时间：2023-06-04 10:46:34
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机硬件技术基础，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词EDA技术;硬件基础课;教学改革
中图分类号:G642文献标识码:B
1引言
在计算机科学技术飞速发展的今天,EDA技术带来了全新的硬件设计理念与结构体系,其应用领域越来越广泛。欧美国家工科大学普遍要求计算机专业学生必须掌握一种硬件描述语言,国家教委指导委员会提议:“EDA技术是电子技术类教学改革的重要方向”。作为计算机学科的硬件基础课程,“电路与电子学”、“数字逻辑与数字系统”的教学内容,应有意识地将EDA技术和PLD器件纳为教学计划,将EDA工具贯穿整个教学过程,这样才能保证教学内容紧跟前沿技术的发展,有利于培养学生创新能力与综合素质。
2重构教学内容
EDA技术分为三个层次,如图1所示。将EDA技术引入教学内容时,必须按照此层次循序渐进,与之相应的课程体系结构如图2所示。当完成该课程体系的学习及相关实验后,学生应该能掌握现代计算机系统设计原理和方法,具备熟练应用相关软硬件工具的能力。要在学时不变甚至减少的硬件基础课教学中引入EDA技术,就必须根据专业学科的特点,在传统内容与新技术、理论教学与课堂实践中进行优化侧重,对教学内容进行重构。
(1) 重构“电路与电子学”(大一下学期)。
计算机专业“电路与电子学”教学内容的广度、难度可以比电子工程专业稍弱,但如果加大EDA的教学内容,则同样可以提升学生的电路设计能力。因此,课堂教学删除了部分传统内容,去掉了支路电流法、回路电流法、三相电路、半导体器件导电原理、反馈的方框图计算法;精简了阻容耦合放大电路(包括多级放大)、小信号动态图解法、差分电路分析等内容。
根据专业特点,相应加强了直接耦合放大电路、电流源电路和系统稳定性的教学内容。此外,增加了20学时的Multisim仿真及电路设计实验课,学生在课余时间完成设计和仿真验证,在有限的实验室课时内只进行硬件的接线、调试工作,这样既节约了课时,又提高了学生的动手能力。EDA技术与传统硬件实验相结合,提供了一种全新的实验教学体系。通过训练,学生基本掌握了设计-仿真D实际的现代模拟电路设计方法,为下一步可编程逻辑器件的学习打下基础。
(2) 重构“数字逻辑与数字系统”(大二上学期)
随着技术的进步,90%以上电子产品采用了数字技术,这个领域的一般教科书都因摩尔定律而缩短了它的适用期。因此,“数字逻辑与数字系统”课程必须舍弃一些陈旧内容用以讲授新知识、新方法。课堂教学删除了门电路、555电路、中规模集成芯片和触发器的内部电路、状态化简、编码技巧、异步时序、可编程器件PLA、PAL、GAL应用等内容;精简了卡诺图和布尔代数化简等传统手工设计方法。
教学中始终强调外部逻辑功能和时序特性的描述与分析,突出EDA技术和数字逻辑功能模块的设计,增加了数字系统的设计与优化、可编程逻辑器件CPLD/FPGA的原理与应用、有限状态机理论等内容。在教学中以逻辑代数与VHDL语言并行为基础,依据整体“自顶向下”,细节“自底向上”的教学模式。整个课程中的用例多取自于计算机基本逻辑部件,如译码器、运算器、移位器、计数器,直到存储器、控制器,最后给出数字系统的实例DCPU的逻辑构成。通过该课程的学习,初步建立了CPU的设计理念,为将来“组成原理与结构”、硬核嵌入式系统(ARM、MIPS)、软核嵌入式系统(NiosII)的学习奠定基础。
为巩固基础知识,实践教学首先安排中小规模集成芯片的应用性实验,而不是简单验证,如用三态门构成总线,用译码器设计端口寻址电路,用74LS163、74LS148及七段发光二极管实现计数显示电路等。之后,安排基于EDA技术的逻辑功能模块的设计,如用FPGA/CPLD实现译码器、加法器、计数器监视电路等。为进一步培养学生的实践能力和创新能力,在大二结束的小学期里,安排有三周的课程设计,要求用EDA技术完成五个综合性实验,包括频率计、电子钟、键盘扫描电路、交通信号灯控制器和数字音乐播放器。实践课都是开放式的实验环境,可自主选择器件,实现设计方案,改变了计算机硬件基础课“按图接线、查线排故、测看结果”的实验过程。此外,严格的实验验收制度及考核标准,如考核工具是否熟练使用,设计方案是否灵活多变等,都有效减少了设计抄袭现象的发生。
3EDA教学点设置
EDA技术所涉及的内容较多,对于计算机专业的学生,学习掌握软件工具的能力很强,EDA工具的使用只需要给学生相关内容的PPT即可,不用额外花费课时讲解。但是,如何根据专业学科特点,在有限的课堂教学中将EDA技术合理切入到理论教学中,使两者有机地融为一体却是至关重要的。
(1)Pspice/Multisim仿真平台切入到“电路与电子学”课程
通常,在理论教学完成一段时间后才会有相应的实验教学,这样导致学生当时在课堂上被激发出的兴趣及灵感逐渐消退。在“电路与电子学”课堂中及时切入EDA仿真平台,既可以增加学生对知识的感性认识,活跃课堂气氛,又能够将教学中的难点用直观的图形和曲线表述,降低教学难度,加深对理论概念的理解,起到了事半功倍的作用。在该课程中,仿真平台的切入点有以下四处:
第一,在直流分析中通过EDA仿真平台确定戴维南等效电路。首次介绍Pspice/Multisim时,应当让学生对仿真软件产生极大的兴趣,可以在讲仿真的前一次课中埋下伏笔,布置一道有难度的课后习题,使学生先进行分析。上课时使用EDA仿真,当瞬间分析出戴维南等效电阻和端口开路电压时,学生们都非常惊奇。此后,当遇到难题,或对答案产生疑问时,利用EDA工具仿真就成为了习惯。当然,仿真软件绝不能代替理论分析,要求作业中必须有分析步骤就可以保证这一点。
第二,根据我校的特色,考虑到通信系统中谐振电路的重要性,在交流分析中,仿真了谐振频率特性曲线,帮助学生理解掌握品质因数、带宽、谐振频率三者之间的关系。
第三,在放大电路一章中,利用EDA仿真软件易于改变电路参数值的特点,观察电路在不同静态工作点下产生的非线性失真。实践证明,虽然教学内容精简了小信号动态图解法的理论分析,但学生依然能很清楚地掌握电路参数的变化对放大性能的影响。
第四,仿真RC正弦波振荡器电路,观察输出由小到大起振并稳定在某一幅值的全过程,观察反馈电阻Rf对输出波形的影响。若Rf值稍大,电路不起振或振幅较小;Rf值稍小,则出现非线性失真。这种直观的图形加深了学生对信号发生电路的理解和对运放构成的非线性应用的认识。
(2)VHDL/QuartusII 切入“数字逻辑与数字系统”课程
关键词：计算机；硬件技术；思考
前言
硬件是计算机的重要组成部分，而硬件技术的发展决定着计算机系统的技术水准与完善水平，对国内计算机网络行业发展产生重要影响。在计算机的硬件组成看，运算器、控制器、存储器、输入和输出设备是主要构件，在计算机运行过程中，发挥其独特的作用。通过对计算机硬件技术的发展与完善，其技术水平得到明显的提高。在学习计算机硬件技术知识内容后，我能够对该技术有着进一步的了解和认识，并进行深入的思考。
1计算机硬件的构成及作用
软件设施、硬件设施是构成计算机的重要部分，以硬件为例，其构成也相对较为复杂，对计算机的有效运行发挥着重要作用。首先，运算器，能够对计算机数据信息进行加工与处理，借助控制器，可以与存储器之间相互转换数据信息。这是CPU的重要部件，对数据计算发挥着重要影响，也是决定计算机运行效率的关键。其次，控制器，相当于计算机系统的控制指挥中心，与运算器共同组成中央处理器，可分析系列指令，并根据指令而发出控制命令信号，促进计算机各部件的协调工作。可见，控制器如同人体的大脑或中枢神经系统，对计算机的正常运行发挥重要作用。再次，存储器，相当于记忆装置，能够对用户的保存信息读取。通常，存储器是由主存、辅存两部分组成，计算机运行的程序和数据信息内容大多在主存储器中存储。最后，输入和输出设备，是实现计算机与人交互的重要部件［1］。
2计算机硬件技术分析
2．1开发技术：当前，开发技术主要表现在嵌入式硬件平台开发方面。该平台为嵌入式微芯片提供工作场所，借助处理器和系统设备，使其能够正常运作。对于嵌入式的计算机硬件，由嵌入式处理器、控制器、数字信号处理器等组成，可将计算机硬件的工作效率提升层次。其中嵌入式控制器发挥重要作用，其在单片机的内部芯片中具有诸多功能，如集成总线、脉宽调制输出等，不仅能够降低控制器的成本，而且其体积下，有利于计算机朝着为控制的方向发展。在计算机开发技术水平提高中，相关技术人员应加强对数字信号处理器的开发力度，缩小其体积，同时也加强其工作能力，达到提升计算机硬件整体性能的目的［2］。
2．2加速技术：近年来，计算机硬件加速技术得到广泛的应用，能够提高计算机的处理速度。加速技术主要有：Huffman算法、XML、像素光照计算、CUDA等硬件加速技术，利用硬件模块代替软件算法，能够发挥影响速度快的优势，对数据信息内容进行快速处理，达到提高计算机工作效率的目的。计算机硬件加速技术研究中，可借助芯片、处理器等硬件元件，用以解决CPU的诸多问题，减小CPU的压力，使其能够运行其他程序。就我国计算机的发展趋势看，硬件加速技术是计算机硬件技术未来发展的重要方向，技术人员能够在该方面有着突破性进展，有利的促进我国计算机技术的发展进程［3］。
