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計算機運行的基本原理范文1
關鍵詞：計算機圖形學；科學思維；學科結構；教學改革；教學方法
0 引言
大學的主要任務是培養人才，特別是培養創新人才。培養創新人才的基本途徑與方法有課程教學、參與科學研究與項目開發、對外學術交流等。然而傳統本科課程教學多注重傳授學科的系統理論等專業知識，不重視對知識產生原因、方法的介紹，如忽視思考解決學科基本問題的具體過程等，這會造成課程教學傳授知識與科學研究相脫節，導致學生的知識結構產生缺陷，不利于他們將來從事創新等研究工作。為配合計算機圖形學課程的教學改革，根據計算機圖形學課程的特點，筆者提出一種面向科學思維的教學新方法，它能有效彌補傳統本科課程教學的不足。
1 面向科學思維教學方法的基本要求
常見典型的教學方法有：結構主義的教學方法、建構主義的教學方法、問題（任務）驅動教學方法等。這3種方法各有其優缺點，一個好的教學方法最好能全面綜合這3種方法的優點。面向科學思維的教學方法要求把思考問題的方法、系統分析與綜合的方法、科學研究的工作方法、查找資料與抽象的方法等知識產生的方法引入課程教學中，有效講解學科專業知識是根據發展需求、通過研究各種問題產生的；專業理論體系或與其學科結構是由多項研究成果形成的，這些知識是科學研究與科學思維產生的結果。
結構主義、建構主義與面向科學思維教學方法的異同點見表1。
2 確立計算機圖形學課程的教學內容與教學模式
2.1 傳統計算機圖形學課程教學改革的原因
2013年以前，國內外傳統計算機圖形學課程教學以講授圖形標準（顯卡驅動與顯示圖形等子程序的集合）或CAD為主。這種CAD與計算機圖形學（即圖形標準）學科的劃分有問題，它只便于圖形標準的硬件實現，卻因基本概念不全導致這兩者均不能獨立講清三維真實感圖形的自動生成原理以及計算機程序設計的基本規律，更不能總結計算機圖形學的研發成果與發展規律，不能滿足計算機圖形學學科建設發展需求。
2.2 用系統分析與綜合的方法確立計算機圖形學課程的教學內容
2.2.1 系統分析：從理論上確立實現計算機圖形學課程目標的發展路線圖
本課程目標是用計算機程序自動生成類似人眼觀察世界獲得的觀察圖像（亦為學科研究的基本問題，它適合作為建構主義教學方法要求的教學環境需求問題）。為此至少要完成3個子任務：①掌握三維圖形的生成原理；②掌握生成三維動畫等圖形的程序設計；③理順新課程教學內容與圖形標準、CAD的相互關系。
1）第一個任務的實現方法。
照相機生成照片遵循光線傳播生成三維圖形這一物理原理，計算機生成所有三維圖形（包括光線跟蹤算法、輻射度算法、投影、多邊形填充、紋理映射、陰影算法、圖像融合算法與二維直線的生成等）也應遵循該原理。這是本課程知識理論體系的完備性與一致性的基本要求，它決定了計算機圖形學的學種性質與教學定位。
2）第二個任務的實現方法。
用輻射度和光線跟蹤算法生成的三維真實感圖形等程序，是一類典型的顯示圖形的計算機仿真應用程序。故計算機圖形學的編程實現既遵循計算機仿真的基本原理，也遵循計算機程序設計的基本規律。
計算機仿真遵循系統（決定被仿真對象的范圍與其行為特性）、建模（用數學模型描述仿真實驗對象）、仿真算法（計算機通過執行該仿真算法，進行仿真實驗）與評估（檢驗仿真實驗的結果是否與應用需求保持一致）這一基本原理。
計算機程序設計應遵循計算理論可計算性的實現前提對程序設計的規范要求：①待解問題被模型與系統形式化方法所描述；②這種描述要轉換成算法；③算法要有合理的復雜度。
這里，形式化描述指用數學符號、邏輯符號與流程圖描述并要求保持邏輯上的一致性。系統的概念被本文定義為軟件系統：它按解決問題的系統流程要求，編程實現數個模型描述數據與命令的輸入、存儲管理、運算處理、輸出顯示4個過程，能直接達到自動運行軟件的設定目標并具有完整動態結構的綜合程序。軟件系統的概念是國內傳統計算機核心課程教學缺失的重要概念。
故三維圖形學的教學內容，主要用3組數學模型描述可視物體、燈光、照相機物理模型的物理特性（如用幾何模型、材質模型與紋理模型描述可視物體；用光線幾何模型、顏色模型、照明模型、輻射度算法和光線跟蹤算法等描述點光源；根據類照相機的觀察參數，用陰影算法、圖像融合等算法描述照相機模型；對光線跟蹤算法，應重構照相機模型）；在物理仿真、數學建模與軟件系統概念的指引下，編程構建三維圖形軟件系統，實現三維圖形的自動顯示。物體運動與變形、燈光變幻、照相機運動可形成計算機動畫。計算機游戲是用人機交互的操作方式并通過實時動畫與聲音有效描述具有智能行為能力的人（或動物）的多種社會實踐活動。
3）第三個任務的實現方法。
計算機動畫包含了傳統圖形標準與CAD的原理，所以在課程最后，可講解圖形標準OpenGL的原理與編程使用方法。同時圖形標準是游戲軟件的基石，是現代計算機應用不可缺少的基本配置。
2.2.2 系統綜合：介紹圖形學的基本原理與動畫軟件的實現方法
這要求教師先查找資料、匯集前人發表解決以上問題的不同論文與教材（解決課程教學問題的先決條件），挑選材料編寫課程講義，詳細介紹完成該任務所需的基本原理與實現方法，講義試用成熟后再編著出版教材。
教材按以下思路組織：用二維圖形學構建軟件系統概念的教學，用三維圖形學構建三維圖形數學建模的教學（直接用三維圖形構建軟件系統概念的教學，會導致課程教學內容的復雜化）。在每章的開頭，均提出應思考并解決哪些問題才能達到本章的教學要求，加強訓練讀者思考問題的習慣。
學完本課程，學生要能勝任計算機動畫軟件的設計與編程實現等任務。
2.3 歸納計算機圖形學的學科結構
以上教學充分展示：由物理模型（化學模型、生物模型、社會發展需求模型等）數學模型（數據模型是數學模型的一種簡單特例，其編程操作主要是數據的存儲與檢索，以實現數據庫軟件。根據數學模型“曲高和寡”的原理得知，數據庫軟件是應用軟件中應用面最廣的一類軟件；或用離散數學的方法、判斷規則與判據或可編程實現的自然語言與功能等描述解決問題的過程與步驟；或用通信協議描述數據通信過程要遵循的規則、約定等要求，這是網絡通信編程的基礎）軟件的系統功能與結構用算法語言實現程序編碼并形成算法軟件測試評估等過程所確立程序設計的基本規律。程序設計這一規律，能被雷達的設計與制造過程所佐證，如通過物理實驗確立雷達原理用數學模型描述雷達的工作過程設計雷達系統的功能與結構用電子技術制造雷達設備做好的雷達要通過測試評估才能交付使用等。
