计算机硬件概念范文

导语：如何才能写好一篇计算机硬件概念，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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一、概念图

20世纪60年代美国康奈儿大学诺瓦克教授等人提出“概念?D”一词，它是用来表征和组织知识的一种工具。在教学活动中，利用概念图可以将学科知识层次化、结构化，通过有意义的连接展现相关命题，不但形象化知识网络，而且促进学生有意义学习。

概念图包括概念、命题、交叉链接和层级结构等四大要素。通常情况下，概念是描述某种属性或规则的专有名词，可以是某一主题或任务、操作对象或操作命令等；层级结构是对主题或对象等概念间层次关系的描述；命题是对概念间有意义联系的描述；交叉链接是对不同概念之间或不同知识领域之间的横向关系。

二、《计算机基础》课程概况

《计算机基础》课程作为卫生职业院校各专业必修的文化课之一，强调技术性和应用性。课程所用教材中明确提出“培养学习者使用计算机解决学习、生活和工作中的实际问题能力，逐步养成独立思考、主动探究、团结协作的学习方法和工作态度，为终身学习奠定坚实基础”。教学内容不仅包括计算机基础知识及办公软件的操作实践等显性知识，而且还包括解决实际问题的相关隐形知识。

通过教学实践与调查，发现目前在该课程教学过程中，多数教师强调操作实践，为学生演示操作步骤并提供繁杂的操作任务，内容多、步骤繁，不能有效地实现教学目标。针对此种情况，作者深入研究课程教学内容与教学目标，挖掘各章节的概念及联系，利用概念图开展教学相关设计，帮助信息技术教师进一步教学目标明确化、教学内容形象化，从而优化课堂教学效果。

三、利用概念图进行教学设计的实例

根据建构主义教学设计模式，教学设计包含教学内容、教学目标、学习者、教学活动与策略、教学评价等相关设计环节，在此以《数据处理---信息资料的管理与分析》一节为教学实践案例，重点阐述利用概念图设计教学内容、教学目标与教学评价等三个环节，设计环境为Camp Tools概念图绘制软件。

1.教学内容的设计

该节学习内容属于办公软件EXCEL2010应用中的核心操作内容，具体包括数据清单的排序、筛选、分类汇总和透视表等四大操作命令，在学习、工作中使用频率较高，但是操作步骤注意事项较多，需要帮助学生深入理解和掌握该内容的核心与联系。

根据该节内容特征，首先，确定关键概念为“数据清单的管理与分析”这一任务主题。第二，按照操作命令与操作对象确定相关一级概念为数据清单、排序、筛选、汇总；二级概念为记录、字段、关键字、自动筛选、高级筛选、分类汇总、透视表；三级概念为字段名、字段值、条件区域、分类字段、标签等。第三，布局所有概念，分别建立操作对象与操作命令概念间的层级联系和横向连接。第四，通过描述概念间的意义连接，形成操作命题，例如：数据清单的筛选包括自动筛选和高级筛选，高级筛选需要先建立条件区域，条件区域由符合条件的字段名和字段值构成。第五，进行修订与完善。

注意事项：概念布局遵循的原则为操作对象放置上层、操作命令放置下层，操作对象的连接方向由上至下，操作命令的连接方向为由下至上。绘制的教学内容概念图如图1所示。

2.教学目标的呈现

《计算机基础》课程的课堂教学目标分为知识目标、技能目标、情感目标。一般表述为：认识操作对象，熟悉操作命令的含义；掌握操作命令的操作步骤；体验操作命令的制作功能与效果，深入分析操作对象。

具体绘制过程为：第一，确定操作对象及操作命令等关键概念；第二，建立概念间的方向与连接；第三，描述意义连接形成教学目标；第四，进行修订与完善。

3.教学评价的策略

《计算机基础》课程的教学评价一般分为过程评价和结果评价，教师利用上机实践操作观察学生的操作过程、评价学生的操作结果。根据学习内容，结合学生接受的难易程度，在教学中概念图评价的方式可以采用口述式、选择式、填图式、创建式等四种方式。口述式：在使用概念图工具的初期，可以呈现教师制作好的概念图，有针对性地请学生进行口头复述。选择式：教师制定概念图，空出其中的重点概念或连接词，给出多个选项，请学生进行选择。填图式：展示教师制作好的概念图，并空出其中某概念或者连接词，请学生进行填写。创建式：教师给出相关主题的文字性说明，请学生在空白纸上写出概念，并建立连接。在以上四种评价方式中具体评分分值由教师从概念、连接词、意义指向、横向连接及命题描述等方面设定相应比例。

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关键词：信息化进程；计算机硬件学科；工业化产业；持续自主创新

中图分类号：TP3-4文献标识码：A文章编号：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、信息化进程的概况

信息化的概念主要产生在19世纪末二十世纪初，它主要开始应用在财税的信息方面，国家财政部和国税总局根据工作实际， 已经构建和完善了政府财政（税收）管理信息系统，即“金财工程”和“金税工程”。我国的信息化经过多年的发展以来，财税信息化建设取得显著的成绩，初步建立起了电子财税，整体化，以“集中收支”和税友征管软件为核心，以大型数据库为基础，电子化科学管理，更高效，推动信息化时代的新的篇章。

随着网络时代的到来，计算机硬件学科已经不断的更新换代，并融合到了企业的生产和经营管理中，信息化的进程中计算机硬件也在此发挥着越来越重要的作用，给人们的生活也带来更多的便利。

从图表1中我们能看到计算机硬件学科的发展趋势，同时也反映了信息化的促进作用，为计算机硬件学科的持续的自主创新提供了应有动力。

图标1：计算机硬件学科的发展趋势

二、计算机硬件学科建设要遵循的原则

（一）创新发展原则

创新发展是转型升级新动力。要学会对信息化创新发展的学习，要坚持计算机硬件学科创新的发展原则，以创新发展来促进计算机硬件的学科建设、为计算机的学科建设的提供更好的创新的原则和理念。

（二）低碳发展原则

低碳发展是构建工业化产业发展的必备因素。把节能减排作为信息化与工业化融合的重要切入点，加快低碳发展原则的不断深入、计算机硬件的学科建设发展也会不断的推进，逐渐完成低消耗、可循环、可持续计算机硬件学科建设历程，保证信息化高速发展进程中的计算机硬件的不断持续发展的步伐。

（三）智能发展原则

智能发展是现代企业生产的新体系。如何把智能发展原则更好的贯彻到计算机硬件学科建设中，是我们应该努力做到的事情。加强智能化的发展为企业发展提供了更多的智力支持和智能保证。计算机硬件的要持续发展就必须坚持智能发展原则。

（四）和谐发展原则

和谐发展是推动计算机硬件建设的有利环境。要认真的发展企业的引导作用，指引企业将计算机硬件建设作为企业发展策略的重要组成部分，要切实的发挥和调动方方面面的作用，保证和谐原则的落实。提高信息化进程中计算机硬件建设发展的步伐。