2．3硬件存储技术：从存储技术看，是计算机得以在社会众多行业领域中有着广泛应用的重要技术支持，伴随计算机技术水平的提高，存储技术也逐渐实现突破。目前，常见的计算机硬件存储技术主要包括：首先，DAS技术，其存储设备在连接装置的作用下，可以直接连接计算机，具有操作简单、成本低廉、性能良好的优势和安全性低、扩展性差的劣势。其次，NAS技术，这是专门为网络数据的存储而开发和研究的新型服务器，具有独立的PC服务器，尽管其扩展性能良好，但数据传输速度并未达到理想标准，而且在使用过程中，单点故障相对较多，对计算机正常运行有影响。最后，SAN技术，可以形成存储网络，其扩展能力较强，而且数据信息的传输速度十分快，但应用该技术的成本相对较高，且对技术水平的要求更高。
2．4故障诊断技术：在计算机硬件运行中，可能发挥故障，相关人员应对故障加以合理的定位及检测。为能够及时开展故障诊断工作，可设置自动诊断的程序，只需要在数据生成系统、诊断控制系统的条件下，方可实现。在此过程中，相关人员构建故障模型，进行硬件数据测试，并输入精准的数据，在计算机硬件内部创造“词典”，在计算机硬件发生故障时，则启动自动诊断程序，针对相关数据而形成一份初步诊断报告，供技术人员参考。随着科学技术水平的飞跃发展，计算机体积越来越小，但其构件越趋复杂多样，增加故障诊断难度，通过发展故障诊断技术，可以提高计算机硬件故障诊断工作的效率，这对计算机技术的发展有利［4］。
2．5运行维护技术：运行维护技术是计算机硬件技术的重要组成部分，通过有效开展计算机的维护工作，能够使计算机处于正常运行的状态。就计算机硬件的元件看，主板、显卡、内存、硬盘比较容易出现故障，一旦故障产生，则影响计算机的运行，因而用户应定期检测故障，对硬件部件开展必要的检查、保养工作，可延长计算机硬件的使用寿命。例如，对于风扇部件，应定期对其进行清洁，避免灰尘积累过多而影响风扇的转速。另外，机主还应定期检查内存及做好杀毒工作，为计算机硬件设施提供有利的运行环境。
结论
现阶段，我国计算机硬件技术水平不断提高，有力的推动着计算机事业的发展进程。我学习计算机硬件技术知识的过程中，能够对计算机硬件技术有更多的理解，有助于为我以后学习计算机知识内容奠定基础。国内的计算机技术研究道路上，必将以硬件技术知识为依托，从而加大技术研发力度，为国内计算机硬件技术的可持续发展进程创造有利的条件。该技术未来发展中，开发技术、加速技术、存储技术、故障诊断技术、运行维护技术也将占据主导地位和发挥导向作用。
参考文献
［1］谢方方，谢志英，陈静，等．《计算机硬件技术基础》实验教学改革的探索与实践［J］．现代计算机（专业版），2015，（28）：12－16．
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［3］黄云峰，程启明，王莉，等．“计算机硬件技术”重点课程建设研究［J］．中国电力教育，2011，（17）：79－81．
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
关键词：计算机维护；硬件维护；维护原则；维护方法
1计算机硬件全面维护的原则
计算机硬件全面维护的原则有很多，以下从做好日常清洁工作、秉持由易到难原则、优先进行外部维护、保持电压电流稳定等方面出发，对于计算机硬件全面维护的原则进行了分析。
1.1做好日常清洁工作
工作人员在计算机硬件全面维护时首先应当做好日常清洁工作。维护人员首先应当在具体检测之前进行清洁工作。其次，根据大量的维护工作实际来看，在计算机维护过程中如果环境存在着一定的问题则很有可能会对于计算机硬件及相关设备造成严重的影响，例如高温、污渍以及灰尘等因素的影响是不容忽视的。与此同时，维护人员在做好日常清洁工作时应当以全面的清洁工作来为接下来的工作奠定良好的基础。
1.2秉持由易到难原则
工作人员在计算机硬件全面维护时应当秉持着由易到难的原则。维护人员首先需要做到由简单到困难，然后从一般到特殊来进行维护工作。其次，维护人员可从简单故障着手来找到故障发生的原因,然后再逐层的进行深入排查。与此同时，维护人员在秉持由易到难原则的过程中应当优先考虑大概率的故障问题和普遍性或共有性的故障问题,然后再进一步的考虑小概率故障问题，从而能够有效的提升维护工作的灵活性。
1.3优先进行外部维护
工作人员在计算机硬件全面维护时需要优先进行外部维护。维护人员首先应当考虑计算机外部设备，然后再对主机外设故障进行排查。其次，在许多计算机维护的实例中我们可以发现计算机硬件维护过程中外设故障问题很容易忽略掉。因此这意味着维护人员在开展具体维护时应当先考虑外部设备的故障问题及其可能性，并且在外部设备检测完成以后再考虑主机中的故障问题可能性。与此同时，维护人员在优先进行外部维护的过程中需要对于主机进行全面的检测与维护，从而能够在此基础上确保整个计算机的正常运行。
1.4保持电压电流稳定
工作人员在计算机硬件全面维护时应当注重保持电压电流的稳定性。维护人员首先应当认真的考虑电源与静态故障发生的概率。其次，维护人员应当对于静态故障进行分析，然后在此基础上再考虑其可能存在的动态故障问题，从而能够避免触电事故和硬件设备损坏等问题的出现。
2计算机硬件全面维护的方法
计算机硬件全面维护的方法许多诸多内容的有效支持，以下从做好系统还原工作、增强主机维护力度、硬盘与光驱维护方法、显示器的日常维护、鼠标键盘维护方法等方面出发，对于计算机硬件全面维护的方法进行了分析。
2.1做好系统还原工作
工作人员在计算机硬件全面维护时首先应当做好系统还原工作。计算机维护人员首先应当加强对具体维护方法的研究。其次，计算机维护人员如果使用系统本身所带的系统，则其还原方法主要表现在以下操作程序上，因此这意味着维护人员只有熟练的掌握还原软件的使用方法，才能够做好相应的系统还原工作。与此同时，维护人员在做好系统还原工作时应当选择“安全模式”按钮进入安全模式状态，然后在进行接下来的操作，从而能够确保维护操作的安全性与可靠性。
2.2增强主机维护力度
工作人员在计算机硬件全面维护时应当着眼于增强主机维护力度。工作人员首先应当尽可能地避免随意的热拔插，从而能够切实的保证设备持续接触和防止静电。其次，工作人员如果不注意安全方面的事项则很容易造成主板细小设备的损坏。与此同时，工作人员在增强主机维护力度的过程中应当对于板卡表面、接插件以及散热扇等部件予以及时的清洁。在擦拭过程中工作人员一定要注意避免在主机的内部残留各种杂物，以免发生短路故障并且还需要注意不能使接线与风扇等运动部件相接处，从而能够以防接线对风扇运行造成影响并且切实的减少电磁干扰出现的概率。
2.3硬盘与光驱维护方法
工作人员在计算机硬件全面维护时需要选择合适的硬盘与光驱维护方法。众所周知硬盘与光驱的维护方法很多。维护人员在对这些方法的选择与挑选过程中应当考虑到光驱的数据信息和硬盘存储设备的实际情况，例如硬盘对计算机用户而言非常重要，由于其非常的脆弱，因此应当加强维护和保养。其次，由于大量的灰尘也会对激光头的功能产生严重的影响，因此这意味着维护人员在进行全面维护的过程中应当保证光驱的清洁性，例如维护人员可以利用棉签蘸取少量的酒精进行擦拭，激光头一定不能沾酒精，然后通过细心的擦拭后，就能够减少灰尘对于光驱使用寿命造成的不良影响。
2.4显示器的日常维护
工作人员在计算机硬件全面维护时需要做好显示器的日常维护工作。维护人员应当清醒的认识到如果显示器上的灰尘太多，则不仅会影响显示效果，而且会对使用者的视力造成损伤。因此维护人员在对显示器进行维护时最为重要的就是做好防尘工作与除尘工作。其次，工作人员可以在显示器上外加一个防尘罩来进行简易的防尘工作。与此同时，维护人员在显示器的日常维护过程中需要确保除尘工作具有专业清洁工具的支持，而不能够简单的用水货酒精进行擦拭，这主要是因为水的清洁效果并不明显，而酒精则会对液晶显示器产生腐蚀伤害。因此维护人员需要以专业的设备来提升显示器维护的有效性。
2.5鼠标键盘维护方法
工作人员在计算机硬件全面维护时应当选择高效的鼠标键盘维护方法。维护人员首先需要对于键盘的弹性进行相应的测试，在这一过程中维护人员需要注意不要让异物掉到键盘缝中，并且要避免将水等液体洒到键盘之上，容易引起短路。其次，此外维护人员应当将其放在光滑的桌面上、保证其平整度和清洁性。与此同时，维护人员在进行鼠标键盘维护的过程中当出现故障问题时，可以拆开检查，通过清洗尝试解决之，从而能够有效的提高鼠标与键盘灯电脑重要配件的使用寿命。
3结束语
计算机硬件全面维护需要维护人员具有丰富的维护技巧，因此技术人员在进行计算机硬件的全面维护时应当着眼于显示器、主机和其他配件的维护，从而能够在此基础上提升计算机维护工作的全面性。
参考文献:
[1]李克锋，高飞.计算机硬件全面维护的原则与方法探析[J].电脑编程技巧与维护，2013，3（8）：97-99.
