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關鍵詞：計算機硬件；未來發展；發展狀況；發展趨勢

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.137

如今，我國已步入“互聯網 +”時代，計算機和信息技術日益深度融入生產、生活中，并成為重要的生產力。在計算機的結構組成中，硬件系統不僅是其核心的組成部分，同時也是軟件運行的重要基礎，從本質上來說，其主要包括計算機系統中各種電子、光電原件以及機械等。在計算機結構中，硬件的地位與作用僅次于CPU，衡量計算機的性能需要對其硬件進行評價。如今，在經歷半個多世紀發展滯后，計算機硬件規模不斷縮小，功能逐漸強大。

1 當前計算機硬件發展狀況

依據計算機元器件電子管、晶體管、集成電路、大規模集成電路等來劃分，可將計算機硬件發展史劃分為四代：第一代計算機（20世紀40-50年代）。簡單來說，第一代計算機所運用的都是電子管基礎，其不僅體積較大，且耗電量也相對較大，就是那幾的運行速度比較慢，主要以1946年ENIAC的研制成功為標志。第二代計算機（1959-1964）。第二代計算機開始使用晶體管，晶體管的應用，使得計算機的壽命延長，重量減輕，體積變小，同時，運行速度也大大提高。以50年代末美國菲爾克公司研制成功的第一臺大型通用晶體管計算機為標志。第三代計算機（1965-1970）。從根本上來講，第三代計算機所運用的并不是電子管與晶體管，其所運用的主要是集成電路的形式，以IBM公司研制成功的360系列計算機為代表。第四代計算機（1971-至今）。簡單來說，在第四代計算機中，所具有的一個顯著特征，就是其對于大規模集成電路和超大規模繼承電路的運用，運算速度與效率都有了跨越式的進步，其主要是以英特爾公司研制的第一代微處理器英特爾4004為代表的。

事實上，自從計算機出現之后，就始終以非常快速的節奏不斷的發展種，并為人們的日常生活與生產提供了非常大的便利。自從1970年開始，計算機的硬件實現了非常快速的發展與完善，起不僅使得計算機的成本實現了進一步的降低，同時也在很大程度上縮小了計算機的體積，提高了計算機的存儲功能。

2 計算機硬件未來發展趨勢

2.1 計算機硬件未來發展特點

首先，是硬件性能與材料的發展特點。根據相關研究我們可以得出，就針對于計算機的硬件質量與性能而言，其所應用的材料能夠起著決定性的影響作用。所以說，在日后的研究過程中，相關研究工作人員，將會進一步強化對計算機硬件材料的研究工作，并通過引進一些高新材料，來促進計算機硬件性能的提升。在實際的運行過程中，現代計算機技術所面臨的一個最主要的問題，就是對硬件性能的優化問題。因此，在未來的研究過程中，研究人員會加大對此問題的關注，并探尋到有效解決方案，例如，通過研發分子計算機、量子計算機等，來解決此問題。

第二，中央處理器CPU的未來發展。中央處理器CPU是計算機硬件技術進步的重要指標。1970年到2005年為單核時代，在此時期，從根本上來講，CPU所具有的最明顯的特征，就是唯主頻論。自2006年開始，計算機CPU進入全新的多核時代，這也標志著以主頻論英雄的時代正式結束。在那之后，CPU將會進一步開啟雙核以及多核的新紀元。從本質上來說，多核設計所具有的優點主要在于以下幾個方面：第一，其能夠為計算機的運行提供更加強大的并行處理能力。第二，其能夠提供更快的計算速度，第三，其能夠形成更低的時鐘頻率，第四，其可以在很大程度上降低計算機的散熱與功耗。而就針對于計算機硬件系統的發展來說，雙核與多核處理器的出現存在一定的必然性。因此，從某種意義上來說，在未來的市場中，雙核將是中央處理器的一個重要的主流發展趨勢。

第三，存ζ韉奈蠢捶⒄埂0湊沾媧⑵韉哪J嚼捶鄭計算機硬件存儲器組要分為以下三種模式：DAS模式、NAS模式和SAN模式。DAS模式的主要優點是操作簡單、成本較低而且性能高，但是安全性和擴展性不夠。NAS模式的特點獨立PC服務器，擴展性好，但是數據傳輸速度不高。SAN模式作為一種存儲網絡模式，能夠通過運用光纖，來將全部的存儲設備連接起來，并配備交換機，顯而易見其優點是數據傳輸速度快，擴展性強。但是SAN模式也有個明顯的缺點，即技術相對復雜，成本比較高。存儲器的發展有個特點，存儲空間更大，體積更小，功耗更低的發展趨勢。這種趨勢尤其在Flash Memory表現的尤為突出。大小低的發展趨勢也符合科技發展的潮流，另外也促進了便攜產品的發展。

2.2 計算機硬件未來發展趨勢研究

計算機硬件在計算機結構中，占據非常關鍵的核心地位，對于計算機的性能有較大影響。隨著科學技術的不斷發展，計算機硬件設備也處于不斷的發展之中。總的來說，計算機的發展趨勢是向巨型、微型化、網絡化和智能化方向發展。計算機的中央處理器處于不斷減小的趨勢，使用更小的硬件，可以實現更強大的功能和更全面的信息處理。而現階段，在長期的信息科技與計算機技術發展過程中，已經有更多的高科技技術被運用到了計算機的硬件發展中。因此，從本質上來說，計算機的硬件發展與科學技術之間，存在著本質的聯系。只有確保科學技術的發展與進步，才能更好的實現計算機硬件系統的優化與創新。在綠色、環保理念日益深入人心的背景下，計算機硬件將會更多地融入環保、節能及高效理念，運行與維護速度與效率也會不斷提高。

3 結語

綜上所述，計算機硬件系統是計算機的各種物理裝置，由各種器件所組成，其是計算機運行與工作的基礎和前提，對于計算機的運行速度與運行狀況，都具有至關重要的影響。相信隨著現代科技信息的不斷發展，計算機硬件發展水平也會不斷得到提升，而且，其體積將會越來越趨向微型化，功能越來越趨向智能化，對人們的生產、生活的助益也將越來越大。

參考文獻：

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【關鍵詞】計算機軟件；應用；發展趨勢

計算機軟件指的是計算機系統中的程序和文檔，程序是指計算任務的處理對象和處理規則的描述，文檔是為了便于了解程序而所需的闡述性資料。計算機軟件是連接用戶和硬件設備的重要橋梁工具，是設計系統的重要依據。改革開放以后，隨著高端技術的進一步發展，軟件在我國得到了廣泛的應用，研究計算機軟件的應用范圍，擴展計算機軟件的可用性，研究計算機軟件的發展趨勢，引導計算機軟件向著良好的發展方向發展，面向大眾發展，更高效率地發展，這將有助于推推動計算機軟件的產業化整合，促進我國計算機軟件的發育。

1計算機軟件在當前的應用

1．1計算機軟件的應用范圍

計算機軟件作為一種全方位的技術方法，在我們的日常生活中有著非常廣泛的應用。計算機應用滲透于人們日常生活的每一個角落，如服務業的數據整合、建筑業的建造圖形數據分析，水利工程的設計規劃，金融業經濟的預判和調整，甚至是制造業、醫療服務、教育業的方方面面。除此之外，計算機軟件對我國的國防建設和軍事發展，也有著長久深遠的重要影響。我國的衛星發射，網絡通訊，宇宙航空的控制，以及眾多科研項目的遠程調控都與計算機軟件有著千絲萬縷的聯系。計算機軟件技術在生活的每一方面都有著全方位的應用，應用范圍廣，適用性強。

