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計算機硬件技術范文1
【關鍵詞】計算機 硬件維護 技術
通過調查，人們在使用計算機時經常會出現死機、屏幕無法顯示、黑屏等現象，這主要是因為計算機硬件出現問題，導致計算機出現故障。其實，只要我們定期檢測計算機硬件，并對其進行維護，計算機硬件就很難影響到計算機的運行功能。因此，我們必須要充分的了解計算機硬件的組成部分，掌握維修計算機硬件的技術，這樣才能精準的分析計算機硬件出現的問題，并采用有效的方法解決問題。
1 關于計算機硬件的組成部分和日常維護分析
1.1 組成部分
計算機硬件作為計算機重要的組成部分，它影響著計算機運行速度和運行效率，因此，我們必須要了解計算機影響性質和結構。只有深入分析計算機硬件的結構，才能從根本上解決問題。根據對計算機硬件的研究，計算機硬件主要由兩部分組成，
（1）計算機外部硬件；
（2）計算機內部硬件。
計算機外部硬件是由鍵盤、鼠標、顯示屏、機箱等構成，計算機內部硬件則是由CPU、內存、硬盤組成。一定計算機硬件出現問題，計算機將無法正常工作，所以，維護計算機硬件的工作十分重要。
1.2 日常維護工作
對于計算機硬件日常維護工作，首先，我們應以預防為主，采用科學的方法對計算機硬件進行維護，形成良好的維護習慣，在使用計算機時，遵循計算機的應用規則操作計算機，當發現計算機出現故障時，要及時對其進行維修，只有這樣才能延長計算機使命，讓計算機處于穩定的狀態。此外，計算機作為電子產品，應將其放置在通風的處，避免讓其受到潮濕。
2 計算機外部硬件維護措施
2.1 顯示器
顯示器對計算機而言，具有重要的作用，如何操作不當，計算機的功能將會減弱，而這也會影響計算機的壽命，甚至導致計算機癱瘓。因此，維護好計算機顯示器的工作十分重要。為了防止計算機顯示器遭受破壞，在使用顯示器時，我們要將其防治平穩的地方，避免陽關暴曬和潮濕侵入，按照具有操作開關計算機，定期對顯示屏進行清理，以防止灰塵侵入，在清理顯示屏時，要保證計算機處于斷電的狀態。當完成相關的清理工作后，30分種后在使用計算機。
2.2 鍵盤
日常生活中，人們在使用計算機時，通常會使用鍵盤，盡管鍵盤只是計算機硬件的一小部分，但如果出現問題，也會給人們的生活帶來不便，甚至需要人們浪費資金。因此，我們也應做好鍵盤的維護工作，在使用鍵盤的過程中，盡量防止液體撒入，輕拿輕放，不要用力敲打鍵盤，在更換鍵盤時，要關閉計算機。其次。要定期清洗鍵盤，防止灰塵進入鍵盤中。
2.3 鼠標
鼠標是人們經常使用的計算機設備，同鍵盤一樣，鼠標的維護工作不容忽視。由于鼠標是彈性開關控制的，所以在使鼠標時要輕輕的點擊。然后要對鼠標進行清潔，保證鼠標的靈活度。其次，在使用鼠標的過程中，應在此下面放置一個鼠標墊，避免鼠標受到磨損。
3 計算機內部硬件維護措施
3.1 CPU
CPU作為計算機的核心部分，它承擔著重要的責任。一旦CPU出現問題，計算機中重要數據將會丟失。因此，在操作計算機的過程中，我們要保證機箱處于空氣流通狀態，定期對CPU進行清掃，避免計算機出現短路。
3.2 內存
計算機的內存影響著計算機運行的速度，如果計算機內存已滿，計算機運行速度將會變慢，所以，當計算機內存即將被占滿時，我們要清理其中的垃圾，將沒有用的軟件或者文件刪除。
3.3 硬件
硬件是計算機最為重要的組成部分，計算機中所有的數據都儲存在硬件中。所以，在使用計算機的過程中，要適當讀取，減少硬盤的讀破次數，不要移動硬盤，對其進行加固，保證硬盤處于穩定的狀態，與其它硬件不同，我們一定不要經常清理硬盤，否則，硬盤將會老化，致使計算機無法正常運行。
4 針對計算機硬件故障提出的排除方法
為了有效的分析計算機出現問題的原因，我們可以采用多種反復排除故障，然后根據相應的問題，研究解決方法，采用合理的技術維修計算機。
4.1 直接觀察
當計算機突然出現問題時，我們不要慌張，首先，看一下電源是否連接好，計算機主板與接線是否接觸，并觀察主板上是否有異物。如這些都處于正常的狀態，我們可仔細監聽計算機風扇的聲音，當風扇出現異常聲音時，則有可能是散熱功能出現故障。其次，我們應當聞一聞主板是否有燒焦的問題，摸一下計算機主板是否溫度過高，然后根據這些現象，確定計算機存在的問題。
4.2 使用相關的檢測軟件
如果計算機外部硬件沒有出現問題，我們就應該選擇專門檢測計算機硬件的軟件，查詢計算機故障原因，這種診斷軟件能檢測出計算機硬件隱存的問題，并在檢測完成后，制定出一份詳細的問題報告，以供計算機維修人員參考，這種方法不但便捷簡單，而且分析的數據也十分精準。
4.3 系統最小化
系統最小化主要針對無法確定故障位置研究的方法，這種方法時將計算機外部硬件和內部硬件拆除，然后打開計算機，如果計算機正常運行，則是計算機硬件的問題，否則，就是計算機系統的問題。
4.4 拔插替換法
拔插替換法是最基礎的方法，也是最有用的排除障礙的方法。這種方法操作簡單，能準確出現故障的部分進行定位，并且這種方法不影響計算機正常運行工作。其次，拔插替換法也能檢測出內存條的問題，它具有多種檢測功能，因此，大部分計算機維修人員都會選擇拔插替換法分析計算機硬件存在的問題。
5 結束語
總而言之，人們要想延長計算機的壽命，保證計算機的安全，人們就要定期對計算機硬件進行維護、檢測，分析計算機硬件出現問題的原因，使用合理的方法將其解決。只有將故障排除，才能對計算機硬件進行維修。另外，如果人們應增強維護計算機硬件的意識，掌握維護計算機硬件的方法，保證在遇到問題時自行解決。如果遇到復雜的問題，人們應找專業的維修人員處理計算機硬件的問題，這不僅能可以維護計算機硬件的壽命，也能增加計算機綜合使用能力。
