚拟实验教学平台应运而生。

互动式虚拟实验教学平台是以虚拟现实为技术基础，结合计算机硬件实验课程建立起来的，以加强师生互动、挖掘学生创新潜能、节约实验经费为目的。教学平台依托于校园网络环境，可以解决实验设备资源不足、实验室开放与日常学习任务冲突等问题，实现最大负荷情况下的多人数在线虚拟实验。

互动式虚拟实验平台内部运行结构如图l所示。该教学平台不受场地和教学课时限制，学生可根据自身基础，完成任何基于虚拟元器件的逻辑电路，并在FPGA平台上给予实现。借助于该教学平台，教师能够灵活考查学生对于实验原理的掌握程度、实验操作的熟练程度以及技术创新的拓展程度。

3.3互动式实验教学改革反馈

为了检验互动式计算机硬件实验教学内容的改革效果，实验中心对全校159名学生进行了“互动式计算机硬件实验教学效果”调查问卷。

从统计结果可以看出，89.5%的学生通过实验完全理解了相关理论知识；91.2%的学生可以熟练运用有关的科学实验方法，92.6%的学生能独立完成或在教师提示下完成应用系统设计，96.2%的学生认为实验教学对考研或就业有较大帮助；94.3%的学生通过实验课程的学习，认为教学内容和课程设置合理，能满足需求。很多学生反映新修订的计算机硬件实验教学内容注重能力培养，加强了老师与学生的沟通，特别是增强了对创新能力的培养，使其终生受益。

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关键词：微信；计算机组装与维护；微课程；教学

引言： 微课是指基于教学设计思想，利用多媒体技术在三五分钟以内就一个知识点进行讲解的一段音频或视频。微课程特点时间短，内容精，且让学习者在业余玩乐中完成，使大学生能够很好的利用零碎时间来进行有效学习。微课程关注的内容呈零碎化，主题突出，一课一事，层层剖析，有精度，能启发思考。微课程的传播方式多种多样，不仅适合于移动学习时代知识的传播、也适合学习者个性化、深度学习的需求。[1]

微信是当前大学生应用最广泛的一款即时通讯工具。微信公众平台是在微信基础上推出的一个扩展功能，可以实现群发功能。因此，基于微信公众平台运用微课进行辅助教学的环境已经成熟，本文《计算机组装与维护》课程为例，探讨了以微视频教学资源为核心，以微课件、微习题为辅助教学资源的微课设计、制作与应用。

一、《计算机组装与维护》课程特点及教学现状

1.课程理论与实践连接密切。《计算机组装与维护》 是一门理论性、实践性、应用性非常强的计算机专业课程。[3]

2.计算机各个部件不断更新，知识更新速度快。计算机硬件一年半个月左右更新一次，说明硬件更新速度非常快。本课程的实践领域是计算机产品最前沿的地方，所以要求学生必须把握各部分硬件市场的动态，紧跟硬件技术的最新发展状况，熟悉当前市场的各计算机配件的主流产品。

3.学校实训实习配套设施不足，实训设备更新严重滞后。很多学校 《计算机组装与维护》 实验室设备都是使用淘汰的设备，即便有部分可正常使用的机器，也是早被淘汰的落后产品，无法安装操作系统，无法建立维护平台。根本不能保证学生实验实训课的需求。

4.教材内容缺乏前瞻性。计算机的硬件发展虽然遵循计算机业界的摩尔定律，但 《计算机组装与维护》的课程教材更新不及时与计算机技术发展相比严重滞后，导致教学内容与硬件技术发展严重脱节，从而无法适应高速发展的计算机技术实际应用，导致培养的学生素质与社会脱节。

二、基于微信平台的《计算机组装与维护》微课教学资源设计

微信平台提供的朋友圈功能，是传统教学模式的良好辅助。在微信平台的基础上， 老师可以上传每天的教学重点及难点，并将 《计算机组装与维护》 中的一个个小例子做成一个单独的视频发送到微信中，学生可以根据自己学习过程中的不足，自行学习。老师可以通过后台的数据统计，查看每天登陆的学生数，对学生提出的问题进行解答。