三、计算机硬件学科建设长期发展的措施

（一）推进创新“两化”深度融合

推进创新“两化”深度融合是坚持自主创新长期发展的措施之一，要建立创新“两化”深度融合的工作机制，完善企业的计算机硬件设施，合理的对企业的计算机硬件系统进行升级，坚持中央企业首席信息官制度，完善企业计算机硬件的领导机构，构建和谐的有效的企业计算机硬件学科机制。不断地鼓励国家的各个企事业单位计算机硬件机制的合理的创建，要不间断地指引国家的各个企事业单位，根据自己地区的特殊情况确立计算机硬件系统的完善。引导和支持民营企业的创新“两化”深度融合。坚持自主创新长期发展，就要推进创新“两化”深度融合，才能更好的加快计算机硬件建设明天发展的历程。

（二）开展典型示范工作

开展典型示范工作是计算机硬件学科坚持自主创新长期发展的措施之二。在国家新型工业化产业示范基地建设中，围绕改造提升传统产业，加强开展典型示范工作。特别是发展生产业和促进计算机硬件学科的发展，推进“两化”深度融合典型示范发展的路线。组织开展以促进“两化”深度融合为主题的活动，大力宣传各地区、各行业和典型企业的成功经验和有效做法。积极通过媒体、网上展示和博览会等形式扩大推广计算机硬件学科的范围和深度。

（三）完善计算机硬件学科体系

完善计算机硬件学科体系是坚持自主创新长期发展的措施之三。要积极的组织，行业的计算机硬件学科培训和发展计算机硬件学科的规划和计算机硬件学科建设的实施、系统运维和专业培训为一体的计算机硬件学科创新发展体系。发展和完善一批面向工业行业的低成本、安全可靠的计算机硬件学科建设平台。组织实施企业计算机硬件学科建设，提升行计算机硬件学科建设中的解决方案。开展“两化”融合带动国产硬件发展试点示范工作。坚持自主创新长期发展，就要完善计算机硬件学科建设体系，才能更好的加快计算机硬件建设信息服务的健全发展。

（四）培养创新性人才

培养创新性人才是计算机硬件学科建设的持续自主创新的必要前提。不同的时代造就不同的人才，在现代计算机普遍高速发展的时代，伴随着信息技术的不断更新发展，有些企业提出了人才培训的措施，不断的培养创新性人才，使其为企业的经济有新的发展。科学修订信息领域国家职业技能鉴定标准，积极推进行业职业技能鉴定工作和高技能人才选拔工作。鼓励开展信息技术联合创新、应用示范、人才培训和评估认证等领域的国际交流与合作，支持国内相关组织和企业参与相关领域国际标准的制修订。

（五）强化信息化和生产业的融合

强化信息化和生产业的融合，就要建立实用、高效的计算机硬件学科数据库等公共服务项目，提高资源共享的计算机网络平台。鼓励企业工业化生产的规划发展，企业要加对工业化生产的引导。推动计算机硬件的在工业化生产中的应用。合理的整合计算机硬件学科建设的资源，完善信息化和生产的融合，不断的发展数控系统、制造执行系统、保证信息化市场的为计算机硬件设备发展中提供更多信息技术来源。强化信息化和生产业的融合也会为计算机硬件学科建设的持续自主创新提供更好的技术支援。

（六）推动计算机硬件学科建设发展

推动计算机硬件学科建设是信息化进程中的持续自主创新的主要任务。强化计算机硬件学科建设规划方案，提高计算机硬件学科建设中的培训，其是为了更好地推动计算机硬件学科建设，完善计算机硬件学科建设的发展。计算机硬件学科建设的持续自主创新的服务功能相对落后，要明确对其计算机硬件学科建设发展方向，大力支持计算机硬件学科建设，在服务领域的技术的广泛运用，以此同时，要规范信息化领域服务的招投标行为，为计算机硬件学科建设的持续自主创新提供一定的信息支持和保障。

（七）不断强化物联网的使用

积极推动云计算和物联网应用是计算硬件技术研发取得突破，积极面向新的国际化发展和经济发展的不断的需求、不断地为推动云计算和物联网的应用提供了发展平台。主要针对基础设施、工业化发展、物流事业各个领域的应用，进行物联网应用示范。提高物联设置、智能技术、传感器等其他的应用系统的研究以及其产业化。积极推动云计算和物联网应用，为计算机硬件学科建设的持续自主创新奠定基础。

四、总结

信息化进程中计算机硬件学科建设的持续自主创新，我们以工业的信息化发展为例，提出了创新“两化”深度融合推进机制、组织广泛开展典型示范工作、加快发展和完善行业信息化服务体系、加强人才队伍建设和国际交流、加强信息化与生产业融合发展、加强信息化与生产业融合、加快和规范信息服务业发展、积极推动云计算和物联网应用等七个方面的措施。随着信息化进程的推进，创新能力成为高层次人才的必备的基础素质。学校作为高层次人才的培养基地，要重点对人才的培养建立计算机学科建设，只有具备了一流的学科水平，才能培养和造就高素质的创造性人才，才能促进相关学科的科学技术水平的研究；为了计算机学科建设在信息化进程中创新的持续发展，就必须认真的遵守计算机硬件学科建设的原则，就必须采取坚持自主创新长期发展的措施，才能更好的为计算机硬件学科建设的不断持续发展。

参考文献：

[1]马忠锋.计算机应用的现状与计算机的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2011,03

[2]杨晔.未来计算机的发展趋势展望[J].黑龙江科技信息,2007,04

[3]曹宝亮.浅析计算机硬件日常维护和硬件发展[J].科技创新论坛,2011,02

[4]叶培松,陈宝明.信息化进程中计算机公共课程教学改革[J].计算机教育,2011,05

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早期计算机性能低下，最初的计算机系统中没有操作系统软件，计算机的主要功能也只是提供科学计算，所以初期的计算机完全需要人工操作，通过硬件线路的连接来实现计算程序的运行。后来由于计算机硬件速度的快速发展和新的对信息处理能力需求，操作系统成为计算机系统不可缺少的软件平台。

计算机操作系统可以帮助工作人员管理计算机硬件资源，调度任务，同时可以人性化的将任务的处理过程和结果实时反馈给用户。操作系统的产生改变了人们对计算机使用方式的定义和认知，是迈向信息时代的第一步。

计算机发展至今，硬件速度越来越快，操作系统越来越复杂功能越来越强大，几乎可以处理任何一种数据信息，而人们又对计算机的性能有了新的需求。

当计算机功能越来越强大的同时管理维护的成本也在逐渐增大，其安全性和稳定性已经变成了计算机应用的最主要技术指标，高容错性和系统快速恢复能力成为当今计算机系统研究的主要方向，而虚拟机技术的完善使得这些新需求的满足有了更可行的捷径。

最早计算机虚拟化技术完全由软件实现，运行速度缓慢而且功能单一，虚拟设备，程序虚拟运行环境都属于这一类。但是这些远远不能满足各产业实际应用的需求。因此在软件虚拟技术成熟的基础之上一些大的软件公司开始研究虚拟操作系统的产品，VMware就是这类产品的代表。

VMware用软件模拟计算机硬件系统，这样一来在一个真实的计算机系统上(包括操作系统软件)可以同时运行多个虚拟操作系统，这些虚拟操作系统可以是和真实系统相同的系统软件，也可以是完全不同的系统软件。比如在一台装有WindowsXP操作系统的PC机平台上安装VMware，然后再用VMware虚拟机安装linux操作系统，这样一来，用户可以在同一个硬件平台上同时运行两个结构完全不同的操作系统。这种计算机的应用方式被许多教学单位采用，以构建低成本的计算机实验环境。