參考文獻
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計算機硬件技術范文2
關鍵詞：計算機硬件 維護技術 故障 解決措施
中圖分類號：TP307 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0235-01
現如今，隨著網絡信息資源的不斷變化，計算機已經得到了普遍的發展，并深入到了各個領域中，成為了人們日常生活中極為重要的工具。在運用計算機的過程中，想要保證高效的運行，就要保證計算機硬件設備功能的正常。因此，在實際中，就要做好對計算機硬件中存在的問題進行全面的分析，掌握好科學的解決方法與技術，這樣才能保證計算機可以正常使用。
1 計算機硬件維護技術
對于計算機硬件來說，主要可以分為處理器、存儲器、電源等。對于處理器來說，在整個計算機硬件中占據著重要的位置，通過處理器可以對計算機中所有的信息進行細致的收集與處理，一旦處理器出現問題，就會造成計算機故障。對于存儲器來說，由于計算機中可以存儲眾多信息，所以存儲器就發揮出了存儲信息的作用。對于電源來說，則是計算機在正常使用的過程中，只有先連接好電源，才能促使計算機可以正常使用。對計算機零件進行維修已經成為了日常中的工作環節之一，但是也應當要注意的是并不是對所有的零件都進行維修，所說的對硬件進行維修也只是對處理器、主板以及內存條等進行維修。
1.1 主板
作為計算機中作為重要的組成部分，在主板中包含了中央處理器以及內存條等零部件。因此，做好對主板的維護工作就顯得極為重要了。在開展日常維護的過程中，要注重預防灰塵通過散熱孔進入到主板中，同時還要避免水等液體進入到電腦中。一旦主板灰塵過多就會影響一些部件的正常工作，從而降低計算機的使用效果[1]。
1.2 中央處理器
就開始工作，到關閉計算機。且當處理器處于良好的運行狀態中，計算機的運行速度相對較快，如果處理器狀態不足，就會造成計算機運行速度減慢。一旦處理器出現故障，則會造成計算機出現停止運行等現象。由于處理器與計算機的散熱之間有著極為密切的聯系，所以當出現過熱現象時，就會造成故障的發生，嚴重時還會影響計算機的使用壽命。所以想要保證處理器的運行效果，就要做好散熱工作，同時還要在其內部設置好保護的功能。當熱量過多時，保護功能立即啟動。此外還可以利用好散熱孔，在計算機配置外設置散熱器，以此來幫助計算機散熱[2]。
1.3 內存條
作為計算機中的重要零件之一，內存條是保證計算機與中央處理器之間實現高效溝通的重要載體，當內存條出現松動時，就會造成內存條出現接觸不良等現象，這樣也就影響了計算機的運行效果，由于內存條與中央處理器之間存在一定的不同，所以也不需要每日維護，但是在使用的過程中，還要做好維護工作。
2 故障結局措施
2.1 計算機出現死機問題
計算機在運行的過程中常常會出現死機的現象，而造成計算機出現死機問題的主要原因就是因為計算機散熱系統不好以及內存空間不足等原因造成的。在操作計算機的過程中中央處理器會產生出一定的熱量，且這種熱量又是不能通過散熱口完全散發的，所以也就造成了計算機出現死機的現象。此外當計算機中存儲過多時會造成計算機出現速度減慢的現象，這樣也就出現了計算機死機的現象。因此，針對這一現象，就要先分析出造成計算機死機的原因，在此基礎上來制定出相應的解決方案，當發現是散熱問題造成計算機死機時，就要立即停止使用計算機，并利用散熱器來幫助計算機進行散熱，降低其溫度。當發現計算機由于內存不足而造成死機問題時，則應當要刪除一些不用的文件與程序等，但是在這一過程中還要避免刪除系統程序，以免影響計算機的正常運行[3]。
2.2 藍屏
計算機在運行的過程中可以自動感知錯誤的出現。因此，當出現運用命令錯誤時，或是由于系統出現問題而造成崩潰現象的發生，就是出現計算機藍屏的現象。主要原因可以分為，第一，內存增多，系統在運行的過程中會出現大量文件，且一些文件還會自動的存儲到計算機中，所以針對這一現象，就要對文件進行有效的清理，當不能快速清理時就會造成文件過多的占據硬盤中的空間，從而降低計算機的運行速度，致使藍屏問題的發生。第二，就是由于處理器的實際運行頻率大于自身的頻率。也就是常說的超頻，且在超頻的影響下回造成處理器出現熱量，這樣也就影響了計算機的正常運行。因此，當計算機出現藍屏時，就可以采取相應的措施。第一，及時掃描計算機中一些不常用的軟件，并做好清除工作，避免過多的占用計算機中的存儲空間。第二，分析計算機中硬件安裝的準確性，并與其他部位相連，檢驗連接口是否連接牢固。第三，當上述兩種方法都不能解決藍屏問題，則就要拔出計算機的驅動器，并對其進行全面的檢查，然后再進行重新安裝。當計算機出現藍屏問題以后，就要全面的分析出原因，找出原因，制定有效的措施。
3 結語
綜上所述可以看出，隨著經濟的不斷發展，科學技術也得到了廣泛的運用，作為人們日常生活中必須要的工具，計算機的高效運用有著極為重要的影響。因此，就要做好日常的維護工作，及時解決好出現的故障，提高計算機的運行效果，以此來保證用戶的正常使用，避免影響日常工作。
參考文獻
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【關鍵詞】計算機硬件 發展 問題 管理與維護
隨著計算機越來越成為人們生活和工作中必不可少的應用工具，而且網絡技術的快速發展，使得計算機也在向小型和微型的方向發展，但是在發展的過程中也使得計算機的硬件常常受到惡意病毒和木馬的干擾，從而使得我們的計算機出現各種各樣的問題，因此計算機的更新和維護就變得尤為重要。