1．2計算機軟件的應用深度

計算機軟件幾乎是每一項重要工程的核心組成部分。在房屋構造中，設計一套實用先進的虛擬構圖軟件，可以幫助建造師進行合理的設計和創新性的創造，計算機軟件可以在房屋設計中起到指導性的藍圖作用。在通訊信息技術中，完整的通訊工程系統軟件可以提供給廣大用戶一個安全穩定，快捷高效的通訊環境，軟件起著重要的溝通橋梁的作用。在國家的衛星發射工程中，發射的軌道、速度、距離都是通過電子軟件精確的計算和推測從而得出的數據，電腦軟件在發射工程中起到了實時檢測，實時糾正的守護者作用。計算機軟件作為一種全方位，高層次的整合型軟件技術，在每一項工程當中都起到了深層次的指導性作用，給我們的日常生活提供了諸多便利，也為我們國家的宇航技術，軍事國防建設起到了推動作用。

2計算機軟件的發展趨勢

隨著“十二五信息技術發展”綱要的提出，我國的相關信息技術部門進一步明確了計算機軟件發展目標。現代工業化發展迅速，因此我們要以信息建設為基礎，加快軟件技術和硬件技術的全面發展。隨著全球經濟化的發展，信息全球化也成為了一種主要的趨勢，各國信息產業的建設引起了我們國家的高度重視，電腦軟件技術勢必會在將來的時間內，在我們國家的各行各業都得到更深入更快速的發展。隨著時代的進步和人民生活水平的提高，人們對智能化的要求越來越高，為了跟進時代的腳步，我們在計算機軟件的研發過程當中，必須實行以人為本的設計理念，推動我國的智能化發展進程。

2．1軟件的核心技術會得到進一步加強

由于我國電計算機軟件技術起步較晚，發展速度較慢，因此我國的計算機軟件行業的整體水平較低，國內的軟件技術發展較某些發達國家有很大的差距，我們國家電子軟件自主創新能力不足，導致了軟件核心技術實力不足。計算機軟件的核心技術能力相當于創新能力和自主設計能力。加強計算機軟件的核心技術相當于，拓寬了計算機軟件的發展道路，推進了計算機軟件的可持續發展進程。現階段由于我國從事軟件技術人員稀少，呈現出嚴重的結構性矛盾，因此在將來的計算機軟件發展中，進一步的專業化，高素質技術軟件人才會被培養出來，成為計算機軟件行業的領跑者和創造者。核心技術的加強，會推進計算機軟件技術朝向更專業，更精細，更透徹的發展方向前進。

2．2人性化的發展趨向

軟件沒有生命，但是設計者的設計理念會賦予軟件不同的意義。隨著人們現代信息意識進一步提升，人們對軟件有了更高的要求。計算機軟件在將來的發展進程中，需要設計師把以人為本的設計理念作為設計計算機軟件的綱領和第一要義。軟件化會朝向更人性，更全面，更簡潔的方向去發展，計算機軟件會與我們的日常生活與數字信息連接到一起。軟件會提供給我們一個更便捷，高效，環保的生活環境。

3結語

新時代下之下，計算機軟件得到了充分的發展，計算機軟件的發展很大程度上影響著整個社會的變革，它深刻的改變著人們的學習工作，生活和醫療方式。通過我們的分析和研究，我們可以大膽地推測，計算機軟件在以后的發展中，將會朝向更人性化，更智能化，更簡潔方向進一步發展。

參考文獻:

［1］王楓，張丹鳳，林爽．在技術發展革新中的計算機軟件發展前景［J］．計算機研究手冊，2005(02)．

［2］李平文，徐暢暢，丁剛．計算機軟件的發展與日常實踐的關系［J］．中國計算機發展報道，2014(12)．

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關鍵詞：新時期；軟件開發；趨勢

1.前言

不斷地推動人類的進步和信息技術的平穩增長從而帶給人類文明的飛越與進步計算機軟件開發的主要目的，如今毫無疑問的能夠推動人類文明的進步與發展的新技術就是計算機軟件軟件開發技術。對于新時期軟件開發技術的情況我們來做一個基礎性的了解。

2.計算機軟件開發技術基礎情況

計算機應用軟件和計算機系統軟件，因為有這兩個兩面內容相輔相成互為表里使得計算機軟件可以被很好的開發研究與應用。有的進行的軟件開發是為了解決用戶在實際應用過程總所存在的問題，這也就是是計算機應用軟件的目的。而與計算機本身相關的軟件則是系統軟件。計算機的軟件對于計算機來說是一個必要的組成部分，因為我們平常都需要使用計算機的軟件進行管理、維護或者監控等。

上個世紀五六十年代出現的軟件主要是手工軟件，這種非常的耗費時間并且眾口難調的軟件逐步因為不斷的發展和商品經濟和科學技術而被取代，后來出現的計算機程序并不像從前，它被世人有了重新的內涵劃定。其實程序的設計有三個重要階段，分別是程序設計過程、軟件過程和軟件工程三個方面，雖然成熟穩定運行的計算機軟件開發技術帶給了人們數不勝數的好處，但是我們仍然要從中看到很多存在的隱形問題。

3.計算機軟件開發技術的重要性和主要方式

3.1計算機軟件開發技術的重要性

信息技術和計算機網絡的不斷向前發展與計算機軟件技術的發展息息相關，可以說如今推動時代的主要力量就是計算機軟件技術。如今計算機發展和軟件工程的核心就是計算機軟件的開發技術，其不斷的推動著網絡的發展。而且網絡支持和遠程控制的出現也是由于計算機網絡技術的發展。毫無疑問的來說計算機的軟件開發已經極大程度上的影響了我們的生活和生存。

3.2計算機軟件開發技術的主要方式

如今的計算機軟件開發已經不同于以前，現今顯現的非常科學也日漸成熟化。如今計算機政策的運行和人們工作的前進對于計算機開發法則來說有著非常重要的意義。如今計算機軟件的開發方式主要有三種，第一種計算機軟件生命周期法，第二種則是自動形式的系統開發法，第三種就是原型化的方法。

4.計算機軟件開發的應用

如今的計算機軟件技術被開發出來最大的原因就是要更好的服務于人類，真正意義上的計算機上的開發應用軟件應用合理規范，其中能夠更好的發揮出計算機的價值才是如今的計算機軟件開發技術應該注意的一點。計算機軟件的應用假如說有兩種不同的內容，他們被分別安裝到計算機上進行操作，其中第一種因為系統擁有微軟的版本所以可以進行操作，而且具備兼容性；而第二種因為不具備兼容性，需要將一些組件安裝到計算機上，同時瀏覽器的種類也要有所更換。在進行實際操作的過程中時，第一種運作的因為系統和安裝方式所以比較穩定，并且用戶因為不需要其他的操作和修復工作所以可以較好的進行操作，但是隨著使用用戶的不斷增多，人工需要因為客戶端運行速度的降低而進行調整。而第二種用戶因為各方面因素的限制從而不能夠較好的使用，當然人數也不及第一種人多。總體來說更好的服務人類是計算機軟件開發的根本目的，所以應該有更多的專業性人才作用于軟件開發的過程中來。所以說市場的對口性和將人的作用放到第一位才是計算機軟件開發過程中應該遵循的硬道理，當遵循了這一點之后再進行開發與投入。