但是用软件模拟硬件的技术有它先天的局限性，比如虚拟机系统运行速度受到很大限制，对外部设备的支持差等原因，使得纯软件模拟实现的虚拟机环境不适合商业和工业领域的应用。

为了突破这一瓶颈，许多硬件厂商和软件厂商都为此做了大量研究。例如Intel已经在其新的CPU中集成了VT功能，这种功能通俗的解释就是：可以让一个CPU工作起来就像多个CPU并行运行，从而使得一台计算机中同时产生运行多个操作系统运行的硬件环境成为可能。

与软件模拟硬件技术不同，这种以硬件功能为主的虚拟技术可以大大提高虚拟机系统的运行速度，而且可以方便的解决早期纯软件模拟技术条件下虚拟机实现中的许多复杂设计。

目前许多虚拟机软件开发商都采用了这种VT技术，其中VMwareworkstation、Virtual PC、Xen、Linux KVM都采用了这一一技术，目前对这一类虚拟化技术，人们统一称之为硬件辅助虚拟化。

Xen

Xen是在剑桥大学作为一个研究项目被开发出来的，它已经在开源社区中得到了极大推动。Xen是一款半虚拟化(paravirtualizing)VMM(虚拟机监视器，VirtualMachine Monitor)，这表示，为了调用系统管理程序，要有选择地修改操作系统，然而却不需要修改操作系统上运行的应用程序。

虽然VMWare等其他虚拟化系统实现了完全的虚拟化(它们不必修改使用中的操作系统)，但它们仍需要进行实时的机器代码翻译，这会大大影响性能。

Xen采用了VT技术来实现计算机底层虚拟化功能，它很充分的发挥了硬件辅助虚拟化技术的优点，不再将虚拟机模型建立在真实机操作系统之上，而是在硬件平台上构建一套类似于中间件(并不是真正意义上的中间件)的软件逻辑层，所有操作系统都建立在这个“中间件”之上。

其中有一个DomO(1inux)操作系统，它负责统一管理其他Guest虚拟操作系统，但是原理上这个负责管理的linux操作系统与其它虚拟机系统是平等的。

这种计算机虚拟技术模型的优点在于，用户可以通过设置或开发扩展功能，实现计算机硬件资源被所有虚拟操作系统共享，虚拟机系统可以对硬件资源进行适当的调度和管理(完全软件模拟虚拟化技术中，虚拟机操作系统对硬件资源没有权利占有，只能依赖虚拟机软件提供的使用接口实现调用功能)，用户可以指定每个虚拟机系统所占有的系统资源，比如内存、外存、CPU个数等等。

Xen采用qemu模拟计算机硬件，qemu提供了虚拟机操作系统与计算机硬件的数据交互和控制功能，这样一来多个虚拟机操作系统可以同时拥有并使用同一个硬件。

如果用户对Xen进行内核及的扩展性开发，还可以实现虚拟机操作系统完全占有硬件的能力，也就是说一个虚拟机操作系统在一段时间内可以对一个或几个计算机硬件资源完全占有，就好像这段时间内这个虚拟操作系统是直接安装在这些硬件上的，无论性能还是稳定性都会大幅度提高。中国国内目前已经有许多公司开发出了类似的功能扩展。

完全虚拟化技术的不利因素就是它们的性能，因此半虚拟化的思想已经成为了目前计算机虚拟化技术的主流，其性能度量和它达到的高效性成为一个突破。运行Xen的系统开销确实非常小，大约占3％，这在完全虚拟化技术时代是不可想象的。

Xen的半虚拟化技术与硬件辅助虚拟化技术所描述的概念不同，半虚拟化技术主要指的是软件层面上的特点，而硬件辅助虚拟化技术指的是计算机硬件为了实现虚拟化所作的辅助设计。

Xen是在linux系统内核代码的基础上修改添加了许多用来支持计算机虚拟化技术的功能，这样一来Xen本身便成了一个独立存在的系统软件(也可看作是系统硬件和操作系统之间的一个类似中间件的逻辑部分)，标准的操作系统如Windows或linux等都运行在它的基础上。

如果直观的解释，那就是Xen在linux系统内核与计算机硬件之间封装了一层功能接口，这些接口用来管理虚拟机操作系统，为虚拟机操作系统提供硬件资源并建立数据交互机制。这样的软件层的实现，使得虚拟机系统的运行速度和稳定性更加优良。

但是只有这些是不能完全实现一个虚拟机系统全部的功能，因为作为被虚拟的操作系统，他们自身是一个完整的标准操作系统，因此它们没有对X en的依赖概念，Xen的特殊性和被虚拟操作系统的独立性之间便会出现许多矛盾，为了解决这些问题，Xen除了内核上的修改之外还提供了许多服务性质的软件。

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运用类比的方法来教学，把抽象陌生的东西与大家熟知事物相类比，这就能让抽象的东西具体形象化，陌生的东西变得熟悉化，可以让学习的人易于理解和接受。利用这一优点，让计算机的硬件结构同人脑功能结构相类比，进行计算机硬件结构的讲解，每次都能收到很好的效果。

教材在讲解计算机硬件结构时，笔者通常给出下图（图－1），依次讲解（图－1）中的硬件部件及其之间的关系。笔者在教学中，由“计算机”被人称为“电脑”引出与人的“大脑”关系。既然是“脑”，那么必具备“脑”的某些共同特点。在课堂教学中笔者首先从“脑”字入手，分析人脑功能结构，用投影打出下图（图－2）：结合（图－2），具体分析如下：人脑的内部，大脑是核心，它是由负责思维和记忆两大部分组成，其中思维部分由运算部分、协调控制部分组成。如果人只有一个单独的脑，很显然是不能进行思维的。

大脑要思维，就必须有感觉器官———由它提供信息原材料（眼、耳、鼻、舌、身）。大脑思维的结果要让别人知道，就必须有能运动器官———它们是大脑思维的输出设备（人的嘴说话、手写字或其它手势等），于是便有图－2的人脑功能结构图。通过图－2与图－1对比，不难发现，电脑硬件结构与人脑的功能结构是何等的相似。电脑本身最重要是电脑的内部设备，它相当于人脑的大脑内部设备有中央处理器（包括运算器、控制器）、内存储器，其中运算器相当于人脑的负责思维运算的部分，控制器相当于人脑的协调控制部分，内存储器相当于人脑负责记忆部分。同样电脑如果要“思维”，也必须有设备为它提供信息原材料———我们称之为输入设备，这些输入设备就相当于人的眼、耳、鼻、舌、身。电脑思维的结果要让别人知道，就必须输出设备———比如显示器、打印机等，它们的作用就相当于人的嘴在说话，手在写字。

在这里，书本同人的大脑是什么关系呢？可以想象，书本是信息的载体，可以起到辅助大脑记忆作用。在电脑里有没有硬件同书本功能相似的设备呢？有，它在电脑的硬件中被称为：辅助存储器或叫外存储器，常见的：磁盘、光盘。就人脑的记忆而言，可以记忆很长时间但不会忘记的信息（这些信息不随时间改变而改变，例如：记忆自己的名字等），也可记忆零时信息（这些信息很快就会被忘记）。电脑里问的记忆是个是也是这样的呢？可以这么说：很相似。电脑的内存储器中有：只读存储器、随机存储器之分。其中只读存储器中的信息一般是不能改变的，而随机存储器的信息，可随时改变，最明显特点是断电后，随机存储器的信息将不复存在。通过以上类比分析，笔者给出图－3，再讲解计算机的硬件结构，各种问题就迎刃而解了。