1 計算機硬件的概述
首先，計算機硬件的內涵，計算機的硬件主要是由計算機中的各種光電元件和各種電子以及機械配件等原件組合而成的裝置，這些原件的相互配合組成了計算機這個有機整體；其次，計算機硬件的組成部分計算機的硬件主要是由輸入設備、輸出設備、存儲器、運算器、控制器這五部分構成的，這五個部分都是缺一不可的，只有它們共同運行才能構成計算機這個有機整體。
2 計算機硬件的發展態勢
2.1 計算機的輸出和輸入設備的發展
由于上世紀中葉的時候剛剛出現的計算機界面上只是一些乏味和繁雜的數據，讓人們覺得很枯燥，而且當時以計算機的硬件設備為主導，輸出和輸入設備則發展較慢，更新的速度也較慢，而現代的數據技術的不斷發展，使得計算機的輸出和輸入設備逐漸向智能化和高效化的方向發展，而且計算機的界面和外觀設計也更趨于多樣化和人性化，而且計算機的硬件上的設計也在向科技化的方向發展，如在計算機的設計上通過高科技材料和技術的應用，更加注重節約成本，在一定程度上為計算機的硬件的發展開辟了道路。
2.2 計算機存儲器的發展
人們在工作和生活中創造和應用的數據數量的不斷擴大，而且傳播的速度也越來越快，人們對存儲器的要求也越來越高，而且存儲的硬件設備的好壞直接關系到數據的安全性。因此未來的計算機存儲器主要應該考慮的問題是存儲的安全性和可靠性，以及存儲傳輸的速度和外觀設計。在未來的存儲器的發展應該向小巧、智能、可擴展的方向推進。相對于以往的易失性存儲器，現代的非易失性存儲器的外觀較為很小，而且時尚，容易攜帶，存儲數據速度較快，而且成本較低，消耗的能量較小，符合現在的發展形勢的要求。
2.3 中央處理器的發展
根據目前市場和中央處理器的發展態勢分析，未來的中央處理器應該向多核的方向發展，使得計算機的功能更加強大，而且處理數據的速度也會不斷地加快，我們深信未來的發展前景會更加廣闊。中央處理器應該是向更加人性化的方向發展。
3 計算機硬件常出現的問題
（1）對軟件問題進行檢修。在計算機出現故障之后，應該注意軟件出現的問題進行維護和管理，在排除了計算機系統中毒或者是文件異常丟失、系統注冊表受到損壞硬盤主引導記錄損壞的情況之后，再來檢查是否為硬件設備的問題。
（2）對計算機進行及時的監控。首先觀察計算機所出現故障時顯示器顯示內容同正常情況下相比，是否出現異常；其次，電腦內外所表現出來的一系列的物理情形特征等；再次是觀察計算機的環境，包括所在位置以及環境溫度和濕度，最后應該注意電腦的軟硬件配置和系統資源的使用情況等。
（3）排除外部設備的問題。計算機外設故障出現的部件主要有顯示器、UPS電源、打印機等。顯示器的問題多數是由于長時間開機，散熱不均勻，致使顯示主板元件被燒壞，也使其他顯示元件受到不同程度地損壞；鼠標鍵盤故障主要因為過多使用造成UPS故障常見的是無法給電腦正常供電，主要是紅燈長亮，蜂鳴器長鳴或電壓不穩，造成UPS損壞打印機故障主要是因長時間使用造成的打印頭耗損或墨粉不足等原因引起的。
4 計算機硬件管理維護的對策
（1）中央處理器的維護。在計算機硬件安全維護中最為關鍵的部分是中央處理器，這一系統的好壞可以保證計算機系統的正常運行。當中央處理器接收到完全加密的系統程序指令后，立即進行解密處理，按照解密后的指令要求執行相應的任務。另一方面中央處理器不會將解密之后的系統程序的密碼和命令泄露，同時還可以防止外界人員入侵計算機內的機密文件或者惡意篡改程序內的文件和數據，所以必須要用中央處理器將處理過的數據信息在錄入和存儲之前進行加密。
（2）內存區域的維護。計算機硬件的內存區域也是計算機安全設備的一個主要組成部分，在該區域內能夠形成與外界安全隔離、存儲敏感數據的內存區域地帶，更能快捷高效的對用戶的個人隱私和數據進行加密保護，而且存儲在這個被隔離內存區域的數據信息只能夠被所屬的程序訪問，其他外界的應用程序沒有權限訪問他的數據，計算機其他外界設備都沒有辦法從這個區域內調出數據，因此更加能夠保障計算機應用程序的安全高效的運行。
（3）計算機硬件設備維護創新。計算機硬件外部設備的維護應該主要放在計算機顯示器的維護和管理上，這樣可以很好的避免顯示器的使用功能遭到損害。需要注意的是不要隨意地打開和關閉計算機，經常用專用的清潔劑和抹布進行清潔處理。對于電腦上的灰塵，應該使用專用的工具進行清理。使用鼠標時避免用力點擊鼠標，免損壞鼠標的彈性開關。
（4）計算機CPU維護和管理。在進行CPU的維護過程中，還應該注意對于CI刀的通風散熱裝置做好灰塵清潔工作，避免造成通風散熱故障。最后還要保證CI刀的運行頻率，從而確保CI刀的工作運行頻率正常，避免折損CI刀的使用壽命和計算機系統的正常使用。
5 結語
隨著社會的持續發展，人們對計算機使用的頻率也在不斷的增大，因此計算機硬件維護和管理的好壞直接影響著計算機的正常使用，關系到數據和存儲文件的安全，我們要想提高計算機的使用效率，就必須在日常及時發現使用中的問題，及時將其排除，從而讓電腦的優勢充分的發揮出來。
參考文獻
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【關鍵詞】計算機 日常維護 故障
近年來，隨著計算機的普及，計算機事業的發展越來越快，計算機已經成為當下人們交流信息、傳播知識和了解文化的大眾平臺。雖然在使用計算機時方便、快捷，但在使用計算機時也出現了許多問題，其中最常見的問題就是硬件問題。所以應該在出現問題前預防問題，也就是要做到在計算機損壞前對計算機硬件進行維護。不僅如此，在出現故障后，也要做到能進最大的努力解決故障。