由此能用理論（物理原理、建模、軟件系統、仿真、程序設計）、工具（OpenGL、Direct3D、著色語言、ACIS、WebGL、OpenCL、3D游戲引擎等）與應用（顯示圖形的應用程序，如3D動畫或CAD、地理信息系統（空間復雜性高而時間復雜性低）、游戲與虛擬現實系統（時間復雜性高而空間復雜性低））3個學科形態描述計算機圖形學的學科結構。
2.4 用科學研究的工作方法確立計算機圖形學課程的教學模式
（1）選題（發現問題）：找任務、了解用戶需求、檢索閱讀資料并提出問題。自由選題要確立研究問題的科學性、目標性、創新性和可行性，并找準課題的申報渠道。提出問題是對任務深入思考或科學研究的前提。如計算機圖形學的學科屬性與教學內容是否成熟，是此前國際計算機圖形學教育界多年關注的教學疑難問題。
（2）分析問題：真實照片由照相機、可視物體與燈光3個主要因素決定，由此確立解決問題的方法。
（3）尋找解決問題的方法（提出假說）：首先用二維圖形建立軟件系統的概念；然后建立描述照相機、可視物體、燈光物理模型物理特性所需的數學模型，構建仿真光線在計算機場景與照相機模型中傳播，生成三維動畫圖形。
（4）做實驗解決問題（找尋證據支持假說）：針對建立的數學模型，選擇數據結構，設計算法，編寫程序源代碼并調試測試程序，構建三維圖形軟件系統，實現圖形的自動顯示。
（5）取得新成果（查新驗證）：改進學科的系統理論與基本方法，發表研究論文，推廣該研究成果或論證申報新開發項目，推動學科建設向前發展。當我們解決好計算機圖形學的教學問題時，就為撰寫本文并申報計算機圖形學國家規劃教材奠定了基礎。
由此構建程序設計教學的完整過程，并把程序設計拓展成科學研究工作方法的一種形式與組成部分。
該教學模式不僅把教學與科學研究兩個不同性質的學術過程結合在一起，還說明圍繞課程教學思考問題的訓練屬于科學研究領域思維活動的一種基本形式。
3 在課程教學過程中合理安排思考問題的訓練
教師在重點介紹、講解每個專題前，要考慮如何訓練學生根據學科的發展需求思考問題，這些問題是任務驅動教學法中各種問題的來源。
3.1 用二維圖形學構建軟件系統概念的教學
專題1：線段圖形的描述與生成?；締栴}：如何用數學的語言與方式（如描述函數）描述各種線段圖形的幾何形狀，以形成各種線段圖形的幾何模型？如何形成矢量漢字等子圖形高效率的描述方法？如何把這種描述函數轉換成算法，并根據其描述數據生成這些基本圖形？
專題2：實面積圖形的描述與生成?；締栴}：用什么方法描述實面積圖形的幾何形狀，以形成各種實面積多邊形的幾何模型？如何利用顯示設備的繪圖功能生成實面積圖形？如何實現直線圖形邊緣的反走樣顯示？
專題3：圖形的基本運算。基本問題：圖形運算的目的是什么？如何用幾何變換矩陣的方式描述圖形幾何模型的幾何變換？若用實面積多邊形的布爾運算構建新的復雜圖形的幾何模型，則布爾運算的數學基礎是什么？如何實現其布爾運算？
專題4：圖形的觀察運算?；締栴}：如何把輸入到計算機中的圖形幾何模型描述數據，轉換成顯示設備坐標系中的圖形幾何模型描述數據？并調用圖形的生成算法顯示各種圖形的幾何形狀？
專題5：圖形數據與命令的輸入?；締栴}：能用哪些方法把圖形模型描述數據與命令高效率地輸入到計算機中？如何利用輸入設備的數據輸入功能與顯示設備的圖形顯示功能，編程實現圖形數據的交互輸入？如何規劃應用程序中的人機交互設計問題？
專題6：圖形的數據結構?；締栴}：圖形數學模型的種類與復雜、復合圖形的構建方法，這些對保存圖形幾何模型的描述數據提出了哪些動態管理上的要求？如何設計相應圖形的數據結構，才能有效地保存、管理存儲于計算機中的各種圖形描述數據（命令）？如何把圖形顯示區中的圖形描述數據編譯轉換成多種顯示設備能識別并運行的顯示指令代碼，以實現圖形的顯示？為編程實現各種圖形的自動顯示，需要確定編程處理圖形數據的基本流程和程序的功能與結構，以形成軟件系統的概念。
3.2 用三維圖形學構建數學建模的教學
專題7：照相機模型的建立與三維幾何圖形的顯示。基本問題：如何用數學模型，特別是用矩陣的方法，描述照相機拍攝（投影顯示）三維直線圖形的物理過程？
專題8：平面物體幾何模型的構建與圖形顯示。基本問題：如何用直線與平面函數描述平面物體的幾何形狀？如何記錄這種描述所形成的幾何模型數據？如何構建形狀復雜的平面幾何物體？如何顯示平面物體的幾何形狀與表面？
專題9：曲面物體幾何模型的構建基礎與線框模型圖形顯示?；締栴}：用什么方法描述曲面物體的幾何形狀并構建其幾何模型？如何顯示曲面物體的幾何形狀？
專題10：燈光模型的建立與光照物體的圖形顯示?；締栴}：如何用數學模型的方法描述燈光的物理特性？如何描述在燈光照射條件下幾何物體的可視物理特性？如何顯示光照效果的曲面物體的表面與幾何形狀？如何更有效地描述光線傳播的物理特性與變化規律？
學生按照這一思路進行選題，可考慮為實現像照片一樣自然景觀（如白光的薄膜干涉等現象）的圖像顯示，需研究哪些問題等，并發表其研究成果。課程教學內容成熟完整后，才便于界定計算機圖形學的學科內涵。
4 分析計算機專業主要課程的基本特點，提煉計算科學的學科結構
4.1 計算機教學此前無計算科學學科結構概念的原因分析
現有權威資料和維基百科、百度百科表明，此前國內外計算機教學均無計算科學學科結構這一重要概念。以下3點是導致這一現象存在的重要原因。
4.1.1 對計算工具的分類作用認識不足
盡管人們知道計算機是一種計算工具，計算機有廣泛的應用，計算機科學有自己的一套理論根據，但僅用“理論、工具與應用”很難全面概括計算科學的研究全貌與多項用途。事實上，計算機的系統工具對總結計算科學的學科結構非常重要。
計算機系統是一個能對編程實現的數學模型與邏輯模型，進行自動解算與推理的通用計算工具。這決定了程序設計在編程使用計算機上的重要性。
操作系統是對計算機的各種硬件資源與軟件資源進行程序管理，使計算機正常運行的系統工具軟件。同時，它能對用戶程序（命令）的輸入、存儲管理與自動運行提供服務（包括對通信進程進行有效監管控制），并用人機交互與圖形界面的方式記載這種用戶程序與命令操作的運行結果。
編譯系統是用高級語言編程必備的系統工具軟件，它可以把用戶用高級語言編寫的程序源代碼、編譯轉換成計算機能識別并自動執行的機器語言程序代碼。
算法語言是用戶為編程使用計算機的各種計算功能，用類自然語言的方式與計算機相互交流思想的符號表達工具。
這些計算工具本身沒有直接解決數學計算與邏輯推理等應用問題，該任務由編程解決。