前面我们运用类比方法分析了计算机硬件结构的硬件组成以及硬件之间的关系，除此之外，硬件与软件之间的关系也是计算机硬件结构不可缺少的部分。那么就类比的方法来讲解，软件又是什么东西呢：我们可以这样类比：书本上有文字，其中书本是硬件，文字内容是软件。那么计算机上磁盘、光盘就是硬件，存储在磁盘或光盘等存储介质上的内容是软件。通过运用类比教学方法，让计算机硬件结构与人脑的功能结构相类比，给初学计算机的人留下一个“计算机硬件结构”的整体概念，从而达到轻松掌握计算机硬件结构的目的，为进一步学习计算机其它知识打下坚实的基础。

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关键词 计算机；硬件；故障；维护

一、计算机硬件基础

（1）概念。计算机系统中由各种电子、光电元件以及机械等组合而成的各种装置称作计算机硬件。这些装置在计算机系统的结构和功能要求之下会形成一个有机整体，为计算机软件提供一定的物质基础，在计算机程序的控制之下实现数据的计算和输入输出等任务。

（2）基本构成。计算机硬件的五大基本构件是输入设备、运算器、存储器、控制器以及输出设备构成，虽然计算机本身的制作工艺不断发生改变，但其基本构件的组成是不变的。

二、计算机硬件的故障分析

（1）对软件故障进行排查。在计算机出现故障之后，应注意“先软件后硬件”的原则进行维护和管理，在排除了计算机系统中毒或者是文件异常丢失、系统注册表受到损坏硬盘主引导记录损坏的情况之后，再来检查是否为硬件设备的问题。

（2）对电脑进行观察。首先观察计算机所出现故障时显示器显示内容同正常情况下的异同；其次，电脑内外所表现出来的一系列的物理情形特征等；再次是观察计算机的环境，包括所在位置以及环境温度和湿度，最后应该注意电脑的软硬件配置和系统资源的使用情况等。

（3）排除外设故障。计算机外设故障出现的部件主要有显示器、鼠标键盘、UPS电源以及打印机等。显示器的故障多数是因为长时间开机，散热不畅，致使显示主板元件烧坏引起的，也使显示元件受到不同程度地损坏；鼠标键盘故障主要因为过多使用造成UPS故障常见的是无法给电脑正常供电，主要是红灯长亮，蜂鸣器长鸣或电压不稳，最终造成UPS损坏打印机故障主要是因长时间使用造成的打印头自然耗损或墨粉不足等原因引起的。

三、硬件故障的原因

（1）硬件本身质量不佳。许多商家为了节约成本，往往用劣质的硬件替代本身系统原有的硬件。不合规格的硬件与原有的系统相结合，非常容易引起系统的紊乱甚至是内部线路的短路和接触不良。

（2）人为因素影响。在实际的操作中，相关的工作人员因为自己的习惯或者是粗心等原因，使得整个操作过程不符合系统的运行，导致硬件出现故障。

（3）适用环境影响。每一种机器都有其自己的运行环境，任何一个环境因素对于机器的影响都是非常巨大的，运行环境超过了电脑硬件允许的极限值会严重影响电脑的性能，造成硬件故障。

四、计算机硬件的维护处理

（1）设备的维护与管理创新。对于计算机设备主要侧重于维护方面，重点放在计算机显示器的维护和管理上，这样可以很好的避免显示器的使用功能受损。主要需要注意的点是不要经常地打开和关闭显示器，并且避免灰尘和潮湿性物质落入，并用专用的清洁剂和抹布进行清洁处理。对于显示器中的灰尘，应该使用毛刷进行处理。使用鼠标时避免用力点击鼠标，免损坏鼠标的弹性开关。尽量减少鼠标的磨损，可以垫上鼠标垫。对于键盘的管理，最好使用键盘垫，并且注意不要将液体洒在键盘上，否则会引起键盘短路。同时注意在更换键盘的同时要关闭计算机，避免计算机的其他部位因此产生故障。

（2）主机内部器件的维护与管理创新。（1）计算机CPU。对于计算机内部器件的维护主要是包括对CPU的保护和对内存与硬盘的维护与管理。在计算机系统及其设备正常运行的过程中，要保证好计算机CPU良好的散热性以及保证主机正常运行的条件，散热条件不合格不仅会影响计算机系统的正常运行，甚至会造成重新启动甚至是死机的状况。在进行CPU的维护过程中，还应该主义对于CI刀的通风散热装置做好灰尘清洁工作，避免由此造成的通风散热问题。最后还要保证CI刀的运行频率，从而确保CI刀的工作运行频率正常，避免折损CI刀的使用寿命和计算机系统的正常运行。

（3）计算机内存与硬盘。计算机内存和硬盘的管理，首先应该注意在计算机内存条升级使用时，选择与原来的内存条相同品牌的使用，同时也要保证升级之后的内存条与原配的使用频率相同，以免影响计算机系统的正常运行及其稳定性。在更换计算机内存条的同时，应该注意保证所更换的内存条的工作电压与计算机系统正常运行时的电压一致。其次对于以及氧化的内存条可以用橡皮擦去氧化层从而正常使用。对于计算机硬件的管理，首先应该注意的一点是在硬盘读写时不能断电，以免损坏硬盘。其次是要做好硬盘的防震工作，避免在硬盘的使用过程中有所震动。除了避免硬盘受到震动之外，还可以使用海绵或泡沫作为硬盘的保护层。最后，在日常生活中应该避免将硬盘放在磁场干扰强烈的地方，诸如手机、音箱附近等。

随着科技的发展和人们生活水平的提高，计算机已经成为人们日常工作与学习不可或缺的一部分，而对于计算机硬件的研究以及故障分析和维护管理，对提高计算机的使用效率有重大意义，而且也深刻影响着人们的生活，所以我们应该在整体和系统的方法论之下，加大对计算机硬件的认识和研究，以更好地利用计算机这一有利资源。

参考文献：

[1]中国就业培训技术指导中心：计算机（微机）维修工（初级）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009，7，1.