1 計算機硬件維護技術
計算機硬件一般是由中央處理器、內置存儲器、主板、電源、存儲控制器等零件組成。但并不是所有的零件都需要進行日常維護，通常來說，計算機硬件維護是指對計算機中央處理器、主板、硬盤以及內存條的維護。
1.1 對主板的維護
主板是電腦最重要的組成部分之一，在主板上有中央處理器、內存條等許多重要的零件，所以對于主板的維護是非常重要的。在對主板進行日常護理時，不僅要著重預防灰塵通過散熱孔進入電腦的主板上，更加要預防水或者飲料等液體灑向電腦。如果主板上的灰塵過多，可能會導致主板上的部件不能正常工作，從而影響整個計算機的使用。
1.2 對中央處理器的維護
中央處理器是計算機正常運行的關鍵，其是主要進行計算機的運算部分，因此中央處理器隨著計算機的開機而運行、隨著計算機的關機而停止。中央處理器相當于人的心臟，不同的電腦擁有不同的中央處理器，而中央處理器也有好壞之分，好的中央處理器使計算機的運行速度加快，而不好的中央處理器會使電腦的運行速度減慢。當中央處理器損壞或出現故障時，計算機也就無法運行了。而在日常生活中中央處理器的維護關鍵是如何解決計算機的散熱問題。在計算機的使用過程中，中央處理器隨著計算機的運行而運行，其在運行過程中會產生大量的熱量，若這些熱量不能及時散出，可能會損害中央處理器，甚至是降低計算機的使用壽命。為了防止這一現象的產生，計算機的內部一般都對中央處理器內置了過熱保護功能，同時使用散熱孔為其散熱。同時為計算機選擇一款適合其中央處理器頻率的散熱器也是一種很好的選擇。
1.3 對硬盤的維護
硬盤對整個計算機的運行起到了至關重要的作用，所以在進行硬盤的維修保護工作中，不但要做到預防灰塵的干擾，防止液體的干擾，還要使硬盤的運行環境處于平穩的狀態。在使用計算機時為了保護硬盤，禁止隨便開啟硬盤蓋。同時計算機在關機時，不能直接關閉電源，這樣會損傷硬盤，減少計算機的使用壽命。
1.4 對內存條的維護
內存條是計算機中重要的零件之一，其是計算機與中央處理器進行溝通的橋梁。當內存條松動時，導致內存條接觸不良，從而導致計算機無法正常運行，影響人們的正常使用。但在日常生活中，內存條與中央處理器不同，其不需要平時的維護。但在使用計算機時也要小心維護，防止出現紕漏。
2 故障解決
2.1 死機故障
在計算機的使用過程中，經常出現死機問題，出現這一問題將導致計算機無法使用。造成死機的原因包括計算機的散熱過慢、內存空間不足等?？偟膩碚f，在計算機運行的過程中，中央處理器會產生大量的熱量，而這些熱量通過散熱口無法完全散出去，而導致計算機的運行速度減慢，導致計算機的死機現象產生。另外，在計算機內部的容量將滿時，運行計算機時會使其速度減慢，從而導致死機現象。要想解決死機問題，首先要判斷造成死機現象的原因，其次根據不同的原因作出不同的解決方案。當由于計算機的散熱不全造成死機時，即計算機底部溫度過高時，首先要停用計算機，其次是使用散熱器對計算機進行散熱工作，將計算機的溫度降低解決死機問題；若是因為內存不足導致計算機死機時，要刪除不需要的文件或程序，注意一定不要刪除系統程序。
2.2 藍屏故障
當計算機系統在運行的過程中發現非常大的錯誤停止執行或面臨崩潰時，計算機就會出現藍屏界面。出現藍屏問題的原因主要包括虛擬內存和中央處理器超頻等等。首先，當很長一段時間因為種種原因沒有清理內存時，系統會出現虛擬內存占用硬盤的空間，從而使系統的運行速度減慢，導致藍屏現象的產生。當系統進行超過本身的中央處理器的頻率的工作時，即出現了超頻現象，從而使中央處理器在運行過程中產生過大的熱量，使系統的運行速度減慢，從而使計算機產生藍屏現象。解決藍屏現象的原因，主要有幾個方面，第一，清除電腦中不常用的軟件，第二，觀察計算機的硬件連接是否完好，第三，拔下驅動器再進行檢查安裝，藍屏問題并不可怕，只要找到其原因，再根據其原因找到相應的辦法，就能解決藍屏問題。
2.3 內存條故障
當計算機運行時，其只能聽到聲音，但不能看到畫面在屏幕上顯示，這種問題出現的原因可能是系統內存條出現了問題。具體表現為內存條可能出現松動問題，導致內存條與計算機的接觸不良，從而導致計算機無法正常工作。在這種條件下，應先清理內存條所處的插槽，將其清理干凈，再將內存條放入其中，開機檢查計算機能否正常工作。若計算機還是無法運行，應將計算機中的內存條更換，開機檢查計算機是否正常工作。
3 結束語
隨著社會經濟的高速發展，人們的日常生活逐漸離不開計算機，這體現了計算機的隨處可見性。但計算機是高科技的產物，若人們不細心對待，會使計算機出現不少問題。這也就要求人們在日常生活中細心維護計算機，并在計算機使用時小心謹慎，同時當出現小故障時，不要驚慌，在了解的情況下仔細解決。要相信，只要在日常生活中認真維護計算機，那計算機的故障問題就會很難出現。
參考文獻
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計算機硬件技術范文5
【關鍵詞】 CDIO模式 計算機 硬件嵌入式技術
近年來，嵌入式技術在工業控制、通信設備、醫療儀器及航空航天等領域中的應用越來越廣泛，新興的物聯網技術、智能家居等都以嵌入式系統為基礎，在這樣的背景下，市場對嵌入式人才的需求越來越重視。但就目前來看，當前高校計算機專業關于嵌入式技術方面的教學還存在一定問題，往往過于注重軟件方面的程序開發，忽略了硬件嵌入式技術的研究和教學。
在這樣的背景下，本文以CDIO功課教學模式為基礎，探討了計算機硬件嵌入式技術的發展方向和人才培養內容與方法，旨在為相關研究與實踐提供參考。
一、CDIO模式概述
