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計算機硬件的基本部分范文1
關鍵字：計算機硬件；維護；創新管理
一臺計算機的使用壽命和其是否被經常性地進行維護息息相關。在計算機的實際使用過程中，不定期地對計算機硬件進行維護，可以有效預防和避免計算機發生故障，給正常的工作帶來負面影響，保證計算機可以較長時間都處于正常高效的工作狀態中，因此日常工作之余對計算機進行硬件維護是十分必要的，也是十分重要的。
1 計算機硬件系統
所謂計算機硬件系統，主要是指構成計算機正常運行的各個物理設備，一般而言計算機硬件設備主要由輸入設備、輸出設備、存儲器、控制器和運算器構成，一般包括有常見的鍵盤、鼠標、顯示器、內外存儲器、主機中的主板、CPU以及各個電源等等，硬件之間以總線結構方式進行相互連接，是計算機進行正常運行的基礎物質設備。計算機硬件故障主要是指由計算機硬件設備的機械故障、接觸不良、電氣或安裝不當等原因導致的計算機硬件設備發生的物理性故障。
2 計算機硬件產生故障的產生因素
計算機硬件產生故障通常有兩大原因，一是來自計算機內部因素，二是計算機外部因素所致，這兩方面的因素都有可能導致計算機硬件產生物理性故障，而一般又以計算機內部因素最為常見。
2.1 計算機內部原因
計算機中各類電子元器件故障。計算機中的各類電子元器件和其他配件的質量及制作工藝等都會影響計算機硬件的使用和壽命，元器件的損壞、性能降低等都可能會使計算機無法正常工作。
機械故障。機械故障一般產生于計算機設備中，如計算機某些零件或者部件的損壞，零件的變形、斷裂、間隙增大以及固定零件的松動等都屬于機械故障，這類故障一般容易發生且易于排除。
2.2 計算機外部原因
來自計算機外部的因素也經常會導致計算機硬件故障從而使得計算機無法正常工作，如計算機長時間處于過過多的灰塵、靜電、潮濕的環境、外部電壓不穩、開關電源質量較差、計算機使用者沒有經常性的硬件維護等習慣等都有可能導致硬件設備故障。
3 計算機硬件維護的基本原則
（1）由易到難進行排查。計算機硬件一般種類較多，一些很容易被忽略的電源問題、設備連接等都有可能導致計算機無法正常工作，因此計算機硬件出現問題的原因往往極為復雜，可能是某一原因也可能是多種原因導致的，例如我們平時常見的電腦黑屏故障，其就可能是顯示器電源問題、顯卡松動、硬盤數據錯損壞等原因導致，因此當計算機發生硬盤故障后，首先從最簡單的原因逐一排查，然后再向稍微復雜的方向進行考慮排查，如此可有效節約時間，提高硬盤問題解決的效率。（2）由外到內進行檢查。計算機硬件故障發生后，應首先從檢查計算機設備入手，如先查看計算機電源是否正常、是否有設備連接松動等，然后再一步步向主機進行排查，有時候計算機無法正常工作可能是由插板解除不良等這種簡單的小問題所致，進行排查的時候不可對其進行忽視。
4 一些常用的硬件維護方法
掌握一些常用的硬件維護方法可快速排查計算機硬件故障發生部件等，對于進行有效的計算機硬件維護有事半功倍的效果。（1）觀察法：觀察法主要是工作人員采用看、聽、摸等方法來觀察和判斷計算機硬件設備可能產生故障的部件以及原因，一般看主要是觀察計算機的工作環境、外部連接情況，查看計算機顯示器上所顯示的信息，操作系統、軟件安裝等方面的情況；聽主要是聽計算機主機里的CPU、風扇等的轉動情況，硬盤工作以及設備啟動時的警報聲等；摸主要是用手檢查CPU、顯卡等是否有過熱的情況，各個設備的鏈接是否完整等，這是硬件日常維護的基本方法。（2）插拔法：插拔法也是一種常見的排查硬件設備的方法，主要是來拔掉然后再重新插入各個設備，主要檢查故障是否由設備接觸不良、松動等情況引起。（3）硬件替換法：替換法是指通過替換可能產生故障部位的硬件設備來確定故障點的方法，如果在硬件替換后計算機可正常工作，則可以確定故障發生的原因和部位。（4）逐一排除法：逐一排除法是指逐一對硬件進行排查以檢查發生故障的部件的方法，一般情況下需要保證計算機可正常啟動的基本部件如電源、主板、CPU等最基本的硬件模塊，然后逐一增加硬件，如果發生故障，則可以確定發生故障的部件。
5 計算機硬件設備的維護及創新管理
在對計算機硬件設備進行維護時，應按照計算機硬件設備的五大組成部分來進行逐一維護，尤其是對硬件設備中的核心元件如CPU、內存等要尤為重視。
5.1 CPU維護及故障排除
對在設備進行維護和故障解決的過程中，要實現了解相關硬件設備的規格參數，對各個硬件常見的故障等有基本的了解，這是有效應對硬件故障的基礎。
常見的CPU故障主要有計算機通電源之后只有電源閃動，無其他反應，顯示器不顯示無法進入操作系統，或者計算機出現經常性的死機現象，系統運行不穩定等。常見的CPU故障排除方法主要有將CPU拆除后檢查CPU的針腳及觸點等地是否存在銹蝕、彎曲等現象，如有要及時清除銹蝕等雜物，保證CPU芯片和插座接觸良好；在對計算機進行硬件選擇時，應盡量選擇跟CPU相適合的其他硬件如主板、內存等，避免因硬件與硬件之間因兼容性不足而導致的硬件故障；同時定期對CPU進行灰塵清理，避免CPU超頻使用，保證CPU外頻與倍頻在正常狀態下，盡量使用高質量的優質導熱硅脂，提高散熱效率，保證CPU的散熱要求。
5.2 主板維護及故障排除
一般而言主板中容易出現故障的部位集中在內存條插口，各類總線插槽等，導致主板損壞的原因也有很多，如主板和硬件兼容性差、電源系統不良、元件器故障、工作環境惡劣等，日常進行維護以及故障排除應先從觀察主板外觀、檢查電源、查看各元件器再到內存、顯卡、硬盤的順序逐一進行維護和排查，平時的維護過程中要注意對主板進行不定期清潔、除塵，在除塵的時候，輕取下主板用細軟羊毛刷輕拭掉其表面的灰塵，定期對主板進行清洗，在清洗的過程中先把主板放置于干凈的清水中，用羊毛刷洗去其表面的灰塵及污垢，然后放在通風處等其表面的水滴風干后再用紙包好放在陽光下，避免主板積塵而腐蝕。
5.3 內存的維護及故障排除
內存發生故障后計算機經常會出現死機、主板發出“嘀嘀”的短小警報聲、藍屏、無法啟動或無法進入操作系統、經常提示注冊表損失等情況，內存發生故障后應根據不同原因進行排除。對于因內存使用時間久發生的氧化而造成的內存與卡槽接觸不良造成的內存故障，可將內存取下，使用橡皮擦輕拭去其表面的氧化層即可；對于因兼容性問題導致的，應改用同規格的內存；另外要注意內存安裝過程中應避免暴力拔插等人為可能造成的內存損壞行為。
5.4 硬盤的維護及故障排除
