计算机硬件的概念篇1
【摘要】本课程是大学各专业学生必修的计算机公共基础课程，为必修课，是学习其他和计算机相关技术课程的基础课。主要包括：了解计算机的硬件结构与组成原理；了解操作系统的概念与其中一些重要概念；了解计算机网络、数据库、多媒体等技术等基本概念、相关技术和应用领域；掌握计算机基本应用技能。
【关键词】计算机信息技术使用基础
一、大学信息技术基础课程的培养目标
学习该课程的目的是为了提高学生的计算机文化素质，使学生较全面、系统地掌握计算机软硬件技术与网络技术的基本概念，了解软件设计与信息处理的基本过程，掌握典型计算机系统的基本工作原理，具备安装、设置与操作现代典型计算机环境的能力，具有较强的信息系统安全与社会责任意识，培养学生的实际操作技能，使学生能掌握在信息化社会里工作、学习和生活所必需具备的计算机基础知识与基本操作技能，熟练使用办公自动化软件，编排图文并茂的文档，学会制作实用高效的电子报表和制作幻灯片，具备在网上获取信息和交流的能力，具有熟练地在网络环境下操作计算机的基本技能，为后续计算机技术课程的学习打下必要的基础。通过本课程的学习，使学生在掌握计算机基础知识的基础上，理解一些计算机的常用术语和基本概念；学生能较熟练地使用winDowS7操作系统，熟练掌握文字处理软件word2010，电子表格处理软件excel2010及演示文稿制作软件powerpoint2010的基本操作，掌握计算机网络基础知识及多媒体方面的基本技术，了解常用的工具软件。
二、课程的内容及要求、教学重c与难点
第一章计算机与信息技术概论
（一）目的与要求：1、掌握信息技术的基本概念。2、了解计算机发展及体系结构。3、掌握计算机软件与硬件的基本构成及功能。4、了解常用计算机应用软件的基本功能。5、了解计算机网络技术的发展及提供的服务。6、了解计算机网络安全涉及因素及防范措施。7、了解计算机及应用技术的发展趋势。
（二）教学重点。计算机网络、信息检索与信息安全、计算机技术发展趋势。
第二章计算机系统机构
（一）目的与要求：1、掌握计算机系统结构（硬件系统、软件系统）。2、掌握二进制和十进制的相互转换。3、了解计算机的主要性能指标。4、了解计算机的工作过程。
（二）教学重点。计算机软、硬件系统、软、硬件系统之间的关系、软件系统和硬件系统的作用、进制的概念。
（三）选讲内容。计算机的工作原理、其他形式的进制转换、二进制数的逻辑运算。
第三章操作系统
（一）目的与要求：1、理解操作系统的概念、功能。2、了解常用的操作系统。3、掌握windows7操作系统的基本概念和基本操作。
（二）教学重点
操作系统的发展及分类、操作系统的主要管理功能（进程管理、存储管理、设备管理）、文件、目录及路径的概念、文件系统的工作方式、操作系统的程序管理、文件和文件夹的管理、控制面板
第四章办公自动化应用软件
（一）目的与要求：1、理解office2010功能和作用。2、了解office2010的组件及其特性。3、熟练掌握word2010的基本操作与应用。4、熟练掌握excel2010的基本操作与应用。5、熟练掌握powerpoint2010的基本操作与应用
（二）教学重点。word文档的基本操作、word文档排版、表格的建立与格式化、插入图形设置图片的格式、绘制图形、艺术字的使用、文本框、公式编辑器的使用、页面排版和打印文档。excel电子表格的基本知识、工作表的建立、工作表的编辑和格式化、数据的图表化、数据列表、数据排序、数据筛选、数据分类汇总、理解数据合并计算、页面设置和打印。ppt演示文稿的基本操作、格式化和美化演示文稿、动画、超级链接和多媒体技术、放映和打印演示文稿。
第五章数据库技术
（一）目的与要求：1、了解数据库技术发展及研究现状。2、了解不同数据库模型。3、理解关系数据库的基本概念、基本性质。4、熟悉关系数据库的基本操作。5、了解数据库设计的原则。6、了解数据库设计的一般步骤。
（二）教学重点。数据库的概念、数据库结构、关系数据库、数据库设计。
（三）选讲内容。数据库系统基础
第六章软件技术基础
（一）目的与要求：1、了解软件的发展历程。2、掌握软件、软件工程、软件生命周期等基本概念。3、了解算法的基本作用。4、了解C、C++、JaVa语法结构及特点。
（二）教学重点。软件工程基础、软件开发的过程、程序设计语言。
第七章网络基础
（一）目的与要求：1、掌握计算机网络和局域网的概念。2、了解网络互联与internet基本概念。3、熟悉internet基本服务功能。
（二）教学重点。计算机网络和局域网的概念；网络的分类、internet的主要功能、internet接入方式、ie浏览器的使用、internet上的搜索引擎、文件的下载、电子邮件。
第八章信息检索与信息安全
（一）目的与要求：1、了解信息检索的发展历程。2、掌握信息检索、信息安全、计算机病毒等基本概念。3、了解谷歌、百度搜索引擎的基本作用。4、了解计算机病毒及其防治。
（二）教学重点。信息检索基本概念、信息安全的特性、信息安全主要的威胁及防范。
三、课程教学各环节的基本要求
1、课堂讲授的基本要求：
本课程采用多媒体与机房授课，主要采用案例式教学方法，以实践学习为主。把握大纲规定的本章重点，通过每堂课理论授课介绍相应知识点，演示案例，吸引学生兴趣，课后布置上机预习，并选择自学内容留给学生拓展学习。
2、实验环节的基本要求：
本课程实验环节共24学时，要求在计算机机房进行实验，实验工具如下：winDowS7、office2010、VC++6.0。
计算机硬件的概念篇2
Keywords：computer；mathematics；relation
中图分类号：tp31文献标识码：a文章编号：1006-4311（2013）09-0220-02
0引言
随着计算机现代智能的高速发展，计算机已经完全融入我们的生活，甚至占据了重要领域，从国家核心科技到每个人生活的小细节，都离不开计算机的覆盖和使用。我们简单的在键盘上操作几个键，打出一系列符号命令，就能使计算机按照人类的要求，高速运行和进展，从而达到人力所不能达到的速度和正确率。
我们从小学习数学，数学是什么呢？数学是利用符号语言研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。数学，作为人类思维的表达形式，反映了人们积极进取的意志、缜密周详的逻辑推理及对完美境界的追求。数学更多的是一种抽象的概念，是一门重要的工具学科。人类利用抽象的概念及一些固定的定律形成理论，而脱离实际应用的概念并不是人类发展学习的初衷，而是利用它们来指导实际，化抽象为实体。而计算机就由此演化。1946年2月15日界上的第一台计算机诞生在宾西法尼亚大学，主要运用于高倍数的数学运算。时至今日，计算机直接能识别的语言仍然是1、0二进制代码。
1计算机中所需要的数学理论
计算机学科最初是来源于数学学科和电子学学科，计算机硬件制造的基础是电子科学和技术，计算机系统设计、算法设计的基础是数学，所以数学和电子学知识是计算机学科重要的基础知识。计算机学科在基本的定义、公理、定理和证明技巧等很多方面都要依赖数学知识和数学方法。计算机数学基础是计算机应用技术专业必修并且首先要学习的一门课程。它大概可分类为：
1.1高等数学高等数学主要包含函数与极限、导数与微分、微分中值定理与导数的应用、不定积分、定积分及应用、空间解析几何与向量代数、多元函数微分法及其应用、重积分、曲线积分与曲面积分、无穷级数、微分方程等。各种微积分的运算正是计算机运算的基础。
1.2线性代数线性代数主要包含行列式、矩阵、线性方程组、向量空间与线性变换、特征值与特征向量、二次型等。在计算机广泛应用的今天，计算机图形学、计算机辅助设计、密码学、虚拟现实等技术无不以线性代数为其理论和算法基础的一部分。
1.3概率论与数理统计概率统计与数理统计包含随机事件与概率、随机变量的分布和数学特征、随机向量、抽样分布、统计估计、假设检验、回归分析等。概率论与数理统计是研究随机现象客观规律并付诸应用的数学学科，通过学习概率论与数理统计，使我们掌握概率论与数理统计的基本概念和基本理论，初步学会处理随机现象的基本思想和方法，培养解决实际问题的能力。这些都是计算机编程过程中不可或缺的基础理论知识和技能。