5.計算機軟件開發技術的發展態勢

5.1網絡化的趨勢

如今的計算機軟件開發技術的網絡是逐漸會形成的趨勢，因為網絡存在著的形式是計算機軟件擁有的基本特征，所以說計算機軟件的開發技術一定會依賴于網絡化的發展。不僅如今，各種便利的服務也是由網絡化發展而來，所以說網絡化的技術也就是計算機軟件的開發技術。

5.2服務性的趨勢

因為對于人類的服務是計算機軟件開發的以后的大型潮流，所以說其中主要服務的對象就是客戶，通過給客戶提供非常優質并且全面的服務。這種形式就叫做服務性。將全面的服務提供給客戶，從而將先進的技術和理念能夠充分容納到計算機軟件開發的過程中來，從呈現出最優質的服務。

5.3智能化的趨勢

如今的智能化趨勢在計算機軟件開發的應用領域中會起著功不可沒的作用，因為按照人的思維運行方式是軟件系統開發的基礎，人工智能軟件的開發系統以后會越來越頻繁的出現在人類生活中。

6.小結

對于計算機軟件開發技術的應用和發展趨勢，應用則是在生活和專業人員研發等這種情況的體現比較多，而發展趨勢則是會朝著網絡化、服務型和智能化三個方面發展。所以說，新時期軟件開發技術應該立即改善它的問題從而更好的服務于人類。

參考文獻

[1] 張素玲.新時期以來的新詞語發展研究[D].天津師范大學，2008.

[2] 王運嘉.計算機軟件整體保護模式之探討[D].中國政法大學，2014.

[3] 裴衣非.計算機軟件開發技術的現狀及應用研究[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2015，11：248-249.

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關鍵詞：計算機硬件；專業人才；培養

計算機硬件類專業人才是計算機行業所需的專業人才類型之一，其主要是培養熟悉計算機內部結構、計算機內部工作原理、操作系統、計算機網絡等，具有獨立承擔計算機硬件的設計、應用的應用型人才，但是長期以來各高校中計算機硬件類專業發展明顯落后于軟件類專業，在培養目標、課程體系、教師教學等各個環節中都存在著一定的問題，因此有必要對當前計算機硬件類專業人才現狀進行分析，以更好地指導實踐中人才培養。

1當前各高校計算機硬件類人才培養現狀

計算機硬件類人才培養是高校計算機專業人才培養的重要方向2_--，也是適應當前社會發展的現實需要，但是當前各個高校在硬件類人才培養的過程中普遍地存在著一些問題，這些問題的存在也較為嚴重地影響了硬件類專業人才培養質量的進一步提高，主要表現于以下幾點。

1.1培養目標模糊，缺乏特色

高校中培養的計算機專業人才一般分為2類：一類是軟件方面的專業人才，主要從事相關的計算機軟件開發與維護、程序編寫等偏軟件人才，如各類軟件工程師等。另一類是偏硬件方面的專業人員，主要從事計算機硬件方面的結構、工作原理、計算機硬件方面的設計與開發工作。當前我國高校在計算機硬件類專業人才的培養目標的制定上人才定位模糊，專業特色不明顯，在實際的人才培養過程中“廣而不精”，學生在硬件方面的專業知識不足，尤其是實際動手能力較差，不能很好地勝任計算機硬件方面的專業工作。

課程設置缺乏科學性和針對性。培養目標的不明確直接導致硬件類專業的課程設置缺乏科學性和針對性，計算機相關專業是一門發展較快的專業門類，其課程體系的設置應時刻緊跟計算機軟硬件方面的技術而不斷更新和發展，以便更好地服務于專業人才的培養。當前各高校中的計算機硬件類課程體系更多地面向計算機類的相關專業，如軟件開發、計算機通信、自動控制等等計算機專業中的各個相關專業，而缺乏專門針對硬件類人才的計算機硬件課程體系的設置，使得硬件類專業的課程體系缺乏針對性和科學性，同時不少高校的硬件類課程內容較為陳舊龐雜，課程與課程之間在知識結構、內容等方面缺乏聯系和銜接，沒有及時更新現有的硬件類課程內容，課程脈絡較為模糊，影響了硬件類人才培養質量。

1.2學生硬件動手能力不足

計算機硬件類專業所學的知識理論性較強，應用范圍廣，與實踐聯系十分緊密，因而對學生的實際動手能力要求極高，硬件類專業要培養的就是有較強的硬件設計、開發等方面的實際技能的應用型人才，硬件類專業的人才培養特點決定了其需要在相關實訓設備、人員配備、資金等方面有較大的投入，為提高學生的動手實踐能力奠定基礎，然而當前高校在硬件類專業人才的培養過程中或多或少地忽視了學生實際動手能力的培養，突出表現在實驗室設備不足、相關的人員不到位、理論教學和實踐教學體系協調性缺失等情況，較為嚴重地限制了學生硬件方面實際動手能力的提高。

1.3師資不足，尤以“雙師型”教師緊缺

制約高校計算機硬件類專業人才培養的另一因素是師資因素，沒有高素質的教師就不可能有高素質的學生。硬件類人才培養過程中對學生實踐動手能力的高要求需要有一支既精通理論又擁有硬件動手操作能力的教師隊伍，然而當前高校中硬件類專業的教師大多來自各高校畢業的碩博人員，其特點是理論知識豐富卻缺乏相關的實踐動手能力，這也在一定程度上影響了教師對學生實踐動手能力的指導，長期的理論灌輸也使得學生的專業熱情降低，影響了培養質量。雖然不少高校也注意到了應培養和招聘更多的計算機類“雙師型”教師，但是受制于工資待遇、教師編制等現實性因素，高校硬件類專業教師師資建設依然任重而道遠。

2改進高校計算機硬件類專業人才培養的措施

面對當前計算機硬件類專業人才培養過程中存在的突出性問題，有必要采取有效措施進一步改進當前硬件類專業人才培養現狀，提高培養質量，筆者認為應著重從以下幾個方面著手。

2.1明確培養目標

培養目標作為高校教育活動的出發點和歸宿，不僅深刻地影響教育者和受教育者個人，而且也影響到整個高校和社會的發展，對課程設置、教學活動等方面具有直接的指導作用和統籌作用，因此改進高校計算機硬件類專業人才培養現狀應首先從培養目標入手，應對當前高校中計算機硬件類專業人才培養目標模糊不清、缺乏特色的問題予以清理，明確硬件類專業人才的培養目標是培養熟悉計算機內部工作原理，專業從事計算機硬件類的設計、技術開發、維護等方面的實際工作的人才，要和軟件類人才區別開來，明確硬件類專業人才培養定位，使得學生畢業之后可以獨立從事硬件類方面的專業工作，擁有較高的實踐動手能力。