硬盤是計算機中重要的專門用以存儲數據的部件，也是計算機硬件中很容易產生故障的硬件之一，常見的故障有機械故障、盤片故障、操作不當引起的分區表破壞等等，針對不同情況采取針對性的硬盤故障排除方法，如當計算機顯示“硬盤C驅動失敗，運行設置功能，按F1鍵重新開始”時，就要判斷是因硬盤設置的參數和格式化時所采用的參數不同導致的，這時就需要重新設置硬盤參數，重新分區等方式來解決；此外，在平時應加強對硬盤的日常維護，例如在硬盤還處于工作狀態中避免強行關機，因為硬盤在讀取數據以及存儲數據的過程因為突然斷電極易造成硬盤數據丟失和硬盤損壞，同時日常應注意硬盤散熱，避免硬盤因溫度過高而出現問題，養成定期對硬盤進行掃描以及碎片整理，不要頻繁地格式化硬盤，尤其應避免對硬盤進行低級格式化，在使用過程中還應避免硬盤長時間超負荷工作如不間斷下載任務等。
5.5 顯示器的維護及故障排除
顯示器的常見故障主要有顯示器黑屏、顯示錯誤信息如“超出頻率范圍”、顯示器內有元件燒糊的氣味、或者顯示器發出異常聲音以及顯示器顯示畫面變形扭曲等，針對顯示器不同的故障采用不同的排查方法，如開機后顯示器出現畫面抖動現象，不久即恢復正常，就該考慮是由于顯示器內部受潮所致，進行排除時應更換新的顯像管高壓包；在日常的維護過程中，應保證顯示器周圍環境干凈清爽，避免過于潮濕，并對顯示器予以定期除塵，避免長時間開機等。
5.6 顯卡的維護及故障排除
計算機硬件的基本部分范文2
關鍵詞：計算機組成原理；實驗教學；教學內容；教學過程；教學實踐
1問題的提出
《計算機組成原理》課程是高校計算機相關專業本科生必修的一門核心專業基礎課程，在整個專業課程中具有重要的地位。進行年來，計算機技術無論在軟件還是在硬件方面都得到了飛速的發展，計算機系統在人們生產、生活的各個領域都得到了越來越多的應用?！队嬎銠C組成原理》課程為這些應用提供了必不可少的基礎理論。然而，我們不得不面對這樣一個實際情況，那就是《計算機組成原理》課程偏向于計算機硬件，其理論性強，抽象，學習難度大。而我校的教學定位于培養應用型人才，因此，計算機相關專業的學生普遍存在著重視軟件相關知識的學習，而輕視硬件相關知識的學習的心理及現狀。如何通過課程實驗教學的合理組織與安排，達到提高學生學習的主動性，培養學生學習的興趣，提高課程教學的效果的目的，是一個需要迫切解決的問題。本文結合課程理論教學的實踐，從實驗課程的理論教學內容的設置、實驗教學內容的設置，實驗教學過程的設計以及實驗教學方法等方面，對實驗課程的內容和教學方式進行介紹，并結合實驗教學的效果進行了歸納總結，以期為《計算機組成原理》課程實驗教學提供思路和借鑒。
2課程理論教學內容的設置
《計算機組成原理》課程的教育目標定位于使學生掌握單CPU計算機的組成原理與內部運行機制，包括計算機系統的基本組成與結構，計算機硬件的功能部件的組成及工作原理，為學習理解高級語言編寫的程序如何被執行的過程和原理提供理論基礎。具體教學要求如下：1)理解各大部件互連構成整機系統的技術以及計算機系統的概念性結構和功能特性。2)理解單CPU計算機的完整硬件組成、基本運行原理、內部運行機制。3)能夠運用計算機組成的基本原理和基本方法，對有關計算機硬件系統中的理論和實際問題進行計算、分析，并能對一些基本部件進行簡單設計。4)在知識、能力兩方面都得到提高。課程理論課的教學內容按照馮•諾依曼結構劃分，包括：1)計算機中的數據表示和運算方法，包括：定點數的表示和運算、浮點數的表示和運算；2)計算機中的運算器部件，包括：算術邏輯單元、定點運算器結構、浮點運算器結構；3)存儲系統，包括：存儲系統的層次結構、主存儲器、高速緩沖存儲器、其他形式的高速存儲器、虛擬存儲器系統、輔助存儲器；4)總線，包括：總線信息傳輸、總線的工作方式、總線仲裁、總線標準；5)指令系統，包括：指令格式、尋址方式、指令類型；6)控制器，包括：控制器的功能和基本結構、指令的執行過程、微程序控制器、硬布線控制器；7)輸入/輸出系統，包括：設備、輸入/輸出接口、輸入/輸出信息傳送控制方式。
3課程實驗教學內容的設置
實驗教學內容按照理論教學進程安排，以單元實驗為主，每一章節的理論教學內容都對應安排相應的實驗教學內容，并再最后安排一次貫穿課程全部內容的綜合性實驗內容。驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗的構成比例為4：3：1。實驗內容與理論教學內容緊密結合，目的是加深學生對理論知識的理解。同時，通過合理地安排實驗教學過程，培養學生的基本設計能力和實踐能力。通過合理的設計教學內容和形式，既幫助學生對計算機硬件系統的各組成部分的結構原理和工作過程有了充分的理解，又提高了學生的學習興趣，取得了良好的教學效果。
4實驗教學過程的設計與實驗教學方法
不同實驗性質的實驗內容采用不同的教學過程的設計和教學方法。1)驗證性實驗的教學過程和教學方法驗證性實驗的教學過程包括：學生課前預習，實驗課前檢查實驗內容及要求的講解實驗原理的講解及實驗芯片的介紹操作步驟講解及示范學生動手實驗，教師個別輔導答疑實驗驗收，評定驗收成績。2)設計性實驗的教學過程和教學方法設計性實驗的教學過程包括：學生課前預習，實驗課前檢查實驗內容及要求的講解課程理論教學相關原理的回顧實驗方法的講解學生進行實驗過程的設計學生設計成果檢查學生動手實驗教師實驗總結實驗驗收，評定驗收成績。3)綜合性實驗的教學過程和教學方法綜合性實驗是將前面幾個實驗中的單元電路組合在一起，構成一臺簡單的模型計算機。使用的單元電路主要包括運算器、存儲器，以及微程序控制器。實驗模型機是用微程序控制器實現數據通路的控制，通過執行由機器指令組成的簡單程序體現模型機的功能。其教學過程包括：學生課前預習，實驗課前檢查實驗內容及要求的講解課程理論教學相關原理的回顧模型機工作原理以及操作步驟的講解操作示范學生動手實驗，教師個別輔導答疑實驗驗收，評定驗收成績。最后，通過驗收成績和實驗報告成績，綜合給出課程實驗成績。
5結束語
近五年的教學實踐表明，《計算機組成原理》實驗教學調動了學生做實驗的積極性，使學生在實驗過程中能主動上手，將抽象的理論知識進行了具體又直觀的展示，使理論教學內容得到了形象化和具體化，有利于理論內容的消化理解，有效地提高了學生分析問題、解決問題以及動手實踐的能力。
參考文獻：
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計算機硬件的基本部分范文3