這類計算工具是在實際應用過程中總結、提煉的結果，工具本身一般不直接解決最終的應用問題，這是工具的第一個特點。它的第二個特點是工具的制造具有遞歸性，即可用簡單工具制造復雜工具。它的第三個特點是專業復雜工具的制造方法與技術具有封閉性與隱蔽性，但這不影響他人對工具的操作使用；且其隱蔽、封閉性是工具使用方便、高效的主要原因。
軟件系統與計算工具等概念的形成，是用抽象的方法（從眾多事物中總結提煉出具有共同本質的特征、而舍棄其非本質的特征等內容）處理形成的結果。
4.1.2 傳統課程沒有講清計算機仿真的原理與計算機程序設計的基本規律
傳統計算科學的核心課程（計算機導論、計算機原理與系統結構、算法語言與數據結構、編譯系統與操作系統、軟件工程、離散數學、數據庫和計算機網絡）從未講清計算機程序設計的基本規律與計算機仿真的基本原理。學生往往通過課后大量的編程訓練，積累對計算機程序設計與計算機仿真的認識。這種程序設計經驗式教學培養模型，無助于學生總結并提煉計算科學的學科結構。相反，人們在算法語言與數據結構課程的教學上存在一些模糊認識。例如，算法語言是用一組語法規則與功能約定的一種符號標記系統，它讓人們掌握語言的符號約定、功能、特性以及用算法語句描述給定的數學計算與數據處理、邏輯判斷等――即其教學主要是完成程序的編碼訓練，由此形成算法；也為研制該語言的編譯系統做鋪墊。然而部分算法語言的教科書，只有一些算法驗證性應用實例，并把它們等同于計算機程序設計教學，這無助于初學者全面正確地掌握計算機程序設計的基本規律，因為學習算法語言后，他們還是沒有數據結構的概念。
數據結構是研究用程序編碼的方式，在計算機中有效實現多種類型數據的存儲組織（形成線性、非線性、網狀結構形式以及靜態或動態結構形式的數據存儲方法）、存儲管理、排序檢索與編程效率等任務的一門專業基礎課程。數據結構課程有很多計算復雜性的案例，是培訓人們掌握編程技巧的一種有效方法。因為編寫程序所采用的數據結構往往決定了算法的編碼實現方法，更重要的是，CPU是根據保存在內存各處程序代碼的邏輯次序、通過逐條讀取其指令代碼來完成用戶指定應用程序（或命令）的執行。如何規劃、設計、調度與管理內存的使用，這與數據的調度與管理原理類似，是數據結構討論的問題之一（常在操作系統課程中介紹解決該問題的方法。數據結構問題本質上屬計算機內存的動態、合理使用與管理問題）。而該課程中所謂抽象數據類型，是指在指定的數據集上定義對該數據元素進行多種加工等編程操作方法。這個數據集以及對其數據元素的加工方法（數據集與其加工方法均能遞歸定義），應來源于人們用數學的方法描述解決實際應用問題這一過程，該主次關系不能顛倒。沒有這些數據結構與程序編碼等基礎訓練，初學者很難規劃好一個軟件的系統功能與結構。
由于傳統的算法語言與數據結構課程教學無數學建模（它決定了解決多種應用問題算法的來源）與軟件系統的概念，故傳統的算法語言與數據結構課程沒有講清程序設計的基本規律。
4.1.3 傳統計算機課程存在教學問題
首先，傳統計算機圖形學課程存在教學問題，現已被本教學改革有效化解。
其次，軟件工程課程存在教學效果空洞抽象等困惑。若把新的計算機圖形學課程作為軟件工程課程的教學實習對象，可以有效解決該教學困惑。由于新的計算機圖形學課程可以講清程序設計的基本規律與計算機仿真的基本原理，這使軟件工程課程的教學從理論上能達到軟件全生命周期設計的教學目的。
第三，計算機導論與計算機基礎課程存在教學困惑。計算機導論應對計算學科發展的全貌作整體介紹，并理順計算學科與其他學科之間的關系，引導讀者根據自己的需求有效選擇學習不同的計算機專業知識。由于此前計算機課程存在以上問題，導致歷次獲國家級獎勵的計算機教學改革成果以通過有效載體進入課程教學，致使計算機課程教學體系仍然不夠成熟。這往往是行業外人士選修計算機課程的迷惑。因為自牛頓時代以來，用數學的語言描述自然科學取得的新進展，是各自然學科之間相互交流學術思想與成果的通用方法；然而目前其他自然科學工作者學習計算機后，卻無法順利地用計算工具的方法來表達其各自學科建設研究成果的數學模型等。這種計算機課程教學不便于計算機教育與其他自然科學教育進行對等有效的學術交流，并導致計算機基礎課程教學出現危機。另計算機教學無計算科學學科結構的概念，即人們沒有評判計算機導論教材好壞的客觀標準。計算機圖形學教學改革取得的新成果――發現計算科學學科結構的客觀存在，為重構計算機導論與計算機基礎課程提供了重要借鑒。
最后，計算機網絡課程存在不足。如該課程介紹網絡通信協議較多，卻較少介紹網絡通信工具的構建與編程使用方法，以及計算機網絡通信程序的編程實現，這不利于初學者承擔計算機網絡計算的重任。
4.2 借鑒計算機圖形學的教改成果。歸納計算科學的學科結構
傳統計算機核心課程缺少一門計算機的綜合運用課程，以總結并提煉計算機程序設計的基本規律與計算機仿真的基本原理。計算機圖形學課程可以很好地承擔這一重任。有了計算工具的概念與計算機圖形學課程后，可以重新分類、歸納已知計算機的多種應用。
成熟的計算機圖形學與傳統計算機核心課程的教學，使計算科學理論（即計算機的系統理論和專業知識。它需回答：什么能被工具有效地進行自動計算，用什么方法研究該命題并形成哪些結論、成熟的理論與發展方向；滿足何種條件的實物裝置能實現計算功能，計算裝置如何構造實現并使其正常運行、操作使用；可計算性的實現前提是什么，如何用該計算裝置實現這種自動計算，如何保證計算結果的正確性和計算裝置運行的安全穩定，該計算裝置有多強大的計算能力；計算理論與計算機專業各課程的關系等）、工具（算法語言、編譯系統、操作系統、計算機系統）與應用（數據存儲與檢索，數據計算、仿真、符號變換與推理，數據網絡通信，數據獲取、輸出表達與控制即多媒體）3個學科形態得到完整展現。它們是形成計算機專業多個發展方向（如殺毒與網絡防火墻、網絡存儲與查詢、網頁設計開發工具與網站建設、網絡瀏覽器，即時通信、流媒體與播放器、人工智能與專家系統、計算機嵌入式應用、計算機在通信與自動控制系統中的應用等）與綜合（如3D網絡游戲）或研發計算機硬件（計算機系統結構與CPU設計、計算機工程）的基礎。
因互聯網的應用，計算機網絡計算有網絡理論（在通信理論的支持下，如何可靠、快速、方便、安全地實現計算機信息描述數據的通信；網絡計算的理論基礎與基本規則是什么，如何利用網絡資源進行有效的傳輸與計算）、網絡工具（計算機與互聯網、路由器與交換機、調制解調器、Java、html語言、瀏覽器、Socket、遵循HLA標準的分布式實時仿真工具RTI、網絡游戲引擎）與網絡應用（如計算機數據通信與監管、電子商務、社交網站、網絡游戲、云計算、信息技術與信息系統、物聯網、大數據的應用等）。