[2]周广深.浅谈计算机硬件维护原则与方法[J].中国新技术新产品，2014，2（15）：67-70.
[3]张文平.计算机硬件维护原则与方法问题探讨[J].煤炭技术，2014，1（1）：59-61.
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。
【关键词】计算机 硬件组装 硬件维护 关键技术
随着社会发展以及信息技术不断进步的基础上，计算机成为生活与工作中的必需品。但是计算机使用中，经常会出现一些问题，需要不断提升计算机组装与维护等的技术，才能更好的实现计算机技术的应用。在计算机运行中，计算机硬件是其重要的运行设备，怎样对计算机中硬件设备组装以及维护是当下计算机应用中非常重视的问题。不断提升计算机硬件组装与维护技术，推动计算机的发展。
1 计算机硬件组装技术概述
计算机在我们生活中的应用非常广泛，同时在工作中以及生活中计算机技术的应用提供了很多的方便，计算机是一种利用网路信息技术支撑下的设备。计算机硬件是计算机运行中的重要动力，计算机的硬件主要是根据电子以及电子原件、计算机系统等，计算机主要是由这些机械内容组成，这些计算机硬件大部分为物理装置，将这些物理装置全部集中在一起组合计算机硬件。计算机中的主机箱以及各种外部设置等，都是计算机硬件中的一部分，并且在主机箱的内部包含各种主板以及在内存、硬盘驱动器、电源等，这些是构成主机箱的重要部件，再者是电脑的显示屏以及基本的鼠标以及键盘等，利用主机箱中的连接口将这些设备连接起来，实现计算机的正常运行。
2 计算机硬件组装具体步骤
计算机的\行需通过对硬件的组装实现，在硬件组装过程中，需要根据具体的组装程序以及组装的固定步骤实现，在计算机组装过程中主要分为以下步骤：
首先需要根据计算机的主机箱为中心展开，将计算机主机箱的箱盖打开，利用螺丝将主机箱的主板与机箱之间进行固定安装，同时将电源进行安装，机箱需要依靠电源才能实现运行，因此电源非常重要。在电脑主机箱的机箱内侧设有安装的螺丝孔，根据螺丝孔的数量准备螺丝，对其进行安装。在安装过程中，一定要保证安装电源的风扇需要在电脑机箱的外侧，这样才能发挥出计算机机箱风扇的散热功能。紧接着是对CPU进行安装，CPU的安装需要根据主机箱中的具体进行安装，值得注意的是计算机中的CPU是主机箱的核心运行硬件，这种CPU在形态上比较特殊，不仅做工精细，并且非常脆弱，因此在进行组装过程中，必须根据具体的位置进行细心的安装，一定要防止大力的安装，这样会造成严重的CPU损害。计算机主机箱中具有自身的散热器，但是在CPU运行中，因为CPU本身热量就比较大，在运行中更是会产生很多的热量，因此在安装过程中一定要在CPU的背后安装上散热硅胶风扇，同时将小风扇放在螺丝或是机箱盖的挂钩上。与此同时，为了保证风扇电源的稳定，将其自身的电线与计算机机箱的主板进行连接。
其次是计算机硬件中内存的安装，内存的安装需要将其放在主板的插槽中，为了更好的实现内存的安装，主板的插槽设计期间在两边设计出挂扣，主要的目的是能够稳定的固定住内存条。但是在内存条安装过程中，一定要将内存条与插槽之间的边缘对其，这样能够进一步保证内存条的垂直。内存条安装之后需要对硬盘进行安装，硬盘是驱动计算机运行速度的重要设备，在安装硬盘的过程中，一定要保证硬盘与主机箱之间的固定，利用螺丝将其固定在机箱的前端，并且，根据电脑机箱的距离进行合理设置，将其中的计算机硬盘数据线以及硬盘的电源线等连接在主机箱电源中，保证计算机硬盘功能的发挥，更够更好的对计算机数据以及计算机数据的读取。
最后是计算机安装的主机显卡，显卡主要是根据计算机机箱中的主板上，根据卡槽的位置将其压在卡槽中，并且进行固定。接下来是对计算机硬件中的控制线进行安装，控制线对计算机主机箱的指示灯以及开机键以及重启键、机箱主板的接口等进行控制，并且根据正负极进行科学的区分。在主机线安装之后再对机箱的外部设备进行安装，外部设备主要包含显示器、鼠标以及计算机键盘、计算机音箱等，最后在进行电源的安装，安装完电源之后保证计算机正常运行之后，在对系统等进行操作。
3 计算机硬件组装的故障维护
3.1 硬盘维护
计算机在运行过程中需要硬盘作为基础才能正常工作，但是在计算机管理中硬盘也是最容易出现故障之一，在正常的计算机硬盘出现故障期间，主要是对其直接更换即可，但是在很多时候，直接将计算机硬盘更换掉是不能理想的解决其中存在的问题，需要根据实际的硬盘问题进行分析与研究，探索出最理想的状态。根据不同的问题，进行不同的分析。很多时候计算机在运行中会出现扁平信号线或是计算机电源接触不良等现象造成计算硬盘出现问题，若是遇到这种状况就需要根据故障，首先关闭计算机的主机箱，将其打开之后进行详细的检查，检查其中是否存在电源接触不良或是电源有没有出现脱落等现象，检查计算机机箱中的驱动器能否正常运行，在进行不断详细查看之后在对硬盘进行处理。
3.2 CPU维护
计算机中的CPU太短的时间或是使用过长的时间都会对CPU造成影响，若是计算机CPU出现故障，不能得到及时的处理，将会严重影响到计算机的正常运行，甚至还会导致计算机出现死机或是报废等问题。在正常情况下，只要确定CPU出现问题就一定要及时进行处理，首先是对散热器进行处理，一定要保证计算机的散热器正常运行，以及CPU背部的散热器正常运行。并且还需要对计算机中的CPU散热器灰尘等及时清理，防止因为灰尘太多影响风扇的正常运行。再者是计算机若是工作时间比较长，承受的压力也会比较重，因此散热器在长时间工作下，散热功能受到影响，CPU的使用寿命也会减少。散热器对CPU具有重要的作用，根据CPU出现故障的原因实施对症下药，这样才能更从根本上推动计算机的正常运行与维护。
4 结束语
总之，计算机是我们生活与工作中非常重要的设备，逐渐成为我们的生活必需品，熟练掌握计算机硬件组装以及维护是保证计算机运行的重要措施，根据对计算机硬件的详细了解与掌握，更好的提高对计算机的维护。
参考文献
[1]王苏波.计算机硬件维护关键技术的若干探讨[J].当代教育实践与教学研究，2016（01）：82.