2计算机编程中数学理论的应用
计算机的主要专业知识包括计算机组成原理、操作系统、计算机网络、高级语言程序设计、数据结构、编译原理、数据库原理、软件工程等。计算机程序设计主要包括如：C语言、C++、JaVa、编译语言、汇编语言等编程语言的基本概念、顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构设计、函数、指针、数组、结构、联合以及枚举类型、编译预处理、位运算、文件等内容，掌握利用各种编程语言进行程序设计的基本方法，以及编程技巧。算法是编程的核心，算法的运用离不开数学，数学运算正是编程的基础。
计算机科学是对计算机体系，软件和应用进行探索性、理论性研究的技术科学。由于计算机与数学有其特殊的关系，故计算机科学一直在不断地从数学的概念、方法和理论中吸取营养；反过来，计算机科学的发展也为数学研究提供新的问题、领域、方法和工具。近年来不少人讨论过数学与计算机科学的关系问题，都强调其间的密切联系。同时，人们也都承认，计算机科学仍有其自己的特性，它并非数学的一个分支，而有自身的独立性。正确说法应该是：由于计算机及程序的特殊性，计算机科学是与数学有特殊关系的一门新兴的技术科学。这种特殊关系使得计算机科学与数学之间有一公共的交界领域，它范围相当广，内容相当丰富，很富有生命力。这一领域既是理论计算机科学的一部分，也是应用数学的一部分。
2.1计算理论是关于计算和计算机械的数学理论。主要内容包括：
①算法：解题过程的精确描述。②算法学：系统的研究算法的设计，分析与验证的学科。③计算复杂性理论：用数学方法研究各类问题的计算复杂性学科。④可计算性理论：研究计算的一般性质的数学理论。⑤自动机理论：以研究离散数字系统的功能和结构以及两者之关系为主要内容的数学理论。⑥形式语言理论：用数学方法研究自然语言和人工语言的语法理论。
2.2计算几何学是研究几何外形信息的计算机表示，分析和综合的新兴边缘学科，它是计算机辅助几何设计的数学基础。主要内容如：贝塞尔曲线和曲面、B样条曲线和曲面、孔斯曲面。
2.3并行计算问题是“同时执行”多个计算问题。他的延伸学科有：并行编译程序、并行程序设计语言、并行处理系统、并行数据库、并行算法。
2.4形式化方法是建立在严格数学基础上的软件开发方法。软件开发的全过程中，从需求分析，规约，设计，编程，系统集成，测试，文档生成，直至维护各个阶段，凡是采用严格的数学语言，具有精确的数学语义的方法，都称为形式化方法。
2.5程序设计语言理论是研究书写计算机程序语言的学科。主要内容如：研究语法、语义、语用以及程序设计语言的优劣。
计算机硬件的概念篇3
【关键词】硬件课程软件工程课程改革
【中图分类号】G642【文献标识码】a【文章编号】1006－9682（2011）11－0011－01
一、引言
计算机学院从2005年开始招生软件工程专业的学生，现在软件工程专业学生已达到我院学生总人数的70%以上。“培养学生成为基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高、能适应信息产业和软件产业需求的系统设计和开发的高级人才”是我院一直以来对软件工程专业学生的根本要求。这里的“基础扎实、知识面广”包括软件和硬件两个方面。特别是现在的软件开发越来越偏向不同的硬件平台做专业开发。而作为系统开发的人员必须掌握一定的硬件知识。对于完全不懂硬件的软件工程学生来讲，就业前景和发展都会受到极大的制约。
但是，我院硬件课程相对较薄弱。具体存在以下问题：①课程的内容深、难且不实用。学生理解计算机硬件较困难，学到的知识停留于空洞的概念，没有得到技能的提高。②技术发展迅速，硬件课程教材和实验设施严重滞后。现在的硬件教学教材还停留在70年代8086/8088阶段。③实验困难。与软件实验不同，硬件实验需要一定规模的计算机设备，同时课程教学上也没有足够的课时进行实验。④培养目标与社会需求存在差距。计算机硬件教学已严重脱离了硬件技术的发展实际，学生学习计算机硬件的基本原理的基础知识，不会开发电子产品，不会做工程项目。⑤学生的兴趣和教学的内容严重脱节。现在学生对于计算机硬件的最新技术比较感兴趣，但是硬件课程讲授的是过时的知识，学生无法在课程中体会到硬件的好处，感觉硬件课程像“鸡肋”。
基于以上分析，对计算机科学学院软件工程专业硬件课程进行改革已迫在眉睫，要培养适应社会要求的软件人才，应该而且必须加强相关硬件课程的建设，这样才能培养出全面的人才。所以，经过两年的教学实践，对于软件工程的学生应该掌握哪些硬件知识、软件工程中的硬件课程如何设置等进行了一定的探索，下面就相关内容进行简单探讨：
二、硬件课程改革的措施
我校软件工程专业硬件系列课程设置了数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、微机接口技术4门课程。这些课程设置虽然相对独立，但所提供的课程内容划分不明确，相互重叠现象较严重。如基本原理和指令系统的内容，在多门课程中都有出现。
所以，硬件课程改革的目标是：将4门硬件课程整合、筛选，组合为1门综合型的硬件课程，达到内容精炼、重点突出、减少重复的要求。目的是将硬件系列课程作为一个整体统一考虑，建立一个完整的、系统的课程内容体系，这对提高教学质量和压缩学时都非常有效。
1．硬件课程教学模块的设置
具体设置以下模块：数字逻辑与数字系统（核心）；数据的机器级表示（核心）；汇编级机器组织（核心）；存储系统组织与结构（核心）；接口与通信（核心）；功能组织（核心）；多处理和其他系统结构（核心）；性能提高技术（选修）；网络与分布式系统结构（选修）。
2．硬件课程教学内容的设置
教学内容：①计算机概论：计算机概述、运算基础；②数字逻辑基础：卡诺图、组合电路、时序电路；③运算器：半加器、全加器、算术逻辑部件、定点运算器、浮点运算器；④汇编语言程序设计基础：指令系统、汇编语言语法、汇编语言程序设计基础；⑤存储器系统：存储器芯片、存储器层次结构、内存接口技术；⑥控制器：中央处理器的组成和功能、指令流程、硬连线逻辑、微程序控制器；⑦输入/输出技术：i/o接口与端口、输入/输出控制方式、三种简单接Vi芯片、中断系统与中断接口、总线；⑧可编程接口芯片及其应用：可编程接口芯片的几个基本概念、可编程并行接口芯片、可编程定时器/计数器、通用同步/异步接收/发送器、模/数转换器、芯片组；⑨实用接口技术：主板、硬盘接口、高速串行总线；⑩计算机系统结构概述：计算机系统结构基本概念、流水线技术、并行计算机系统结构、提高处理器性能的技术。
实验环节：①数字逻辑（时）；②汇编语言程序设计上机练习（时）；③接口实验6～8个（18～24学时）。
3．课程实施中需要关注的问题
（1）注意学生共性和个性的关系。该课程体系规划是针对软件工程专业的基本要求编写的，反映了软件工程专业对计算机硬件的共性要求，不同学校的软件工程和计算机软件专业还可根据本校培养特点做不同的选择与增删，以适应本校培养的个性要求。
（2）处理好理论讲授和实验的关系。各校根据本校培养的方向和实际条件，组织不同要求的实验教学，可进行单个实验，也可组织小系统实验。
（3）注意基本内容稳定性和新技术、新知识反映的及时性的关系。课程的基本内容（即计算机的基本理论和基本技术）必须稳定，而随着计算机技术迅速发展不断出现的新器件和新部件必须在教学中及时反映，必须考虑如何处理两者关系。
三、结束语
我院软件工程专业计算机硬件技术基础课程改革已取得一定成果，在今后的课程建设中，还需要坚持重视理论基础知识、培养实践综合能力、提高整体教学质量的总方针，真正实现理论和实际相结合，强化能力培养和创新意识，逐步建成适合培养现代化复合型软件人才的计算机硬件技术课程新体系。
计算机硬件的概念篇4
关键词：关键词：云概念；云技术；it服务；服务模式
中图分类号：tp39 文献标识码：a 文章编号：
0引言