圖1顯示了計算科學的學科結構。由計算機仿真的基本原理與可計算性的實現前提，可論證程序設計教學與計算機仿真教學的一致性。
故計算作為一門學科（招生專業）的根據是：①它有自己獨立的研究領域。即什么能被有效地用工具進行自動計算以及可靠、安全、快速地傳輸？②產生專業知識的方法?？茖W研究與科學思維是產生（創造）多種學科新知識的主要方法，這是研究生階段的主要學習任務。③由此形成的理論體系與其學科結構。這是本科生學習階段應掌握的專業知識。④傳授知識的法定機構與辦學條件。⑤廣泛的應用基礎。
5 結語
計算機運行的基本原理范文2
一、計算機組成原理的課程的教學現狀
(一)課程本身的特點決定這門課程教學難度大
1、基礎概念多的特點
計算機組成原理這門課程由于內容較多，所涉及的基礎概念也較多。在CPU模塊有微程序、微指令及流水線等系統類概念，其中ALU部分有原碼、補碼等與編碼相關的概念;在存儲器部分，與存儲器單元相關的有RAM、SRAM、DRAM、ROM及各種ROM設備，與存儲系統相關的有cache存儲器、虛擬存儲器等概念;外設部分有中斷等信息的各種傳送方法。對整個計算機系統，有計算機的各種性能指標。對各個概念，靠單本文由LWlm.cOM收集整理純記憶的方法很難掌握，必須放在系統中學習。
2、理論性強的特點
計算機組成原理這門課程首先要考慮其原理性，現在仍然采用馮.諾依曼式計算機模型作為基本模型，但也要考慮現代計算機的發展，以融入實際的需要。如何對內容進行合理的安排、銜接，對任課教師來說，是一不小的挑戰。
3、內容抽象的特點
要讓學生明白計算機的工作原理、方法和實現，需弄清數據和信號在計算機各部件件間的流動情況，對學生來說，這看不見也摸不著，如何將信息流動的復雜情況形象、生動地向學生展示、講解，教師對此需要作出相當的努力。
(二)學生對該們課程的認識誤區
大部分的學生認為，我們學的專業是軟件工程，專業是“偏軟”的，而計算機組成原理這門課程是“偏硬”的，對其轉為實際能力表示懷疑。由于對這門課程在學科中的作用認識不明確，在學生中就有一種印象，學習這門課程主要目的是修學分的需要，另外還有考研的需要，但考研的學生比例較小，再加上這門課程本身的學習難度，因此認真學習且能學好這門課程的人數就不多了。
二、對組成原理教學的幾點建議
(一)根據課程設置需要對教學學時進行相應調整
根據不同的專業，學生的不同層次，及大部分學生的就業方向對該課時設置不同的教學學時。報告[3] 中指出，對于多數調查對象為畢業生的調查結果，多數人認為這門課開設為64、48或32學時。而48學時的人稍多些。這與本人想法基本一致，對于非計算機專業，作為導論型的，32學時足矣;對于軟件專業，其目的主要是通過掌握其基本原理，能更好的為軟件系統的設計服務，開設48學時，其中8學時實驗較合理。而對于偏硬件的計算機專業，可以根據需要，開設56或64學時。
(二)對學生對該門課程的認識進行相應正確引導
由于是一門基礎理論課，加上本身的教學內容特點，可能內容較為枯燥，因此學生可能會因為課程內容本身而不感興趣。因此我們要在思想上要對學生加以引導，使學生認識到，學習這門課程不僅對計算機本身的運轉有更深刻的認識，更對與硬件相關的嵌入式系統設計，軟件的設計實現有基礎指導作用。并為學生在計算機領域的進一步研究和發展奠定基礎。因此，學生不能因為這門課程“偏硬”，而自己的專業和就業方向“偏軟”就否定這門課程的重要性。
(三)根據專業要求及課程設置對教學內容作出調整
計算機組成原理在學科中的地位被定為專業基礎課，在學科中具有承上啟下的作用，希望通過本門課程的學習，使學生對計算機硬件的組成、各部件及各部件之間運轉情況進行了解。對于軟件專業的學生來說，為硬件相關的嵌入式系統設計及其他軟件的設計奠定基礎。
計算機組成原理從內容上主要分為三部分：CPU、存儲器、外設。但由于學時的限制及課程的安排(本專業開設了微機原理課，外設是其講授重點)，重點講授CPU和存儲器兩部分。存儲器內容分為主存儲器和存儲體系兩部分內容。前者講述存儲元器件的基本原理，而后者則是cache、主存和輔存之間的區別與聯系，如果開設了計算機體系結構這么課程，這存儲體系的內容可簡略介紹，具體內容由計算機體系結構講解。CPU部分與存儲器一樣，在詳細介紹完其核心部件ALU 后，重點即是中央處理器章節，即指令的運行，而指令的運行需要訪問存儲器，這就將CPU與存儲體系聯系起來了。故這兩部分又是有聯系的。由此有關硬件的內容就脈絡清晰、分工明確了。
(四)對實驗內容進行合理的學時分配
實驗課對于一門課程來說，主要目的是加深對知識點認識，使抽象的理論變得形象、具體。因此，對本身理論性強，內容抽象的計算機組成原理課程，實驗課就顯得尤為重要。我們采用的是西安唐都科教儀器公司生產的實驗箱作為實驗設備。與其相配套的實驗有9個，其中主要包括與CPU中的與ALU相關的3個實驗、靜態存儲器存取實驗、微程序控制實驗及4個模型機的設計類實驗。
根據實驗學時的設置，只有8個學時的實驗課。8個學時全部完成這些實驗有一定難度，因此，可將這些試驗進行合理的學時分配，如第1、2個學時完成第一、二個實驗，因為剛開始做硬件實驗不熟悉，但第二個運算器進位實驗教簡單，可順便完成;有了前面的基礎，完成第三個運算器移位控制實驗就簡單多了，因此和第四個稍麻煩的靜態存儲器存取試驗合并在第3、4學時完成;第5個實驗內容較復雜，可單獨安排2個學時完成;這樣就留出了2學時來研究后面的模型及設計與實現的實驗了。
(五)以實踐為手段帶動學生的學習積極性
為了提高學生的學習積極性，加深對知識的掌握，實踐就顯得尤為重要。對軟件專業的學生來說，利用軟件對所學知識進行模擬不失為一種好的辦法。對于計算機組成原理這門課程，實驗內容較為抽象，不易被理解，因此，采用“硬件軟化”的方法，對課程的實驗內容等進行模擬，既可加深對知識的掌握，又可提高大家的軟件設計、編程能力。本系為了提高大家參與的積極性，采用了學生科技立項的辦法，系里拿出一部分資金，將“計算機組成原理虛擬實驗系統的設計與實現”作為一學生科技項目，鼓勵學生組隊參加，和其他項目一起參加評比，并進行獎勵的辦法，在學生中得到了良好的響應。學生做出的項目教師可拿來作為課堂教學用，并可鼓勵學生在此基礎上進行改進，進一步完善。以后甚至可以將系統分塊，讓學生分組做，并作為課后作業的一部分，計入學生平時成績。以此提高學生的學習興趣和動力。
三、結語
計算機運行的基本原理范文3