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关键词：云计算；网络教学平台；模型

1.引言

目前，各高校以计算机技术为核心的辅助教学平台已得到广泛应用，以学习者为中心的个人学习环境是网络学习的发展趋势。但随着计算机硬件和软件更新换代，学校不得不付出很大的人力、物力、财力来进行软件的安装与升级、硬件的管理与维护。各高校开发整合本校的教学资源，都用自己的网络设备建设自己的教学平台，这样导致网络资源的重复建设、硬件设施的重复投资、软件平台的重复开发。各教育信息系统间"孤岛信息"严重阻碍了网络教学资源的共建共享，继而影响教育的发展。随着云计算的模式的发展和普及，各学校和教育机构的信息处理逐渐迁移到"云"中。云计算构建在互联网环境中，它的目的主要是实现包括计算机硬件资源（如计算机硬件、存储设备、服务器集群等）和软件资源（如各种应用软件和集成开发工具）等资源共享，实现跨校区的教学资源共享和跨时空的师生互动，建成一个功能完整、高效稳定、安全可靠的基于云计算的教学平台。

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中图分类号：TP307文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）04-0000-00

现在各高校都建立起了满足教学需要的实验室，其中有的实验室还装配有计算机。实验室的计算机可以用于老师辅助教学，讲解无法在课堂上用言语清楚表达的概念，还能用于学生将老师所讲解的内容上机操作，以加深理解，从而达到举一反三。高校实验室的计算机用得最多的功能就是模拟实验了，且各个院系只有用得上的每天至少会用一次用于执行不同的模拟实验，有时甚至一个院系的同一个模拟实验要做好几次。这样一来计算机的使用频率就相当可观了，随着计算机每天的不断使用，对其硬件的维护及保养就显得尤为重要。

1、高校实验室计算机硬件有哪些

高校实验室计算机的硬件分为内设与外设两部分，内设有：主板、CPU、内存、独立显卡（根据实际情况选配，若无需要则用集成显卡）、硬盘、电源（这些内设组成了主机）；外设有：机箱、键盘、鼠标、显示器，以及一些与教学相关的外部设备，如投影仪等。这些硬件组成了一整的计算机，但是它现在还不能够投入使用，必须先给它安装好操作系统，并安装好实验室所需的相关软件才能投入正常作用。

2、高校实验室计算机硬件的维护及保养

计算机硬件的维护总原则是防潮、防震、防压、防尘、防止在温湿度过高和过低时使用。

主板的维护及保养就要做到防潮、防止在湿度过高和过低时使用。主板是其他计算机内设的载体，如果它受了潮将直接影响到其他硬件的正常运行，同时如果主板受潮将会导致相关电路层短路或是相关芯片烧毁，造成主板报废。一些湿度高的地方，主板可能用着的时候还好，关机后就容易受潮了，还有一些是在天冷时使用，内部的水汽随着湿度的升高而使得主板受潮，如果是这两种原因导致的主板受潮，要采用一定的除湿设备和空调设备，以将主板受潮的可能性降到最低。主板的温度不能过高或过低，免得影响元器件的正常运行；CPU的保养主要是防止其在温湿度过高和过低时使用，CPU即怕灰尘、又怕压、又怕热，还怕受潮。不过它最怕的还是热，因此一定要给CPU安装上散热器，现在的CPU动辄3GHz甚至4GHz，这么高的频率发热量是相当可观的，所以给CPU安装散热器是不能马虎的。目前散热器主流是风冷，要根据CPU的情况选择，一般在散热器的说明书上都会有其针对的CPU型号，如果拿不定主意，就买盒装CPU，这种CPU自带散热器。散热器不宜重，以免压坏CPU；内存的维护与保养与主板类似，也是要做到防潮，特别是其金指手要做到定期用无水酒精加脱脂棉擦拭，以防止由于接触不良而造成蓝屏死机或是计算机无法启动，此外在升级内存时应尽量选择同品牌的，如果无法选择同品牌的，则要选那些大厂的、兼容性好的内存，以免对计算机的稳定运行造成影响；独立显卡的保养可以参照CPU及内存独立显卡一般都会有散热器，一定要保证散热器正常运转，因为独立显卡工作起来的发热量也是可观的，它的金手指和内存一样，要定期擦拭；集成显卡的保养在这里不赘述，因为它是固化于主板上的，保养好了主板，也就保养好了它；硬盘虽说叫硬盘，但它却是计算机硬件当中最为脆弱的，它最怕震动和灰尘，因此在平时的使用中要注意不要在开着机时移动主机，关机后，要防止主机摔倒。因此硬盘为了读取数据的速度快，都采用了磁头悬浮于盘片表面的技术，一旦外界的震动超过承受范围，硬盘就会出现故障。此外实验室还要做到无尘，因为灰尘的进入，对硬盘的使用也是不利的，它将导致盘片划伤（虽然机率较低）。再有也要注意硬盘使用的温湿度，这样才能保证硬盘能真正用到寿终正寝，最重要的一点，不要非法关机，这是保养和维护硬盘最应做到的，再有定期整理磁盘文件碎片对硬盘的良好运行也很必要；电源的维护与保养可以参考主板、CPU。电源怕热、怕潮，怕超负荷，因此在安装其他硬件时，一定要考虑电源的承受力；键盘、鼠标因为属于易耗品，平时只要注意轻拿轻放，防潮，忽重压就行了；显示器也要做到防潮、防止在温湿度过高下使用以及防摔，因为现在普遍使用液晶显示器，它的表面就是一层玻璃，因此防摔一定要做到。

3、补遗及总结

在计算机硬件中，硬盘的地位举足轻重，没有硬盘，计算机就没有了数据来源，硬盘维护与保养除了要做到上述之外，还要注意在进行分区时不要分太多区，且主分区一定要留足，避免日后升级操作系统不便或是由于空间不足造成使用异常。计算机硬件的维护与保养重在平时，高校实验室应有专人对计算机硬件进行保养，计算机硬件维护与保养要做到定期、定时，还要做到不与其它用电器共电源。只有高校实验室计算机硬件做好了维护与保养，才能使其每天都正常投入到正常的使用中。

参考文献

[1]柳士权.计算机的硬件组成[J].计算机学习网,2009.08.

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关键词：创新；计算机硬件；教学体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）26-0274-02

计算机技术的发展直接影响国民经济增长，计算机产业是一种省能源、省资源、附加价值高、知识和技术密集的产业，是国民经济发展、国防实力和社会进步的象征[1]。我国高校都开设计算机相关的专业，虽然历经了二十多年计算机人才的培养，但计算机产业对人才的需求量仍然很大。近年来随着硬件技术的迅猛发展，业界对所需的人才模式有了新的转变，对硬件类技术人员有巨大需求，学生将面临新的机遇，也对高校计算机教学体系及人才的培养提出更高的要求。目前我国高校培养的计算机硬件技术人员比例过低，硬件开发工程师相对匮乏。

一、计算机硬件课程教学体系现状分析

目前随着嵌入式技术的飞速发展，企业所需的硬件开发工程师必须是软硬件相结合的复合人才，我国高校的计算机专业硬件实验设备缺乏，并长期存在轻硬重软的思想，培养的人才硬件知识不系统，达不到业界所需的硬件开发能力，直接影响计算机专业学生的就业前景[2]。当前硬件课程教学体系存在以下问题：

1.计算机专业建设误区：计算机硬件教学必须配备相应的实验设备，硬件实验设备投资较大，由于院校经费不足，而软件教学投资相对较低且易实现，硬件课程的设置存在衔接问题。硬件课程一般包括电路分析、模拟电路、数字电路、计算机组成原理、单片机技术等，很多高校制定教学计划时忽略课程内在联系，孤立地堆砌课程，让学生对硬件课程感到厌烦，无法形成系统的认识。目前我国培养的计算机人才软件知识扎实，而硬件知识薄弱。