“云概念”就是云计算概念的一个外延，是一种新的服务模式。云计算作为一种新的网络服务方式，它将以桌面为核心的任务处理变成了以网络为中心的工作处理方式，利用远程服务器的分布式计算机给整个企业局域网络中的互联用户提供了it服务(基础设施服务，主要包括计算、存储以及软硬件的服务)。基于“云概念”的企业it服务能够将传统it服务模式进行完全的改变，实现it基础设施资源的自动、按需分配，明显的节省了人力资源的消耗。同时，基于“云概念”的服务模式在技术上能够将一台服务器虚拟出多个具有不同计算能力、相互隔离开来的服务器，供具有不同需求的用户使用。俄而且这些虚拟机器能够容易的实现资源的分配与回收，极大的提高资源的利用效率，降低使用成本。
1. 基于“云概念”的企业it服务模式需求分析
基于“云概念”的it服务模式能够根据企业用户的需求来自动的提供各种it服务，包括软硬件资源以及计算能力等，而整个具体的实现过程则完全由系统来予以完成和实现。使用过程中，用户只需要将需要申请的资源完全准备完毕，之后通过远程登录到其所申请的资源上就可以进行正常的使用。
为了能够满足更多的用户对服务器资源的不同需求，包括各种资源的定制和管理等，该模式在制定的过程中根据用户角色的不同，使得不同的用户能够通过web界面登录到远程服务器，然后根据自己账户的所有权限来进行定制和管理。这里根据企业用户对it服务的总体需求、用户的角色、角色划分以及功能等流程进行分析。
该服务模式形成的方案可以分为这样四个主要的部分和功能模块：针对用户角色的管理、云管理(Cloudmanagement)、项目管理(projectmanagement)以及操作系统的部署(provisioning)。it服务模式的总体需求功能模块如下图1所示。
图1模式总体需求功能模块图
在这个服务模式当中，针对用户角色进行的管理包括用户注册、登陆、角色的具体判断以及根据角色用户需求等而分别确定的用户管理权限等。而云管理功能则主要是整个模式，即系统的管理员与云管理员(Cloudadmin)在其管理界面才能够看到，并且能够使用的，该部分功能主要是负责云计算服务器区域当中的所有计算资源和项目的管理工作。而项目管理功能则主要是针对用户角色、项目成员用户使用，或者是具体的项目执行与参与人员才能够看到并使用的，该部分的功能主要是负责对项目中计算资源与预订时间的管理。额自动化部署功能则主要是项目成员或者是项目管理人员才能够可见和私用，该部分功能主要是实现对计算资源操作系统的部署。
2.基于“云概念”的企业it服务模式的实现
2.1物理硬件层的实现
该层的主要硬件包括pC机、数据存储产品、iBmXSeries服务器以及交换设备等。其中，pC机主要是给提供直接的物理计算资源；数据存储产品则是给虚拟化层提供一个虚拟的存储空间，实现各个特定的虚拟格式文件的存储；iBmXSeries服务器则是虚拟化物理硬件的载体给虚拟化设备提供诸如CpU、内存资源等的虚拟化。
2.2虚拟层的实现
虚拟化层的实现主要是利用Vmware公司设计的相关产品，包括：eSXServe与VirtualCenter。下图2是虚拟化层的体系结构示意图。
图2虚拟层体系结构
其中，VirtualCenter是一种虚拟机管理软件，通过具体的配置可以对多个eSXServer中的虚拟机进行管理。它架构于C/S(客户端／服务器)之上，通过客户软件与之相连，这样就能够在同一个界面上对多个虚拟机进行管理，其操作包括虚拟机的创建、启动、删除、停止、挂起与恢复等。而eSXServer则主要是用来对虚拟化的功能予以实现，其在各个虚拟化的iBmXSeries服务器上进行安装，在各个系统之间嵌入一个虚拟化层，在多台虚拟机实现了物理服务器资源的共享，大大提高了硬件的使用效率，节约了成本。
3. 基于“云概念”的企业it服务模式应用前景
采用基于“云概念”形成的企业it服务模式，用户只需要在客户的使用终端登陆上这个系统，在web页面上对需要的计算资源进行申请，并向操作系统部署对应的请求，系统就能够自动的对计算资源进行响应、分配，而且用户还能够对部署与配置的状态进行实时的监测，绝大多数的工作都是由系统来自动完成的，管理员基本不需要加以干预。
应用该模式可以有效降低管理的复杂程度，将所有的it服务项目都交由系统来进行统一的管理，各个用户只需要在其客户端进行操作就能够进行预订、使用等，而不需要管理员的介入。同时，it服务在用户所申请的时间到达之后将自动的归还给系统，管理员只需要定期的对系统进行维护与监控，保证其正常运行即可。
基于“云概念”it模式中的虚拟计算资源处理通常在5~10分钟之内就能够完成，这根据虚拟机文件的大小而具体的决定，同时也和虚拟机的硬盘大小以及eSXServer的处理能力相关。
最后，该模式下，服务器的CpU具有极高的利用效率。可以根据计算能力的大小而将之分割成为很多个相互独立的虚拟机工多个用户同时使用，当不再被使用时可以对这些资源予以及时的回收。实现动态的调节，极大的提高了设备的使用效率。而且这种模式还极大的降低了人力成本，系统能够根据用户的需求自动的响应需求，不需要人工参与。
4.结语
文章基于“云概念”提供了一个企业it服务的基本模式，并为其具体的实现提供了一个途径，并针对其优点分析了其应用的前景。随着计算机技术的迅速发展，这种模式必将得到更大范围的推广。
参考文献：
计算机硬件的概念篇5
关键词：计算机组成原理；教学改革；指令
计算机组成原理是高等学校计算机科学与技术专业及相关专业的必修的核心专业基础课程，同时也是软件工程、网络工程、物联网、信息与计算科学、信息系统与信息管理等专业的必修课，也是非计算机专业的学生掌握计算机技术的一门专业选修课程，自2009年起成为计算机专业研究生全国统考科目[1]。对于我国大多数本科院校的计算机科学与技术专业而言，由于资金投入、实验平台和实验手段的限制，不可能大规模进行与计算机组成相关的硬件平台建设，致使该专业的学生普遍存在“偏软”的现象，也导致学生对“计算机组成原理”认识较为肤浅，对计算机组成原理能转变为实际能力存在疑惑，无法为“嵌入式系统”等后续课程提供有力的支持。久而久之，造成这样的现象：学生学习计算机组成原理仅仅是因为学分和考研需要，无法将该课程的本质和作用融入到整个计算机专业知识的体系中。另外，计算机组成原理课程本身的基本概念较多，理论性强，比较抽象，对于相近专业的学生没有先修课程基础，如模拟电路、数字电路等，若采用通常的教学方法一般很难让学生真正体会其基本概念的内涵，也很难取得满意的教学效果。
针对这种现状，应从计算机组成原理的深层次认识着手，对该课程的理论教学模式、教学手段以及实验教学方法等方面进行了探讨和尝试，对如何在一般本科院校计算机专业进行硬件课程的教学提出了一些建议。
1对计算机组成原理的再认识
1.1计算机工作的实质
计算机运行并不仅仅依靠便于人机交互的软件界面，而是与计算机硬件配置、计算机底层的指令系统密切相关的。在表面上，人们看待计算机的工作似乎就是软件的开发、调试和运行。实际上，在计算机底层，是成千上万条指令的运行过程、是构成计算机的物理器件与部件之间的高速数据通信、电信号的控制与通断来实现的。正是由于有了“信息流――数据流――电信号流”这样的一个转化过程，计算机才能真正按照人们的旨意去执行。
1.2计算机组成与软件系统的紧密联系
计算机软件和计算机组成硬件是密不可分的，说二者之间为“唇齿相依”也不为过。由于现代程序开发环境的便利性和开发手段的多样性，人们对计算机本身的组成并不关心。高级语言中的一行代码，在计算机底层可能就需要成百上千条计算机指令来实现，而且会牵动多个器件协同运转，存在高级语言代码形式上执行的相对简单与底层指令运行的实际复杂性现象。因此，在学习计算机组成原理后，会让人“知其然，更知其所以然”，同时也对计算机软件的计算复杂性有了更深一步的认识。
作者简介：朱凌云，男，副教授，研究方向为嵌入式计算机系统、智能信息处理、无线数据通信及应用。主讲课程：计算机组成原理、程序设计基础、数据通信原理。
1.3组成原理对实践的直接指导作用
通过学习计算机组成原理，除了可以掌握必要的硬件知识，还可以转化为实际运用能力。如在进行系统级设计时，能够根据需求对计算机的处理器、存储系统、设施、总线通信等进行合理的设计配置；在进行片级设计时可以充分利用哈弗架构，并充分利用各种流水线技术优化指令运行；在板级设计工程中，可以根据需求选择不同的存储器芯片和器件来实现存储器的拓展和扩充等等。因此，计算机组成原理可以直接将理论知识付诸于实际应用。只是由于实验条件、环境的限制，一般院校的大多数学生很难有机会得到实践锻炼。