計算機組裝與維修作為一門學科專業，除了要為學習者提供專業且全面的計算機軟件、硬件學科知識外，還應教授學習者熟悉計算機的基本原理與結構等，使其能夠掌握正確的計算機操作方法，具備安裝計算機軟件、檢測硬件設備以及更換系統的能力等。在計算機組裝與維修的教學過程中，相關的基礎理論知識極易教授，但是，一旦將真實的計算機視為操作試驗樣機時，除了難以實施全流程的教學外，還會對整個教學活動產生一定的破壞性，不利于學生全面發展自身的實踐操作能力，嚴重時，還會在計算機組裝或維修過程中，出現漏裝、錯裝以及誤修等現象，從而給計算機帶來不必要的損害；而通過利用虛擬技術，為計算機組裝與維修構建一個高仿真的實戰演練平臺，以綜合視頻教學的方式或視頻演示的形式，形象而生動的向學習者演示計算機組裝與維修的全過程，以此加深學習者的印象，為其提供反復操作及全方位的學習機會，從而有效提高并強化計算機組裝與維修專業的教學效果，并實現了在極少成本投入基礎上完成全套計算機組裝與維修技術的學習，因此，將虛擬技術有效應用于計算機的組裝與維修中，將具有十分重要的指導意義與極佳的應用前景。此外，計算機組裝與維修是一門集理論性與實踐性于一身的計算機專業學科,具有極強的應用性，而計算機基本結構原理、系統軟件的安裝、硬盤的分區與格式化、常見故障排查、殺毒與dos環境下的手動殺毒以及數據恢復等是其主要的教學內容，因此，學習者必須具備較強的計算機操作能力，并熟練掌握相關系統的組裝、調試以及維修等技能，但是，由于在實際教學過程中，倘若選用真實的計算機來教學的話，學習者一旦在實際的安裝操作系統、磁盤分區、BIOS設置、硬盤格式化、注冊表修改以及系統備份等實際操作中，出現操作不當，將會給計算機硬盤數據帶來極大的破壞，嚴重時，還會導致計算機癱瘓，給學校帶來極大的經濟損失，因此，計算機組裝與維修課程均以采用課堂演示或理論降級的方式進行；而在計算機軟件、系統安裝方面，教師主要以課堂演示教學短片的方式供學生自主學習與掌握，倘若在計算機教室進行的話，不僅會破壞計算機的原始數據，而且還在極大程度上加大了實驗機器維修的頻率，因此，現階段內，計算機組裝與維修課程依然無法達到使學習者具備較強的計算機操作能力，并熟練掌握相關系統的組裝、調試以及維修等技能的要求。而通過應用虛擬技術，建立虛擬的計算機平臺，不僅能夠供學習者隨心所欲的開展計算機組裝與維修活動，而且還能讓其切實體驗惡性病毒的危害，既完成了教學任務，還在最大限度上保證了計算機系統的安全性。
二、計算機組裝與維修中虛擬技術的使用價值
虛擬技術在計算機組裝與維修中的應用價值主要體現在技術教學環節與實踐環節中，因此，計算機組裝與維修中虛擬技術的使用價值可以從以下三方面進行闡述，即：計算機的組裝與維修中使用虛擬技術的可行性分析、虛擬環境的具體設置與計算機虛擬安裝的主要流程以及虛擬計算機的維修。
2.1構建以計算機的組裝同維修內容為基礎的虛擬式系統平臺
為了有效提高并適應計算機當前廣泛應用的操作系統，可為其選擇具有較強兼容性與操作性的虛擬機，以此為虛擬系統建立一個廣闊的工作平臺。眾所周知，在計算機學科中，虛擬機指的是像機器一樣進行程序運行的一種特殊的軟件，可在計算機平臺與終端用戶間創設一種虛擬的計算機環境，并在此虛擬環境中完成計算機的組裝與維修任務，而終端用戶還可通過該軟件所創設出來的環境進行軟件操作、開展具有針對性的創新研究以及方便教師根據自身特點，采取針對性的教學手段來滿足教學要求等。在進行計算機組裝與維修的教學過程中，院?？筛鶕嶋H情況，盡可能購買與應用具有較高配置與性能的臺式機或是CP機，在有效將虛擬軟件中所設置的有關計算機組裝與維修功能模塊與當前計算機類別、型號、組裝以及維修等內容結合一起的同時，還應借助專業化的虛擬軟件與虛擬技術等為學習者構建一個良好的虛擬環境，并將其逐步發展為專業化的實時操作模塊，例如，舞蹈專業的計算機研究者，在教學過程中，可根據學生自身學習舞蹈的特點及舞蹈本身具有的特點，為傳統的計算機創設虛擬環境平臺，將先前所使用的多媒體視頻或圖片教學資料轉換成專業化的教學內容與研究資料供學生學習，并嘗試以專業化的虛擬機代替人員的實際操作，以此進一步提高教學質量與強化教學效果等。
2.2虛擬環境的具體設置與計算機虛擬安裝的主要流程
由于通常情況下，虛擬機的環境可提供與實體計算機極為相似的虛擬操作流程，因此，在實際應用中，除了必須為虛擬機安裝相應的光驅外，還應對其運行過程進行準確區分，以此有效保障運行的安全性與穩定性。在日常課堂教學過程中，經常會使用到初始化的工具盤、DOS啟動盤以及安裝光盤等，但是，一味的使用實際光驅，將會在極大程度上縮短光驅的使用壽命，而為計算機安裝虛擬光驅及其相應的運行軟件，不僅能有效提高光驅的使用壽命，而且還能提高硬盤的運行速度；值得注意的是，在為計算機安裝虛擬機的過程中，必須對計算機內部硬件的類型因素進行綜合考慮，準確分析，以此提高虛擬機的實際操作能夠與真實計算機的安裝操作流程相似度，因此，在實踐教學中，為了能夠幫助學習者能夠在日后的學習或工作中更好的為計算機用戶提供良好的組裝效果與維修服務等，就必須要求其高度重視人工因素的遴選以及匹配環節，并不斷提高計算機組裝與維修人員對計算機硬件、軟件以及性能等相關知識的認識與理解等。
2.3虛擬計算機的維修過程
虛擬機在計算機的維修方面所體現的工作實質是通過人工或智能方法（手段），對計算機運行過程中存在的問題或故障進行有計劃性、針對性的檢修，并根據此問題原因及計算機以往工作經驗的基礎上，為計算機操作用戶提供較為直接且有效的解決方案，從而有效幫助計算機操作用戶解決計算機運行過程中出現的問題，這就要求教學隊伍必須準確分析與總結出真實計算機的故障類型，并根據實際情況，利用虛擬平臺資源，盡可能還原真實的故障現象、講解故障原因以及該故障常用的檢修方式等，并適當鼓勵、指導以及激發學習者不斷發散創新思維，積極探究檢測計算機故障與維修的新方法，以此有效提高計算機維修方面的工作質量。此外，隨著我國經濟水平與信息技術水平的不斷提高，使得計算機在得到普及的同時，各式各樣的計算機軟件也相繼問世，在此種背景下，由于不同的計算機操作用戶根據自身喜好，安裝不同類型的計算機軟件，加上諸多計算機操作用戶均嚴重缺乏使用計算機的基本理論知識與實際操作技能，且忽略計算機的安全管理與維護等，這不僅為惡性病毒的浸入創造了有力機會，增加了計算機發生故障的幾率，而且還給個人隱私信息的安全性帶來了一定風險，因此，在計算機的軟件檢測與維修的過程中，必須加強計算機操作用戶的安全意識與維修意識，并加大計算機組裝與維修的宣傳力度，以此全面且有效地保障計算機能夠得以正常運行及計算機操作用戶的個人信息安全等。