2.教学内容陈旧：目前很多院校采用的硬件教材内容与实际应用严重脱节，比如说计算机接口技术课程的内容已过于陈旧，学生在课堂掌握的理论知识无法具体应用，影响到学习积极性，学生只能为考试而学习。一些硬件课程内容重复，各门课程的授课老师孤立教学，并没有为学生后续课程打下铺垫，纯粹为完成教学内容而教学，导致学生抓不住课程的精髓，针对性不强，最终学生不能对硬件知识形成一个系统的整体，更无法将硬件与软件知识相结合。

3.忽略实践教学：不少院校在硬件教学上更注重理论，忽略实践教学。计算机软件实践教学容易实现，一般只需一台PC机和相应的软件，学生可以在课后完成，易调动学生学习积极性，像程序设计等课程比较直观，通过调试程序学生的成就感较大。而计算机硬件实验设备前期投资大，维护费用高，实验室一般在开设相关课程时才对学生开放，一些硬件实验环节比较复杂，在实践课上学生无法从理论上掌握实验原理，仅动手在试验箱上“连连线”，看看实验结果。学生在硬件学习上存在盲区，更别提着手进行复杂的硬件项目开发。

二、构建集基础、综合、研究三位一体的递进化教学体系

随着业界对计算机硬件开发人员需求的不断上升，针对目前我国高校计算机硬件课程教学体系存在的问题，以培养创新型人才为导向，创建符合科学发展观的递进化计算机硬件教学体系。

（一）创建符合科学发展观的创新型人才培养模式

科学发展观的核心思想是以人为本。创建符合科学发展观的人才培养模式的目的就是要促进学生的全面发展，不断地提升学生的思想品德、科学文化、身体素质、心理健康、动手实践以及创新能力。另外在设计创新人才培养模式时，要注重联系社会人才需求，结合高校自身特征，充分发挥出学生的特色，才能让学生走向社会有更强的竞争力和发展潜力。

（二）构建递进化计算机硬件教学体系

计算机学科是一门系统性很强的学科，在整个教学体系中，硬件课程、软件课程及实践课程是三大重要组成因素。学生要在掌握了硬件知识后才能更好地学习软件课程，而在讲授硬件课程时学生必须了解软件对硬件的控制指挥作用，综合应用软硬件知识，通过实践设计开发出新产品，真正做到培养学生的创新能力。调整硬件课程体系势在必行。首先要有效地整合课程，将技术落后以及与后续课程联系不大的内容删除，将课程中重复的内容进行有机融合，并及时将最新技术补充到课程体系中。组织教师编写适应的硬件教材，通过优化教学内容，充分反映出硬件新技术，使得教学过程更连贯，效率更高，充分调动起学生学习硬件的积极性，为学生打下坚实的硬件知识基础。在建立学生良好的硬件基础的同时，可以进一步提高学生的综合应用软硬件知识能力，着手硬件项目开发，增强学生的创新意识。搭建产学研一体化平台[3]，将学生的创新成果应用于企业，并根据企业的需求培养学生的研究能力。

（三）丰富教学手段

教学手段要多样化，硬件类课程一般涉及时空概念等，内容比较抽象，动态性较强，可以应用现代教育技术手段，借用多媒体技术，将静态抽象的内容转换成动态可视的情景。打破传统教学方式，建立起一种提出问题、完成任务的互动式项目驱动教学方法[4]。教师根据教学计划，提出设计任务，指导学生逐步完成任务，在动手实践中掌握教学内容，达到教学目标。教师也可以采用问题启发式教学[4]，通过布置一些小论文，引导学生课后有针对性地去查阅资料，通过自主学习方式，最后在课堂上让学生研讨、教师总结，培养了学生的创新意识以及分析问题的能力。充分利用网络资源建设硬件学科网站，为学生提供大量的学习资源，方便师生参与讨论，展开协作式学习方式。

（四）构建立体化的实践教学模式

实践是培养创新型人才的关键，必须将实践教学贯穿于整个硬件教学过程中。构建立体化的实践教学模式是以培养学生创新能力及综合素质为出发点，充分调动起学生的自主学习性和探究能力。通过设置多模块化、多层次、多样性的教学实验类型，逐步提高学生综合动手实践能力。教师还可以通过指导学生参加硬件设计竞赛，增加学生更多的实践机会，从而达到创新型人才培养的目标。

三、结语

计算机硬件教学体系的建设是一个长期的过程，笔者在十几年的硬件课程教学中不断地研究和探讨，并将上述一些解决方案付诸于实践，在创新型人才培养方面获得了比较明显的效果。我们将不断完善递进化计算机硬件教学体系，在教学过程中逐步推广，培养出适应社会发展的创新型人才。

参考文献：

[1]万晓冬，王友仁，陈则王.计算机硬件系列课程体系改革探讨[J].电气电子教学学报，2007，（29）：4-6.

[2]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.

[3]宋之帅，田合雷，盛义保.产学研合作培养研究生创新人才的研究与实践[J].中国电力教育，2012，（34）：17-18.

[4]曹维，徐东风.项目驱动法在计算机硬件系列实验中的应用[J].实验室研究与探索，2009，（6）：210-212.

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关键词:人工智能；计算机体系结构；硬件；软件

人工智能是让机器模拟人类思维和行为方式,从而让其在某些方面达到人类智能的水平。它的研究涉及了多门学科知识,是一个跨学科的研究领域。但是计算机硬件和软件的发展,是人工智能实现的基本保障。本文从计算机体系结构入手,介绍了计算机硬件和软件的发展过程和趋势,以及对人工智能发展起到的作用。

1计算机的体系结构

计算机体系是一个多级层次结构,通常将其分为硬件和软件两大部分。硬件部分主要有输入/输出设备、存储器和CPU。软件有系统软件和应用软件两类。现代集成技术使得计算机的体积越来越小,但是性能却越来越强。硬件作为计算机基本的组成部分,是作为物理底层为上层软件的运作提供了基本的环境支持。在计算机体系设计中的一个核心问题就是如何提高计算机硬件运行和服务的效率,使上层软件的运行更加快速和流畅。随着上层软件种类和功能的不断增加,对底层硬件的要求越来越高。硬件和软件的兼容、配合以及交互成了体系设计最大的问题。分布式体系结构提升了硬件的处理能力,但同时增加了系统结构的复杂性和操作性。如今,随着网络技术的发展,云平台区块链技术的成熟,计算机体系从传统的单机系统扩展为以网络结构为基础的多系统多体系平台。这种模式从理论上看,大大增加的了系统结构的复杂性,但对于用户体验而言,这种复杂性完全可以忽略,用户不需要对其有更多地了解,也不需要投入更多的成本。相反,用户体验到的是方便、快捷、高效的运行环境。集群计算机体系结构就是一个典型的案例。它通过以太网或InfiniBand网络作为内联方式,使用Linux操作系统和并行编程接口,采用价格比较低的服务器为运算节点,整个系统较之前系统的成本明显降低,而且公开性和操作性都比较强[1]。软件作为计算机体系结构中的上层应用,在20世纪80年代前,只是为专门的计算机而定制的小程序,功能比较简单更没有形成产业。20世纪80年代后,随着计算机硬件集成化程度提高,计算机体积变小个人电脑普及,各种功能齐全的软件也应用而生,软件开发逐渐标准化产业化。进入21世纪后,英特网普及,开源社区发展迅速,开源软件开始流行,软件开发也逐渐向网络化、智能化的方向发展。其开发策略也从原来面向过程的编程转化到了面向对象的编程,开发的软件功能更强大也更具有人性化,为人类在生活生产中解决很多实际问题。计算机体系结构的发展使得计算机能够以更低的成本,更好的互动,在网络环境下发挥更好的性能。为人工智能的发展提供了更有效的运行环境。