[2]童玲.关于计算机硬件维护关键技术的若干探讨[J].电脑编程技巧与维护，2015（12）：92-93.
[3]牛庆丽，王小高，谭同德.基于OSG的计算机虚拟组装仿真实验平台的设计[J]. 福建电脑，2015（05）：50-51+75.
关键词：计算机硬件；设计安全；策略分析
虽然我国自改革开放以来，各项技术不断的发展的进步。但是当前计算机发展侧重于软件技术，对于硬件的设计安全问题，并没有过多的考虑，这就造成计算机硬件和软件的发展不在一个层面上，而且硬件的整个安全性问题会影响到计算机的正常使用，所以仅仅是发展软件技术是远远不行的，没有计算机硬件作为载体软件就没办法运作，这对计算机今后的发展非常不利。现阶段希望部分计算机相关的设计人员，能将工作的重点转移到硬件的安全设计上，保证软件技术和硬件安全同时进行，这样也对计算机在今后的顺利发展打下坚实的基础，本文计算机硬件的安全问题进行举例研究，并对计算机安全设计进行理论分析，希望能够对计算机硬件的安全设计有所帮助，以下内容仅供参考。
1 计算机硬件所面对的安全隐患
随着计算机应用的普及，计算机的安全问题受到广泛的关注，对于现阶段的计算机硬件系统当中主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个逻辑部件，计算机的输入设备和输出设备的安全问题我们不做过多讨论，计算机运行当中最重要的三个部件控制器、存储器和运算器影响着整个计算机的系统运行。在计算机硬件系统中，CPU（中央处理器）、硬盘等处理系统的安全设计问题是关注的重点，计算机硬件的安全性主要包括信任度、信息内容的隐私性、版权管理等多个方面，主要体现在外部对于计算机硬件的影响，今年来信息泄露问题是有发生，攻击者以直接或间接的方式获取计算机的信息资料，或是损坏其内部的处理系统造成计算机的整体瘫痪的状态，这样对于计算机的安全非常不利。随着使用人群的增多，计算机的硬件安全问题，也会由于使用者的操作失误，造成整体的硬件系统瘫痪，或是信息外泄的现象，这样对于计算硬件的安全问题也会产生一定的影响。
2 计算机硬件安全的概述
对于计算机的硬件的主要的设计安全，是对于内部信息的安全问题考虑。主要的信息安全就是对于信息的处理、应用和保密三个部分的设计安全，同样使用这对于计算机的安全问题也会造成一定的影响，这就需要在一方面加强使用者的安全意识，也就是避免使用盗版的软件或是浏览不安全的网站，这样就能在基础上保证计算机的信息安全。再加上相关设计人员对于信息网络安全的控制这样就能够充分保证硬件的安全问题。
3 计算机硬件的设计安全现状分析
3.1 计算机硬件的设计安全发展现状
现阶段计算机的设计安全问题，主要体现在传输信息的安全以及计算机内部的安全防御。首先对于传输信息的安全，由于计算机属于庞大的网络信息终端，使用者通过计算机作为媒介浏览网络的信息，由于网络信息数量较大，而且涉及范围较广，人们在获取到信息的同时也会有一定的安全问题，这其中在现实生活中较为常见的就是，网络病毒的侵入，造成计算机硬件安全隐患问题。主要通过人们平常浏览信息网页的时候，部分恶意病毒就会通过网络入侵到使用者的计算机当中，主要就会造成一定的信息泄露情况。
上述问题随着现阶段技术的发展，通过相关杀毒拦截软件可以解决，但是在部分杀毒软件当中也会存在一定的安全隐患问题，下面就是针对内部的安全防御问题进行讨论，现阶段的计算机内部安全防御软件多种多样，不同的软件开发公司针对不同的计算机系统进行相应的设计，但是在安全防御软件在防御过程中，对于病毒信息库没有升级更新或是其他原因，造成无法识别信息是否具有危险，这样就造成内部的防御系统受到损坏病毒入侵导致信息泄露的情况发生。
3.2 计算机硬件的设计安全分析
对于现阶段的计算机的硬件设计，这要针对于计算机的应用功能和节约成本的相关问题，对于安全的设计较少，在目前的网络环境当中，计算机的硬件安全设计主要针对木马病毒的恶意侵蚀系统的问题，木马病毒能够攻击原始芯片，并产生一定的恶劣问题，导致整个计算机系统的瘫痪，会是芯片的内部信息泄露，所以计算机硬件的安全设计直接影响了硬件的安全性和整个系统的正常运行。
4 计算机硬件设计安全的策略分析
4.1 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技术和EPIC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PUFID，经过EDA工具编译后得到物理版图，先前得到的PUFID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保证计算机硬件的设计安全性。
4.2 检测外置辅助安全
对于目前的检测外置辅助安全问题，随着技术的更新和发展，新阶段采用的RAS技术也就是远程访问服务，利用远程操控的方式，结合可信的密钥管理，并配合其内部的公开密钥和私用密钥对加密芯片的相关信息存储到标签电路当中，私用的密钥一般存储在密钥存储其内，对于外部安全问题主要是密钥存储器产生作用。
4.3 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。
4.4 在计算机硬件设计安全中注重创新技术
社会的不断发展和进步，对于现阶段的计算机硬件安全设计应该考虑到当前网络大环境信息多样化的问题，网络信息不断的更新当中，之所计算机硬件的安全设计会出现许多问题，是因为相关的设计设计人员对于当前的信息网络没有完全掌握，从而使当前的计算机硬件安全设计无法满足社会的需要。尤其，对于计算机硬件设计安全应当注重创新，也就是跟随当前的网络环境，掌握网络信息发展趋势，并且对于计算机硬件的安全设计做出一定的改善，建立健全计算机安全信息系统，利用科学技术手段对于计算机硬件的安全性做最大程度的提升，从而有利于计算机的使用和今后的发展。
结束语
通过以上的叙述，对于计算机硬件的安全设计有一定的了解，为了保证计算机的信息安全问题，需要对计算机硬件的安全设计进行多方面的考虑，掌握网络发展方向，做好内部系统的更新维护工作，再加上日常生活中相关人员对于网路的安全维护，这样就能够保证计算机今后的硬件系统的安全与稳定。只有保证计算机硬件信息的安全，再加上软件技术的发展，才能够使我国的计算机技术水平稳步提升，从而有利于今后人们的安全使用。
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.