2.2根據硬件類專業人才培養目標優化和改進課程設置

課程設置作為學生學習本專業知識的重要載體，其科學性、針對性如何，直接關系到培養目標能否順利實現。面對當前計算機硬件類專業課程設置不合理、針對性不足、結構冗余、內容落后的現狀，應根據計算機硬件類的最新發展趨勢和硬件類人才培養目標來重構硬件類專業課程體系，設置覆蓋硬件類專業內容從基礎課程、核心課程到創新課程的縱向分層體系，明確基礎課程、核心課程和創新課程各自的功能和內容，形成3類課程之間相互協調、相互促進的課程體系；在課程內容方面，依據計算機硬件方面的最新發展趨勢和硬件類專業人才培養的總要求，合理充實現有的硬件類課程體系的內容，促使課程內容緊跟時展，夯實硬件類專業人才培養的課程基礎。完善后的計算機硬件類課程體系大致如表1所示。

2.3完善現有的硬件類實踐課程教學體系

完善實踐教學體系應成為今后硬件類人才培養改進的重點，因其在硬件類人才培養質量的過程中有著核心和基礎性的作用，在實踐教學過程中，教師應堅持促進學生在知識、能力以及創新素養等協調發展的理念，以培養學生實際的動手能力為核心，在實際的教學環節中，由于種種主客觀方面的原因，實踐教學在硬件類人才的培養過程中的重要性被降低甚至有所忽略，因此在今后應著力于推進硬件類人才培養的實踐教學改進，培養具有扎實的實踐動手能力、創新意識和創新能力強的硬件類專業人才。高校應積極采取措施，推進硬件類專業學生積極參加各種校內外實訓計劃、頂崗實習等，實行工學結合、校企合作、頂崗實習的人才培養模式，從校內和校外2個方面提高學生實踐動手能力。校內方面，加大對學生硬件類實驗硬件建設的投入、師資配備，在課時分配、課程評價等方面向實踐教學傾斜，鼓勵學生積極參加各類硬件類的競賽活動等；校外方面，積極與相關企業建立合作關系，拓展校外學生實訓基地，鼓勵學生利用寒暑假等時間進入企業進行頂崗實習等，因地制宜地提高學生的實際動手能力。

2.4加強師資建設，擴大“雙師型”教師隊伍在計算機專業教師隊伍中的比例

師資隊伍建設是高校人才培養的重要一環，教師素質的高低對學生素養的影響是不言而喻的，因此高校應重視加強硬件類專業教師隊伍的建設問題。―方面，針對現有的教師，應鼓勵他們積極通過各種途徑提高實踐技能，定期對教師進行專業培訓，鼓勵相關教師進入相關企業，參與相關產品的研發、設計等工作，鼓勵有條件的教師積極申報相關課題、研究項目等，提高自身實踐技能；另一方面，完善現有的教師招聘標準和教師評價辦法，通過提高待遇等措施吸引擁有計算機硬件方面學科背景和專業背景的“雙師型”人才進入高校任教，充實高校計算機教師隊伍，提高教師群體整體專業素養水平，以更好地服務于教學。

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    【論文摘要】本文通過對傳統的計算機系統集成進行分析,得出傳統的計算機系統集成已經無法滿足市場的需求,必須探尋新的計算機系統集成的趨勢,本文對計算機系統集成的發展趨勢進行了相關探討探討。

    隨著現代社會的不斷發展,各行各業也都是現代化的需要。越來越多的單位迫切需要建立一個先進的計算機信息系統。由于不同的單位有自己獨特的行業特性。因此,需要的計算機系統的萬千變化。從政府系統的醫療單位的管理系統,從工廠的生產管理系統,證券市場證券管理系統。不同系統之間可以說是千姿百態。系統集成應用功能集成,網絡集成,軟件界面集成等綜合技術手段,是指導信息系統的總體規劃,逐步實現的一種方法和策略。系統集成是一種思想,概念,哲學,它不僅包括技術集成,更不能缺少藝術構件集成。

    1、計算機系統集成的特點

    1.1計算機系統集成的相關認識

    系統集成通過對綜合布線系統和計算機網絡技術結構化,將獨立分離的設備、功能、信息等集成到相互之間有關一定的聯性,而且在協調統一的新系統中,能夠充分共享資源,以期實現高效、集中、便利的管理策略。

    系統集成是一個需要多個供應商,多協議的各種應用系統的結構,因此,實現系統集成的關鍵是解決不同系統連接的互操作性問題,專門解決各種分離設備,子系統之間的接口,協議,系統平臺,應用程序,和系統,組織和管理,建筑環境,建筑人員,所有需要的一體化問題。系統集成的本質就在于系統的優化設計,為一個大型計算機網絡集成系統,包括一對計算機軟件,硬件,操作系統,數據庫,網絡通信等多種技術的集成,以及制造商的產品選擇和搭配的集成,集成系統可以實現整體優化目標。

    1.2計算機系統集成的特點

    (1)沒有最好,只有最適合:計算機系統集成不像其他的產品那樣,用戶都希望擁有最好的。

    (2)獨創性:由于計算機系統集成工程是根據用戶各自的特點和需求而量身定做的,因此每個計算機系統集成工程都是不同的,具有獨創性。

    (3)高科技:計算機系統集成不單是提供一個設備,更多的是對設備的設計、開發和調試,需要很多高科技技術法能完成的。

    系統集成具有最大程度上提高系統的有機組合、完整性、靈活性和性能,對其復雜性進行簡化,有著為用戶提供全面、切實可行的系統解決方案的重要理論和實踐意義。

    2、計算機系統集成的分類

    依據計算機系統集成項目的相關特點,可以把計算機系統集成分為計算機硬件系統總體設計與工程管理服務、計算機硬件設備集成與安裝、計算機硬件設備的技術與服務三大類。以下對這三種項目的管理實施進行簡要的定義分類解析。

    2.1總體設計與工程管理

    計算機硬件系統設計和項目管理服務,也可稱為整體設計和項目管理,這主要是買方將正確的計算機硬件系統集成項目。一般情況下,購買者的計算機系統集成項目的結構設計以及性能指標,粒度分布有一定的認識。這類項目的實施要求相關服務提供商設計計算機系統在各種領域,它可以覆蓋大部分的電腦系統,同時,相關技術人員專業水平的要求也很高。

    2.2設備的集成安裝

    計算機硬件設備的集成和安裝也可以稱為一體的設備安裝。計算機硬件設備的集成和安裝是一種最常見的計算機系統集成項目,但大多數消費者比較常用的計算機硬件系統項目建設模式。在計算機系統集成項目的硬件設備建設,集成和安裝要求買方應進行全方位的計算機系統集成框架和設備性能管理等定性選擇論點。簡單來說,相關設備的供應商,只要依據合同標準實施計算機系統集成項目的設備供應商,采購和安裝即可。

    2.3技術服務

    計算機硬件技術和服務也可以稱為工程技術服務。鑒于這種類型的項目,其主要是由它的技術和服務為主要內容的系統集成計算機硬件系統的建設項目。設備技術服務通常是在一個特定的服務指標和技術要求為主要目的的。這使得買方設備問題的技術和硬件的疑慮,提供相應的技術服務培訓支持。這類項目的實施需要相關的技術解決方案和技術結合有效的論證。

    3、計算機系統集成目前存在的問題

    3.1微機系統及工具軟件的管理問題

    因為目前的電腦系統和軟件工具比較大,如果一臺設備的問題,需要重新安裝操作系統和應用軟件,通常需要系統工作了一天。作為一個結果,上網計算機數量巨大,導致系統維護人員疲于奔命,也是很難保證服務質量。