2计算机硬件的发展

1946年,第一代电子管计算机研制成功,它的主要特征是体积大、耗电大,运算速度慢;1959年第二代晶体管计算机诞生,与电子管相比晶体管寿命长、体积小、运算速度快;1965年第三代集成电路计算机产生,集成电路技术使计算机在性能和结构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系列计算机;1971年以后,是大规模集成电路和超大规模集成电路的计算机,以英特尔公司推出的x86系列和奔腾系列微处理器为标志,它不仅大大缩小了计算机的体积,而且还提高了计算机的处理能力。在处理器的研制上,英特尔公司不断刷新着主频记录,处理器一直以摩尔定律的速度在发展,其处理能力每18个月到24个月就增加一倍。1972年的8080处理器,主频2MHz每秒处理50万条指令;1978年的8086处理器,主频8MHz每秒处理80万条指令;1982年的80286处理器,主频12MHz每秒处理270万条指令;1989年的486DX处理器,主频25MHz每秒处理2000万条指令;1993年的奔腾处理器,主频233MHz每秒处理4.35亿条指令;1997的奔腾Ⅱ处理器,主频333MHz每秒处理7.7亿条指令;2000年奔腾Ⅳ处理器,主频已经达到1.4GHz[2]。当英特尔还在一心追求处理器高主频的时候,另一家公司NVIDIA在1999年8月了一种专门做图像运算工作的微处理器GPU(GraphicProcessingUnit)。GPU采用的是一种全新的架构模式,它将几何转换与光照功能以硬件的形式集成在图形芯片中,由图形芯片直接负责几何转换和光照操作,这使得处理器性能大大提高。与CPU相比,GPU在高清视频、数码照片处理、3D渲染等方面的表现非常优越。GPU的诞生,使得对处理器的研制从追求高主频转换成追求高性能,NVIDIA与ATI两大公司为此展开了激烈的竞争。直到2008年,随着大数据云计算的兴起,以及智能手机的广泛应用,市场对高性能已不再是唯一的诉求,性能适中的轻量级GPU成为了下一个发展方向[3]。随着人工智能技术的发展,神经网络的规模越来越大,采用多处理器集成的架构模式使得算法实现的装置体积巨大。为此,2015年,谷歌推出了TPU(TensorPro-cessingUnit),它是一种专用于神经网络计算的处理器,主要用于深度学习、AI运算,其算力较GPU有很大的提高。AlphaGo是第一个战胜围棋世界冠军的人工智能机器人,最初它内部安装了1202个CPU和176个GPU用于运算处理。2015年引入TPU之后,与李世石对战的AlphaGo,只有48个TPU负责所有的计算任务。存储器是计算机硬件的另一个主要组成部分。在计算机体系中一般采用外存、缓存、内存多级存储策略。外存容量大成本低但相对读取速度慢,通常用来保存需要长久存放于计算机内的大量数据,例如系统安装的软件、用户的资料、数据库等;缓存是为了提高数据读取的命中率而引入的一种机制;内存数据读取的速度与CPU相当,可以和CPU直接进行数据的交换,是CPU处理数据的来源。但因为内存是通过大量的晶体管构成寄存器来保存数据的,所以采用的硅片面积比较大,制造成本高,在系统中容量配置相对小些。但是随着电子制造技术的提升,现在pc机硬盘的配置可以达到1TB,内存容量如果是64位操作系统一般都在4GB。计算机存储器容量的增加可以满足人工智能时代海量数据的存储。随着计算机硬件的发展,计算机输入系统也呈现多样化形式。数据来源不再是单纯的以键盘输入为主的模式。摄像机微型化之后,计算机系统普遍都安装了摄像头,通过摄像头可以实现视频的采集;而在计算机系统中安装声音采集器可以实现语音输入。传感器可以模拟人类感官让计算机可以像人类一样从自然环境中获取信息,常见的有触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、温湿度传感器和超声波传感器等。计算机的这些新型输入方式更接近于人类日常生活的习惯,也使计算机用起来更人性化,智能化。计算机硬件的这些特性是人工智能发展的基本保障。

3计算机软件的发展

计算机语言是计算机软件开发的主要工具,也是解决实际问题的手段。20世纪50年代,为了方便人们操控计算机的运行,机器指令顺应而生。它采用的是二进制编码,增加了计算机的可操作性,但对用户而言可读性不高,调试难度大。汇编语言是第二代计算机语言,用字母和单词(add、sub等)代替一些特定的指令,增加了程序的可读性,但它是直接面向硬件的操作指令,程序的可移植性差。之后,出现的高级语言其表现形式更接近于数学语言和自然语言,可读性强。而且不依赖于计算机硬件,能在不同的机器上运行,可移植性强。计算机语言的发展,极大地促进了计算机在各个领域的应用和普及,给人们的日常生活带来了翻天覆地的变化。随着人工智能的出现,计算机语言也逐渐向智能化、网络化的方向发展。1956年达特茅斯会议提出“人工智能”概念之后,1958年麦卡锡和明斯基的人工智能项目组,开发了LISP语言。LISP使用表结构来表达非数值的计算问题,实现技术简单是使用最广泛的人工智能语言。1972年一种基于谓词逻辑的编程语言Prolo生,它是面向逻辑面向用户的一种编程语言,主要用于描述知识的逻辑关系和抽象概念,也称为描述性语言。Prolog依照人的思维逻辑,运用数理逻辑中的谓词逻辑来描述解决的问题方法,告诉计算机“要做什么”而不是“怎么做”。Prolog编写的程序更接近于自然语言,逻辑性强易写易读易于正确性证明。1982年,由LarryWall设计的Perl语言是运行在Unix环境下的一种脚本语言。Perl对文件和字符有很强的处理能力,主要用于大型网站开发。20世纪90年代初,荷兰人Rossum设计了Python语言,其语法清晰、简洁,并且拥有大量第三方函数模块,编程简单但功能强大,很快成为了人工智能主要的编程语言[4]。在大数据背景下人工智能发展更加迅速,随之而来的是计算机需处理的海量数据,而且这些数据来源广泛,特点多样,若是利用传统的算法进行数据的分析处理,确定数据的有效性和安全性,需耗费大量的时间,也导致整个系统运行变慢,性能下降。而人工智能语言编写的软件利用模糊逻辑粗糙集理论在不影响系统性能的情况下,可以对海量数据实现快速推理和分析,挖掘数据深层次的价值,得出其背后隐藏的规律,有效地帮助人类作出合理的决策。进入21世纪后,网络高速发展,开源软件由于开放二次开发的权力,具有低成本高安全的特性受到了各国企业和政府的支持得到迅速发展。开源软件是在遵守一个开源协议的前提下,将程序的源代码公开,允许其他人学习修改和,也可转化成任何形式的实用软件的一类软件。截至2006年底,全球研发和应用开源软件的企业占到了总数的50%以上。而人工智能开源软件(OpenCV、NLTK、CNTK、TensorFlow等)在自然语言处理、计算机视觉、机器深度学习等领域中也扮演着重要的角色。

4结语

人工智能的发展涉及生物学、神经学、仿生学、电子科学、计算机科学等学科,是多学科交叉融合发展的领域。用来支持人工智能实现的计算机系统,也逐渐表现出一种软中有硬、硬中有软的混合模式。现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArrays,FPGA)就是一种典型的代表。基于现场可编程门阵列的系统设计,其硬件功能的实现可以通过软件设置来完成,通过调试软件参数就可以实现硬件功能的改进。这种全新的软硬件设计理念使计算机系统具有更强的灵活性和适应性,提高了人工智能的应用效率,为人工智能构建了一个更具可扩展性的大脑。

参考文献

[1]刘细妹.计算机体系结构现状及发展趋势研究[J].计算机产品与流通,2019(3):98.