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。
一、研究教学方法多样化的必要性
教学方法是教师和学生为了实现共同教学目标，完成共同教学任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。它包括教法和学法两个紧密相联的方面，由于教学对象、教学内容、教学手段、教学条件与教学环境的多样性，根据教学规律的要求，教学方法也应具有多样性和灵活性，应因材施教、因时施教、因情施教。“教无定法”是现代大学教学方法的特征之一。下面从教学内容、教学环境、教学对象和教法几个方面分析《计算机硬件基础》课程采用多样化教学方法的必要性。
（一）教学内容方面
随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，新的计算机技术及其相关产品层出不穷，如多核处理器等，这些产品均反映出了计算机组成原理与系统结构等方面最新而且成熟的前沿理论与技术。为了使教学内容紧跟新技术的发展，教师对教学内容和实验条件不断进行补充和完善，如扩充了计算机硬件的最先进的知识，如分支预测技术、超标量执行技术、微机的流水线操作技术、高速缓冲器技术、虚拟存储器技术（分段存储管理技术和分页存储管理技术）、浮点数据处理技术和高速总线传输技术等，使学生不仅掌握了基础知识，同时激发了学生学习新知识的兴趣。这样既保证学员对基础知识有系统性的理解，并与计算机技术发展的最新水平和趋势相适应，既遵循了教学管理要求，又努力体现了“基础性、系统性、实用性和先进性”统一，为了增强学生的直观性和好奇心，就必须采用多种灵活的教学方法，如演示法、练习法和实验法等。
（二）教学对象方面
由于我院非计算机类专业很多，不同专业的学习基础差别很大，在教学中必须考虑教学对象，考虑不同层次学生的特点，选择恰当的教学方法，才能充分调动学生的学习积极性。如对我院“2006级电气工程及自动化专业”的学员，由于他们已经对数电/模电内容已经有了全面的掌握，对电路有很好的基础，因此在教学中启发学员自己搭建实验平台，增加创新实验的机会，依据学生的学习和解决问题的能力，因材施教，采用不同的教学方法，教学效果必然提高。
（三）教学环境方面
目前我院的教学设施得到了飞快的发展，教室都配有电脑、大屏幕、投影仪、音响等多媒体设备，电脑联接校园网，能够实现音频、视频、动画和课件播放。校园网具有千兆速度，在校园网上基于军队院校网络教学应用系统平台，能够实现全课程网络教学或多媒体教学。计算机硬件实验室始建于2007年，在随后的几年中，学院投入大量建设经费，使本课程相关实验设备达到100余套，满足一人一组教学实验要求。为此，教师必须改变传统一部教科书、一支粉笔、一块黑板和几块电路板的教学方式，充分利用现有的教学环境，提高教学效果。
（四）教师的个性要求
教学方法是多种多样和丰富多彩的，教师在教学活动中对不同教学方法的程序和特点要做出全面的、科学的分析，根据自己的习惯、条件、教学设备、环境、学生的特点来选择教学方法，充分发挥个人的优势。例如，同样一节课的内容，因老师不同可能选择不同的教学方法：有的选择发现法；有的运用学导式；有的采用问题探索法；有的选用“疑、读、导、练”教学方法，有的综合各种方法之长等。教师根据教材内容、学生的特点、个人的善长，得心应手地运用某几种教学方法，才能达到理想的教学效果。
二、教学方法多样化的实现途径
在上述理论分析的指导下，为了提高教学效果，增强学员的学习兴趣，教师从实验环节、多媒体课件、网络和科研转化等几个方面对该课程的教学方法多样化进行了改革和创新。
（一）网络实验平台的建立
为了提高《计算机硬件基础》课程的教学效果，除了开展传统教学模式外，我们搭建了网络化实验平台，通过这种新型的教学方式，不仅把知识和技能传授给学生，而且培养了学生的兴趣，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识的态度和能力，提高学生的创新能力和实践动手能力，并使每个学生都能得到充分的发展。通过该平台，一方面教员可以将多媒体信息表现和处理技术运用于网络课程讲解和知识学习各个环节，使网络教学具有信息容量大、资料更新快和多向演示、模拟生动的显著特征，这一点是有限空间、有限时间的传统教学方式所无法比拟的；另一方面，学生也可以自主、创新地学习。网络化教学打破了时空界限，只要有网络的地方，学生就可以随时上网学习。并可根据自己的时间自由调节自己的学习进度。避免了传统教学的平均性进度原则。如在我们所设计的《计算机硬件基础》课程的网络化教学中，学生可以通过测试系统对自己学习的内容进行测评，网络系统给其提出建设性的学习计划，学生随时可以根据自己的水平和建议进行相关内容的学习。这种模式也体现了因材施教的原则，提高了个别化学习效果，学习较好的学员，可以进行探索式的学习方式。如在学习相应芯片的基础上，进一步研究分析芯片的编程结构和工作原理，掌握如何通过编程使多个芯片相互配合，设计综合性的实验，然后进行模拟调试。学生在此过程中建构起雄厚的知识基础，增强了有效解决问题的能力和技巧；另外，通过该方式也增强了“教”与“学”之间的交互性。学生在学习中可以通过利用课件、信息资源及智力工具进行学习而产生互动，也可以通过与在线教师对话而产生互动，学生之间还可进行交流讨论，实现实时全交互。
（二）多媒体教学课件的增强
计算机硬件课程内容庞杂、涉及面广、概念抽象、工作原理复杂和实践性强。学生在学习的过程中往往感到不易理解，难于掌握。很多同学学完本课程，只是通过背诵记住了几个基本概念和原理，并没有真正理解和掌握计算机系统中各个部件的组成和工作原理；没有掌握处理器指令系统的精华思想和编程技巧；也没有真正理解计算机系统是如何协调工作的，这不便于学生形成计算机系统的分析、设计、使用和维护方面的能力。因此为了提高教学效果，必须改变传统的黑板加粉笔的教学手段，而是将文字、图像、声音、动画、视频等多类型、多种格式的媒体形式信息进行融合，以便学员更加直观、形象地理解。如在讲解8253/8254可编程计数器/定时器芯片的6种工作方式时，不是一些简单的图片和文字，而是采用动画技术，当输入控制字后，可以清晰观察到在不同方式下OUT信号的变化，以及在门控信号GATE控制下，不同方式下的时钟脉冲波形，这样不仅使教学内容生动起来，而且增加了学员的注意力，使学生清晰看到不同方式的区别，明白了各种方式的功能和适用场合。
（三）讲授方式的多样化
讲授本课程时，没有采用填鸭式、满堂灌的教学方法，而是注重启发式教学，调动学生学习的积极性和主动性，如在进行实验之前，让学员收集相关的资料，利用学生阅读教材、学生实验和观察以及实验测定等教学方法，并在分析研究和处理资料与数据时，常采用讨论、谈话、问答、练习和讲解等方法。另外为了提高教学效果，还常配合以多媒体工具和各种直观教具。
（四）注重转化科研成果
教师在教学过程中，注意到了一些科研项目提供的基本实验和开发环境与课堂教学的相关性，在对科研项目添置适当器件和改善设备的基础上，将其应用于教学实践，不仅大大改善教学硬件条件和手段，也显著提高了教学效率和效果。为此，教师特别注重了两个方面的问题：首先是实验平台的结构规范化研究，确定一种“开放式”架构，以方便系统的搭建以及完成之后仍可进行重组和变更；其次是模块标准化，在硬件环境、系统功能、程序设计等方面形成“可组合”功能。因此，整个实验室采用“多功能”和“宽口径”的方式，在主要面向本科生进行基础实验的的同时，亦可服务于研究生和部分教师，使其完好率、利用率均得到了较大的提高。
三、结论
总之，在《计算机硬件基础》课程教学过程中，教师根据课程的教学任务和要求，结合教学的具体内容，以提高教学效果为原则，利用学校现有的教学设施，通过采用多种教学方法，不仅把知识和技能传授给学员，而且培养了学员的兴趣，形成了以学员为中心的生动活泼的学习局面，以先进的理论创造性地组织教学，充分发挥了学生的创造性思维学习和能动性，显著提高了该课程的教学效果。。
[参考文献]
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[5]戴梅萼，史嘉权.微型计算机技术及应用[M].北京：清华大学出版社，2003.