    3.2用戶管理的問題

    用戶被限定在固定的機器上,同時,用戶的數據和文件也只能保留在該機器上。若要使用其它機器,必須在每臺機器上創建該用戶帳號,并將用戶的文件和數據復制到新機器上。當用戶固定使用的機器發生故障時,容易造成用戶數據的丟失。

    3.3Landmark等專業應用軟件方面

    在計算機系統集成前,需在每臺解釋工作站上安裝專業應用軟件,并創建用戶,用戶在指定的機器上加載數據,以便開展工作。如此一來,用戶和數據與機器捆綁在一起。有些時候,結果有的機器滿負荷工作,有的機器卻相對閑置。

    3.4外設的共享問題

    由于彩色繪圖儀、彩色激光打印機、磁帶機等大型外設價格貴,數量有限,不可能配置到每臺機器上,用戶只能登錄到固定的幾臺機器使用。

    4、計算機系統集成的發展趨勢

    廣泛集成分布式網絡環境與市場競爭的全球性激烈,每個企業集成中心也延伸到了企業的整合,使企業應用在分布式網絡環境的大型integrated.web為基礎的用戶界面統一,使部門和地區不同的人,組織,所有用戶實現方便,實時獲取信息,因此,該網站的用戶界面的統一是必然趨勢,計算機系統集成。

    專業化與多元化系統集成技術,計算機的普及和應用在中國,在很大程度上提高國民綜合素質,有越來越多的挑戰和機遇。今天的社會是一個網絡與信息技術的整合,系統整合模式不再是簡單的結構,功能單一,但基于網絡結構的復雜和多功能轉型。因此,專業化與多元化系統集成技術是發展的必然趨勢,計算機系統集成。電子商務與企業信息系統集成,使企業供應鏈的有機結合,實現信息和資源充分共享,為企業降低成本,提高效率,電子商務可以說贏得了廣大民眾的支持,與企業信息系統集成已經成為一個必然。

    結語

    采用現今先進的域管理技術、網絡技術、存儲技術,對開發研究工作的主要計算機軟、硬件平臺進行了系統集成,建立了域控制器、遠程安裝服務器、文件服務器、軟件分發服務器、NIS+服務器、數據庫服務器、打印服務器、磁帶機服務器等十余套應用服務器,實現了操作系統遠程安裝、應用軟件自動分發、用戶數據跟隨用戶網上漫游、用戶數據,應用軟件集中管理、磁帶庫系統、遠程自動數據備份等。系統集成盡管提高了系統管理工作的技術難度,但卻極大地方便了用戶的工作,同時最大限度地實現了網絡資源的共享。

    參考文獻

    [1][美]微軟公司.Microsoft Windows 2000目錄服務基礎結構設計與管理[M].北京:北京希望電子比版社,2001.

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關鍵詞：計算機網絡管理；問題；發展趨勢

【中圖分類號】TP393.07

眾所周知，當今人類生產力的逐步提升與計算機網絡的應用是分不開的。便捷、高效、極具科技化的計算機網絡在一定程度代替人類勞動的同時，也為人類創造了巨大的物質財富。但是隨著計算機應用的廣泛推廣，網絡系統在規模上和復雜程度上都與日俱增，這就需要較為完善的計算機網絡系統作為支撐。首先，我們要明確網絡管理的概念，網絡管理的處理對象是較為復雜的計算機網絡系統，通過一定的技術手段使得計算機系統處于安全、高效的運行狀態。計算機網絡管理是復雜的技術過程，它是建立在數據整合的基礎上的，管理者通過手動或是借助計算機分析收集來的數據來處理網絡中的不良狀況。但是就目前的管理狀況而言，還存著諸多問題。

一、計算機網絡管理中的問題

1、計算機軟硬件故障問題

計算機硬件和相配套的軟件是實施管理工作的基礎，但是軟硬件故障會導致計算基礎與不良的運行狀態從而為計算機管理工作制造阻礙。通過搜集相關的文獻資料筆者將硬件和軟件的主要故障總結如下：軟件故障：1，應用軟件與操作系統不兼容，各種軟件都有配套的操作系統，如果所安裝的應用軟件與系統不兼容，軟件就不能正常啟動；2，應用驅動安裝有誤，計算機的驅動安裝不正常，計算機軟件的運行和調試過程就會出現故障；3，病毒的影響，病毒對計算機的危害是巨大的，病毒的存在會引起計算機數據的流失，甚至會讓計算機處于癱瘓的狀態。硬件故障：1，設備接觸不良，計算機硬件包括許多復雜的構件，如內存、多種插卡等與主板接觸不良都會影響計算機的工作；2，參數設置不正確，計算機的硬盤、內存如果參數設置出現偏差，系統運行就會出現問題；3，硬件本身的故障，計算機運行的能力是有限的，如果讓計算機超負荷運轉或是同時啟動多個軟件，計算機的工作狀態就會不正常；4，電磁波的干擾，如果計算機處于一定強度的電磁波環境中，計算機的顯示器、主板的工作機會出現故障。

2、管理員工作量大

網絡環境浩如煙海，就管理員自身的工作而言，他們需要對報警日志展開技術評估并根據網絡中的不良狀況采取及時的應對措施，而這樣工作的難度較大。除此以外，通過管理平臺檢測網絡系統相關聯的軟硬件的運行狀況也是復雜而又任務量極大的工作。網絡管理員不僅要有技術過硬的專業技能，還需要有較為充沛的體力和較強的處理問題的能力。

3、傳統管理方式不滿足實際需求

目前，網絡管理協議主要分為兩大類，即簡單的和公共的管理f議，前者由于使用便捷性和可擴充性被廣泛應用于大型網絡中。在網絡系統中信息是多向傳遞的，因此管理工作就應該對系統的每一個組成單元都監管到位。然而傳統的管理方式不足以滿足當今網絡發展的新要求，傳統的管理方式將管理工作集中于網絡設備的維護，而對于連接設施沒有給予足夠的重視。連接設施的重要性不言而喻，其出現問題往往會導致網絡系統的癱瘓。

二、論述計算機網絡管理的發展趨勢

盡管計算機網絡管理中存在著不足之處，但是其發展的趨勢還是一片大好，尤其是人類計算機科技和智能化技術的進步為計算機管理工作提供了良好的發展機遇。

1、管理工作合理性

SNMP是適用范圍較廣的管理體系，但是其存在明顯的弱點，隨著網絡系統的擴大、用戶量的持續上升，使得這種平面型網管構架運行效率低下，為管理者制造不必要的麻煩。當今管理工作的發展很好的解決了管理工作效率低的問題，通過在管理者和者設置中間管理層的分層管理形式使得管理工作更具合理性。

2、管理工作智能性

為節省管理人員的數量、降低管理人員的工作量同時也為了提升管理工作的準確性，網絡管理工作正趨向于智能的方向前行。人類通過編制更具人性化和智能化的管理信息平臺，使得原來很復雜的管理工作通過簡單的命令就會迎刃而解。

3、管理工作分布性

傳統的管理系統采用集中式的管理模式，系統收集的數據統一處理，這增添了中心管理平臺和管理工作人員的工作壓力。為此，分布式管理模式成為管理工作發展的新趨勢，在該模式中設置過個信息控制平臺，每個平臺負責一個網絡區域進行數據的整合、處理和設備性能的監測，從而分擔了中心平臺的任務負擔。