1.4组成原理与哲学思维
计算机组成原理的教学目标之一就是要求学生建立整机的观念。例如，在评价计算机性能指标时，不能仅仅依据处理器的主频而定，还得根据处理器与存储器的通信方式、存储器本身的构成等等来确定。实际上是用系统的、相互联系的观念来看待问题。另外，计算机的部件和器件的更新速度较快，在课程讲述过程中，既要讲经典的组成，还要讲述新近的计算机构架，用发展的观点看待计算机组成。所以，在计算机的教学工程中，始终贯穿着哲学思维，这对于学生树立正确的世界观非常重要。
2构建以“指令”为主线的教学体系与知识体系
在计算机组成原理的教学体系中，数的表示与计算方法、存储器、总线、i/o、指令、CpU等各个章节知识相对独立，学生对上述知识的掌握也是孤立的、片面的，无法建立起各章节的知识纽带，最终也无法建立整机的观念。笔者认为，应该在本课程的一开始就让学生树立这样的观念：计算机组成原理是在机器指令层面介绍计算机的运行机制及其构成的。在此层面，计算机将程序与数据封装成为指令，CpU的主要功能是存取指令、执行指令，存储器为最大的指令仓库。为此，需要在数据表示与计算方法的基础上设计计算机的指令系统。此外，i/o系统则是外设与主机进行交互的指令窗口，也是主机指令运行的拓展；总线是指令的传输载体等等。通过上述的分析，则可将计算机组成原理的各个章节有机整合，也容易使学生建立“整机”的理念。
计算机在指令的基础上，向上延伸则是操作系统、软件开发系统、应用软件系统；指令向下则可进一步细分为微指令、微操作，而在微操作层面，计算机是用具体电路电流的有无、电压的高低这种电信号来实现二进制的。通过这种以“指令”为核心的阐述，使学生建立“程序――指令――电路”计算机构成观念，引导学生将组成原理与程序设计、操作系统、编译原理、体系结构、嵌入式系统、算法设计与分析等课程联系起来，从而构建完整的计算机知识体系。
3构建以多媒体教学为主的教学模式
由于计算机组成原理与以前学生比较熟悉的程序设计类及其相关课程的上课内容差别较大，因此需要探讨学生比较容易接受的课程教学模式，以便将计算机组成的基本概念和各部件的工作原理阐述清楚。为此可充分利用多媒体教学手段，发挥其生动、形象、直观的优势，将计算机的内部组成和工作原理进行形象表述。在此基础上可以设计与开发计算机系统工作的仿真与动画软件。通过该软件，学生可以形象、直观的看到计算机各个组件、部件是如何组成的；在指令运行时，计算机各部件之间的数据通路以及如何统一、协调运行的，将学生不易理解的复杂、抽象的问题简单化、形象化[2]。
4采用灵活多样的教学方法
4.1启发式教学
启发式教学是指教师有意识地提出一些需求、现象或问题，引导学生主动去思考、探索与讨论，让学生真正成为教学过程中的主体[3]。例如，在讲解计算机的存储体系时，可以先抛出问题：CpU、内存与众多外存在数据通信率方面差异较大，计算机在实现这些部件通信时，如何弥补部件与器件之间巨大的速率差？可以让学生思考如何构建计算机的存储系统，解决各个部件与器件对快速、大容量的“矛盾”存储的需求。这就可以引出计算机的两大存储层次和Cache概念，使得学生明白在存储体系中，外设、主机的存储方式是有区别的。在此基础上，还可以让学生进行拓展思考，外设与主机之间要实现数据传输可以采用哪些可靠的方式？从而可以引发学生思考中断、Dma等数据传输方式。进一步强调，计算机为实现这种层次，在实现上采用的多级总线与接口电路等方式，从而将各个章节的知识也有机地联系在一起。
4.2类比教学
类比教学是指在授课过程中将一些概念、策略和思想等与现实生活中的生动事例进行关联、类比，从而将学生可能认为抽象的概念、理论形象化、生动化，使其掌握知识更牢靠。例如，在讲述总线时，可将各个器件比作不同规模的城市，各个城市的重要性与地理位置不一致，其期间的连接方式不一致：特大型城市之间的连接一般采用高速公路――与存储总线和高速总线类别相联系，中小规模城市之间的公路连接可通过不同级别的省道、县道来实现――与分级的高速总线与标准总线相联系等。这种可作使学生加深相关问题的印象，更容易理解和牢固掌握教学内容、抓住关键思想。
4.3理论联系实际
计算机组成原理的硬件知识使得学生对计算机
的认识比以往更进一步，计算机组成原理的教学过程中要理论联系实际，将理论知识与实际应用融合，使学生能在实际应用中找到课堂知识的影子，面对具体的硬件也能在理论中找到出处，能让学生掌握知识更牢固，进一步引导学生用课堂上掌握的基础知识来理解新知识、新技术。比如，讲述完Cache后，可以让学生做调查：目前流行的CpU有几级缓存，每级缓存多大？为什么这样配置？这样使得学生对于缓存的认识更加深刻、牢固。讲解完总线和接口的基本概念和工作原理后，需要向学生介绍目前市场上的主流硬盘――Sata硬盘；在讲完存储器的工作原理机器扩展后，需讲述目前市场上流行的DDR3内存，让学生自行比较技术特点，从而理解各种器件和部件的技术发展动向，提高学生对书本知识的理解能力、掌握其实用性。
5结语
针对计算机组成原理教学现状，从课程本身的认识、教学模式、教学方法、方面进行了探讨和尝试，但要从根本上解决计算机组成原理教学普遍面临的问题，可能还需对培养体系和培养目标进行一定的探索，并加大实验条件和实验手段的投入。
参考文献：
[1]袁春风,陈贵海,黄宜华,等.“计算机组织与系统结构”课程的教学现状和改革思路[J].计算机教育,2009(16):155-158.
[2]王怀秀,万珊珊.计算机组成原理课程的教学探讨[J].北京工业职业技术学院学报,2008,l7(2):101-103.
[3]曲大鹏,薛建生,范铁生.启发式教学法在“计算机系统结构”教学中的应用[J].辽宁大学学报:自然科学版,2010,37(3):218-220.
ConsiderationandexplorationonteachingofComputerorganizationCourse
ZHULingyun
(CollegeofComputerScience&engineering,ChongqingUniversityoftechnology,Chongqing400054,China)
计算机硬件的概念篇6
关键词：VerilogHDL；数字逻辑；计算机组成原理；计算机硬件
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1009-3044(2012)07-1682-02
analysisonFusioninVerilogHDLandComputerHardewareSubject
CHenGGui-hua，QiXue-mei，LUoYong-long,ZUoKai-zhong
(CollegeofmathematicsandComputerScience,anhuinormalUniversity,wuhu241000,China;engineeringtechnologyResearchCenterofnetworkandinformationSecurity,anhuinormalUniversity，wuhu241000,China)
abstract:inthispaper,itisanalyzedwithmodernelectronicproductdesigntechnologyandDescribingmethodsandcharacteristicsofcircuitsysteminVerilogHDL,accordingrecentyearsteachingpractice,combiningthecharacteristicsofcomputerspeciality,experienceandunderstandingaresummarizedwithverilogHDLinto"digitallogic"and"principlesofcomputerorganization"teachingmethods.