CDIO模式屬于一種工程教育模式，是國家工程教育改革的一項突破性成果，由麻省理工學院等四所大學組成的研究團隊歷時四年研究獲得。CDIO模式代表構思、設計、實現及運作四個過程，以產品整個生命周期為載體，讓學生對產品研發到產品運行各個階段進行學習，實踐性較強。
CDIO理念繼承了歐美先進工程教育改革觀念，創新性的提出了可操作性的教學標準，對于提升功課教學質量有著重要的意義，代表了當代工程教育的發展方向和趨勢[1]。
就我國來看，工科教育體系需要積極培養出與世界接軌的工程師，但我國工科教育實踐還存在著諸多問題，過于注重理論和輕視實踐，過于注重學習而忽略創新，在這樣的背景下，應當積極學習并應用CDIO工程教育模式。
二、基于CDIO理念分析計算機硬件課程存在的問題
CDIO的核心為構思、設計、實現及運作，強調實踐性和創新性，基于這一理念，分析我國計算機課程中存在的主要問題。
2.1缺乏設計能力培養
近年來計算機技術發展較快，應用越來越廣泛，使得計算機系統復雜度提升，傳統軟硬件相隔離的設計方式已經難以滿足現代計算機系統要求。計算機系統平臺搭建、軟硬件協同設計等成為主流設計思想，但當前計算機硬件技術相關課程缺乏對學生這種先進設計能力的有效培養。
2.2缺乏可編程芯片設計能力培養
我國工科高校開設計算機硬件課程很少涉及到關于芯片編程的實驗課程，僅有的實驗安排在大肆，但受到教育體制的影響，許多學生畢業設計不涉及到芯片編程就不會認真學習，這就大大弱化了對學生可編程芯片設計能力的培養。
2.3缺乏創新能力培養
收到實驗條件等因素的影響，現有計算機硬件實驗大多針對的是純硬件邏輯，缺乏橫向功能拓展和縱向功能延伸，給予學生的創新空間較少，學生在現有條件下難以完成綜合性和創新性的設計。
三、嵌入式技g發展現狀
嵌入式系統是一種專用的計算機系統，其以計算機技術為基礎，以具體應用為核心，軟硬件可進行裁剪來滿足應用系統的相關要求，例如功能要求、穩定性要求、功耗要求、成本要求及體積大小要求等[2]。嵌入式系統的應用能夠實現計算機技術、電子技術與各行各業應用的有效結合，其應用前景廣泛。
嵌入式技術的快速發展和應用使得計算機分類模式發生了改變，從傳統的按體積進行分來變化為通用型和嵌入型兩類，涉及到的領域十分廣泛，例如醫療領域、航天航空領域、軍事領域、工業控制領域及金融領域中都能夠看到嵌入式系統的身影。嵌入式系統中軟硬件結合，要想從事此項工作，需要具備較高的計算機技能水平，具體來說如下：
一方面，是電子工程、通信工程等硬件專業方面的人才，這些人才以硬件設計和開發為主，開發硬件驅動程序，對硬件原理掌握較為清楚，但這些人才對復雜的軟件系統往往能力較差，例如復雜應用軟件、嵌入式操作系統的程序設計等。
另一方面，是偏軟件專業的人才，這些人才在軟件開發和嵌入式系統開發上造詣較高，且如果軟件方面人才掌握了相關硬件原理，完全可以自主開發硬件驅動程序，硬件設計完成后則需要依賴于軟件實現系統功能。但就目前來看，許多企業將硬件設計部分外包，硬件設計能力較弱，對硬件有所忽視，這就造成市場上對硬件嵌入式技術方面的人才短缺。
四、基于CDIO模式計算機硬件嵌入式技術發展方向
4.1無線網絡技術
近年來，移動設備發展快速，無線網絡也隨之發展起來，人們對無線網的需求也越來越大，而軟件系統是否能夠支持無線網絡也成為了嵌入式系統發展的關鍵所在[3]。因此，在今后的一段時期內，無線網絡應用將成為嵌入式技術的重要發展方向，就目前來看，WIFI、藍牙技術及無線傳輸技術等的應用越來越成熟，但需要注意的是，這些技術有著一定的局限性，其傳輸距離大多較近，這就需要在未來研發的過程中著重解決遠距離傳輸的問題，例如3G協議棧的開發等。
4.2網絡互連技術
在嵌入式系統不斷發展和應用的背景下，各種互聯網接口受到關注，傳統的單片機難以滿足對互聯網接口的要求，從而催生了各種新型的嵌入式系統，例如微型處理器，從互聯網接口方面來看，嵌入式處理器能夠支持TCP/IP、USB、CAN、IEE1394等多種通信接口，一些先進的嵌入式處理器甚至能夠同時支持幾種接口，但同時也需要一些硬件驅動程序，只有這樣才能夠實現輕松上網，打破眾多用戶上網的時空限制。
4.3人工智能技術
歸根結底，嵌入式技術的應用就是滿足人類相關的應用服務，人工智能化的發展和使用則能夠提升嵌入式技術的服務水平，將人工智能技術與嵌入式系統或產品相結合，實現人機交互，擴展嵌入式系統的服務應用范圍。就目前來看，人工智能技術與嵌入式系統的結合在醫療衛生領域應用較為成熟，能夠降低手術病人受到的傷害[4]。
而隨著技術的發展和社會的進步，人工智能技術的應用范圍將會得到進一步拓展，例如自動控壓裝置、自動控溫裝置等智能化儀表的應用越來越多，這都會促進人工智能技術的進一步發展。
五、基于CDIO模式的計算機硬件嵌入式技術人才培養
計算機硬件嵌入式技術課程的學習是一個系統性、長期性的過程，需要循序漸進，不僅涉及到原油的硬件課程，還涉及到后續嵌入式技術理論知識和嵌入式設計開發等。本文結合CDIO工程教育模式和理念，探討計算機硬件嵌入式技術的人才培養方向和方法，具體來說如下。
5.1學習嵌入式系統基本知識
CDIO工程教育模式強調對構思、設計、實現及運作等產品整個生命周期的研究和學習，而對于嵌入式系統來說，其構思、設計、實現及運作都離不開嵌入式系統的基本知識，因此，在計算機硬件嵌入式技術人才培養過程中，嵌入式基本知識的學校至關重要。