三、虛擬技術在計算機組裝與維修中遇到的問題
3.1未掌握扎實的虛擬技術理論知識
在科學技術迅速發展的當下，各行業內信息技術人員所具備的科學技術與計算機操作技能等已成為計算機發展及虛擬技術發展的關鍵。在研究虛擬技術過程中，由于在極大程度受科學技術研究人員能力不足及欠缺相關專業的研究儀器的影響，就目前而言，我國仍未掌握扎實的虛擬技術理論知識，因此，諸多社會人員均未深刻認識到虛擬技術的積極作用與現實意義，使得虛擬技術的推進與普及工作受到了一定的阻礙，此外，由于我國地域遼闊，且各地區的科學技術發展水平又不盡相同，這就導致虛擬技術理論知識的掌握程度出現一定差異性，從而導致有效將虛擬技術應用于實踐的科學研究工作中，因此，有效解決因未掌握扎實的虛擬技術理論知識而導致的應用問題，將是虛擬技術在未來發展道路中急需解決的主要問題之一。
3.2未掌握嫻熟的虛擬技術操作技能
由于虛擬技術的基礎科技內容極為豐富，不僅設計設計到計算機基礎構成與硬盤的辨識技巧等，還涉及到安全軟件的安裝于系統優化及故障排查等，且虛擬技術具有極強的專業性與應用性，而就我國諸多計算機用戶而言，其均未掌握嫻熟的虛擬技術操作技能，因此，要想在計算機組裝與維修中科學、合理且有效的實現虛擬技術，就必須將硬件調配與安裝、軟件配置與維修進行有機結合，從而使虛擬技術能夠在計算機組裝與維修中得以充分發揮自身的積極作用。
四、結束語
計算機運行的基本原理范文4
關鍵詞：計算機病毒；防治方法；安全
中圖分類號：TP393.08 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01
計算機水平隨著現代科技的發展在迅速的發展，對于計算機病毒的預防也不斷的受到計算機用戶的重視。作為一個計算機的使用者，應該了解計算機病毒的基本原理、入侵以及防范維護，以確保計算機能夠在一個安全的環境下工作。
一、計算機病毒的含義及產生
目前國內外，對于計算機病毒的定義有各種各樣的解釋，但在《中華人民共和國計算機系統安全保護條例》中，病毒定義如下：“編制或在計算機程序中插入的破壞計算機功能或者數據，影響計算機使用，并且能夠自我復制的一組計算機指令或者程序代碼”[1]。1983年11月3日，Fred Cohen博士研制出第一個計算機病毒，其后，計算機病毒迅速發展，并且不斷變種，始終危害著計算機用戶的系統安全。
二、計算機病毒特征
（一）可執行性
計算機病毒是一組計算機指令或一段程序代碼，因某個事件或數值的出現，就執行指令或程序代碼，啟動感染和破壞作用[2]。
（二）傳染性
計算機病毒得以執行后，會自我繁殖，能通過多種渠道從已被感染的計算機擴散到網絡，使被感染的計算機或網絡工作不正常甚至崩潰。
（三）破壞性
計算機病毒能使計算機工作失常甚至癱瘓，造成一些程序無法運行、經常死機，數據丟失等。
（四）潛伏性
計算機病毒什么時間發作是可以預先設計好的。有的幾天、幾周或者幾個月甚至幾年隱藏在計算機中不發作，但在某一個條件具備的時候開始爆發，對系統進行破壞。
（五）隱蔽性
計算機病毒有非常強的隱蔽性，通常隱蔽在程序和文件中，變化無常，有的反病毒軟件也無法查出來。
三、計算機常見病毒類型
（一）“木馬”程序是目前比較流行的病毒文件，它通過將自身偽裝吸引用戶下載執行，向施種木馬者提供打開被種者電腦的門戶，使施種者可以任意毀壞、竊取被種者的文件，甚至遠程操控被種者的電腦。木馬病毒的前綴是：Trojan。如Q尾巴：Trojan.QQPSW，網絡游戲木馬：Trojan.StartPage.FH等。
（二）蠕蟲病毒是一種常見的計算機病毒。它是自包含的程序（或是一套程序），利用網絡進行復制和傳播，傳染途徑是通過網絡和電子郵件。蠕蟲病毒的前綴是：Worm。大家比較熟悉的這類病毒有沖擊波、震蕩波、“尼姆亞”病毒、“熊貓燒香”等。
（三）后門病毒的特性是通過網絡傳播，給系統開后門，給用戶電腦帶來安全隱患。后門病毒的前綴是：Backdoor。例如今年流行的Backdoor.Win32.Rbot.byb，會盜取FTP、Tftp密碼、及電子支付軟件的密碼，造成用戶利益損失。
（四）宏病毒寄存在計算機文檔或模板的宏中。打開文檔，宏病毒就會被激活，并保留在計算機的“Normal”模板中。此后，自動保存的文檔均會“感染”此種宏病毒，而且如果有其他用戶打開了感染宏病毒的文檔，宏病毒又會轉移到他的計算機上[3]。宏病毒的前綴是：Macro，如以前著名的美麗莎病毒Macro.Melissa。
四、計算機常見病毒防治方法
現在，病毒的傳染大都通過兩種方式：一是網絡，二是移動存儲介質（包括U盤、移動硬盤、軟光盤、存儲卡）。如今由于電子郵件、通訊軟件的盛行，通過互聯網傳遞的病毒要遠遠高于后者。因此，為預防計算機病毒，計算機用戶在日常使用計算機過程中要注意一下幾點：
（1）安裝正版殺毒軟件（包括防火墻）。平時打開殺毒軟件的防火墻、實時防護，及時升級殺毒軟件并注意定期查殺計算機，養成良好的殺毒習慣。
（2）不經常在電腦上插移動存儲設備，如：U盤、移動硬盤、mp3等，打開前，使用殺毒軟件進行掃描、查殺，安全后再打開移動存儲設備。
（3）不要輕易下載各類小網站的軟件與程序，并且，不要輕易打開某些來路不明的電子郵件與附件，這些軟件、程序和郵件都很有可能是病毒的攜帶者。如QQ病毒之一的QQ尾巴，大多這樣信息中所帶連接指向都是些利用IE瀏覽器漏洞的網站，用戶訪問這些網站后不用下載直接就可能會中更多的病毒[4]。
（4）下載的程序和文件，即使是壓縮文件，也先用殺毒軟件殺毒后，確定安全再安裝或打開。
（5）隨時下載補丁并進行安裝、修補操作系統以及其捆綁的軟件的漏洞，及時更新必要的應用軟件。
（6）計算機突然變慢時或者異常時，立刻啟動殺毒軟件，對計算機系統進行病毒掃描和清除殺毒。同時，斷開網絡、防止重要信息外傳，將病毒危害減少到最低限度。殺毒不解決問題，要先備份重要的數據文件，再重裝操作系統。
綜上所述，本文探討分析了一些常見計算機病毒的類型及防護措施。隨著技術的不斷發展，計算機病毒必定也會以更隱蔽、破壞力更強的方式出現，但“魔高一尺，道高一丈”，相信反病毒方式也會不斷進步，從而確保我們的信息安全。
參考文獻：
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[2]鄭娟.高校機房病毒特征及其防范策略[J].大眾科技，2012（14）.