Keywords:VerilogHDL;digitallogic;Computerorganizationprinciple;computerhardware
1概述
随着计算机技术和电子技术的飞速发展，eDa技术的兴起与应用使计算机硬件设计的理念与方法发生了巨大变化。计算机硬件课程的教学应紧随技术前沿，将eDa[1]关键技术和核心内容引入硬件课程教学，有利于学生掌握计算机硬件设计、制造、调试和运行维护等多方面的技能；培养和训练学生的动手能力、创新能力；提高计算机专业毕业生的“硬”功夫。
eDa的关键技术之一是采用硬件描述语言（HDL）描述电路系统，通过开发工具进行功能仿真、综合、优化、布线后可转换为FpGa码流文件[2]，通过FpGa实现电路功能。对于FpGa来说，常用的HDL有VHDL和VerilogHDL[3],因VerilogHDL在门级描述的底层具有更强的功能，且具有类似于C语言的表达风格而被广泛选用。
“数字逻辑”是计算机专业的硬件基础课程，“计算机组成原理”是计算机专业的硬件主干课程，起承上启下的作用[4]，将VerilogHDL纳入“数字逻辑”和“计算机组成原理”教学计划，并贯穿于整个教学过程，是目前计算机硬件课程教学的主流方向，更有利于提高学生创新能力与综合素质。
2VerilogHDL与“数字逻辑”课程融合
2.1重构数字逻辑教学内容
随着技术的进步，绝大部分电子产品采用了数字技术，电子产品的设计利用VerilogHDL完成。因此，数字逻辑课程应弱化中小规模集成电路芯片内部电路、触发器内部工作原理、状态化简、异步时序内容的教学，精简布尔代数和卡若图传统化简方法的教学；应结合VerilogHDL描述电路系统的方法与特点，重新组织数字逻辑课程教学内容。
VerilogHDL采用系统结构的设计思想、自顶向下的设计方法设计电路，可逐个模块分别描述、仿真与优化，简化整个电子系统的设计与实现。因此，“数字逻辑”课程的教学应突出功能模块设计的特点，强化芯片外部逻辑功能和时序特性的分析，FpGa原理的讲解与应用。在教学中以逻辑代数与VerilogHDL为基础，综合应用“自顶向下”，和“自底向上”的方法设计和实现教学案例。教学案例可选用计算机中的基本逻辑部件[5]，如译码器、编码器、数据选择器、比较器、加法器组合逻辑与多功能移位寄存器、计数器、存储器时序逻辑等基础知识。通过课程的学习，初步建立计算机基本逻辑部件设计的概念，为后续硬件课程的学习奠定基础。
为巩固理论知识，可适当安排中小规模集成电路芯片设计应用性实验，如用138译码器设计端口寻址电路，用三态门和寄存器设计数据端口。然后，可安排基于VerilogHDL的功能模块的设计，通过FpGa完成超前进位加法器、串并转换、数码显示控制、优先级管理等计算机计基本模块的功能。实验教学采用开放模式[6]，实验时间开放、实验环境开放、实验方案开放，教师重在实验方案上给予个性化的指导、激发学生的学习兴趣、注重学习动机的引导与思维方式的培养；加大实验考核的力度，考核实验方案的灵活性、学员对实验原理理解的深度及实验的可扩展性。
2.2适时引入VerilogHDL
在计算机专业领域，基于FpGa设计实现运算器、控制器、存储器、i/o接口、甚至整个计算机已很常见，因此在“数字逻辑”教学过程适时引入VerilogHDL，使两者融为一体至关重要。
首先，合理安排讲课顺序。将VerilogHDL的讲解安排在时序逻辑之后，结合基本逻辑电路图的分析与设计讲解VerilogHDL的相关知识，以便学生首先建立逻辑电路的概念，然后再将VerilogHDL与逻辑电路建立关联，深入了解VerilogHDL描述电路的必要性与优越性。
其次，重点讲解VerilogHDL与C语言的区别与联系。计算机专业的学生在一年级开始学习C语言，经过训练已具备良好的C语言编程经验与能力，而VerilogHDL具有C语言的表达风格，对于VerilogHDL的语法知识，学生容易掌握和理解，同时也容易混淆。
VerilogHDL与C语言的本质区别：一是VerilogHDL的描述必须与逻辑电路紧密联系，要求学生对所要描述的电路的功能、输入、输出、时序、状态转换等信息要有全面透彻的了解，通过分析与VerilogHDL程序对应的电路图讲解输入变量的赋值方法、解读输出变量、时序及状态转移等信息；二是语句执行机制不同,C语言完全是顺序执行机制，VerilogHDL的语句有顺序和并行机制之分，并行机制中语句描述的电路功能模块同时运行、与语句的先后顺序无关。
VerilogHDL与C语言的关联性：VerilogHDL主要针对硬件电路进行描述，算法表达不方便，而C语言因使用广泛，相应C语言的开发环境也就更加完善。因此,C语言与VerilogHDL可以互相配合使用，即利用VerilogHDL对硬件描述的精准性，借助C语言开发环境的完整性，快速高效设计电路系统。利用C语言的灵活性、查错功能强的特点设计功能正确的模块，然后将程序改为并行结构的程序段，调试正确后，再用VerilogHDL关键字替换C语言关键字，进入VerilogHDL环境，进行编译、仿真，并比较两种模块的输出结果，以便及时发现错误，重复上述过程直到正确为止。
最后，精心设计教学案例。教学案例的选择应综合考虑学生的兴起和课程的延续性。为激发学生的学习兴趣，可用VerilogHDL设计控制器使布置在圆周上的若干个发光二极管逆时针、顺时针或闪烁点亮且其时间间隔是可调的；为保持课程的延续性，可用VerilogHDL设计aLU、寄存器堆、多功能移位寄存器、单脉冲发生器等计算机计本逻辑功能部件，为“计算机组成原理”课程的学习奠定基础。
3VerilogHDL与“计算机组成原理”课程融合
计算机组成原理是计算机专业硬件主干课程，在整个课程体系中起着承上启下的作用，课程中涉及的知识面广，有些理论抽象难懂，将课程中难点与重点整合为教学案例，利用VerilogHDL进行描述，通过设计、调试、仿真与模块功能的实现可使学生深入理解课程中的重点难点，为后续课程的学习打下基础。
在计算机组成原理课程中融入VerilogHDL，重点是教学案例的设计，难易适中兼具渐进性和系统性。首先，利用VerilogHDL描述运算器，综合aLU、寄存器堆、多功能移位寄存器功能模块，再增加少量的状态寄存器即可完成，难度适中，同时充分利用数字逻辑课程中已实现的案例，通过调试、仿真使学生更好地理解运算器的工作原理；其次，利用VerilogHDL描述存储器；最后，利用VerilogHDL描述微程序控制器，微程序控制器是计算机组成原理课程的一个难点，由于微程序控制单元看不见、摸不着，涉及许多概念，如：微程序入口地址、微指令格式、下址等概念难以理解，通过设计、调试、下载和验证过程，可以深刻理解微程序控制计算机的本质，了解软硬件协同工作的原理，建立整机的概念。
4结束语
近年来，计算机硬件设计的理念与方法变化巨大，对计算机硬件课程的教学提出了更高的要求。实践证明，将VerilogHDL融入计“数字逻辑”和“计算机组成原理”课程教学过程，可以培养了学生理论联系实际的的能力，通过训练使学生掌握计算机硬件设计、制造、调试和运行维护方面的技能，提高学社实践与创新的能力。
随着计算机和电子技术的进步，计算机硬件课程的教学仍然还有很多工作值得我们去研究和实践，只有不断探索与总结才能有效地提高实验教学质量，使计算机硬件课程教学紧跟技术前沿。
参考文献：
[1]鲁鹏程,易小琳,方娟,等.在计算机组成原理课程中培养学生动手实践能力[J].计算机教育,2011(12):52-54.
[2]夏宇闻.Verilog数字系统设计教程[m].2版.北京：北京航空航天大学出版社，2008.