关键词：信息产业；价格指数；特征回归法；IT经济价值
中图分类号：F416.672文献标识码：A文章编号：1003-4161(2007)03-0118-03
如何正确地将每期投入变动分解为物量变动与价格变动，是评价计算机硬件投入经济价值的重要问题。这种分解通常通过建立价格指数，将每年投入按选定基年平减，以消除价格变动对投入变动的影响。我国目前没有公布计算机硬件投入价格指数，这一数据的缺失，成为研究我国计算机投入价值的一大障碍。
Wyckoff1995[1]研究提出：各国计算机硬件投入价格变动存在较大的差异，导致这种差异的主要原因是各国不同的价格指数统计方法。基于Wyckoff的研究，Schreyer2000[2]提出以投入价值评测参照国的价格统计方法为基础，外推被研究国的价格指数。Schreyer2000与Colecchia2003[3]对OEDC各国IT投入经济价值测量结果表明，以这种方法构造的价格指数，可以有效控制被研究国与参照国之间价格统计方法的差异，提高测量结果的可比性。作为IT投入量占世界一半以上的IT大国（刘树成2000）[4]，美国将是我国未来计算机投入价值评价的参照点。因此，本文根据Schreyer2000的研究方法，建立以美国计算机硬件投入指数为基础的外推指数模型，利用中美两国1986～2004年相关数据①，构造我国这一时期的计算机硬件价格指数。
1． 外推价格指数模型
美国计算机硬件投入价格指数构造的核心是利用特征回归方法（Hedonic method）控制计算机硬件投入的属性变化对价格变动的影响。特征回归法由Griliches1961[7]提出，该方法将价格统计单位由单位产品转化为单位属性，假定每一属性都是一个单独市场，通过获取单位属性的价格回归推导投入品价格。这种价格统计方法可以有效剔除质量变化导致的价格变化，只剩下由市场供求引起的价格变化，即价格指数构造中的“纯价格”变化。美国经济分析局1985年开始采用这种方法计算美国计算机硬件投入价格指数，并在同年倒推了美国1972～1984年基于特征回归法的计算机硬件投入价格指数（Triplett 1986）[8]。
以美国指数序列变动为参照体，外推我国同类指数序列模型的基本假定是：我国计算机硬件投入指数变化与固定资产投入指数变化之间的差异具有与美国同类数据相似的变动趋势。基于这一假定，我国计算机硬件投入价格指数模型分为预测值回归模型与外推投入指数模型。
1．1预测回归模型
预测值回归模型通过计算美国计算机硬件投入价格变动（ΔlnPupc,t）与固定资产投入价格变动（ΔlnPuk,t）之间的差，假定二者之间存在某种函数关系，以此作为预测回归模型。
以（1）式进行剔除年度变动因子的指数平滑回归，测定两类资本价格变化差的预测值序列λt，作为外推我国计算机硬件投入指数的基础。
1．2外推投入指数模型
外推投入指数模型分为测算价格指数变动与计算价格指数两步。首先将我国固定资产投入价格指数变动（ΔlnPck,t），与λt相加，得到我国计算机硬件投入价格指数变化（ΔlnPcpc,t）。
2．外推价格指数序列测算过程控制
由于我国计算机硬件投入指数序列通过外推法计算，因而测算结论的可靠性，需要对测算过程中的各项外推基础，包括回归时间序列（ΔlnPupc,t-ΔlnPuk,t）、预测值序列（λt）及残差值序列，进行平稳性、独立性及随机性检验控制。
2．1 回归时间序列检验
对回归序列的自相关检验表明，随延迟阶数的增加，序列的自相关系数很快地衰减向零，因而回归序列具有平稳性；在一阶差分后，序列值之间的相关性检验结果也表明各序列值之间独立，没有相关性（P值明显大于0.05）（表1）。
由于预测时序数据平稳，并且为白噪声序列，满足随机性要求，因此，可用该序列预测计算机硬件投入指数变动与固定资产投入指数变动之间差异，作为外推我国计算机硬件投入指数的基础。
2．2 预测值序列检验
对回归时间序列，进行剔除年度变动因子的指数平滑回归，所得的预测值序列线型轨迹与原始序列非常接近，表明预测值对真实值进行了很好的跟踪，反映了真实值的变动（图1②）。
图1 回归序列真实值与预测值轨迹对照图
预测值虽然对真实值进行了良好的跟踪，但为保证预测值的可信度，还需要对预测的残差值序列的平稳与独立进行检验。
2．3 残差值序列检验
随着延迟阶数的增加，残差值序列的自相关系数在零值附近随机波动。Box-LjungO~检验结果P值明显大于0.05，表明在95%的置信区间无法拒绝序列为纯随机序列的原假设，因此，回归所得的残差序列为纯随机序列（表2）。残差自相关检验的结果证明预测所得的残差序列平稳随机，进一步证明回归所得的预测序列不仅良好地反映了真实值变动，而且具有较高的可信度，因此可基于该预测序列外推我国计算机硬件投入价格指数。
3． 我国计算机硬件投入价格指数序列测算检验与分析
可靠的外推基础是研究结论可靠性的重要保证，然而研究结论的可信度，还需要进一步检验外推指数序列对现实经济现象的拟合。
3．1 我国计算机硬件投入价格指数测算结果检验
根据预测值序列，及我国1986～2004年固定资产投入价格指数变动③，利用公式（2）、（3）计算出我国1986～2004年计算机硬件投入价格指数（图2）。
注：以1986=100，序列值为价格指数的自然对数值；美国数据来自美国经济分析局（BEA）。
从测算结果看，我国计算机硬件投入价格指数与美国同期数据相比，下降趋势缓、波动幅度大。波动区域集中在1987～1989年及1991～1995年期间。但指数序列在波动的同时，仍然保持了总体下降趋势，表明外推的指数序列符合计算机硬件投入品更新换代快，价格下降快的特点。如果指数序列出现的波动与减缓趋势符合我国同期经济运行情况，则研究不仅具有技术上的可靠性，而且具有经济意义上的可信性。
3．2 中国计算机硬件投入价格指数波动原因分析
我国固定资产投入价格指数序列是外推计算机硬件投入指数序列的重要基础，其波动必然影响测算结果的变动。我国固定资产投入价格采用样本配对的方法统计价格，以加权的方法计算总的固定资产投入价格指数，反映投入品价格变动的相对程度与趋势。这种方法与美国固定资产投入价格指数的计算方法大体相同。但基于相同统计方法得到的我国固定资产投入价格指数的波动幅度明显高于美国同期数据（图3）。
注：中国数据来自《中国统计年鉴2005》及作者的计算;美国数据来自美国经济分析局(BEA)，以上年=1。
造成我国固定资产投入价格指数大幅波动的根本原因在于我国同期经济运行情况：我国在1987～1989年及1991～1995年这两段时期先后出现过投资过热，物价上涨过快等经济运行状况。1987年我国年固定资产投资热度加大，物价上涨幅度较大，全年物价平均上涨7.3%；1988年物价水平没有得到控制，投资热度引起了生产资料价格的大幅上涨，该年主要生产资料销售价格总指数比上年上升21.5%；1989年经济过热导致了通货膨胀。在国家压缩固定资产投资及压缩社会需求等紧缩的财政政策下，1990～1991年期间投资品价格回落。然而，1992年经济运行中再次出现固定资产投资规模偏大，货币投放增长过猛，生产资料价格涨幅偏高；1993年固定资产投资持续高速增长，投入品价格大幅上升，经济运行再次出现通货膨胀。在国家若干政策干预下，1995年固定资产投资过猛的趋势得到一定程度的控制，投资增幅回落④，投资品价格再次回落，经济运行再次进入平稳时期。
我国固定资产投资热，导致了投资品价格上扬，引起了投资价格指数两段时期的大幅波动。这种波动也影响了测算结果的变动趋势，使外推的同期计算机硬件投入价格指数表现出相似的变动幅度，具有对同期经济运行中价格上扬、通货膨胀等运行状况良好的解释能力。外推序列的这种经济解释能力，也表明影响指数序列变动根本原因是经济运行状况，是经济运行状况的反映。而同一时期，美国低通货膨胀率的良好经济运行情况也使美国固定资产投入环比价格指数呈现出平稳的变动趋势。
3．3 中国计算机硬件投入价格指数下跌趋势减缓原因分析
从下跌趋势看，我国计算机硬件投入价格指数的下跌幅度明显低于美国，其根本原因也在于通货膨胀与投入品价格上扬，对计算机硬件投入价格指数下跌的补偿。
受我国同期固定资产投入价格变动趋势影响，计算机硬件投入价格在1987～1989年及1991～1995年期间价格下落趋明显减缓。受这两周期缓减趋势的影响，我国计算机硬件投入价格指数的下落趋势明显低于美国。这一下落趋势，也反映了同期我国经济运行状况：受投资热及通货膨胀影响，我国计算机硬件价格虽然保持了下降的趋势，但部分下落趋势被投入品价格上扬及通货膨胀补偿，使我国计算机硬件投入价格的下降幅度低于美国同期数据。我国计算机硬件投入价格指数的下跌趋势，进一步证实了研究结论对同期经济运行情况有良好的解释能力，因而研究得到的我国计算机硬件投入价格指数具有良好的可信度。
4.结论
研究使用外推指数法，以美国为研究参照体，推导中国计算机硬件投入价格指数，是数据缺失的情况下，研究我国每期计算机硬件价格变动趋势的一种方法。由于缺少相关研究，研究所得的数据无法与同类研究比较。但从外推指数各项基础的可信度检验及研究结论对同期经济现象的解释能力看，研究结论具有良好的可信性。因此，可以利用研究所得的我国计算机硬件投入价格指数区分我国每期计算机硬件投入变动中的价格变动与物量变动，进一步研究我国几十年计算机硬件投入的经济价值。
注 释：
① 美国数据来源：美国经济分析局（BEA），包括固定资产投入价格指数与计算机硬件投入价格指数［5］；中国数据来自国家统计局，包括固定资产投入价格指数［6］。
② 预测值先在一阶差分的基础上进行，再根据基年，对差分后预测值进行转换。图1中的预测值为后者。
③ 我国统计年鉴中公布了1991年以后的固定资产投入价格指数。1986-1990的投入价格指数利用《中国国内生产总值核算历史资料：1952-1995》［9］中的固定资本形成指数，采用张军（2004）［10］计算固定资产投入价格指数的方法计算。
④ 上述数据均来自《中国改革开放以来经济大事辑要1978-1995》［11］。
参考文献：
［1］ Wyckoff，AW. The Impact of Computer Prices on International Comparison of Productivity［J］, Economics of Innovation and New Technology ,277-93.