摘 要：文章首先介紹國外相關課程的實踐教學情況；在分析對比國內計算機組成原理課程實踐教學情況的基礎上，提出相應的實踐教學改革思路，規劃出一整套實踐教學方案。南京大學在相關課程的實踐教學方面對這些改革方案進行了探索，實踐結果表明，這種改革方案是有效的。
關鍵詞：計算機組成原理；實踐教學；教學改革；課程實驗
作者簡介：袁春風，女，教授，研究方向為Web信息檢索與本文挖掘、多媒體文檔處理、計算機體系結構；張澤生，男，高工，研究方向為計算機體系結構、嵌入式系統；蔡曉燕，女，工程師，研究方向為微電子技術、嵌入式系統；楊若瑜，女，副教授，研究方向為圖形圖像處理；王帥，男，講師，研究方向為計算機體系結構、嵌入式系統。
1 計算機組成原理實踐教學改革的必要性
計算機組成原理是計算機專業最重要的核心基礎課之一，在整個計算機專業教學中起著重要的承上啟下的作用。該課程對于學生完整地理解計算機系統的層次結構，系統地建立計算機整機概念，培養學生對計算機系統的分析、應用、設計及開發能力，都具有非常重要的作用。
從國內高校計算機組成原理課程的教學情況來看，大部分高校都把它當成一門純硬件課程進行介紹，最多加入一些匯編程序設計方面的內容。對于課程的實驗內容，大多數高校還是停留在驗證性實驗階段，這樣的教學理念和實驗內容，沒有讓學生參與和經歷從高級語言程序到機器代碼、從機器代碼到機器結構的轉換過程，也沒有讓學生針對一個給定的指令系統，分析設計出實現該指令系統的計算機基本部件和
完整框架結構，因而，很難使學生能夠真正了解計算機系統的工作原理和硬件系統結構，實驗手段和教學內容與現代計算機技術的發展水平和實際情況脫節，與國外一流大學相比有很大差距，因此，迫切需要進行教學內容和教學模式的改革探索，特別是實踐環節的教學改革。
2 國外一流大學相關課程及其實驗情況
為了更好地規劃相關課程的課程體系和教學內容，改革現有的實踐教學模式和教學內容，我們對美國幾所一流大學計算機專業相關課程的實驗情況進行了跟蹤調查。表1給出了對MIT、UC-Berkeley、Stanford大學、CMU這四所大學相關課程的實驗情況總結。這些信息源自這些大學相關課程的最新課程網站[1-7]。
表1 美國部分大學計算機專業相關課程實驗教學基本情況
從表1可以看出，這些學校開設的相關課程都只要求選課學生具有C語言或同類編程語言的程序設計基礎，能熟練使用計算機即可。MIT的相關課程更偏重于硬件底層，UC-Berkeley的次之，而Stanford和CMU的類似，主要從程序員角度介紹計算機系統，更偏向于系統軟件層面。
MIT的相關課程“Computation Structures” 同時面向EE和CS兩個專業開設；其實驗教學模式是通過各類模擬器實現從門電路特性、匯編、處理器到I/O等偏硬件層面上的分析和設計實驗。
UC-Berkeley的相關課程從2011年開始有比較大的改變，原先的課程名稱為“Machine Structure”，現在改為“Great Ideas in Computer Architecture”；所用教材除了原先使用的一本關于C語言和一本關于計算機組成與設計方面的以外，還將一本關于數據中心計算機系統的教材增加為課后閱讀材料；涉及的實驗項目也有非常大的改變，原先的14個實驗主要分五類：C語言編程實驗、匯編程序設計實驗、流水線CPU等硬件邏輯電路設計實驗、Cache和虛存的模擬實驗、多核多線程編程實驗，改進后的課程實驗增加了云計算平臺上的數據級并行編程(MapReduce)和多線程編程(OpenMP)實驗等，讓學生通過實驗體驗不同粒度下的并行處理技術。
Stanford大學和CMU的相關課程所用教材一樣，實驗內容也差不多，通過一組精心設計的C語言編程實驗，使學生能夠更好地了解高級語言程序轉換為機器代碼的過程，深刻理解底層機器的系統結構(包括指令格式、數據表示、寄存器組織、Cache結構、虛存空間的映射等)，提高編制高效程序和調試程序的能力，并為后續的體系結構、編譯技術、操作系統等課程打下良好的基礎。
通過對MIT、UC-Berkeley、Stanford大學和CMU等多個美國一流大學在相關課程方面教學情況的跟蹤，我們發現，除MIT由于CS和EE一起開課而使課程內容較偏底層硬件外，其他三所學校相關課程的教學內容和實驗內容基本類似，其教學理念和教學思路也非常相似，基本上都是按照“C語言程序匯編語言程序機器目標代碼處理器結構”為主線組織內容，都是站在計算機系統的高度來闡述計算機硬件系統的結構和設計思想，以程序員的角度來認識計算機系統，強調軟件與硬件的關聯，使學生能很好地在高級語言程序、匯編語言程序、機器指令代碼和機器結構之間建立相互的對應轉換關系，以建立對計算機系統的整體認識。特別是這些大學相關課程的實驗內容都和課堂教學內容完全一致，課堂所學內容就是學生需要動手實踐的內容，在考核中實驗和大作業占有50%～60%的分值，由此可見，國外一流大學對本課程的實踐教學環節是非常重視的。
通過對上述幾個大學相關課程的跟蹤調查，我們還發現，雖然它們的相應后繼課程名稱不同，但課程的實驗內容類似，都要求用硬件描述語言在FPGA上進行流水線處理器設計等實驗，而且基本上以RISC處理器的典型四段或五段流水線CPU設計為目標。這方面的實驗，對EE和CE的學生是必須做的，而對于CS的學生，有些學校則沒有要求必須做。
3 實踐教學存在的問題
目前，國內已經有一些高校的計算機組成原理或同類課程通過借鑒國外一流大學的先進做法，在教學內容和教學模式等方面正在進行改革，取得了較好的教學效果。但是，絕大多數高?；旧线€是沿用傳統的教學理念，教學內容還停留在對計算機硬件系統的基本構成和基本設計原理性介紹方面，既不像國外EE或CE專業開設的類似“數字系統設計”那樣的硬件設計課程，能夠讓學生真正了解如何用硬件描述語言通過FPGA來設計現代計算機硬件系統；也不像UC-Berkeley的CS專業開設的“Machine Structure”那樣介于軟、硬件之間的課程，能夠讓學生深刻理解程序如何轉換為機器代碼并在硬件上執行的過程；更不像Stanford大學和CMU的CS專業開設的COS和ICS兩門課程那樣，能夠讓學生從程序員角度理解計算機系統底層的關于硬件結構和系統軟件的重要概念及其相互關聯。因此，目前大多數高校的“計算機組成原理”課程的教學，既沒能達到培養學生利用現代化工具進行實際硬件設計的能力，也沒有讓學生學會運用機器底層硬件和系統結構知識來開發高效軟件和調試程序，更沒有通過該課程讓學生建立起計算機軟、硬件系統的整體概念。特別在實踐教學方面，與國外同類課程相比更是相差甚遠。