嵌入式系統大體可以分為三類，其一為傳統的實時多任務系統，即RTOS系統，主要包括Vxworks操作系統、Tornado開發平臺等；其二為嵌入式Linux操作系統，其不僅可以作為服務器的操作系統，在嵌入式領域也有著良好的應用前景，系統免費，支持的軟件眾多，這會大大降低嵌入式產品的開發成本；其三為Windows CE嵌入式操作系統，如Microsoft等，其進入嵌入式市場前景良好，Windows CE嵌入式操作系統雖然于近幾年才被研發出來，但卻能夠迅速搶占市場，尤其對于智能手機、顯示儀表等對界面要求較高，Windows CE嵌入式操作系統的應用有著良好的效果。通過對嵌入式系統這些基礎知識的學習，能夠讓學生全面掌握嵌入式軟件整體開發環境情況和開發平臺，形成對系統開發理性、直觀的認識[5]。
5.2 ARM技術及嵌入式微處理器
當前嵌入式處理器種類較多，例如ARM處理器、MIPS處理器及PowerPC處理器等，其中應用最為廣泛的處理器當屬ARM，ARM有著四個通用處理器系列，不同系列能夠提供的性能有所差異，但基本覆蓋了大多應用領域，有效滿足了不同應用領域的應用需求。以SecurCore系列為例，其專門應用于對安全等級要求較高的場合。因此，應當讓學生積極學習ARM技術及相關嵌入式微處理器結構，為后續產品設計研發實踐奠定基礎。
5.3指令系統與硬件電路設計
一般來說，ARM微處理器有兩種工作狀態，且其能夠在兩種工作狀態之間隨時切換，第一種工作狀態為ARM狀態，在這種工作狀態下，處理器執行的ARM指令為32位字對齊指令[6]；第二種工作狀態為Thumb狀態，在這種工作狀態下，處理器執行的是Thumb指令，屬于16位半字對齊指令。兩種狀態下指令有著一定的關系，即Thumb指令集合為ARM指令集合的功能子集，但相較于等價ARM代碼來說，其能夠有效節省存儲空間，節省比例能夠達到30%-40%之間。
對于嵌入式技術來說，其軟硬件可以裁剪，因此應當做好硬件電路設計工作，通過有效的硬件電路設計來獲取最優硬件組合，提升嵌入式系統的硬件性能。
除了上述提到的說那個方面之外，數字電路、數據結構算法及匯編語言和編程語言等也較為重要，需要在計算機硬件嵌入式技術人才培養中有所側重。
六、結論
綜上所述，在計算機領域，嵌入式系統的應用越來越廣泛，計算機硬件嵌入式技術越來越受到關注，計算機嵌入式技術人才的培養應當以CDIO模式為指導，以市場需求為導向，以嵌入式技術發展趨勢為依據，合理選擇教學內容，培養先進的計算機硬件嵌入式技術人才。
參 考 文 獻
[1]蘇英.基于CDIO的微機原理與接口技術教學研究[J].中國管理信息化，2016（10）：218-219.
[2]楊偉力 李偉民 楊盛毅.基于CDIO理念的嵌入式系統課程改革實踐[J].科教導刊（上旬刊），2016（06）：56-57.
[3]徐武雄.基于CDIO的地方高校嵌入式系統仿真實驗室建設研究[J].中國電力教育，2012（19）：98-99.
[4]王偉 王楊 孟煒 李明.變電站自動化IED設備嵌入式通信模塊的開發[J].科技資訊，2014（24）：9-10.
計算機硬件技術范文6
關鍵詞：計算機硬件技術基礎；教學改革；教材建設；教材分析
隨著計算機硬件技術的發展和普及，大學生接觸到的計算機硬件設備無論從種類還是功能都比之前有更多的樣式，并具有更快的發展趨勢。計算機硬件有關產品已經成為人們日常生活中必不可少的生活用品，具有明顯的日?；?、集成化、工具化的發展趨勢。在計算機硬件新的發展階段，讓學生們掌握基本的計算機硬件原理，熟悉各類硬件接口技術，懂得計算機硬件產品的基本運行方式，是各學科各專業教學體系建設中重要的一個教學和實踐環節。
計算機硬件技術基礎課程是普通高等學校理工科專業的一門重要的計算機技術公共基礎課程，也適合非理工科的其他專業學生選修。該課程是學生學習和掌握計算機硬件基礎知識、了解計算機硬件發展、熟悉硬件原理及接口技術的主要課程。
1課程現狀和問題分析
2006年，教育部高教司將微型計算機原理和微機接口技術等課程精簡整合為計算機硬件技術基礎，并明確提出了該課程是針對大學非計算機專業的理工類本科生設置的6門典型核心課程之一。
2009年，教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會將“微機原理與接口技術”確定為計算機基礎教學的核心課程之一。該課程建議面向電類專業授課70學時，實驗20學時；面向非電類專業授課48學時，實驗10學時。[1]
課程名稱及學時上的變化，一方面顯示教學指導委員會對計算機硬件類課程的重視，同時也反映出在大學課堂上如何引入計算機硬件公共基礎課程還存在爭議。事實上，計算機硬件類課程在實際實施中存在很多實際困難和問題，導致全國大多數高等學校沒有開設此類計算機基礎課程，部分開設微機原理與接口技術課程的學校往往由非計算機類專業教師開設并講授，不歸屬于計算機基礎教學范疇。主要有以下三方面原因。
1) 課程定位不清晰，學時很難落實。計算機硬件技術基礎課程如果作為計算機技術基礎課程，應該主要放在大二，兼顧大三授課，面向沒有數字電子基礎的學生，作為選修課，以32學時為宜。然而，計算機基礎課程教學指導委員會規劃的微機原理與接口技術主要面向大三、甚至是大四學生開設，學時數量超過60，甚至在90，還需要數字電子方面的先導課，很多高校在學時、先導課等角度都無法將該課程編排進教學大綱。
2) 現有實驗條件落后，學生難有興趣，硬件投入較大。傳統授課中，計算機硬件技術基礎所安排實驗需要借助定制的實驗箱完成實驗[2]，而實驗箱的投入成本較高，新實驗開發受限，使用效率較低，教師和學校往往都沒有熱情開設該課程。另外一些課程僅以匯編語言或單片機技術作為實驗內容，技術廣度不足，僅適合小部分特色專業。