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关键词：硬件基础课程；实验改革；多元化；一体化
0.引言
计算机硬件基础课程是所有计算机类或通信类专业所必修的专业基础课程。当然不同的院校对于计算机硬件基础课程的开设都不尽相同，但是一般都会包括数字逻辑（或称数字电路）和计算机组成原理这两门课程。以湘南学院计算机科学系为例，该系设有计算机科学与技术、计算机科学与技术师范、网络工程、通信工程4个专业。对于不同的专业，硬件基础课程的开设也有所不同，例如，通信工程专业还会开设电子与电路这门硬件基础课程，而网络工程专业会加开汇编语言课程，而数字逻辑与计算机组成原理却是所有专业都必修的硬件基础课程。因此，针对这两门通用的硬件基础课程的实验环节，笔者提出了教学改革方案。
1.硬件基础课程实验改革的必要性
湘南学院是地方应用型本科院校，其培养目标是培养适应地方经济和社会发展需要的基础扎实、专业突出、实践创新能力强的应用型高级专门人才。实践能力与创新能力以及应用型人才的培养在课程的教学过程中主要是注重实验课程的实践教学。
实践出真知，创新源于实践。如何在实践教学中培养大学生的创新能力与动手能力一直是各高校关注的问题，也是计算机及其相关专业迫切需要解决的问题，而且也直接关系到学生的就业与发展。
目前IT产业技术日新月异，知识的更新换代比起其他学科更加迅猛。虽然目前从重点本科院校到地方性本科院校，从职业技术学院到中等专科学校都有开设计算机相关专业，但是不管哪种层次的计算机类专业的毕业生，与目前新兴IT企业人才需求之间都或多或少存在一定的差距，这个差距主要来源于实践动手能力。如何尽量地缩短这个差距，让学生一毕业就能上岗，是实验教学培养中的一个主要目标。
计算机类学科中的一个基础就是硬件基础，在硬件的基础上才能开发各种软件，在硬件的基础上才能有各种网络或者通信方面的应用，因此学好硬件的基础课程是整个专业的基石。而如何进一步理解枯燥的硬件基础知识，如何提高学生对硬件基础课程的兴趣与爱好，如何在硬件基础课程中培养学生的动手实践能力与创新能力，都需要从硬件基础课程的实验中去寻求答案。为了适应时代的需求，培养出具有实践创新能力的应用型人才，对于计算机专业中的硬件基础课程的实验改革势在必行。
2.硬件基础课程实验现状分析
实验教学是计算机硬件基础课程教学不可或缺的重要组成部分。实验课程是理论课程的重要补充。对于一些难以理解的理论知识，通过实验可以让学生更好地掌握。但是目前，硬件基础课程的实验环节还存在着许多的不足，不能满足课程培养目标的要求，主要表现在以下几个方面：
（1）实验课时不足。对于计算机硬件基础课程，根据硬件技术的发展对于每门课程所能开设的实验课程数量相对于以前都有所增加，但是实验课时却一直没有变化，显然课时不足已经影响实验内容的更新。
（2）实验内容单一。在传统的实验课程中，实验项目大多是验证型实验，设计型和综合型实验相对较少，学生只需要根据实验指导进行操作，然后观察实验结果即可，无法调动学生的积极性与创造能力。
（3）实验方式单一。在传统的实验课程中，大多数的硬件实验课程都是在已经固化好一些所需芯片的实验面包板上进行的，所有的实验过程与实验结果都是固定的，学生能自己更改的部分很少。对此，目前有部分院校在硬件基础实验课中引入了基于EDA+PLD（电子设计自动化+可编程逻辑器件）技术的实验方式。这种实验方式不仅需要仿真软件，而且需要掌握某种硬件描述语言，实验过程相对比较复杂，但比传统的实验箱更能发挥学生的设计能力和创新能力，对学生的要求相对比较高。
（4）各门硬件基础实验课之间缺少相互的联系。计算机类专业课程之间都有着或多或少的联系，特别是硬件课程之间都有着比较紧密的联系。例如，数字逻辑主要介绍构成器件的基本部件门电路，以及组合电路时序电路等的分析与设计，而计算机组成原理主要介绍计算机的组成部件及其相关原理。计算机组成部件的本质都是一些组合电路或时序电路。因此这两门课程间有着一些必然的联系，而在传统的实验课程中，这两门课程的实验课根本没有联系起来考虑，实验课程设置上也都是各上各的，没有考虑到相关性。
3.硬件基础课程实验改革方案
考虑到上述计算机硬件基础课程实验环节的各种不足，笔者提出从实验内容和实验方式两个方面对硬件基础课程实验环节进行改革实践。
1）实验内容方面。
（1）在硬件基础课程的实验项目设置上，减少验证型的实验项目，增加设计型与综合型的实验项目；在实验课时上，保证设计型与综合型实验的课时量。湘南学院计算机科学系2011版的培养方案中对各门功课的实验项目都做了一定的调整，并要求保证设计型和综合型的实验占所有实验课时的40%。调整后的培养方案保证了一定数量设计型与综合型的实验，有利于提高学生自身的设计能力与综合应用所学理论知识的能力。例如，在数字逻辑课程的实验项目设置中，共有16个实验课时，其中14个为实验课时，2个为实验考核课时；在14个实验课时中，设置了5个实验项目：实验一――门电路、实验二――译码器与编码器、实验三――半加器与全加器、实验四――触发器、实验五――计数器。其中实验一、实验二和实验四3个实验项目都是验证型实验，并且都只有2个课时；实验三是组合电路的设计型实验，给出一定的门电路和特定实验要求，让学生自己设计完成一个半加器和全加器的组合电路，占4个课时；实验五是一个时序电路的综合性实验，给出一定的实验要求，让学生自己综合所学知识设计一个计数器，也占4个课时。在计算机组成原理实验项目设置中，共有16个实验课时，其中2个为实验考核课时，而其余的14个课时分给了5个实验项目，实验一――运算器，实验二――存储器，实验三――微处理器，实验四――基本模型机，实验五――复杂模型机。其中前3个实验都是单元实验，也都是验证型的实验，每个实验都只占2个课时；而第4个实验，是要运用前3个实验，组合成一台简单的有基本计算机功能的模型机，是属于设计型的实验，占4个实验课时；第5个实验，是在第4个实验的基础上，增加一些复杂的计算机功能，组成一台复杂的模型机，此实验是综合型的实验，占用4个实验课时。
（2）在现有实验课时的基础上，增加各门硬件基础课程的课程设计环节，以课程设计作为实验课的一个有利补充和综合运用。而课程设计的命题可以紧跟当下IT技术的新发展，在课程设计中尽量让学生接触最新的技术与应用，也可以让学生自主选择感兴趣的相关命题，指导其设计与实现。例如，数字逻辑课程设计中可以综合所学的知识，结合实际应用，设置汽车尾灯控制器、简单交通灯控制器、电子密码锁、智力竞猜抢答器等设计课题供学生选择学习；计算机组成原理课程设计中可以设置多功能ALU设计、RAM故障诊断设计、使用硬连线控制器的CPU设计等综合应用型的课题供学生选择。
2）实验方式方面。
（1）实现实验方式的多元化。把单一的、传统的用实验箱做实验的方式变为多种实验方式结合，实现实验方式的多元化。例如，验证型的实验，用实验箱实现，直观易懂，而复杂些的设计型和综合型实验，试验箱就有了一定的限制，不能充分发挥学生的自主设计能力。这时，可以考虑使用其他方式来实现。例如，前面介绍的EDA+PLD方式，当然这种方式实现起来比较复杂，还可以考虑用更加方便的电子设计软件，如Multisim。Multisim是美国国家仪器有限公司（NI）推出的NI电路设计套件，是目前最先进、功能最强大的EDA软件之一，它可以实现对电路原理图形输入、分析、仿真、测试等应用，是一个完整的电路设计和仿真工具软件。应用Multisim实现数字逻辑实验课程中的设计型和综合型实验是比较简便和易操作的，而应用Multisim实现计算机组成原理实验课程中的实验相对来说比较复杂些，但也是可操作的，文献中有相关叙述。而对于非常复杂的、综合型较强的计算机组成原理中的整机实验，可以应用自主开发的实验平台根据需求进行设计开发实现。例如，湘南学院计算机科学系在VS平台上开发了基于浏览器客服端技术实现的计算机组成原理的虚拟仿真实验平台，这个平台在2013年上半年已投入试运行，极大地增加了学生对计算机组成原理实验课程的兴趣与自主设计创新能力，从实验课程的效果来看，比较理想。应用多元化的实验方式，有利于提高实验课程的吸引力，进一步提高学生对实验课程的兴趣。不同实验方式的比较也可以让学生从不同的方面更好地理解理论知识，进一步提高学生的设计创新能力。