與國外一流大學相比，國內高校的計算機組成原理實踐教學普遍存在以下幾個方面的問題。
1) 各專業的實驗要求沒有區分。
國內絕大多數高校都會把計算機組成原理課程作為計算機所有相關專業的必修課，但實際上對于不同專業，其教學目標和實驗要求是不同的。國內本科計算機相關專業設置名目繁多，不同的學校相差很大，有的學校只有計算機科學與技術一個專業，有的學校還有軟件工程、計算機工程專業，還有一些學校甚至還有信息安全、信息工程、計算機應用、物聯網等專業。很明顯，不同專業的培養目標是不同的，因而，對于計算機組成原理的實驗要求也是不同的。目前，國內該課程的實驗大部分是功能部件的驗證性實驗和微程序設計實驗，有些學校會有匯編程序設計實驗，也有學校不做實驗，還有少數學校采用EDA方式進行CPU設計等實驗。但是，絕大多數學校選擇實驗內容和實驗方式時，并沒有考慮到不同專業的不同要求。
2) 和課堂教學內容不能很好配合。
由于傳統的計算機組成原理實驗系統和實驗設備是由公司或其他單位開發的，無法自主確定實驗模式和實驗內容，因而，很容易造成實驗內容和課堂教學內容不能很好配合的問題，造成實驗效率低下，并且不能很好地起到鞏固課堂教學的目的。
3) 實驗內容缺乏系統性和先進性。
傳統的驗證性實驗通常是在部件級進行驗證實驗，通過插拔連線、撥動開關、編制微程序等方式與實驗系統進行交互，因而無法構建一個完整的計算機硬件系統的綜合設計實驗。此外，絕大多數高校在該課程教學中沒有軟件編程實驗和Cache、虛存等相關模擬實驗。
4) 實驗平臺和實驗手段落后。
沒有采用現代化的EDA工具軟件和CPLD/ FPGA實驗平臺，更沒有像國外大學那樣，利用各種模擬器、云計算平臺、仿真系統，以及各種編程開發工具來進行實驗，導致學生缺乏利用先進工具和平臺進行學術研究和項目開發的能力。
5) 實驗過程管理和考核機制不完善。
國內實驗系列教師普遍缺乏，而助教制度又極其不完善，不像美國大學那樣，每門課可以配備7、8個，甚至十幾個領助研費的助教，因而在實驗過程管理上很不完善，特別是實驗的檢查、考核和反饋等很難做到像美國大學那樣到位，這也大大影響實驗教學的效果。
4 實踐教學改革和成效
針對目前計算機組成原理實踐教學存在的問題，我們在對美國一流大學相關課程實驗情況的考察研究基礎上，提出了相應的改革思路和實踐教學方案，并在近年來的教學過程中，逐步進行了探索實踐。
目前，我系開設的相關課程是計算機組成與系統結構和專門的計算機組成實驗課程，與國內大多數高校開設的計算機組成原理相比，我們強化了流水線CPU設計方面的內容。其先行課程除了C和C++程序設計課程以外，還有數字邏輯電路及其專門的實驗課程，學生會在這兩門課程中學會EDA設計的基本方法，并具有簡單數字系統設計的基本能力。而計算機組成原理方面的實驗實際上包含了國外類似于數字系統設計課程中的一些實驗。
根據本課程內容抽象、概念枯燥，以及實踐性強的特點，我們采用了編程實驗、硬件設計實驗和創新實驗三階段遞進式的創新型實驗教學方案。為了保證對實驗過程的嚴格管理和加強對學生的指導，我系每年專門招收7～10名碩士研究生組成實驗輔導小組，在每年暑假由實驗指導小組的老師先對他們進行培訓，然后他們再在實驗過程中輔導學生，并對實驗結果進行檢查。
編程實驗是在進行理論課教學的同時要求學生完成的一組實驗。通過編程實驗使學生能從程序員角度深刻理解教學內容中比較抽象的一些概念和知識，例如，機器代碼的表示、高級語言源程序與機器代碼的對應關系、數據的表示和運算、訪存異常(存儲保護錯)、運算結果溢出、大端/小端方式、對齊存放、Cache結構和程序訪問局部性的關系、虛存地址空間的構成、靜態數據區和堆區/棧區的區別、系統性能評測方法等，使得課程內容對學生來說不再是抽象、枯燥的概念，而是能夠通過對程序的調試跟蹤，以及對程序運行結果的分析，將這些抽象的概念變成容易理解的看得見的具體數據。這樣，不僅有助于學生對教學內容的深刻理解，而且培養了學生學習本課程的興趣，增強了學生的編程動手能力，特別是將底層機器級概念運用到編程設計和調試中，這對于提高學生編寫正確、高效的程序和增強程序調試能力，是非常有幫助的。同時，也讓他們了解到將來即使不從事計算機硬件設計工作，本課程學到的知識和培養的專業意識在今后的軟件開發或計算機科學研究工作中也是非常有用的。
硬件設計實驗是在理論課程結束后的一個學期專門開設的計算機組成實驗課。要求學生用硬件描述語言在FPGA板上進行硬件設計，并最終實現一個實際的流水線CPU。由于在課堂教學內容中加大了對CPU設計、特別是流水線CPU設計的力度，使學生打下了很好的理論和技術基礎。將實驗內容與課堂教學完全結合起來后，改變了原先課堂教學和實驗教學內容脫節的現象，因此，除了實驗教材外，課堂教學的教材本身也成為了實驗教材的延伸。為了加強對學生的計算機系統尤其是CPU設計能力的培養，我們提出并進行了“以流水線CPU設計為核心”的高起點創新性實驗教學改革，采用“基于硬件描述語言和FPGA，以功能部件設計為先導，單周期CPU和多周期CPU設計為過渡，最終實現流水線CPU”的實驗教學方法。學生通過親自體驗從設計、實現到驗證的整個過程，大大加深了他們對課程內容的理解，不僅掌握了CPU設計的理論知識，也深刻理解了整個計算機系統的設計思想和方法，并使所學知識轉化成了運用知識的能力，同時還培養了部分學生對計算機硬件設計的興趣和信心。
創新實驗課是在相關課程結束后對少數對計算機底層軟/硬件設計特別有興趣的學生開設的開放性實踐教學活動。我們意識到，國家迫切需要一批能掌握先進的CPU和系統軟件等計算機核心技術的尖端人才，這是高校計算機人才培養的重要任務之一?；诒菊n程在計算機系統中的重要核心地位和在計算機人才培養中應起的作用，我們提供了相關的創新實驗室，為這些學生提供全方位的實驗支持。學生可以自主選擇創新項目，實驗室提供相應的實驗平臺和條件，并配備指導教師或研究生助教進行全程指導。目前已經有4、5個創新團隊完成了相應的創新實驗項目，其中包含了江蘇省級重點和南京大學重點創新項目，還有一個團隊設計實現了一個與MIPS32 2.62兼容的82條指令的五級流水線CPU。參加創新實驗項目的絕大多數成員都被保送進了中科院、北大等國內一流大學和科研院所，也有一些同學得到了美國著名大學的青睞，選擇出國繼續深造。