三、結語

計算機網絡管理工作是保證網絡安全、穩定的基礎，針對筆者對該問題的認識，如有不足和不恰當的地方，希望老師和同學批評指正。

[參考文獻]

[1] 唐浩杰.關于計算機網絡管理技術及其應用探討[J].數字技術與應用，2014（10）

[2] 張碩.淺談計算機網絡管理技術及其應用[J].計算機光盤軟件與應用，2014（22）

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隨著計算機計算能力通信技術的不斷進步，計算機科學逐步邁入云計算時期，它將各種計算能力全部放到一些超級計算機上，這樣一些企業就不必自己在投入高昂的資金來購置硬件，只需通過網絡來購買相應的計算能力和存儲空間，從而脫離復雜的計算機科學技術，更加專心的放在自己的業務上，當前的云計算平臺主要包括IaaS、PaaS、SaaS三部分內容，涵蓋了計算機的從硬件到頂層軟件的所有內容，為用戶提供從開發、構建、平衡與商業模式的各個環節。與云計算伴隨成長的是物聯網技術，盡管現在的物聯網技術還不是十分成熟，但是隨著計算機科學技術的發展，其應用越來越廣泛，也會越來越成熟，并顛覆我們未來的生活方式。比如現在的自動駕駛技術很快就會進入市場。

計算機科學技術的未來發展趨勢

生物計算機隨著生物技術的進步，一種基于脫氧核糖核酸的分子計算機正逐步變成現實，一部分科學家已經使用脫氧核糖核酸進行簡易的數據計算和存儲操作。它采用蛋白質分子構成的生物芯片作為集成電路板，因此比現在的電子元器件結構要小得多，且它自身具有立體的結構，其集成密度要比軌跡的集成電路高五個數量級，且它本身具有并行處理的能力，運算速度比現在最先進的計算機還要快上一萬倍，其能量消耗卻相當于普通計算機的十億分之一，一旦出現故障，他們還可以進行自我修復，與人體相連，由細胞提供能量，成為人類身體的一部分。光子計算機光子計算機是一種以光信號進行邏輯運算的一種計算機，它的基本組成部分主要包括集成光路、激光器、透鏡等，它與普通計算機相比，電子由于不帶電荷，沒有靜止質量，因此不受電磁場的影響，耗能更低，速度更快，計算能力比電子計算機有了指數倍的增長。并且光存儲的儲量是普通存儲的幾萬倍，隨著光存儲、光互連、光集成器等技術方面的突破性進展，使得光子計算機走進人們的生活現實已經不太遠。量子計算機量子計算機是一種根據原子或者原子核的量子力學特性進行工作，它是基于量子效應構建起的一個完全以量子為基礎的計算機。它可以利用鏈狀分子聚合物的特性來表示0和1兩種狀態，通過激光來改變分子的狀態，使信息沿著聚合物流動，在理論上，量子計算機并行計算可以達到每秒一萬億次。且量子計算機具有類似人類大腦的容錯性，當系統一部分發生故障時，原始數據可以自動繞過出錯部分，繼續計算。量子計算機這種高速度、低功耗的特性，使得計算機向著更加微型化的方向發展成為可能。

建立虛擬訓練室以滿足計算機技術的發展需求

根據計算機硬件技術的發展情況，學校應與計算機硬件更新培訓材料，但這樣的更新消耗巨大的計算機職業教育機構，尤其是私立學校的形式，不能達到這種理想化的硬件組件培訓的形式。因此，這種高科技的軟件替代硬件的虛擬訓練室制定，通過市場研究最新的硬件配件進行編程模擬，因此，在簡化實驗操作過程的同時，也彌補了缺乏培訓資源。突破傳統的實踐教學的計算機硬件安裝不當影響的事實，時間和空間的限制，完成更新的教學模式。編程新興市場上的虛擬硬件產品，必須符合與仿真實體，完整的多媒體格式的設備接口，具體的操作方法來模擬，使學生達到身臨其境的效果。但必須強調的是，普通的電腦專業機構的硬件仿真的模擬指標不能達到的高度，因此，不能完全虛擬訓練室，而不是體能訓練的教學活動。同時，虛擬訓練室是一個依賴的硬件物理模擬單元和運行模擬程序存在實驗的地方，這是一個根本無法實現的硬件組件，由于財政上的限制，無法更新的解決方案，但也因為他是一個虛擬的系統操作，其實，培訓效率遠遠超過了體能訓練，但也因為其實驗裝置完全虛擬的，不會是不完整的規格和品種的限制。需求的現實主義的訓練過程中，每個硬件單元的組裝教學過程中必須是連續的動畫，動畫制作是非常繁瑣的。最后，要強調的是，虛擬培訓操作的效果是理想化的模型，標準和實踐操作可能會出現人工錯誤或不足問題，所以它不能代替體能訓練的。

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主要分部在計算機軟件、計算機硬件、計算機網絡及計算機應用技術等。計算機硬件這方面在目前看來就業人數已供多于求，而計算機軟件及網絡技術因應用廣泛而嚴重缺乏人才---缺乏的是企業能用之才！由于就業競爭激烈，應屆學生同時學得不深，欠缺技能，學此專業的學生在就業時轉入其它行業的數不勝數！

二、企業需求不斷提升

隨著形勢的發展，企業越來越傾向于錄用有技能、有經驗的高素質“職業人”以降低用人成本，從而給培訓市場帶來了巨大的機遇。作為IT職業培訓機構，本身在不斷推出更適應企業用人需求的課程產品，提升學員的專業技能和項目操作水平，提高學員的職業素質，培養出具有就業競爭力的學員，促進了培訓機構學員的競爭優勢。

三、通瀛軟件的建議和期望

不少大三、大四學生可能會意識到：就要畢業了，回頭看自己所謂的大學生活想哭，不是因為離別，而是因為什么都沒學到。不知到該從事什么樣的工作，不知道簡歷上寫什么。通瀛軟件建議在校大學生：

1、珍惜校園學習生活，如果想在計算機高層職業有所突破，就要學好數學和英語，（特別是在算機應用、算法和編程）。數學是所有工程科學的基礎，無論是軟件產品的開發，還是軟件技術的研究，都要大量使用數學方法和數學原理。英文則是軟件行業中的國際語言，要想了解國際上軟件技術的發展趨勢，掌握最新的研究成果，或是與國外同行進行技術交流，就必須掌握英文的聽、說、讀、寫，能夠在工作中熟練使用英文來解決問題。在科學研究中走出新路，在激烈的商戰中脫穎而出。

2、大學的空余時間很多，需要會自己安排時間、計劃時間、管理時間，不要沉迷于網絡游戲，那是對于現實的逃避。在語言、技術、平臺和工具方面上打好自己的基礎功底，計算機基礎課程的學習更為重要，因為語言和平臺的發展日新月異，但只要學好基礎課程（如數據結構、算法、編譯原理、計算機原理、數據庫原理等）就可以萬變不離其宗。