（2）相关硬件基础课程实验一体化。由前文分析可知，硬件基础课程之间是有一定联系的，在设计实验项目时，应该考虑到相关课程实验项目之间的联系和衔接，让学生体会到相关的专业知识是一个整体，从而能更好地、前后联系地学习相关的专业知识。例如，数字逻辑课程中的某些实验可能会在计算机组成原理课程中有所应用，这时就不要重复设计相同的实验项目，只需在设置实验项目时把数字逻辑与计算机组成原理当作一门整体硬件基础课程看待，进行一体化设置，便能避免相同知识的重复设置，又体现出专々业知识结构本身的规律，有利于学生对知识的整体理解和把握。同时在统一设计实验项目的时候要遵循从简单到复杂、从部分到整体、从验证型到设计综合型，这样一个循序渐进的过程，在实验过程中慢慢地增加实验难度，这样做更加有利于学生对知识的理解与接受。
关键词： 计算机硬件课程 CDIO 教学改革
计算机硬件课程是计算机专业的重要课程，是深入了解和掌握计算机基本工作原理[1]、建立计算机系统整体认知及培养计算机系统底层编程能力必不可少的部分。
电子科技大学成都学院计算机系针对三本院校学生特点，其计算机科学与技术专业的硬件基础课程主要设置“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程，但在实际授课中发现存在课程内容交错重复、课程之间缺乏有机联系、理论知识抽象化、实践能力培养不足等问题，为了培养出基础知识扎实[2]、具备较强实践能力、符合CDIO国际工程教育理念的合格应用人才，迫切需要对我系的计算机硬件系列课程的课程体系进行改革优化，结合CDIO工程教育思想提出改革方案并加以实施。
一、现有硬件课程体系及存在的问题
目前，在我系计算机科学与技术专业开设的专业基础课程中，与硬件有关的课程主要有“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程，现有的课程体系主要存在以下问题：
（一）知识点交错重复。
例如：计算机系统概述、主存储器的逻辑设计等内容，在“计算机组成与结构”、“微机原理与接口技术”两门课程中都有相应的介绍。又如，信息在计算机中的表示，包括数制、带符号数的表示、定点数与浮点数、数和字符的编码等相关内容，在“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“微机原理与接口技术”三门课程中都进行了介绍。
（二）课程内容相互独立，缺乏有机联系。
例如在“计算机组成与结构”课程中，介绍了半导体存储器的存储原理与存储芯片，并就如何使用基本的存储芯片通过字扩展、位扩展构成一定容量的主存储器的扩展方法进行了介绍。而在“微机原理与接口技术”课程中，存储器部分则主要侧重对8086存储器的组织结构进行介绍，包括8086存储器的存储地址空间、物理组织结构（奇偶库结构）及编程结构（分段的存储管理方式），而这些与前面在“计算机组成与结构”课程中所学到字扩展、位扩展原理之间的联系，却没有充分地体现出来。
（三）理论知识抽象化。
在上述硬件课程的教学中，对于知识的讲解，目前大多只停留在理论上，在课堂教学中多采用灌输式的教学方法，将硬件系统的基础知识一味地讲解[2]，缺乏相应的实例，学生学习起来感觉比较抽象，造成学习兴趣低迷和对于硬件知识有畏难情绪。
（四）实践能力培养不足。
课程内容没有与实际的项目或产品的制作开发过程相结合，虽安排有一定的课程实验，但有的实验只是对理论的验证或形象化的加深理解，对学生的实际应用能力及进行项目或产品开发的能力锻炼仍然不足。
二、硬件融合课程教改思路
（一）对我系的硬件基础课程教学内容进行融合。
将原有的“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程融合为三门课程：“硬件基础1”、“硬件基础2”、“硬件基础3”，重新梳理硬件基础课程的全部知识点，去掉重复、冗余的部分，连接关联的部分。
（二）建立课程之间的有机联系。
在融合课程的内容安排上，“数字逻辑”的知识作为基础进行介绍，“汇编语言”由于需要“微机原理”的知识，因此放到最后，在学生学习完“微机原理”的内容后进行介绍；而“计算机组成与结构”与“微机原理与接口技术”两门课程的内容则放到“数字逻辑”与“汇编语言”之间进行介绍，对两门课程的融合思路是：按照“一般与特殊”的方式建立联系，进行内容整合。
例如，将“计算机组成与结构”与“微机原理与接口技术”两门课程融合后的课程内容按照计算机硬件的几大组成部分：运算器、控制器、存储器、总线系统、输入/输出系统、中断系统进行组织，对于每一部分的教学内容。例如存储器，先将“计算机组成与结构”中的内容作为一般性的原理进行介绍，再将“微机原理与接口技术”中的内容――8086存储器的组织以一个具体实例的方式给出，并进行相关内容的介绍。
这样学生通过具体的实例：8086的系统组织，对“计算机组成与结构”课程中所讲授的一般性原理有更实例化的理解，同时也明白微型计算机这一特殊类型的计算机与其他类型计算机（如大型机、中型机等）之间的区别和联系。
（三）引入CDIO的教学思想，强调“做中学”。
CDIO教学理念强调“做中学”，因此，在此次硬件课程的教学改革中进一步突出了实践实训环节，主要从以下几个方面进行加强：
1.以章节为单位，设置课内实践及专训实践。
其中课内实践纳入理论课授课内容，专训实践独立于理论课，以实验课的方式展开。例如：对于运算器一章的教学内容，设置有六个学时的专训实践，对运算器的组成及工作原理、算术运算和逻辑运算的运算功能进行专训实验。各章节的专训实践进一步构成三门实验课程“硬件综合实验1”、“硬件综合实验2”和“硬件综合实验3”，分别与理论课程“硬件基础1”、“硬件基础2”和“硬件基础3”相对应。
2.设置专门的项目实践环节。
在硬件融合课程中，设置了专门的项目实践环节――综合项目开发，该环节包含理论及实践两个部分，理论部分对项目开发流程等工程项目开发知识进行介绍，实践部分通过实际项目的开发，如：智能交通灯的设计与实现、电子琴的设计与实现等，要求学生对其软、硬件进行分析和设计，并经历一个具体项目从需求构思到设计、实现的全过程，将所学知识运用于解决实际项目开发中所遇到的问题，从而提高学生进行实际项目开发的能力和产品的制作实现能力。
3.采用CDIO的教学模式。
吸纳CDIO的教学思想，转变授课方式，具体体现在：
（1）知识讲解实例化：通过实例引入教学内容或以具体的实例、案例来对知识进行讲解，体现课程的实践性，提高学生的兴趣。
（2）课内课外协作化：课内组织讨论，课外进行大量的调查研究，团结协作，完成探究活动。
（3）采用“做中学”的授课模式：通过课内实践，如在课内带领学生完成一个汇编语言程序的汇编、调试过程，让学生在动手实践中学到相关知识。
（4）积极开展课堂互动：要求教师在课堂教学中，必须留一定时间与学生互动，鼓励学生提问和思考，增强学生的参与感。
三、改革具体举措及成果
基于以上的教学改革思路，实施以下具体举措并形成相应的成果：
（一）对上述四门硬件基础课程的教学知识点进行整体的梳理和融合，形成新的硬件融合课程知识点体系结构。
（二）按照硬件融合课程的知识点体系，重新编写教学大纲，并对应每一章教学大纲的任务要求，撰写每一次课的剧本式教案。该剧本式教案在教学设计时凸显“剧本”的特点，将课堂看做一个学生和教师共同参与的舞台，由教师根据授课内容进行引导，学生充分参与，使学生在参与中学习知识、学会沟通、提高兴趣。
（三）组织编写了各章节专训实践项目的实验指导材料和综合项目开发的教学大纲及指导材料。
四、改革成效
以上是我系硬件融合课程教改项目的改革思路及建设成果，该教改成果已在我系2014级学生的专业课学习中得到实施。通过教学内容和教学方式的改革，学生普遍反映能更好地理解计算机硬件系统的原理及设计方法，工程实践能力和团队协作能力得到有效提高，取得较好的教学效果。
参考文献：
[1]陈辉，李敬兆，詹林.计算机专业硬件课程教学改革探索[J].计算机教育，2014（5）.