5 結語
計算機組成原理課程的地位和特點決定了在該課程教學過程中加強實踐環節的重要性。國外一流大學都非常注重該課程的實驗教學，實驗內容和手段不斷更新，而且特別注重對實驗過程的管理和對實驗成績評定的公平性。近年來，國內一些大學也開始對該課程的實驗手段和實驗內容進行改革，取得了一定的
成效。但是，大部分高校還在采用傳統的實驗模式與國外一流大學相比差距較大。
我系在本課程的實踐教學方面進行了一些有益的探索，實踐證明，采用新的實驗內容和實驗手段，對于學生全面掌握課程內容、培養分析問題和解決問題的能力、增強實踐動手能力、提高科技創新意識等各方面都是非常有用的。由于我們實驗改革時間不長，只是處于探索階段，因此，實驗內容和實驗模式還很不完善，特別是編程實驗內容，還有很多典型問題可以設計讓學生進行編程體驗，實驗管理中也還存在很多問題需要解決，包括如何合理評定實驗成績，如何防止抄襲等。此外，如何規劃銜接好上下游課程之間的實驗內容也是今后需要重點考慮的問題。
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Teaching Reform of the Principle of Computer Organization Lab Course
YUAN Chunfeng, ZHANG Zesheng, CAI Xiaoyan, YANG Ruoyu, WANG Shuai
(Department of Computer Science and Technology, Nanjing University, Nanjing 210093, China)
計算機硬件的基本部分范文4
關鍵詞：信息技術；計算機維護；實驗教學；探索
高中信息技術學科開展計算機維護實驗教學的必要性
1.高中信息技術學科教學現狀分析
江蘇普通高中信息技術課程標準中指出：“網絡技術應用模塊要注重學生對網絡技術和參與創造性活動的興趣；要結合實際條件，把網絡技術基礎知識和基本技能整合到學生的日常學習和生活中去，避免技術與應用、理論與實踐相脫節?！?/p>
根據最近幾年江蘇普通高中信息技術學業水平測試調查，現在江蘇省大部分普通高中學校對信息技術課程的選擇是必修《信息技術基礎》加選修《網絡技術應用》模塊。但在實際的教學中，鑒于信息技術學業水平測試考試壓力、學科尷尬地位及學校教學設備等多種因素影響，大多數學校都只是在保證學業水平測試的前提下，開展軟件應用教學，而在計算機網絡設備的軟硬件維護方面，對學生沒有進行相關能力培養。甚至一些生源相對較差的學校在信息技術課程方面只是滿足于學業水平測試考什么教什么學什么。這些教學現狀是與素質教育以及信息技術新課程理念相違背的。
2.高中學生家庭計算機網絡維護需求分析
江蘇省蘇南地區經濟發展相對較好，隨著居民生活水平的提高，現在蘇南城鎮地區多數高中學生的家庭娛樂生活、學習都已通過家用計算機網絡來實現，智能手機、平板電腦等無線設備的普及，更是讓不少家庭的網絡成為一個小型混合有線無線接入的局域網。同時，計算機及網絡設備的安全故障問題也日漸凸顯，如隨著計算機使用時間的延長，系統運行速度會越來越慢，如何進一步優化系統，提高計算機運行速度？計算機在使用中死機了怎么辦？感染了病毒、木馬怎么辦？網絡不通暢怎么辦？據筆者的調查，目前高中學生家庭的計算機出現故障一般是父母及親戚朋友幫忙處理，或請電腦維修公司的專業人員解決問題。可這不僅耗時較長，而且可能需要一定費用，更有甚者還有可能被不良維修人員欺詐，其實有很多計算機故障只要學生稍微有點計算機維護知識就可以自行處理。
因此，結合教學現狀和家庭實際需求分析，在信息技術學科開展計算機維護實驗教學是有必要的，高中學生學習計算機維護技術完全可以學習致用，效果立竿見影。高中階段正是學生探索、動手欲望最強的時期，通過實踐參與處理故障，可優化自己家庭計算機網絡的性能，保證計算機的安全，能大大提高學生的學習興趣。
高中信息技術學科開展計算機維護實驗教學的可行性
1.實驗課堂前期準備
課程教學的修改離不開學校領導的支持，筆者所在學校創建的特色校本課程與科技創新制作有關，筆者開展計算機維護實驗教學的實踐探索也得到了學校的大力支持，學校特意組建了計算機維護教學實驗室。那些淘汰的辦公舊電腦和購置的雙絞線、無線網卡、無線路由器及交換機等網絡設備及壓線鉗、螺絲刀等維修工具充實了實驗器材，當然教師也應該著重強調實驗安全注意事項，以防突發事件發生。
2.實驗課堂組織模式
傳統的信息技術上機課，是在機房采取講練結合、實時輔導的形式要求學生將課堂教學內容再練習、再鞏固，或者結合所學軟件知識，制作相關創作作品。教學評價以學生的上機表現、完成的作業或提交的軟件設計作品為主要參照。而計算機維修實驗課則應該是具有較為嚴謹的實驗流程，在教學中運用實驗形成、發展和檢驗理論原理，并使理論在實踐中得到應用，教學評價是通過實驗的整個過程以結論的得出、實驗報告的生成為主要參照的。
例如，筆者在對近兩年的高一學生的調查中發現，家中有計算機能上網的學生不少了，可是拆開過機箱，見識過計算機各組件設備的卻是寥寥可數。學生在書本上獲得的計算機硬件知識只是明白各部件功能，在基礎的計算機組裝的實驗中，學生通過親手拆開主機箱，對應講解計算機部件參數知識，拆卸安裝主板、CPU、硬盤、內存、光驅等部件，可以加深學生對計算機硬件知識的理解。尤其當學生安裝不準確、部件接觸不良導致出現一些故障時，教師可以及時針對故障給予現場指導。學生通過組裝實驗，能掌握計算機的基本部件構成、功能參數和組裝步驟，認識到組裝電腦過程中的一些關鍵注意點，能實際分析解決一些家庭計算機的小故障，從而激發了他們的學習興趣。
3.實驗學生參與層次
教師開展計算機維護實驗教學，需要考慮到學生的興趣程度及有效參與度。信息技術日新月異，軟硬件更新換代快，維護技術也在時時更新。計算機維護技術是很繁雜，對大多數學生來說只需掌握常見的維護應用技能就可以了，對于一些感興趣有特長的學生可以適當進一步培養。筆者結合學校校本課程開發及相關學生社團建設，為參與的學生設計了三個不同級別層次的計算機維護實驗課程：即面向全體學生層次的信息技術課堂必修實驗課程、面向感興趣選修學生層次的校本課程選修實驗課程、面向特長學生層次的學生電腦技工社團培訓課程。
4.實驗教學內容設計