3) 教學內容落后，教材急需建設。無論是計算機硬件技術基礎還是微機原理與接口技術，講授內容仍然以計算機專業的80x86、匯編語言、可編程接口芯片等內容為主，沒有結合計算機硬件近10年來新技術和新產品的發展。由于課程面向非計算機專業學生，這種專業性很強的內容很難符合學生們的學習預期?？v觀5年內新出版的相關教材，所講授內容的絕大部分與10年前(2000年左右)教材的教學內容一致，教材改革和建設需求迫切。
本文從面向大二兼顧大三的計算機公共基礎課角度出發，全面分析整理了2005年后出版的《計算機硬件技術基礎》相關教材的教學內容和實驗內容，客觀還原已出版教材現狀，尋找教材建設的薄弱環節和問題，從而為進一步教材建設理清思路。同時，本文結合北京理工大學的教學改革情況，給出了進一步加強教材建設的思路和方法，希望能夠為計算機硬件類公共課更為廣泛的進入大學課堂提供參考建議。
2教材情況概述
為了全面還原計算機硬件技術基礎課程教材建設情況，我們對2005年之后出版的相關教材進行了匯總，合計34本，如表1所示。
從表1可以看出，34本教材來自于13個出版社，其中，正式本科教材26本，教學實驗指導書等教輔類教材6本(本文后面使用表示表1中第N本教材)，高職高專教材2本。后面，我們將主要對本科和高職高專共28本教材進行分析。
3教材分析與問題匯總
3.1教材組織和定位分析
課程教材定位指教材的受眾面，我們根據教材介紹中作者對教材的定位說明分成四類：電學為主的理工類專業、非電學為主的理工類專業、非理工類專業、各學科專業(內容難度偏低，適用于所有學科開展教學)。其中存在一本教材劃分到多個類別的情況。
表1中教材(含本科和高職高專教材)共28本，根據上述劃分，各教材定位如表2所示，其中，高職高專教材由于教學內容較為實用，被劃分到各學科專業類別中。
根據教材的不同定位，圖1和圖2分別給出了教材章節數、頁數、實驗數的統計值。
從這兩個圖中可以看出，針對電學為主的理工科類專業(編號為A)的計算機硬件技術基礎教材頁數最多，章節最多，實驗最少(數量為0)。可以看出，目前這類教材主要以理論講授為主，定位中缺少實驗內容，內容覆蓋面廣泛但缺乏實踐性。實際中，這類課程是從“微機原理”精簡而來，內容變化不大。
針對非電學為主理工類專業(編號為B)的教材章節最少，平均實驗數為1?？梢钥闯?，這類教材的建設思路是講授基本的計算機硬件知識，簡單的開展少量實驗。實際中，這類專業往往在大三、大四會講授“嵌入式系統開發”、“單片機”等硬件類相關課程，為此，針對大二為主的計算機硬件技術基礎類教材在內容上比較基礎并為后續課程有所保留。
對于非理工類和各學科專業的教材，章節數量相對較多，實驗數量也比之前有所增加?？梢钥闯觯@類教材的建設思路是使學生掌握較為全面的硬件知識，并有一定的動手訓練。實際中，非理工類專業在本科階段最多能夠學習一門計算機硬件技術相關類課程，為此，教材建設思路反映了全面性和實用性。
綜合上述分析，可以看出，目前市面上已有的《計算機硬件技術基礎》相關教材主要針對四類不同的受眾學生，教材組織上偏重于內容講解(尤其是針對理工科學生的教材)，總體建設思路還停留在講授計算機原理的階段，無法體現當今計算機硬件日?；⒓苫?、工具化的發展趨勢。突出問題是教材配套實驗很少，實踐性差。
3.2教材實驗分析
表1中28本教材和6本實驗指導書一共記錄了109個實驗。根據各實驗特點，我們將所有實驗分為四類：實驗箱實驗、芯片實驗、匯編語言實驗和PC機實驗。各分類描述如下：
實驗箱實驗：指依托于特定實驗箱的實驗，針對該課程的實驗箱往往是從其他課程的實驗箱中裁減下來的，種類較多且良莠不齊，沒有公認的標準；
芯片實驗：指基于單片機或者接口芯片的實驗，包括：8051系列單片機、計數器芯片8253、定時器芯片8254、并口芯片8255A、中斷芯片8259A、DMA控制器芯片8237A等。這類實驗專業性強，應用性差，適合特定專業或者大三以上的學生；
匯編語言實驗：指匯編語言程序設計實驗，編程訓練不是該課程的主要目的，這類實驗盡管能夠讓學生對計算機硬件有一定了解，但程度有限；
PC機實驗：基于PC機的實驗，包括：model安裝、存儲器測試等。目前，這部分實驗內容受到學生喜愛，可以鍛煉實際能力，易于推廣，但如何讓學生了解到CPU、存儲器等核心部件內部的工作原理，需要創新性設計。
圖3給出了109個實驗在組織結構、運算控制器、存儲器、IO和其他等6個方面的統計。從圖中可以看出，大部分實驗都集中在IO方面，反映出這部分實驗內容很重要，也是教材的主要內容。相比較而言，實驗箱類和PC機實驗能夠覆蓋到計算機硬件的各個部分，而芯片實驗主要針對IO，缺少對運算控制器、存儲器等其它部件的覆蓋，匯編語言實驗主要針對運算控制器。
圖3教材中實驗的分類
基于以上分析，針對計算機硬件技術基礎課程，匯編語言實驗和芯片實驗數量較多但比較重視接口，無法讓學生對計算機各組成部分有更深入的理解。實驗箱實驗針對性很強，但前期投入大，靈活性不強。我們認為，隨著PC機的廣泛應用(學生們幾乎人手一臺PC機)，基于PC機的創新性實驗是該課程的發展方向，同時，這類實驗還能較好的引導學生在課余時間完成實驗，并激發學習興趣。
3.3教材內容分析
對于教材內容，我們主要分析和匯總講述的重點知識點，還原現有教材的主要內容組織。全部教材為28本，其中4本(、、、)沒能找到原書，為此沒有統計在內。表3給出了24本教材中知識點的排序。