[2]付华.浅析计算机硬件发展史[J].电脑知识与技术,2016(13):249-250.

[3]Janlen.光影之路GPU架构发展史[J].微型计算机,2011(33):99-117.

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1 计算机软件系统及其保护的现状

1.1 计算机软件系统

计算机软件系统主要是指在不同的用户多次使用程序后依然能够满足用户的需求，与计算机的硬件系统有较大的区别，普通的计算机软件系统都能在电脑上运行。通常情况下，人们将不安装任何软件的电脑称为裸机，这种电脑只能使用最基本的操作，无法满足用户的需求，而计算机系统里的软件主要分为两类，包括系统软件和应用软件。其中，系统软件包括操作系统、数据库管理、网络软件、程序设计语言，主要功能是管理和监督计算机内的所有资源，帮助用户有效地减少使用前准备程序的时间，在一定程度上提高了计算机运作的效率。计算机系统软件是计算机高速运行的有力保障。而应用软件主要是指能够帮助用户解决问题，有具体的应用价值的软件或程序。应用软件必须运用到相关领域的专业知识，无法单独地运行，必须要有系统软件的支持才能正常运行。

1.2 计算机软件系统保护及恢复技术的现状

随着计算机用户数量的不断增加，计算机在管理和使用方面也变得越来越困难。例如黑客、病毒等名词对于大部分计算机用户来说都是耳熟能详，这些程序都能通过远程控制将用户电脑中的系统软件进行非授权的修改。在使用计算机软件系统保护及恢复技术时，有两点内容是必须要考虑的：第一，尽量减少甚至限制除本人以外其他使用者对各项资源的利用。第二，一般情况下不要随意地修改计算机系统的非授权程序。目前，大部分的计算机只是安装了类似CMOS之类的保护软件限制用户对计算机的更改，仅靠这项技术是无法保证计算机使用的安全性和稳定性。除此之外，一些用户单纯地通过设置访问权限来限制使用者对系统资源的利用，但是，在重装系统或者增删硬盘时没有用户权限依然可以操作，因此，这种方法并不能阻止他人的破坏行为。只有通过更强更有效的方式才能保护好计算机系统。目前，最为常见的保护系统是硬保护和软保护。硬保护主要是指利用系统本身来保护软件系统，软保护主要是指借助系统保护的软件来保护软件系统，一般会将两种保护方式结合使用。另外，硬保护主要是在计算机操作系统与硬件中间工作，这种运作方式较为安全也比较常见；软保护是在计算机操作系统和应用软件之间运行，经常会发生与计算机应用程序有冲突的现象，在安全性上也没有硬保护高，在市场销量上也没有硬保护好。

2 计算机软件系统的保护与恢复技术的应用

经过多年潜心研究和思考，目前总结出了一套最完整的保护流程：第一步，要限制用户对软件程序的运用，只有用户注册过后才能获得最完整的使用权限，另外，需要有与用户机硬件相关的注册代码才能将主要的功能解锁。第二，有许多黑客能够用相关的解密程序盗取重要的信息和程序，因此，需要用反调试或反跟踪技术对程序进行分析。除此之外，需要对程序进行双重保护，换而言之，就是利用加密工具，例如加密锁、加壳软件等提高程序的防范能力。在使用程序的过程中，也要充分的考虑用户是否合法，防止在使用的过程中将资料泄漏给非法用户。随着科技水平的提高，在购买计算机时，通常采用一机一码的方式进行注册，减少了众多安全性问题。计算机系统的恢复技术在使用更多的恢复方法时也要注意与时间结合和与测量结果结合这两种思路。另外，在软件领域中，要将恢复技术的概念与其他相关的技术概念相结合，从而产生更多的方法和概念。

3 计算机软件系统的保护与恢复技术的未来

在过去，许多著名的计算机制造商在系统的保护与恢复技术没有太多的关注，大部分都是小型的设备制造商在潜心研究这一项技术，由于缺乏硬件上的支持，保护与恢复技术只能局限在补丁与外挂的范围内，无法真正地进入到计算机软件系统。但随着经济的迅速发展和各种行业对计算机需求的增加，人们已经在此技术上给予了重视。在未来，计算机软件系统的保护与恢复技术主要向两个方向发展：运用主机系统连接多台终端、加强对计算机硬件保护功能的支持。

3.1 主机系统连接多台终端

主机系统也称终端机系统，主要是指利用一台高性能的计算机借助网络将多台终端相连接，其中，终端主要是指输入设备、输出设备以及通讯设备，这些设备的运算或存储数据都必须要在主机中工作，20世纪70年代的VAX就是采用这种技术。当主机使用了分时操作的系统时，任何终端对主机的访问权限都会受到限制和监控，从而提高了计算机软件系统的安全性。这种类型的计算机也存在一定的缺陷，比如，运行速度慢、存储容量较小等，因此，没有较大的发展空间。随着时代的进步，在计算机的硬件方面和网络技术上都有了大幅度地提高，许多制约因素都能够逐渐克服，主机或终端机方式的计算机系统是很有可能进一步发展的。除此之外，许多著名的公司也都在开发与这种类型的计算机系统相关的产品，目前，多处理器系统、多端口高宽带等众多技术都运用在新一代的计算机系统上，不仅能够保障了系统的安全性，更能够提高计算机性能，从根本上解决了安全问题。

3.2 加强对计算机硬件保护功能的支持

加强对计算机硬件保护功能的支持主要通过保护卡来实现，目前，联想、方正等大型集团已经开始不断地为一些保护卡生产的企业进行授权，结合自身产品的特点制定有针对性的保护卡，这是一个良好的开始。在未来，人们不需要另装一个配置来安装保护卡，可以将保护卡最为一个标准的配置直接安装在主板上。除此之外，人们还可以开发其他的技术，例如，在BIOS基本输入、输出系统上添加软件系统保护程序，从而保证用户在输入或更改数据时不会丢失重要的信息和参数；为了解决容量受限制的问题，可以在主板上添加一块专门用于存储硬盘中的文件，并且能够将具有标识性的信息进行压缩的大容量快闪芯片，从而提高了计算机的存储容量；将CMOS分为两个部分，一个部分可以在存储时能够用操作系统修改参数，另一个部分在存储时不能用操作系统进行参数上的修改，防止系统软件的保护功能受到破坏。还有一点需要注意的是，当得到硬件厂商的支持时，必须要用统一的标准。