高中信息技術學科開展實驗教學的主要目的是培養學生的簡單動手維護計算機軟硬件的能力，對實驗內容的設計從學生參與的三個不同層次著手。信息技術課堂必修實驗課程包括計算機硬件組裝、清理機箱內部灰塵、開機不能啟動計算機的簡單判斷、常見上網故障排除、360等第三方安全軟件的使用、雙機互連等；信息技術校本課程選修實驗課程包括多機組局域網、模擬家庭多終端組無線網、系統優化整理等；學生電腦技工社團培訓課程包括雙絞線制作、教室多媒體設備常見故障維護、系統維護重裝等。
開展計算機維護實驗教學的實踐效果
在學校特色課程的整體推動下，筆者的計算機維護實驗教學實踐也積極開展起來，經過近一個學年的實踐，學生們普遍在信息技術課堂上感受到了計算機維護實驗教學帶來的益處。計算機維護實驗教學實踐開展后，有的學生在周記中分享了第一次拆開機箱的好奇，在實驗課堂上學生們認真學習相關維護技能；有的學生回家利用所學技能解決了家中計算機存在的故障。主題維護QQ群更是師生互動交流計算機維護經驗的良好平臺。電腦技工社團成員也成為信息技術教師的好幫手，能及時幫助教師判斷甚至解決一些簡單常見的校園辦公計算機及教室多媒體設備故障，提高了學校的設備維護工作效率。該社團正準備以學校志愿者小隊形式參與網格文化進社區活動，為社區居民提供計算機維護服務。
隨著網絡越來越多地融入學生的學習生活，學生在使用計算機的過程中各種安全故障問題也會日漸突出，計算機維護技能將是計算機使用者的信息素養必備能力之一。高中學生掌握計算機維護技術，具備一定的計算機維護技能已是時展的必然。
參考文獻：
[1]陳雅蓉，朱彩.蘭信息技術課程中的實驗課教學研究[J].中國信息技術教育，2011（1）.
[2]郭兆宏.大學生應具備計算機基本維護技能[J].計算機與信息技術，2006（12）.
計算機硬件的基本部分范文5
關鍵詞：計算機接口技術；教學改革；proteus
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）05-0112-02
Abstract： Computer interface technology is an important professional course to the major of medical information engineering. With the course theoretical and Strong practical， a series of reform measures such as applying software of proteus，Optimizing experimental teaching content and improving the examination system are put forword to achieve the goals of inspiring students' enthusiasm for learning， and improving the effect of teaching.
Key words： computer interface technology； teaching reform； proteus
1引言
《算機接口技術》課程是計算機科學與技術專業的一門專業主干課程，是大學本科生掌握計算機硬件基礎知識和常用接口技術的入門課程[1]。課程由微型計算機工作原理和微處理器、匯編語言程序設計、常用接口技術三個部分組成。該課程目的使學生通過本門課程的學習，掌握計算機系統的構成，建立起整機概念，并培養學生具有一定的獨立分析和解決問題的能力，為后續課程的學習以及將來的工作奠定堅實的基礎。但由于本門課程是一門實踐性很強的課程，并且具有知識點多、概念抽象、理論性強等特點，學生掌握起來并非易事，就以往學生的反應，此門課程學習難度大，知識不易理解，普遍存在“重軟件、輕硬件”的現象，大大降低了學生的學習熱情，動手實踐能力的培養也受到很大的限制，如何能夠提高學生學習熱情，激發學生的學習欲望，是需要解決的問題，筆者結合多年的教學經驗和教學實踐，在實驗教學過程中進行了一些教學改革的初步探索。
2 引用proteus仿真軟件
Proteus嵌入式系統仿真與開發平臺是英國labcenter electronics公司開發，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統設計與仿真平臺。它包括原理圖編輯與仿真軟件包isis和布線編輯軟件包ares兩部分組成。Proteus 7.5SP3及其以上版本新增對8086CPU及其相關接口芯片的仿真。硬件實驗設備由于結構固定、資源有限且成本高、損耗大以及壽命低等缺點，proteus的引用對于改善教學實驗環境，激發學生學習知識的求知欲，以及學習興趣，提高教學效果，是一個不錯的選擇，此外，學生只要在自己的電腦上安裝proteus軟件后，可以不受時間和空間的限制，進行設計仿真操作，既節約了成本，又能充分發揮學生自己的思維和想象，對實驗教學來說是一個課堂的延伸[2]。
對于8086來說，將其編寫好的源程序可通過外加EMU8086編譯器生成.exe文件，然后在proteus上進行仿真，達到教學目的。Proteus的引用不僅可在實驗教學上使用，也可在理論教學中使用，教師可以在課堂上邊講理論知識，邊進行教學演示，直觀形象，使學生對生澀難懂的知識進行有效的消化、吸收，是教學的有力的輔助工具。實踐證明，引用proteus，達到了提高教學效果的目的，更加利于學生學習興趣的培養。
Proteus是教學的一個有利的補充，但它只是一個仿真軟件，不能完全代替實物實踐，仿真實驗和實驗箱上的實驗還是有區別的，由于實際電路運行時表現的各種電氣特性等，使在proteus上調通的，在硬件上不一定能夠成功的實現，基于以上認知，采取proteus仿真實驗和實物實驗相結合的方法進行教學。要求學生先課下通過proteus軟件進行仿真，模擬實驗效果，再到實驗室進行實際硬件電路的操作，查看實驗效果，這種教學搭配，充分利用proteus仿真軟件的形象直觀性，增強學生好奇心，激發學生學習熱情，同時提高學生的學習效率，達到更好的學習效果。
3課時安排
計算機接口技術課程主要分為微機原理、匯編語言程序設計和接口技術三大模塊，共64學時，為兼顧各個模塊之間的承上啟下以及知識的連續性，主要分配學時如下表1：