[3]彭保,范婷婷,马建国.基于Verilog语言的FpGa设计[J].微计算机信息2004,20(10):80-82.
[4]唐朔飞.计算机组成原理[m].2版.北京:高等教育出版社,2006.
计算机硬件的概念篇7
所有这些就促成了一个大的技术方向——软件定义的数据中心，这也是云计算技术发展的必然结果。一件有意思的事情是，从谷歌、亚马逊、facebook和百度等互联网巨头的大型云计算数据中心里，我们是找不到San网络的，整个架构更加扁平和简捷，这便是软件的力量。
软件重构
软件定义数据中心用一种无处不在的抽象，能够让我们以一种前所未有的方式连接、汇聚和配置计算、网络和存储资源。最早由Vmware公司提出，目前这一趋势性定位已被各大it巨头所接受，并陆续推出相关解决方案。英特尔（中国）数据中心及云计算业务产品市场总监贺晓东认为，软件定义数据中心说明了一点，“整个数据中心的建设正在从以传统的技术为导向回归到以人为导向这一方向上来。也就是说，现在的数据中心必须能够对市场和业务需求做出迅速的相应，而这必须依靠软件的力量”。他说：“海量的数据是信息社会的一个最明显特征，然而在面对大量数据时，传统的数据中心已经力不从心了，变革或者说重构是必然的事情。网络、存储、计算是数据中心三大主要资源，怎么样能够建立一个统一的、可扩展的，弹性扩展的，而且是高效的全新数据中心架构以达到业务的快速交付目的是重架构的出发点，软件定义的数据中心能够做得这一点。这意味着我们为服务器、存储和网络设备提供的核心硬件平台将增添更多面向应用优化的功能和特性，并变成更为灵活的数据中心构建模块，更易融入数据中心的it资源池，可按用户的应用需求随意分配和组合。”
服务器虚拟化大家都比较熟悉，技术也非常成熟。如果我们把服务器看作是一个微型的数据中心，那么我们可以通过服务器的虚拟化来理解软件定义的数据中心。服务器虚拟化是将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，不再受限于物理上的界限，而是让CpU、内存、磁盘、i/o等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合，让it对业务的变化更具适应力。软件定义的数据中心也采用了类似的理念，它将网络、存储、计算、安全等基础设施和可用服务进行池化、聚合，并可通过策略驱动的智能软件进行管理，从而使数据中心服务不再受到专用硬件的束缚，摆脱传统it复杂而不灵活的困境，实现无可比拟的业务敏捷性并为所有应用提供最佳服务等级，并可大幅简化操作以及降低成本。
如何“定义”
那么软件具体是如何重构数据中心的呢？我们可以先从软件定义的网络说起。
软件定义网络（SDn）概念的提出早于软件定义的数据中心，其核心理念是将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。由于传统的网络设备（交换机、路由器）的固件是由设备制造商锁定和控制，所以SDn希望将网络控制与物理网络拓扑分离，从而摆脱硬件对网络架构的限制。这样企业便可以像升级、安装软件一样对网络架构进行修改，满足企业对整个网站架构进行调整、扩容或升级。而底层的交换机、路由器等硬件则无需替换，节省大量的成本的同时，网络架构迭代周期将大大缩短。
软件定义的存储是软件定义的数据中心的基本组件，可对存储资源进行抽象化处理，以支持存储的池化、复制和按需分发。这使存储层与虚拟化计算层非常相似，都具有聚合、灵活、高效和弹性扩展的特点。它们的优势也如出一辙——全面降低了存储基础架构的成本和管理的复杂性。综合来看，软件定义的存储有几个明显特征：以应用为中心的策略，可实现存储使用自动化——软件定义的存储支持对异构存储池中的所有资源实施一致的策略，使存储的使用像为每个应用或虚拟机指定容量、性能和可用性要求那样简单。这种基于策略的自动化最大限度地利用了底层存储资源，同时将管理开销降至最低；与硬件无关的虚拟化数据服务——数据服务作为虚拟数据服务在软件中交付，并按虚拟机进行调配和管理；通过硬盘和固态磁盘虚拟化确保数据持久性——随着服务器功能的增多，软件定义的存储解决方案可让企业利用廉价的行业标准计算硬件来扩大其存储资源，同时利用固态磁盘和硬盘作为虚拟机的共享存储，可获得高性能、内置的恢复能力和动态可扩展性。
传统的数据中心，应用服务器采用竖井的方式，每台服务器上运行一个应用程序，服务器硬件以及上面的操作系统和应用以紧耦合的方式捆绑在一起。这种模式导致服务器的CpU和内存等物理计算资源利用率低。在典型的x86服务器部署中，平均只有总容量的10%到15%得到利用，计算资源浪费严重。而另一方面，为支持不断增长的业务和应用需求，企业需要大量的服务器购置或者更新换代。软件定义的计算便是为了解决这一矛盾。但是，软件定义计算目前没有统一的概念定义，分布式计算以及云计算都属于软件定义计算的范畴，而Vmware公司认为“虚拟机”的概念就是“软件定义计算”。
计算机硬件的概念篇8
关键词：《现代办公技能》课程教学内容教学现状教学探索
一、教学背景
近年来，我国高等职业教育蓬勃发展，为现代化建设培养了大量高素质技能型专门人才，对高等教育大众化作出了重要贡献。但高职教育不同于普通高校之处在于其“肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命”，这一目标决定了高职院校人才培养具有很强的实践性。高度重视实践教学贯穿于人才培养的全过程，已成为提高高职院校人才质量的关键。因此，探索高职教育中的实践问题已成为当务之急。《现代化办公技能》就是符合实践性原则的一门课程。随着电子商务、电子政务的迅速发展，各级政府部门对熟悉现代办公技能人才的需求极为迫切，结合现代办公室工作的实际情况，高职院校开设了《现代办公技能》这门课程，旨在通过这门课程的学习，使学生掌握现代文秘工作的相关技术基础，具备胜任实际工作的技能，满足学生应聘公务员、记者、编辑、企业文秘人员、管理人员等的就业需求。
二、教学内容解析
（一）硬件技能。
硬件技能的内容包括两部分：第一部分是现代办公设备（除计算机之外的其他设备，包括打印机、传真机、复印机等)的使用。这部分的学习要求学生掌握办公设备的操作流程，了解这些设备的基本工作原理。其中，要掌握操作规程，除知识学习之外，实地操作和使用也非常重要。虽然这些设备不像计算机的使用那样复杂，但也需要必要的实践。第二部分是计算机的硬件知识，包括计算机的硬件结构和基本部件，计算机由哪几部分组成、每个部分都有些什么作用和功能，等等。有些同学认为这些知识不属于秘书专业的要求范围，所以一略而过。其实这些知识非常基础，是一个秘书或者说普通计算机用户应该掌握的知识。举例来说，运行一个新软件时，系统可能显示“内存不足”，有同学会说：“老师，我的硬盘是不是需要增加容量啊？”这就是硬件知识缺乏造成的错误，其实“内存”和“硬盘”是两个完全不同的硬件，花大价钱买来再大的硬盘对问题也毫无帮助。
（二）软件技能。
系统软件主要是操作系统软件，如windows操作系统。学习windows操作系统包括要掌握文件管理、桌面设置、控制面板的使用等，其中最为重要和基础的是文件管理。因为文件管理指出了信息在计算机上的组织和管理的一般模式，秘书人员平时最常用的功能就是文件管理的功能。操作性软件，如word和excel等，属于应用软件。应用软件要分两个层次来进行学习。
第一个层次是应用层次，学习软件的使用。软件的学习要求可参考全国计算机等级考试或各地区计算机等级考试标准（江苏省秘书等级考试中有《计算机运用》科目）。这些考试的大纲对知识点的涵盖比较全，考查内容简单实用，非常适合秘书专业的同学参照学习。而且，很多企业和机关对秘书工作的应聘者也有考试证书的要求。