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[關鍵詞]計算機技術 信息化 發展趨勢

1計算機科學與技術的歷史步伐

已去的20世紀，是計算機飛速發展的一個時期。英國數學家布里頓?艾倫?圖靈和美國數學家馮?諾依曼在計算機體系結構方面做出了巨大的貢獻。1935年到1936年間由圖靈設計的抽象計算機“圖靈機”成為計算機發展歷史中的里程碑，因此，圖靈被人們公認為計算機科學之父。馮?諾依曼在1945年總結了ENIAC計算機的優缺點，提出了基于存儲程序的通用電子計算機EDVAC邏輯設計方案，1952年成功設計建造，它在體系結構設計中實現了數字化的計算過程、存儲程序控制并按電子學原理工作，這三點奠定了現代計算機體系結構的基礎，因此，人們又把現代計算機稱之為“馮?諾依曼計算機”。

1947美國貝爾實驗室的物理學家威廉?肖克萊、約翰?巴丁和沃爾特?布萊頓共同發明了晶體管，他們一起成為了晶體管之父。11年之后，美國物理學家杰克?基爾比研制出第一塊集成電路（IC），從此，以晶體管為基礎的芯片按照摩爾預言的速度發展，帶來了今天計算機的普及，基爾也成為了電子學革命之父。大規模集成電路的發展和微處理器的出現，其直接成果就是帶來了計算機的高性能和快速小型化，1971年，世界上第一款微處理器――Intel4004問世，1978年，英特爾公司開發出了8086，首次用于IBM PC機中，電腦走入家庭。一個全新的概念“個人電腦（PC）”取代了“微電腦”的概念。

2計算機科學與技術得到發展的原因

2.1日新月異的時代需求。起初對計算機的時代需求為“二戰”時期，有著對各種信息進行處理加工的欲求，這樣促使進算計的研發運用。隨后信息化時代的快速發展，計算機的運算速度也在不斷的提高，存儲功能不斷強大，使其在教育、經濟等領域迅速發展普及。市場激烈的競爭之下，計算機要順應社會需求，不斷的研發變化著，無形的競爭很大程度上促進了計算機科學技術的發展進步。

2.2穩定的選擇機制基于計算機技術。對于相互競爭的技術價值做出一個共識性判斷之前需要一段時間，這種不確定因素可能最后影響選擇機制。大多數，同時發揮作用的圍繞計算機技術的若干選擇判據和機制及其影響要素，選擇的環境常常是非常敏銳和穩定的，這是計算機技術迅速發展的一個重要原因。在實踐中，最強的技術性創新，把經濟之間的激烈競爭轉化為了技術性的較量。其計算機的發展在工程學科和應用學科也給我們許多啟發。這使計算機的選擇機制判斷更加穩定明顯，這樣就更容易解決計算機在生產生活的運用中所存在的各種問題。

2.3科學技術的發展離不開計算機技術的支持。新一代的技術與其他領域結合，又為了滿足其需求不斷的研發更新，慢慢計算機技術成為生活生產中的重要工具，并成為其他行業生產中重要的工具，直接與間接的促進了各個行業科學技術的發展，最終提高了社會的經濟水平。

3計算機科學與技術的發展趨勢

計算機的具體發展趨勢主要分為兩大部分：

3.1智能化。智能化計算機是指設計結構獨特并采用平行的處理技術，對計算機中的多個數據及多種指令可進行同時處理和分析的一種超級計算機。超級計算機相對于普通的計算機來說有著更高的運算速度。這些更智能化的計算機跟接近與人類大腦的性能，可以為人們生活和工作提供方便。更可以在某些高端行業，幫忙處理大量繁雜數據，提高工作效率，節省時間與成本。

3.2新型計算機。計算機的發展是基于硅芯片技術的不斷更新，但由于需求的不斷加強，硅芯片的研發潛力已近極限。所以很多新型計算機就成為了計算機技術的發展趨勢。

3.2.1納米計算機。計算機技術與納米技術相結合，便有了納米計算機。納米元件與電子元件相比，其體積較小，質地優良且導電性能較高，完全可以取代傳統的硅芯片。納米技術興起于20世紀80年代初，納米作為一種計量單位，它的目標是使人類可以自由的操作原子。使用納米級芯片組成的納米計算機的能耗非常小，幾乎可以忽略不計，性能上遠遠高于現有的計算機，所以納米計算會是計算機技術的發展趨勢之一。

3.2.2量子計算機。量子力學的原理來對大量數據進行運算以及存儲和分析處理的源自可逆計算機的一種物理裝置，而量子計算機就是基于這個。量子效應是量子計算機研發的基礎，這種計算機中，開與關的狀態是通過激光脈沖來改變一種鏈狀分子聚合物的特性來決定的。由于量子的疊加效應，與傳統計算機對比而言，量子計算機存儲的數據量要大得多，還有就是，其運算速度是傳統計算機的十億倍。除了其存儲性能及運算速度方面的優勢外，其在安全性及安保體系等方面的優良性能也遠遠高于傳統計算機。這也成為了計算機發展的另一趨勢。

3.2.3光子計算機。光子計算機是利用光子進行計算，用光子代替傳統的計算機通過電子進行數據計算、傳輸和儲存。并把傳統計算機的導線互聯轉變成了光互聯。傳統的計算機硬件結構復雜，多數為電子硬件，而光子計算機則為光子硬件，并為光運算，不同的數據是由光的不同波長表現出來的，對于復雜的任務可以進行快速處理。成為新型計算機一員。

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關鍵詞:硬件實驗;實驗體系;計算機專業

中圖分類號:G424文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2010)11-2694-02

Researching on Architecture of Computer Hardware-experimentation Teaching

ZOU Yi, XU Yu-ming, WEI Shu-di, LI Lang, JIAO Ge

(Hengyang Normal University, Hengyang 421008, China)

Abstract: Analyzing and researching the current status of computer hardware experimental teaching, then explored and proposed the way to how to establish a scientific and rational experimental architecture, experimental platform and evaluation methods in terms of teaching of computer hardware experimentation for the current existing issues.

Key words: hardware-experimentation; experimental architecture; computer teaching

計算機實驗教學是計算機專業一個重要的教學內容之一,實驗教學的質量與人才培養的質量有著密不可分的關系。合理的實驗體系是高質量實驗教學的關鍵。高質量的實驗設計,綜合性和創新的實現,都需要對實驗體系進行梳理。本文從我校計算機硬件實驗課程教學的現狀出發,對計算機硬件實驗教學體系進行初步的研究與探索。

1 當前計算機硬件實驗教學存在的問題分析

目前,國內大多數高等院校在實驗教學模式和手段上,主要存在以下幾個方面的問題:

1) “教師課堂演示,學生分組實驗”的教學模式根深蒂固。這樣不利于調動學生的積極性,而且學生分組實驗時,又形成一名組員動手,其他成員觀看的局面,更不利于大多數學生動手能力的鍛煉。

2) 實驗內容陳舊,與實際應用脫節;具體實驗的過程嚴格按照教材進行,缺乏靈活性;另外學科本身的特點也給學生的學習帶來一定困難。

3) 針對每門具體課程單獨設置實驗及單獨提供實驗環境。一方面很難使學生對其前導課程所完成的基礎能力做要求,同時也很難兼顧到其后續課程。各門課程各自為戰,實驗設置缺乏連貫性、整體性、系統性,相互間缺少有效的貫通;另一方面實驗環境重復建設,實驗資源得不到充分利用。