計算機運行的基本原理范文5
關鍵詞：電力拖動 自動控制 運行
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）010-028-02
1 引言
隨著科技日新月異的發展，機械自動化程度與生產水平達到了前所未有的高度，在當前的工業生產領域中，電力拖動自動控制系統得到了廣泛的應用。電力拖動自動控制系統的優勢在于：一方面可以保障自身系統安全穩定運行；另一方面可以滿足企業機械生產要求。電力拖動系統可以很好的對電動機、各類繼電器等原件進行保護，進而減少系統運行過程中故障發生概率。因此，研究電力拖動自動控制系統，提升其自動化程度，增強其安全性，完善其功能，對于企業而言是至關重要的。
2 電力拖動系統自動控制原理及其設計
2.1 電力拖動系統自動控制原理
操作人員在電力拖動控制系統運行過程中可以得到電動機各信息的反饋，例如電流反饋等。在電力拖動控制系統中，電氣設備是實現機械自動控制的核心器件。計算機系統在此過程中的主要作用是顯示信息顯示、運行連鎖、安全保護等信息，同時其也是電力拖動系統自動控制實現的唯一途徑。
在計算機系統中，操作人員可以利用計算機根據實際生產需求實行不同的自動控制方案。電力拖動自動控制主要是利用計算機完成邏輯計算、功能模塊化、編程等工作，然后為操作人員提供獨立于機械設備的儀器驅動程序，方便使用者可以較快的將程序與自己的系統進行對接測試，方便編程。雖然電力拖動自動控制系統的各項參數及要求的設定“因人而異”。但從系統的本質來講，系統構成的基本原理還是殊途同歸的，即以計算機為系統的集中控制中心，信號輸入給計算機下達指令，信號輸出執行指令。電力拖動自動控制系統計算機接收信號與輸出信號的系統反應如圖1所示。
2.2 電力拖動自動控制系統方案的確定
在電力拖動自動控制設計方面，是否確定好方案與控制方式將會決定整個設計能否成功。如果宏觀方案是正確切實可行的，那么生產設備各項指標達到要求的可能性才能得到保障。在設計時，即便出現某個控制環節設計的錯誤，也可以通過不斷改進與測試達到要求，但如果宏觀方案一開始就制定有問題，那么設計工作必須等到方案明確后重新開始。
學術領域認為，所謂電力拖動自動控制方案，其主要是依據不同的生產工藝要求，例如根據運動要求、加工效率、零部件加工精度等條件來決定電動機運行、類型、數量、傳動方式等控制要求。最后將這些調研好的工藝要求與控制要求相結合，作為電氣控制原理圖設計電器原件選擇的重要參考憑證。譬如說，在設計效率要求較高的加工機床時，拖動方式可以隨機變化，如可以使用直流拖動，也可以使用集中拖動等。確定好拖動方案后，拖動電動機的數量以及各項參數也隨之明了，控制方式的選擇就是控制要求的選擇。
2.3 電力拖動系統自動控制電動機的選擇
在確定好電力拖動系統設計方案后，需要根據實際需求對電動機的數量、規格及各項參數如額定轉速、功率等進行選擇與確定。筆者通過總結，歸納出電動機在選擇方面應當遵循以下幾點：
（1）電動機功率的選擇應當與生產機械標準要求直接掛鉤，要選擇與其相匹配，能夠擁有一定負載的電動機，這樣，才能保證生產機械的正常運行。此外，在明確電動機功率時，還需對以下三大要素進行綜合考慮：1）允許過載能力；2）啟動能力；3）電動機發熱。確決定電動機功率選擇的核心條件是電動機容量，通常，電動機容量容易受外界環境影響，所以電動機額定功率的確定要進行多次校驗確認。
（2）電動機采用直流還是交流電需要結合企業經濟、技術等方面綜合考量，筆者認為，通常情況，企業只需要選擇操作簡單，穩定性強、維護遍歷、價格低廉的交流異步電動機即可。但如果所在企業生產機械功率大、調速范圍廣，則可以采用調速性能優質的直流電動機。
（3）電動機額定轉速需要結合以下方面來選擇，主要是看所在企業機械匹配的技術經濟程度，如企業所需電動機需擁有較高的使用壽命，并較少使用，那么就需要結合企業經濟、技術等多方面因素來選擇；如果企業使用電動機頻繁，那么該電動機額定轉速就需要以電動機的動能儲存量來選擇。
（4）必須在供電電網電壓基礎上選擇電動機額定電壓各參數，必須保證兩者一致。電動機機構形式要根據企業的作業環境進行選擇。
總而言之，電動機數量、規格以及各項參數的選擇應當根據企業的經濟、技術、作業環境、使用需求等多方面綜合考慮來選擇，要保證所選擇的電動機既能滿足企業生產機械的實際需求，又能夠保證其運行的可靠性與實惠。
2.4 電力拖動設計中電器控制線路的設計
拖動方案與電動機的選擇之后，其次是電器控制線路的設計。電器控制線路是整個電器選擇與安裝圖設計的主要依據，通常，電器控制線路的設計方法是，根據所有部件不同的需求，根據控制線路的總體框架來細化局部線路，最后根據生產機械的實際需求與相互關聯，將局部線路統籌規劃到線路總體框架中，形成一個完整的控制線路。
設計前期調研：控制線路設計之初，設計者需要對企業生產工藝與機械實際需求進行調研。對于一般企業而言，控制線路僅需要滿足下屬三種功能即可：即制動、起動與反向。生產機械工藝較大的企業通常還需要平滑調速、安全預警功能等。另外，操作者能否對控制線路做出及時反應，能否進行操作等問題也都需要設計人員在設計前調研明白。
設計過程的掌控：控制線路能否穩定安全運行取決于控制線路工作是否安全與穩定，因此在選擇設計元件時，應當采用性能良好、使用期限長、抗干擾能力強、安全可靠、穩定的繼電器，同時在規劃具體線路時，筆者認為，設計人員還需要注意以下幾點內容：
（1）觸頭的設計，要保證所有電器觸頭必須全部正確對接。例如同一電器，如果將常閉與常開的輔助頭放在一起，那么當將它們接在不同相的電源上時，很可能由于限位開關上的常開/閉觸頭產生電位差使得電路短路，如果線路沒有良好的絕緣性，那么勢必會造成電路短路事故。
（2）設計電器線圈聯接時，要保證所有電器線圈正確聯接。串聯的兩個電器線圈一般不能出現在交流控制電路中，即便串聯的兩個線圈的額定電壓和等同于外加電壓，也不允許非并聯線圈連接。要實現接觸器與接觸器，接觸器與線圈的同步，應當將所有線圈并聯在電路中，使所有線圈承受相同的額定電壓。
（3）設計后的控制機構，其后期維護與操作必須簡單明了，在操作人員采用某種控制方式控制時，可以根據實際需求迅速、快捷的切換到其他控制方式，例如，在進行自動控制時，可以根據需求直接切換到手動控制，所有電控設備都需保證其后期運行的穩定性與維護的便利性，同時還需為其配置隔離電器，以便在儀器出現故障時進行搶修。
2.5 電力拖動自動控制系統設計應遵循的原則
筆者通過總結，歸納出當前電力拖動自動控制系統在設計時應當遵循的原則：
（1）經濟簡單化原則。企業在選擇電力拖動自動控制系統時，都想要低廉的價格換來可靠的電力拖動控制系統。因此在設計過程中，設計人員應當盡最大努力將系統不必要的電器與觸頭數量進行減少，線路設計應當最優化。
（2）穩定、安全、可靠性原則。在經濟簡單化原則基礎上選擇穩定性、可靠性、安全性較強的元件。
3 電力拖動自動控制系統的安全防護
任何系統的出現都需要制定想匹配的安全防護措施，電力拖動自動控制系統亦是如此，一般情況下，電力拖動自動控制系統的安全防護分為兩種：一種是計算機系統保護；另一種是電器保護。電器保護是最基本，也是必要的保護，其通常有過流保護、短路保護、欠壓保護以及熱保護。而計算機系統保護則是不可或缺的保護，它屬于高級保護，主要是對確保系統運行、維穩等進行保護。筆者在下文將從以下幾點對電力拖動自動控制系統的安全防護進行分析：
（1）短路保護：短路故障一般是因為電流短路而造成局部電氣設備絕緣體過熱損害，電流過大，容易造成強大的電磁脈沖進而產生電動應力，進而損害電力拖動自動控制系統或各種電器設備。
（2）過流保護：如果使用電動機不當，很容易使得電動機超負荷運作，這樣會引起電動機局部過電流，一般的過電流能量是正常啟動電動機電流的數倍，因此容易損害電動機及系統元器件。