微機原理主要講授微機基本知識，如微處理器、微型計算機、微機系統的概念以及微機的結構和工作原理、時序知識、指令系統等，匯編語言程序設計涉及內容有匯編語言源程序的格式、變量屬性、分支結構、循環結構和子程序設計，接口技術涉及內容有存儲器、輸入輸出接口、常用I/O接口芯片等。
實踐教學在整個課程中起著重要作用，通過實踐，對理論知識進行消化和理解，同時學生的動手能力能夠得到很好的鍛煉，培養學生分析解決問題的能力，做到理論與實踐有效的結合，實踐教學總學時16學時，具體分配如下表2，其中匯編語言程序設計部分安排4學時，由于此部分上機實踐只需計算機即可，不需其他硬件，學生在課上學習好程序的設計和調試方法后，可以利用課下時間在圖書館或宿舍完成作業和上機實踐，節約課上學時，為其他內容的講授提供充足的時間。
接口技術實驗共分為6次實驗，分別為proteus的使用、8259中斷控制器、8255并行接口芯片、8253定時計數器以及A/D、D/A轉換。每次實驗安排2學時，要求學生課下提前預習，為下次實驗做充分的準備，保證每次實驗順利地進行，完成相應的實驗任務。其中proteus的使用這一實驗安排1次，是因為在本門課程學習之先，學生已學習過《電路制圖與仿真》這門課程，此門課程主要介紹proteus軟件的使用，因此在proteus的實驗主要介紹EMU8086編譯器的使用，學會使用proteus進行8086的仿真。
常用接口芯片部分的5次實驗均設置了基本實驗部分和提高部分兩個層次，其中基本部分要求每一個學生必須完成，按照電路原理圖進行連線，編寫實驗程序，完成實驗效果。提高部分要求學生在完成基本部分后，有余力的學生可對電路進行設計并編寫相應的程序改善接口的性能。每一個層次的實驗，要求學生進行現場演示。
4實驗考核
實驗評分標準分為實驗操作部分、現場提問環節以及實驗報告三個部分組成。學生抽簽決定實驗考核內容，并進行現場演示，教師根據學生實驗操作過程、結果以及對現場的提問回答情況等形式進行現場評分，以激勵學生學習主動性，達到教學目的。
實驗操作部分占實驗總成績的比例為50%，現場提問環節所占比例為30%，實驗報告占20%，其中實驗報告要求學生重點報告在實驗過程中遇到什么問題，以及解決此問題的思路和方法以及實驗的心得體會，避免抄襲和實驗報告的形式化。
5充分利用多媒體
在進行實驗教學過程中，充分利用多媒體，提升教學效果。為提高學生學習的熱情，對于在實驗過程中難懂的知識點，可以采用動畫進行直觀形象的演示，使學生更加能蛄旎崾笛櫚哪諶鶯湍康模便于理解和記憶。
6結論
《計算機接口技術》是一門理論性和實踐性都很強的課程，對于此門課程的教學也是一個不斷學習和探索的過程。對于本門課程的改革實踐，實驗教學效果有了很大改善，學生主動性、學習熱情有所提高。此課程是一門公認的教師難教、學生難學的課程[3]。隨著時代的發展，計算機接口技術課程也應與時俱進，需要不斷完善教學體系，更新教學內容，尋求新的教學方法，提高教學效果，充分調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的綜合能力、科學素質，為社會培養更多高素質的復合型人才。本課程的改革是一項長期艱巨的任務，需要不斷探索和完善。
參考文獻：
[1] 王志軍，楊延軍，王道憲.微機原理實驗課程內容的層次化設計[J].實驗室研究與探索，2012，31（1）：105-106.
計算機硬件的基本部分范文6
關鍵詞 網絡安全；威脅；防范
中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）58-0173-02
隨著經濟社會的發展，網絡應用的范圃越來越廣泛，社會對網絡的依賴程度也越來越大，通過網絡闡述、存儲和處理的信息量迅速增長。這些信息涉及的范圍十分廣泛，如果有些保密信息或敏感信息受到懷有不良目的的人或組織的攻擊或者破壞，就可能會造成嚴重的后果。因此，網絡安全已經成為關系國家安全、經濟發展和社會穩定的一個重大問題。
1 網絡面臨的安全風險
計算機網絡一直面臨著來自多方面的安全威脅，這些威脅有來自外部系統的惡意攻擊、系統本身的安全缺陷或安全漏洞威脅，有系統內部各種應用軟件的安全漏洞威脅，人為或偶然事故構成的威脅，還有自然災害構成的威脅等。這些威脅，表現形式是多種多樣的，主要有以下幾點：1）身份竊取，即非法獲取合法用戶的身份信息；2）非授權訪問，即對網絡設備及信息資源進行非正常使用或越權使用；3）冒充合法用戶，即利用各種假冒或欺騙的手段非法獲得合法用戶的權限，以達到占用合法用戶資源的目的；4）數據竊取，即通過網絡竊聽他人傳輸的信息內容，非法獲取數據信息；5）破壞數據的完整性，即利用中斷、篡改和偽造等攻擊手段，攻擊或破壞數據的完整性，干擾用戶的正常使用；6）拒絕服務，即阻礙或禁止通信設施的正常使用和管理，使網絡通信被刪或實時操作被延時等；7）否認，即參與通信的各方事后否認其參與的行為；8）數據流分析，即通過分析通信線路中的信息流向、流量、流速、頻率和度等，從而獲得有用信息；9）旁路控制，即攻擊者發現系統的缺陷或安全弱點，從而滲入系統，對系統進行攻擊；10）干擾系統正常運行，即改變系統的正常運行方法，降低系統的運行速率或者是減慢系統的響應時間等；11）病毒與惡意攻擊，即通過網絡傳播病毒，或者對網絡進行惡意攻擊，破壞網絡資源，使其不能正常工作，甚至導致癱瘓；12）電磁泄漏，即從設備發出的電磁輻射中泄露信息；13）人員疏忽，即工作人員沒有按照安全規章制度要求辦事，給網絡帶來威脅。
上述安全威脅的表現形式可以歸納為兩大類，即對實體的安全威脅和對信息的安全威脅。實體安全威脅實體安全威脅是指對計算機設備、網絡設備、通信設施、通信線路及網絡環境等物理實體構成的安全威脅。實體安全威脅包括自然災害，設備故障（如斷電、器件損壞、線路中斷等），工作場所與環境的影響（如強磁場、電磁脈沖干擾、靜電、灰塵等），人為破壞（如誤操作、惡意攻擊等），以及設備、軟件或資料的被盜與丟失等。實體安全威脅輕則可能引起網絡系統工作的紊亂，重則可能造成網絡癱瘓，從而可能造成巨大損失。由于實體安全威脅中所涉及的實體多、環節多，實體分布的范圍廣，實體安全威脅情況復雜，給分析與實施安全措施和安全策略制定帶來了很大困難。因此，要減少甚至避免實體安全威脅，提高網絡安全性，就必須首先做好實體的安全防范工作。第二方面是信息安全威脅，信息安全威脅是指信息在加工處理、傳輸和存儲過程中所受到的安全威脅。對于在網絡信息傳輸過程中所受到的安全威脅主要有4種，分別是截獲、中斷、篡改和偽造等。