計算機技術不斷進步與發展,如果硬件實驗教學仍停留在傳統的實驗教學模式和實驗平臺上,那么要實現開設自主性、綜合性、創新性實驗的目標將只能成為空談。計算機學科的課程內容具有很強的交叉性和相關性,特別是硬件課程,因而計算機硬件實驗課程更是面臨著諸多問題。比如,硬件設備投入高,項目開發周期長的問題。硬件實驗平臺的建設需要大量的資金投入,而且硬件類實驗消耗很大,需要持續的資金投入做保障。此外,硬件課程建設周期也較長,硬件實驗項目開發也非一蹴而就,實驗教師需要完備的理論知識和扎實的電子學知識,而且需要反復的實驗和長期的實踐,才能自如的設計實現,這一過程比掌握一門計算機語言或一種計算機軟件開發工具要難得多和慢得多。同時,實驗設備的更新速度及實驗項目長周期開發難以滿足新技術、新方法的更新步伐。

另外,教學實驗設計針對性強,硬件線路相對固定,實驗內容受硬件設計的制約的問題。很多教學實驗臺的設計針對性強,是針對某門課程而開發設計的,硬件線路部分相對固定,其擴展性很有局限,更新實驗內容受硬件設計的制約。硬件實驗設備的高投入和實驗器件的大消耗,在沒有足夠資金投入的情況下,在現有硬件設備上進行實驗內容的更新,開設自主性、綜合性、創新性實驗難以實現。

其次,硬件實驗教學彼此脫節,缺乏系統化的實驗體系的困難。計算機專業硬件類課程必修課程一般包括數字邏輯、計算機組成原理、單片機原理、計算機體系結構,選修課程一般包括計算機接口與通信技術、嵌入式系統設計等。這些課程之間彼此存在內在的聯系,學生通過這些課程的學習,應當能逐步建立起整個計算機系統設計的概念,掌握計算機系統的設計技術,掌握計算機的控制應用。但在具體課程和實驗安排中,卻往往忽略并割裂了這種內在聯系,實驗內容沒有從模塊化、系統化的角度整體考慮計算機系統設計和控制應用的要求。

綜上所述,分析這些課程之間的內在聯系,設計階段性、模塊化、系統化的實驗教學內容,建立計算機硬件實驗教學體系,對于培養學生的計算機系統設計能力和應用設計能力十分重要且必要。

2 構建科學完整的硬件課程實驗體系

2.1 硬件課程實驗體系

首先從教學計劃入手,在現已構建的硬件課程體系基礎上展開研究。新構建的課程體系由必修課程、選修課程及實踐課程三部分組成。必修課包括“匯編語言”、“數字邏輯”、“微機原理”、“組成原理”、“單片機原理”、“系統結構”等基礎課程,另外,為適應社會需求,在選修課除原有的“微機故障診斷與維護”課程外,增加“嵌入式系統設計”等社會需求較強、實用價值較高的應用性課程,同時計劃將 “硬件課程設計”實踐課程的開設時間提前至大三下學期,以保證課程體系的有效性、實用性、先進性。

硬件系列課程從體系結構上劃分為三個層次:基礎層、應用層和提高層,其課程間的關系如圖1所示。

基礎層為“數字邏輯” 、“匯編語言”與“組成原理”,在第三學期結束前開設。“數字邏輯”課程是計算機硬件系統的技術基礎,是必修的前續課;“匯編語言”作為硬件編程的基礎語言,是硬件設計的根本;“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理,解決整機概念;其中匯編語言與組成原理均開設課內實驗,在學習整機構成的同時,強化學生的硬件動手能力。

應用層為“單片機”、“微機原理”等必修課程,以及“接口技術”等選修課程,可開設在第四學期到第六學期間,通過 “單片機”介紹單片機的組成和特點,以及應用領域,使學生了解單片機技術的發展趨勢;“微機原理”介紹微型計算機體系結構以及微型計算機各個組成部分等內容;并以“接口技術” 、“硬件課程設計” 等實用性強的課程作為選修課,每門課程都配有相應的實驗,強化學生對基礎知識的掌握和應用。

提高層為“系統結構”等課程,在第六學期到第七學期間開設。通過學習和實踐,能夠使學生比較全面地掌握計算機系統的基本概念、基本原理、基本結構、基本分析方法、基本設計方法和性能評價方法,并建立起計算機系統的完整概念。同時展開“嵌入式系統設計”實踐課程,從整體上強化學生的理論知識與綜合應用能力。

因此,在硬件課程實驗體系構建過程中,突出強調課程體系的系統性和完備性。從第2學期到第7學期硬件實驗層次逐步提高,實驗內容銜接連貫。注意各硬件實踐的相互次序和互補,使硬件實踐訓練層次化、系列化,以此來系統強化學生的硬件動手能力。同時調整各課程的開設順序,理順每門課與前導課和后續課之間的關系,從而保證硬件課程體系的系統性和完備性。

2.2 計算機硬件實驗平臺

在硬件開發平臺的設計上綜合各個階段的不同需求,構建多層次的實驗環境,提高實驗效率,促進學生的創新思維,進行創新式構建實驗。兼顧對畢業設計的實驗環境以及本科生創新性研究活動實驗體系的支持,結合軟件設計的方法和手段(即硬件設計軟件化)構建靈活多樣的硬件實驗平臺。此外,實驗平臺設計要具有層次性,并且考慮課程間內容交叉和互補。

傳統的實驗裝置支持相對簡單的連線類的實驗,這類實驗只能使用中小規模的集成電路器件。設計大規模的實驗幾乎是不可能的,因為大規模的實驗用中小規模的芯片來實現費時、費力,且受面包板等空間和實驗裝置能提供的電源限制。使用HDL 語言,如AHDL、VHDL 和Verilog 等,通過EDA 工具軟件設計各種規模的數字電子系統是目前工程師的設計潮流。通過EDA 和CPLD/FPGA 仿真器能完成計算機硬件課程的各類實驗。

根據我院實際情況,現采用一款低成本綜合實驗裝置,該實驗板是基于一個支持實時仿真的16/32位的ARM7 TDMI-S CPU的微控制器,可實現各種工業控制、醫療系統等方面的應用,通過擴充板可以滿足大部分的實驗要求。

2.3 多形式的實驗考核體制

為了更好地展開硬件實驗教學,對學生的實驗設計展開情況進行檢查和考核,需要有相應的科學合理的實驗考核方法對應。在文中所建立的實驗體系中,實驗的考核主要通過以下幾種形式。

1) 動態考核:對實驗過程中的主要環節進行跟蹤、記錄、評價,并作為最終成績考核的主要依據。這就改變了傳統的根據實驗結果和報告打分的體制,更能反應學生的實際能力。

2) 實驗報告:實驗結束后,要求學生撰寫實驗報告,以總結個人實驗結果,明晰實驗思路,實現知識的融合、升華和再學習。通過實驗報告的撰寫可以培養學生對科技活動的總結能力,科技論文的寫作能力,使學生的科研素養得到初步鍛煉。

3) 答辯機制:對于綜合設計型,特別是創新研究型實驗,前兩種考核機制存在明顯的不足,因此需要引入新的機制來評價學生所做工作及取得的成績。可通過學生講解、演示,教師提問和回答,課程設計報告撰寫三個步驟來進行考核。

參考文獻:

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