第二个层次是理解层次，学习软件操作过程中需要有意识培养自己“举一反三、触类旁通”的能力。学生一定要避免一种错误的学习方法，就是死记硬背操作步骤。每个应用软件都有自己庞大的命令体系，要记住所有命令的具体功能和位置十分困难，更不要说是更加复杂的操作步骤序列了。这样学习的同学往往在考试之后就把相关操作忘了十之八九。因此学生应该积极总结和发现软件使用的一般途径。
三、现代办公技能课程的教学现状
（一）教学观念跟不上时代的发展。
目前计算机教育与许多学科一样，仍改不了教师一味灌输、学生拿着“口袋”一股脑装的传统模式。《现代办公技能》课程主要是办公软件或硬件的基础知识与应用操作，使很多教师走进一个“硬背、硬学”的教学误区。例如在word里面有很多功能快捷键可以加速处理操作文档的速度，老师通常会要求学生死记下来，殊不知这已经让学生把计算机当成了负担而不是工具。更理想的解决办法是要求学生在平时的实践和使用过程中尽量多地使用这些快捷方法，让他们在体会到计算机所带来的方便的同时自然地掌握这些知识。
（二）教材不合适，教学内容跟不上知识的更新。
当前市面上现代办公技术的教材很多，但层次参差不齐，多数属于理论性教材或是培训性教材，不能符合高职教学要求。理论性的教材，重理论讲解，轻实训练习，完全不符合高职实践教学要求，可选性低；培训性的教材，多数是侧重某一类专业的，或是纯案例式的演练综合题集，虽然有实践的要求，但不符合高职公共基础课要求。要不专业性能太强，要不综合性太强，不利于教师依据专业需要，层层递进分解讲授的要求。因此，大多数市面上的现代办公技能教材，只能是作为高职课程的参考教材，而不适合做课程主教材。此外我们的教学内容和课程设置不能尽快吐故纳新，国际上1978年的计算机教程我们花了5年才跟上，1991年的教程也用了2年才“接轨”。一本教材连续使用多年的现象在许多职业高校普遍存在，导致我们一直是用昨天的知识教今天的学生做明天的事。《现代办公技能》是一本新版的教材，所讲授的内容却都是一些过时的软件或知识，这就需要我们在写教案时处处做好以旧呈新的工作，例如书本上只是讲解了word2003，必要时我们需要讲解一下word2007或更新版的不同之处，以引导学生掌握新知识。
（三）教学手段跟不上社会的要求。
当前《现代办公技能》教学还是比较偏重大容量知识灌输，给学生实际操作的机会较少；再有就是不太注重学生独立思考和自主创新能力培养，留给学生自由发挥的空间较小。《现代办公技能》其实更注重的是一种熟练教学，只有在不断的实践过程中才可以做到全面掌握了解课程知识点，而不是过了计算机一级考试就是合格。例如在powerpoint文件打包中，可以采取在机房授课，一边讲解理论知识和用途，学生一边操作，使学生明白什么情况下需要打包，打包到底有什么优点，如何打包；又如在讲授复印机操作方法和日常维护，以及简单故障排除时，可以让学生在教师的指导下分组亲临操作，不致让学生在课程结束时还不知道复印机长什么样子。
（四）学生对课程的认识问题。
现代办公技能作为一门技能实训课，高职院校一般在第二、三个学期间开设，即在学生学习完《计算机文化基础》课程，并参加省计算机一级考试后开设。而从课程的内容上看，《现代办公技术》和《计算机文化基础》两课程中有部分内容是相同的，即office软件相关知识。所以，当学生一看到教材内容后，经常会提出一个疑问：这些内容很多我们已经学过了，为什么还要重复开课呢？事实上，两课程是有本质区别的。《计算机文化基础》是《现代办公技能》的基础，两者侧重点是不同的。《计算机文化基础》是为了解决学生对计算机的基础认识问题，而《现代办公技能》是为了解决学生计算机的基本处理技能问题。因此，如果教师在开课之初没有向学生解释清楚开课目的，在开课过程中没有很好地设计实践环节，学生就会失去对该课程的学习积极性。
（五）其它问题。
由于地区差异、学校差异和学生基础差异，学生的计算机水平参差不齐，对打印机、复印机等办公设备的认识程度也不同，这给教学增加了难度。
四、《现代办公技能》课程的教学探索
（一）采用以学生学为主体的教学模式。
改变过去教师讲学生听的教学模式，提倡问答型教学，多在机房、实训室上课，提高学生兴趣。“授之以鱼，不如授之以渔”，教师要改变教育观念，提倡创新教育，在教学过程中体现“学生为主体，教师为主导，训练为主线，思维为核心”的教育思想。教师的主要职责是“导”，而不是“教”；学生学习的不只是“知识”，而是学习知识的方法，因此教师应以培养学生学习方法、训练学生创新能力为目的。事实证明“讲得多，练得多，考得多”的方法已经不再适用，只有以课堂教学目标为牵引力，引导学生由浅入深，才能使学生循序渐进地掌握课程知识。例如巧妙利用“四阶段教学法”，通过准备阶段、教师示范阶段、学生模仿阶段、归纳练习阶段，以达到循序渐进逐步加深、理论联系实际步步为营、归纳总结实践提高教学目标。我们应最大限度地提高学生兴趣，让兴趣来当学生的老师，充分激发学生的求知欲，把重点由“教师教”转换为“学生学”，尽量把教学安排在机房和实训室，教师一边讲，学生一边操作，然后让学生单独完成某个相关应用问题以巩固复习知识点。例如在word文字字体格式的教学中，可以教师讲解字体字号的设置方法，同时让学生在电脑上按要求操作，然后要求学生将一段文字按要求进行字体字号设置，或是结合以前的知识要求学生制作一张卡片以达到复习巩固的目的，这就是“渔犹胜于鱼”。
（二）充分利用实践教学手段，帮助学生提高实际操作能力。
《现代办公技能》课程本身决定了实践操作的重要性。它是目前高职院校文经管类专业普遍开设的一门公共基础课，是一门集理论和实践于一体的可操作性很强的课程。无论学生今后从事何种工作，都必须具备一定的现代办公技能。打印机、复印机会不会用？会不会用电脑制作excel表格、ppt文件？这些都能很好地检验学生的现代办公技能水平。而现代办公技能实践教学所提供的实践练习，有利于学生通过仿真实例了解专业所需、社会所需技能要求，缩短课本理论教学与社会实践教学的距离，有效解决教学内容与实际相脱离的问题。此外，仿真实践训练有助于学生思维能力的训练，通过在动手实践中发现问题、分析问题和解决问题，从而积累实践经验，提高工作效率。
（三）适当引用案例，让学生对所学知识有具体感性的认识。
当讲授新的知识时，要探索和遵循各相关知识点之间的内在联系，在讲授过程中循序渐进，环环相扣，优化压缩，合理安排教学内容。讲授应多多采用实际的案例进行演示说明，并在演示过程中逐步引出各个相关知识点和概念。这样既容易激发学生的学习兴趣，又有利于学生迅速掌握抽象的概念。例如，在“电子表格及excel2003”教学中，我用一个学生易懂的案例“学生成绩表”引出excel2003的许多概念及功能。把excel2003强大的电子表格与word2003中的表格进行比较，强调“单元格”与程序设计语言中“变量”的相似点，并特别强调单元格中“数据类型”及“数据类型决定数据存储和数据运算”的概念。通过“名次”列的填写，引出“排序”概念，并指出“排序”是“数据库管理系统”的基本功能，引出了excel2003强大的“数据处理”功能，还可进一步简单介绍“关系即二维表”及关系型数据库的概念，并说明excel2003虽不是关系型数据库管理系统，但具有数据库管理系统的一些基本的数据处理能力，再进一步引出数据库管理系统软件access2003。通过引用案例的课堂教学方法，枯燥、抽象的概念变得生动、具体，学生能迅速获得感性认识，再经过教师的归纳和总结上升为系统的理论知识，从而达到了快速获取和掌握知识的目的。
参考文献：
［1］孙善清.陶庆萍“办公自动化”课程改革小议.中国职业技术教育，2003，（31）.