2 網絡安全內容
網絡安全是指通過各種技術手段和安全管理措施，保護網絡系統的硬件、軟件和信息資源免于受到各種自然或人為的破壞影響，保證系統連續可靠地正常運行。硬件資源包括：計算機、通信設備和通信線路等；軟件資源包括：維持網絡運行的系統軟件和應用軟件；信息資源包括：通過網絡傳輸、交換和存儲的各種數據信息。信息安全是網絡安全的本質核心，保護信息資源的機密性、完整性和真實性，并對信息的傳播及內容有控制能力是網絡安全的核心任務。按照網絡安全的機構層次來劃分，網絡安全可以進一步分為物理安全、運行系統安全和網絡信息安全等3個基本組成部分。
2.1物理安全
物理安全即實體安全，是指保護計算機設備、網絡設施及其他媒體免遭地震、水災、火災、雷擊、有害氣體和其他環境事故(包括電磁污染等)的破壞以及防止人為的操作失誤和各種計算機犯罪導致的破壞等。物理安全是網絡系統安全的基礎和前提，是不可缺少和忽視的重要環節。只有安全的物理環境，才有可能提供安全的網絡環境。物理安全進一步可以分為環境安全、設備安全和媒體安全。環境安全包括：計算機系統機房環境安全、區域安全、災難保護等；設備安全包括：設備的防盜、防火、防水、防電磁輻射及泄漏、防線路截獲、抗電磁干擾及電源防護等；媒體安全包括：媒體本身安全及媒體數據安全等。
2.2 運行系統安全
運行系統安全的重點內容是保證網絡系統能夠正常運行，避免由于系統崩潰而造成系統中正在處理、存儲和傳輸的數據的丟失。因此，運行系統安全主要涉及計算機硬件系統安全、軟件系統安全、數據庫安全、機房環境安全和網絡環境安全等內容。
2.3 網絡信息安全
網絡信息安全就是要保證在網絡上傳輸信息的機密性、完整性和真實性不受侵害，確保經過網絡傳輸、交換和存儲的數據不會發生增加、修改、丟失和泄露等。網絡信息安全主要涉及安全技術和安全協議設計等內容。通常采用的安全技術措施包括：身份認證、訪問權限、安全審計、信息加密和數字簽名等。另外，網絡信息安全還應當包括防止和控制非法信息或不良信息的傳播。
3防火墻技術與病毒防范技術
3.1 防火墻技術
防火墻是基于網絡訪問控制技術的一種網絡安全技術。防火墻是由軟件或硬件設備組合而成的保護網絡安全的系統，防火墻通常被置于內部網絡與外部網絡之間．是內網與外網之間的一道安全屏障。因此，通常將防火墻內的網絡稱為“可信賴的網絡”，而其外的網絡稱為“不可信賴的網絡”。際上，防火墻就是在一個被認為是安全和可信的內部網絡與一個被認為是不安全和不可信的外部網絡之間提供防御功能的系統。防火墻能夠限制外部網絡用戶對內部網絡的訪問權限，防止外部非法用戶的攻擊和進入，同時也能夠對內部悶絡用戶對外部網絡的訪問行為進行有效的管理。
根據防火墻的實現方式不同，防火墻一般又可以分為雙宿/多宿網關防火墻、屏蔽主機防火墻和屏蔽子網防火墻等3種類型。
3.1.1 雙宿/多宿網關防火墻
雙宿/多宿網關防火墻是一種擁有兩個或多個連接到不同網絡上的網絡接口的防火墻，是由一臺稱為堡壘主機的設備來承擔。通常的實現方法是在該堡壘主機上安裝兩塊或多塊網卡，由它們分別連接不同的網絡，如一個網絡接口連接到內部的可信任網絡，另一個連接到外部不可信任網絡。通過堡壘主機上運行的防火墻軟件，利用應用層數據共享或者是應用層服務功能來實現兩個或多個網絡之間的通信。雙宿/多宿網關防火墻，可以根據網絡安全、性能及用戶需求等的不同，可以采用包過濾防火墻技術或服務防火墻技術予以實現。
雙宿/多宿網關防火墻的主要優點是安全性好、易于實現、方便維護。這種防火墻致命弱點是，一般情況下為了保證網絡系統安全都禁止堡壘主機的路由功能，但是如果非法入侵者侵入堡壘主機并使其具有了路由功能，那么外部網絡的任何用戶都能夠很方便地訪問內部網絡，網絡安全性將無法保證。因此，為了提供網絡的安全性，保證內部網絡的安全，就必須對堡壘主機采取必要的保護措施。通常采用方法有：關閉路由功能、保留最少和最需要的服務、劃定詳細的維護和修復策略等。
3.1.2 屏蔽主機防火墻
屏敝主機防火墻是由包過濾路由器和堡壘主機共同構成。在屏蔽主機防火墻中，包過濾路由器連接外部網絡，并利用過濾規則實現分組過濾，同時也使位于內部網絡的堡壘主機成為外部網絡能夠直接訪問的唯一主機。外部網絡非法入侵者要想侵入內部網絡，必須通過包過濾路由器和堡壘主機兩道屏障。因此，屏蔽主機防火墻提供了比
雙宿/多宿網關防火墻更高的安全性，
3.1.3 屏蔽子網防火墻
屏蔽子網防火墻是目前最安全的防火墻系統之一，它支持網絡層和應用層安全功能。屏蔽子網防火墻通常由兩個包過濾路由器（即外部包過濾路由器和內部包過濾路由器）和―個堡壘主機共同構成。
3.2 病毒防范
病毒本身就是一段特殊的代碼或程序，一般內3個基本部分組成，即引導部分、傳染部分和破壞部分。當計算機執行病毒所依附的程序時、病毒程序就獲取了對計算機的控制權，開始執行它的引導部分，然后根據條件是否滿足調用傳染部分和破壞部分。通常情況下、傳染條件容易滿足，因此病毒的傳染比破壞來得容易。在病毒的破壞條件未被滿足時。病毒處于潛伏狀態。
病毒檢測技術是通過對計算機病毒特征的檢測來發現病毒的技術，但是自計算機病毒被發現以來，病毒的種類以幾何級數在增長，并且病毒的機制和變種也在不斷地進行演變，給檢測病毒帶來了很大難度。目的常用的病毒檢測方法主要有比較法、特征代碼法、分析法、行為檢測法和軟件仿真掃描法等。
病毒防范不僅涉及防范技術，還包括應當采取的防范措施等內容。預防是對付病毒最理想的方法之一。病毒的預防技術是通過預防系統自身首先駐留計算機系統內存，優先獲得系統的控制權，并對系統進行監視來判斷是否有病毒存在的可能，進而阻止病毒進入計算機系統及對計算機系統進行破壞。常見的病毒預防技術主要有：信息加密、系統引導區保護、系統監控及讀寫控制等。此外，為了防范病毒，除了防范技術外，還要認真落實必要的安全管理措施，必要時候遇到特殊情況還可以使用法律的手段保護網絡安全。
總之，網絡安全涉及安全技術、安全管理和相應的安全法律法規等方面。安全技術是基礎，安全管理是手段，安全法律法規是保障，它們共同構成網絡的安全體系，要提高網絡安全性，就必須從這三個方面著手，不斷增強安全意識，完善安全技術，制定安全策略，加強安全教育和安全管理．以提高防范安全風險的能力。網絡安全是一項長期而重要的任務，應當常抓不懈。
參考文獻
[1]林小青，郎靜宏.網絡安全防范體系的研究與應用[J].保密科學技術，2011(3).