從表3可以看出，所有教材都有存儲系統內容的講授，大部分教材(19本)都包括匯編語言，18本包括80x86，半數以上教材都講授了8259A和8255A等內容。圖4給出了這些內容在原書中平均的頁數，可以看出，匯編語言、80x86、單片機等內容都超過了25頁，在教材中所占比重很大。此外，8259A和8255A等芯片的講授內容也在10頁以上，成為某些教材的重點授課內容。
縱觀2005年至今出版的全部相關教材，《計算機
硬件技術基礎》教材還是以《微機原理與接口技術》、《匯編語言》等課程的內容簡化為主，仍然以很大的比重講授80x86、匯編語言、單片機等內容。這些內容對于某些專業十分必要，但對于面向非計算機專業的計算機公共基礎課程來說，這些內容相對陳舊，而且無法與計算機硬件的最新發展相結合。
教材具有教學的引導作用，在教材建設上，這種內容組織方式的落后需要引起重視。
4教材建設建議
4.1教材定位建設
我們認為，面向計算機公共基礎課程，教材名稱確定為《計算機硬件技術基礎》比較合適，表明教材內容是計算機硬件的基礎內容，以全面了解計算機硬件知識為主，掌握計算機硬件的基本概念和原理。
教材應結合計算機公共基礎課程的實際情況，以32學時(含6～10實驗學時)為宜，適度擴展到54學時，實驗學時擴展到12學時(實驗學時占總學時的25%)。這種學時設計有利于各學校將該課程以校公選課、通識課、實驗課等形式安排到教學大綱中。
針對大二學生的教材，前導課程為計算機基礎(或者大學計算機基礎)等計算機基礎類公共課程，不需要學習數字電子等課程。教材內容適度增加相關的數字電子知識。
教材應該充分利用該課程特點，以增強學生的實踐興趣為根本，通過實踐環節使學生們主動學習教學內容。為此，在教材設計中，應該以實驗建設為導向，注重讓學生們理解計算機硬件的基本工作原理，為學生們進一步理解其他硬件技術和實踐硬件設計打好堅實基礎。
過去十幾年來，在計算機硬件相關課程講解過程中，教師們主要關心接口技術，并引導學生們在該方向進行實驗。隨著計算機硬件種類、功能和應用程度的增加，我們認為，學生們應該綜合了解計算機硬件組成，理解各部分的工作原理，而不是側重某一方面。使學生在課程學習和實驗實踐后能夠分析新技術和新方法在整個計算機硬件發展中的作用和價值。
4.2教材實驗建設
《計算機硬件技術基礎》教材應該更加重視實驗建設，使學生能夠在實踐中理解計算機硬件的基本概念。[3]為此，我們建議教材中的實驗能夠覆蓋計算機硬件結構的各個領域，并且能夠有一定趣味性，以了解基本的硬件原理為主。
與此同時，教材中的實驗應該能夠與學生們的實際生活結合起來，設計創新實驗，將數字消費類電子產品(MP3、手機等)、互聯網、物聯網、藍牙、PC外設接口等融入計算機硬件實驗的設計，引導學生興趣，同時適應計算機硬件技術的發展，使得學生通過教材學習能夠掌握對計算機硬件的正確認識，并解決一些基本實際問題。
在這里，我們建議將實驗分為：基礎實驗和提高實驗兩類，以適合不同專業的學生。經過北京理工大學2010年的教學反饋，表4中的實驗得到了學生們的歡迎。
在教材建設過程中，考慮到各院校建設計算機硬件實驗室的實際情況，進一步結合學生興趣，我們基于PC機和少量配件設計了一些候選實驗。初步的教學實踐表明，這種實驗設計完全能夠創新性的激發學生興趣，使學生掌握更為實際的計算機硬件知識，并通過實踐理解計算機硬件基本原理。
候選實驗包括三類：測試類、開發類和操作類。例如：存儲系統性能測試(測試類)、CPU和GPU性能測試(測試類)、BIOS定制刷新(開發類)、串口短信收發(開發類)、并口液晶點陣控制(開發類)、基于PSOC的物聯網結點(開發類)、計算機認知和組裝(操作類)等。
4.3教材內容建設
在教材內容建設上，我們認為《計算機硬件技術基礎》教材應該全面講解各類計算機硬件原理，以理解計算機硬件部件功能為主，注重理解基本概念和基本運行規律，并結合實際硬件器件分析，以不變的理論應對萬變的計算機硬件產品。
為此，教學內容 以“基本概念+基本部件”方式組織，例如：存儲系統與存儲器，其中，存儲系統是基本概念，理解起來有一些抽象，需要課堂講授；而存儲器(內存等)則是基本部件，學生們平時接觸較多，通過適當的實踐教學，學生們不僅可以很快認識硬盤、Flash存儲器、光存儲器等設備，還可以通過測試類實驗了解各設備的工作速度和基本模式，易于將存儲系統和實際硬件有機的關聯起來，達到較好的教學效果。
5結語
計算機硬件技術基礎課程建設是近年來計算機公共基礎課建設中面臨的一個重要的難點問題，《計算機硬件技術基礎》教材更是教改所面臨的最大問題。如何合理定位該教材，并有效地選取適合高等院校開展該課程的內容是我們的進一步工作。在回顧2005年后出版的34本教材的基礎上，我們驗證了該課程和教材建設中存在的一些具體問題，并給出了解決問題的一些建議。我們將在2011～2012年度北京理工大學的教學實踐中檢驗教材建設的初步效果。
參考文獻：
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[2] 鄒逢興. 關于創新計算機硬件技術基礎課程教學的實踐和思考[J]. 計算機教育,2004(2):81.
[3] 嵩天,李鳳霞. 計算機硬件技術基礎課程實驗的改革與實踐[J]. 計算機教育,2010(10):65-68.
Analysis and Suggestions to Textbooks for Computer Hardware Fundamentals
SONG Tian, LI Fengxia, SONG Dandan
(School of Computer Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)