计算机硬件的概念篇9
【关键词】计算机专业；嵌入式；教学
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减的计算机系统，通俗地讲，就是具有智能处理功能的电子产品。如今，嵌入式系统已经被广泛应用于工业控制、医疗仪器、智能仪表、通信设备等众多领域，可以说，嵌入式系统无处不在，人们的生活也离不开嵌入式系统。
如今，社会对掌握嵌入式技术的人才需求量较大，近几年高校中的自动化类、电子类以及计算机类专业均开设了嵌入式系统的相关课程，社会上也有一些培训机构开始开展嵌入式工程师的培训。然而，由于面向对象、培养目标以及基础知识的不同，高校中各专业以及培训机构培养出的嵌入式人才的能力也不尽不同。本文结合嵌入式系统的体系结构和高校计算机专业的课程结构，对高校计算机专业嵌入式系统的教学现状、教学内容和教学方法展开探讨，指出现有教学过程中存在的不足之处，并提出相应的解决方案。
1.嵌入式系统的体系结构
一个完整的嵌入式系统可以分为软件部分和硬件部分，因此，大体上讲，嵌入式工程师可以分为嵌入式软件工程师和嵌入式硬件工程师。但我们认为，一个合格的嵌入式工程师应该既要懂软件，又要懂硬件，软件和硬件之间是相辅相成的。
嵌入式软件包含应用程序开发、驱动程序开发、操作系统的移植和裁减三个主要方面。然而，并非所有的嵌入式系统都需要进行驱动程序的开发以及操作系统的移植和裁减，如果使用的单片机较为简单，或者开发的程序较为简单，那么就没有必要基于操作系统来进行应用程序的开发。但是，如果基于操作系统来开发应用程序，那么应用程序开发过程和普通的软件开发几乎没有区别。
嵌入式硬件主要包含pCB设计和原理图设计两个方面。在原理图设计阶段，工程师需要根据实际需求选择合适的芯片，设计相应的电路图；而pCB设计主要是指pCB的布局和布线。对于高频电路，在布线完成之后，还需要进行pCB电路图的电磁兼容仿真和分析，以保证生产出的产品能够正常工作。
由此可见，嵌入式系统开发涉及到的知识面较多，这对相应的从业人员提出了较高的要求，因此，要称为一名合格的嵌入式工程师必须对上述所有方面都有所了解，并精通其中若干个方面。
2.高校计算机专业的课程结构
如今，高校计算机专业的课程结构除公共课外，可以分专业基础课程，专业必修课程和专业选修课程。专业基础课程主要是指电子技术基础和计算机程序设计；专业必修课程主要包括计算机体系结构、操作系统、数据结构、软件工程、计算机网络和编译原理等；专业选修课包括信息安全、图像处理、网络程序开发、嵌入式系统等。
从课程结构上，我们不难发现，该专业学生在学习嵌入式系统时存在一定难度，主要体现在对电路、数电和模电三门课程的掌握不牢固上。要想学好嵌入式系统，首先必须学好上述三门课程。而事实上，通常计算机专业将上述三门课程合成一门课程来进行讲授，并且学时较短。学生经过一个学期的学习，只能对这三门课程有个大概的了解，并不能达到较为灵活应用的程度。
3.教学现状、教学内容和教学手段
在教学现状上，如今高校在讲授嵌入式系统时，往往是一个教师会面对几十个，甚至上百个学生。在人数较多时，授课质量会下降。事实上，社会培训机构在进行嵌入式系统培训时，往往会限制学生的数量。
在教学内容上，主要是以一些基本概念为主，如单片机结构，Linux嵌入式操作系统的原理和移植，Linux嵌入式驱动程序的开发，以及嵌入式软件的设计方法等。事实上，对于刚接触嵌入式系统的学生来说，讲授这些空洞的基本概念是没有任何意义的。根据学生的反映，由于他们没有任何嵌入式方面的基础知识，讲授上述内容使得他们陷入一种迷茫的状态，除了强迫性记住一些概念之外，其它什么都没有学到。
在教学方法上，主要是以教师讲课为主，学生处于被动地接受状态。学生接受了大量的概念，却没有办法真正理解这些概念。尽管学生也会做一些嵌入式系统的实验，但在进行实验时，学生往往是根据实验手册上的说明，按照实验步骤一步步进行下去，最终除了能看到一些实验结果外，几乎根本无法理解其中的原理。
4.解决方案
为此，我们认为，高校计算机专业嵌入式系统的教学内容和教学方法必须进行改革，具体体现在以下三个方面：
第一，改变教学内容，注重实际应用。在教学内容上，不应讲授空洞的基本概念，不应以复杂的单片机，如aRm为例进行讲授，不应讲授嵌入式操作系统的原理和移植操作，也不应讲授驱动程序开发，这些内容都不适合初学者。而应该以一个简单的单片机，如C51为例进行讲授。同时，在讲授C51时，应从一个应用者的角度，而不是一个设计者的角度来进行授课，这一点往往是一些教师没有注意到的问题。他们往往过于强调单片机的内部原理，而忽略了单片机的应用方法。
第二，应以教师教课为辅，学生动手为主的教学方法。由于嵌入式系统是一门实践性很强的课程，对于这类课程，过多的教学是无益的，往往会让学生对嵌入式失去兴趣。而如果能够让学生动手实验，学生则能够很直观地感受到嵌入式的魅力。
第三，在动手实践上，应以一个小型项目为主，基于开发板实验为辅的方法。事实上，基于开发板进行实验，学生往往只是简单地对他人的程序进行编译和下载，并观看开发板上的运行效果，并不能主动地研究其中的原理，也无法提高学生解决问题的能力。而如果让学生开发一个小型项目，如温度显示器等，那么学生不仅能够真正了解嵌入式系统的开发流程，解决开发过程中遇到的各种问题，而且能够获得开发成功后的成就感，增加学生对嵌入式系统的乐趣。
5.结语
本论文在分析嵌入式系统体系结构的基础上，分析了高校计算机专业嵌入式系统的教学现状、教学内容和教学方法，指出现有教学过程中存在的不足之处，并提出了相应的解决方案。该方案有利于提高高校计算机专业嵌入式系统课程的教学效果，以适应社会对嵌入式人才的要求。
参考文献
[1]蒋伟杰.计算机专业本科嵌入式系统方向可见建设研究[J].计算机教育，2011，10（5）：61～64
[2]王剑.计算机专业《嵌入式系统》教学实践得探索[J].现代计算机，2011，11：35～36
计算机硬件的概念篇10
本书针对FpGa平台上的数字系统设计对VHDL进行了逐步描述。前半部分介绍了VHDL中有关组合开关电路设计的一些基本概念和工作方式，后面章节讨论了VHDL中时序电路的行为描述和设计方法。书中所举的例子是针对两个FpGa平台而设计的，其中一个平台已广泛应用于世界各地，而另一个平台是由巴西的一个公司研发的。
全书由11章组成：1.介绍了数字系统和FpGa技术的基本概念，讲述了设计和仿真一个数字电路的分步操作流程；2.首先介绍了VHDL设计的基本结构，然后重述了基于FpGa平台的VHDL设计流程，但是本章的输入描述采用的是一种硬件描述语言而不是第一章所讨论的原理图；3.介绍了数字系统中分层设计的概念和实验操作方法；4.讲述了电路组件中的多路转接器和信号分离器的概念以及它们在电路设计中的使用方法；5.代码转换器：主要介绍了编码器和解码器的工作原理和其在具体应用中的设计方法；6.介绍了时序电路、锁存器和触发器的概念和工作原理，分析了锁存器和触发器的区别以及它们在VHDL设计中的使用方法；7.主要介绍了有限状态机的基本概念和其在VHDL设计中的合成过程，并讲述了基于有限状态机设计一个计数器的方法；8.介绍了数据通路和控制单元的概念和基于有限状态机设计一个控制单元的过程，讲述了设计一个自动售货机控制器的例子；9.分析了隐式进程和显式进程的区别，讨论了它们在设计组合电路和时序电路中的使用方法；10.运算电路：主要讲述了加法器的基本知识和使用结构硬件描述语言进行加法器设计的过程；11.介绍了基于FpGa设计的可综合VHDL代码的编写策略。
本书是以一种边做边教的方式来进行编写的，这种方法是基于作者针对这一主题20多年成熟的教学经验而总结出来的。本书内容简洁清晰，层析分明，通俗易懂，可作为通信工程、电气工程、控制工程等相关专业的研究生和高年级大学生教材，也可作为相关领域的研究人员很好的参考书。