（3）欠壓保護：系統運行過程中，如果電源電壓不能滿足電動機正常運作的需求，容易造成系統因欠壓而減緩電動機速率甚至同志運作，當負載矩不變時，可以適當的增加電源來提壓。另外，欠壓還會造成電氣釋放問題，進而影響系統所有器件的正常工作，情況嚴重時還會出現系統故障。所以，筆者認為，當電壓達到電動機電壓臨界值時，可以采取切斷電源措施來進行保護。
（4）熱保護：任何元器件在經過長時間工作時都會出現過熱現象，如果電動機繞組或長時間超載運行，那么勢必會造成自身溫度高于允許值，進而導致電動機出現故障，為避免過熱損害，可以采用多個電動機相替換的方法進行熱保護。
（5）安全鏈：安全鏈的保護主要涉及五個方面。1）欠壓保護的控制；2）過流保護的控制；3）水壓保護；4）油壓保護；5）軸瓦溫度保護。安全鏈是將上述五種保護串聯在一起的保護，無論其中哪個環節出現問題，計算機都會直接將自動控制系統關閉。
（6）運行連鎖和啟動連鎖的保護：當計算機接收到信號后，電力拖動自動控制的實現主要是通過計算機所配置的程序完成，該過程主要是預防系統運行時信號條件的消失或電動機缺乏條件啟動的保護。
4 結論
本文通過對電力拖動自動控制系統各方面的研究，提出了加強、完善系統設計與安全防護的意見，以期為設計者與使用者提供幫助。
參考文獻：
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計算機運行的基本原理范文6
[關鍵詞]醫院；計算機；信息系統；安全；策略
近幾年來，醫院的計算機網絡數據被盜的案例時有發生，有些是由于醫院的計算機系統被安裝了監視的軟件，而有些則是因為系統本身存在安全漏洞，導致黑客入侵，盜取患者的身份信息[1]。醫院的計算機網絡信息系統運行在錯綜復雜的環境條件下，要保證系統的絕對安全需要克服的因素較多，故而需要進一步的研發和運用安全技術來確保計算機網絡運行的安全。
1提升醫院計算機信息安全水平的策略
1.1訪問技術
在對計算機進行訪問的時候，使用者可以在自身被允許的范圍內登陸到服務器上，而后搜索并獲得自己需要的數據資料。在這一過程中，使用者進行訪問是否合法，需要對登錄的用戶名以及用戶口令進行識別和驗證，或者是對用戶賬號的缺省進行限制檢查，只有驗證和檢查通了了才能夠讓用戶對醫院網絡進行登錄和訪問。一般來說，用戶的口令是決定能否入網的基本因素也是關鍵因素[2]。如果設計的口令太過簡易，或未進行加密處理，那么口令就有可能被其他人破譯，繼而入侵到醫院計算機系統中，所以，使用者在對用戶口令的設定中，不能單純的只利用數字，而是要將數字和字母或者字符相結合，并且領用單向函數或者公鑰等方式對口令進行加密處理。另外，如果用戶輸入了多次口令，且均是非正確口令，系統要自動默認其屬于非法入侵者，同時向后臺自動發送報警信號，這時，該用戶的賬號會被鎖定[3]。除此以外，計算機網絡信息的數量巨大，內容不同，可以對內容進行分類，而訪問者能夠訪問的范圍要以其所在用戶群體為基本依據，對其訪問的權限進行設定。例如，可以把用戶群體分成管理人員，一般用戶以及審計用戶等，這時，管理人員能夠對全網進行監控，而其他的使用者只能在各自的訪問權限以內獲取到相對應的信息。
1.2密碼技術
對計算機系統進行加密時保證信息安全，不被惡意篡改或者是泄露的一個關鍵，在對數據信息進行加密以后，就會生成被使用者自行掌握的密文[4]。加密以及解密的基本原理是：使用者通過明文對密碼進行設置，而后計算機自行運行加密的算法進而形成密文，而只有將密文利用指定好的信息通道進行輸入，計算機才能夠自動運行解密算法，將密碼的指令以明文的方式呈現出來，這時，輸入密碼的人就能夠完全地享有加密的信息。在應用密碼技術中，要充分顧及到黑客或者病毒通過非法的各種手段來破譯信息系統的安全隱患，而應對的防范技術通常有兩種，即對稱密鑰加密技術和非對稱密鑰加密技術[5]。其中，信息在發送時以明文的方式進行加密處理，形成密文信息，而接收信息的一方在進行解密時，也要以明文的方式進行輸入才能夠解密，在這一過程中，加密密鑰以及解密的密鑰，都必須通過安全公開信道的一種加密方式就是對稱密鑰加密技術。對稱密鑰利用的密鑰有64位，期間涉及到64位數據塊，在任意一次加密操作以前，所有數據塊將會進行為期16輪的替換以及變換過程，繼而產生出共有64位的密文數據，其中有8位是進行奇偶驗證的數據，剩余的數據時密碼的長度[6]。非對稱密鑰加密技術則是發送者通過明文來對加密模塊進行設置，密文通過公開信道以后，接收者使用自身的私有密鑰對模塊進行解密操作，繼而獲取到全部信息，這個過程中包含了密鑰的產生，以及加密和解密三過程，但是其計算方法更加復雜，主要被用來傳送量較為巨大的數據信息。為了確保計算機的應用安全，可以綜合使用以上兩種加密方式，保證加密的信息不能夠被破解，更不能被竊取或者更改。
1.3防火墻技術
在對計算機網絡安全進行防御的整個體系中，防火墻主要作用是提升網絡體系的整體安全性，主要包括加強對網絡訪問方面的控制，避免網絡內的數據信息遭竊，對網絡設備進行保護使之避免被外界攻擊或者是避免因被攻擊而破壞等。一般可以把防火墻看成是對內網和外網訪問進行控制的一個設備，組成部分有路由器，以及主機并其他的網絡安全設備。但是防火墻并不能防范到所有對計算機網絡造成威脅的因素，所以其使用也有局限性，故而防火墻也和加密技術以及訪問技術等其他技術聯合使用，以下幾種模式的防火墻系統值得引起關注：①包過濾防火墻，通過過濾路由器將內部網絡與外部網絡進行一個連接，能夠對外部網絡輸入進來的數據包進行基本的審查，保證內部網絡以及服務器運行的環境安全穩定，這一類型的防火墻在使用時不需要安裝指定的軟件或者是運行任何程序，但是只適合于諸如家庭網絡一類的規模不大且結構簡單的網絡[7]。②雙宿主主機防火墻，此種類型的防火墻在內網和外網之間有雙宿主主機控制網絡的接口，以及服務器和網絡的接口，受到保護的網絡能夠完全的隔離在外部網絡之外，使用外部的網絡設備無法搜索到內網中的各類信息。③屏蔽主機網關防火墻，不僅過濾路由器成為連接外網和內網的一個紐帶，而且在內部網絡中設計堡壘主機，過濾的方式較為簡單，所以一定要加強堡壘主機的安全性。④是屏蔽子網的防火墻，在內網與外網之間，存有一個通過兩臺過濾路由器協調運行的具有屏蔽效果的子區域，在其中設置堡壘主機與信息服務器，能夠產生出一個位于內網和外網之間的相對安全較高的子網絡，其能夠降低被成功入侵可能性以及被侵入以后內網受到損害的程度。一般而言，防火墻可以被視為保護計算機網絡安全中的一個關卡，但是不能作為維護其安全的唯一保障，也就是說防火墻只應該是對計算機網絡安全進行保障的一種輔助和補充手段[8]。
1.4數據庫安全技術
數據庫具有存儲計算機的數據資料的作用，而在進行資料信息的存取，以及使用或者共享的一系列過程中，僅具有登陸權限的合法的使用者，才能夠登錄到其權限內的數據庫中，才能夠對存儲于該數據庫中的資料信息進行一定的操作，但是在此過程中也有數據信息的丟失，出現錯誤或者密碼丟失等安全風險[9]。對數據庫進行安全方面的管理，首先就需在數據庫管理系統內部進行控制，也就是操作系統要經過DBMS(數據庫管理系統)的訪問以后才具有操作的合法性，這里涉及到的技術內容既有用戶授權，又有禁止在非法的狀況下使用系統以及進行數據庫的正常統計工作等。因為數據庫最基本的功能就是進行數據庫內部資源的共享，所有不可避免的會涉及到共享資源時進行保密的技術，一般，數據庫的管理員對使用者以及使用者訪問的權限進行一定的控制，特別是對于比較敏感或者是重要的數據資料，必要時可以進行注意的跟蹤審查或者是對訪問過程進行監控，同時登陸的口令每隔一段時間要進行一次更換。
2結語