对于学习者来说，前台功能更为重要。在微信平台上，主要有信息资源、师生互动。其中课程模块中主要有课程内容、内容推送、内容查询、课件作业、微视频等；师生互动模块主要有讨论区、群微信、一对一等；这些功能有效形成一个完整的学习、教学环境。

信息资源是整个资源系统的核心，为了微课能够达到预期效果，参照网上微课的教学设计。做好微视频后，上传至微信平台上，学生可以通过手机随时打开微信，花费不超过10分钟的时间，了解待学习内容的难点和重点，为理论上课的学习作一个简单的预习。让学生了解当今世界最先进的计算机相关知识。师生互动模块是学习之后师生的交流，是知识的进一步巩固和发展。

三、微课教学实例

在学习以前，通过微信将准备学习的内容编辑给学生， 以计算机硬件组装的学习为例， 其教学大纲设计如表1所示：

表1 计算机硬件组装 教学大纲

计算机硬件组装

教学目标：

1了解装配计算机整机前的准备工作。

2熟练掌握计算机组装的方法和步骤。

教学重点 ：

掌握组装计算机的前后顺序。

教学难点：

掌握解决在组装过程中出现的一些问题。

教学过程

一、组装计算机前的准备工作 1准备一些组装计算机的工具

（1）螺丝刀（带微磁）、镊子、尖嘴钳子

（2）其他工具

（3）小容器及网络集成工具

2.学习Windows操作系统的基本操作

3.对照配置清单，核对实物

4.消除身体和周围环境的静电

二、计算机硬件组装步骤及方法 1、计算机组装的基本步骤

2、计算机硬件的安装

3、机箱面板与主板的线路连接

4、显示卡及其他扩展卡的安装

5、电源安装

6、驱动器的安装、外设安装

7、加电测试与整理

三、小结： 电脑组装前的准备工作及组装过程。

四、作业： 做本章的习题与实践题

学生了解了需要掌握的知识之后， 老师将各个要点的内容录制成视频，让学生利用微信平台对学习中的重难点向老师进行咨询。最后老师布置相关的作业给学生，并通过后台对学生的学习情况进行及时反馈。同时，老师也可以查看学生都学习了哪些知识点。[6]

四、微信公众平台《计算机组装与维护》微课应用

微课程平台的目标定位为：从移动端补充和完善课程学习系统，支持零碎化时间利用与系统性学习需求，为学习者提供无缝学习支持。应用微信公众平台，进行了《计算机组装与维护》微课程平台建设。微课程平台提供了信息资源、师生互动基本服务。[2]

总之，微课程作为一种教学资源，不仅适合网上学习者的学习，而且也可将其融入进课堂教学使用；使用得好还可起到调节课堂气氛、分享教学资源的作用。微课程能方便学习者利用“零碎”时间进行学习，提高时间的利用率；微课程结合微信平台能方便学习者随时随地、自由自在地进行不同目的、不同方式的学习，能提高学习者的学习积极性，方便学习群体的自由组合，拓展学习对象。将计算机组装与维护课程制作成一系列微课程，上传到网上，能极大的方便学习者的学习使用和教师课堂教学的嵌入或综合使用，不仅有利于构建终身学习体系，还能提高全民素质。[5]

参考文献：

[1]禹禄君 基于微信平台的微课程在计算机网络技术教学中的应用研究《湖南邮电职业技术学院学报》，2015年.

[2]王萍.微信移动学习的支持功能和设计原则分析[J].远程教育杂志，2013，（12）：34.

[3]孟庆伟 《计算机组装与维护》教学改革实践与思考 《长春教育学院学报》，2010年.

[4]郭凯 浅谈微课在教学中的应用，甘肃科技，第30，卷第24期 2014 年12 月.