计算机硬件论文大全11篇

计算机硬件论文篇（1）

信息系统工程教育论坛我院计算机科学与技术本科专业始建于1987年，历经20年的发展，为油田及相关企事业单位培养了大量的计算机应用人才。“具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用”是本专业的培养目标。基于这个培养目标，结合目前计算机硬件技术最新发展现状及趋势，提出本硬件系列课改方案。

一、硬件系列课改的目的及意义

当前，计算机在信息社会中充当了重要角色，也是发展最为迅速的一门学科。随着这门学科的不断发展，目前，计算机核心技术愈来愈集中在集成电路芯片设计和软件设计这两项技术中，其中CPU和OS设计技术是最核心的两项技术，特别是高性能计算机技术一直是衡量国家实力的一个重要标志。在硬件系列课程里，培养学生CPU及相关硬件的设计能力，培养学生自主创新并能够设计出拥有自主知识产权的计算机部件的能力，是当前计算机硬件课程重要的改革方向，也是目前社会迫切需要的计算机硬件人才[1]。因此，适应当前计算机硬件技术的发展及社会对计算机硬件人才的需求，及时调整硬件系列课程的培养方向，既有利于学生及时掌握最新的计算机硬件技术，又有利于学生及时把所学知识转化为社会生产力，对扩大我院学生就业，树立我院计算机科学与技术专业学生良好的社会形象意义深远。

二、硬件系列教学的国内外发展现状及趋势

由于我国的制造业比较落后，一直以来，计算机硬件的核心技术未能被国内掌握。相应地，在计算机硬件教学中，像计算机组成和计算机体系结构等重要硬件课程，传统上仅仅以讲授、分析原理为主，且内容不能适应现代计算机技术的发展[2]。国外一些知名大学非常重视计算机硬件的教学，美国的许多高校本科计算机专业中都无一不是安排了CPU设计方面的课程和实验内容。例如麻省理工学院计算机专业的一门相关课程是《计算机系统设计》，学生在实验课中，须自主完成ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU乃至实现流水线32位MIPS CPU和Cache等的设计。Stanford大学计算机系的本科生也有相似的课程和实验。随着计算机硬件技术的不断发展，国内开展硬件设计技术的条件已逐渐成熟，这主要得益于计算机硬件发展中的两个重要技术，一是大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA的成熟，可以在一个芯片中通过编写硬件描述语言设计CPU和全部的相关硬件电路，减轻了硬件芯片间连接的复杂性，同时消除了硬件制造的限制。二是硬件描述语言的成熟，以VHDL和Verilog VHDL语言为代表的硬件描述语言，可以通过编写程序的方式来描述极其复杂的硬件电路逻辑，大大降低了以前采用手工方式设计硬件电路的复杂性。国内的一些知名大学，在最近几年里，也相应地增加了硬件电路设计在教学中的比重，据我们了解，清华大学、电子科技大学、哈工大、哈理工等一些学校，已经修改了计算机组成原理及计算机体系结构等方面的课程教学内容，把利用CPLD/FPGA和硬件描述语言设计CPU及其相关硬件电路作为重要内容加入到课程体系里，取得了良好的教学效果，大大加强了学生对计算机工作原理的理解及计算机硬件的设计能力，逐步实现了与发达国家高校计算机本科教育的接轨。

三、目前我院硬件系列教学现状及不足

计算机科学与技术本科专业硬件系列主要课程设置始于20年前，期间虽经过部分调整，但基本教学内容依然延续20年前的知识体系。按授课先后次序排列，这些课程包括：《数字逻辑与数字电路》、《计算机组成原理》、《数字系统设计自动化》、《计算机体系结构》、《单片机原理及应用》、《嵌入式系统》、《硬件课程设计》等7门。基于当前硬件课程系列教学现状，我们认为存在以下的不足：1.从整体上看，硬件系列教学内容过于强调基本原理和基本方法，缺少能够验证原理、实际实现这些原理及方法的手段，导致学生缺少动手能力，对原理和方法认识模糊，会说不会做的现象比较严重，创新能力较弱。2.《数字逻辑与数字电路》和《数字系统设计自动化》，这两门课之间存在较大的联系，在内容上存在承上启下的关系，前者是讲述数字电路的基本概念、组合及时序电路的传统分析设计方法，后者则介绍组合及时序电路的现代分析设计方法，基于目前的教学实际情况，可以合并成一门课讲述。3.《计算机组成原理》和《计算机体系结构》是计算机科学与技术本科专业非常重要的两门课，通过这两门课的学习，应使学生能够设计简单的CPU及相关的硬件电路，从而加深对基本原理、基本方法的理解，增强实际动手能力。基于现在的教学内容及教学手段还无法达到上述目的。4.《单片机原理及应用》和《嵌入式系统》两门课存在较大的内容交叉。这两门课都是讲述特定计算机在控制及嵌入式产品中的应用，《单片机原理及应用》这门课介绍的是8位机MCS-51的原理，《嵌入式系统》这门课介绍的是32位机ARM的原理，鉴于目前嵌入式领域的发展现状及趋势，建议取消《单片机原理及应用》这门课，以避免课程内容重复。5.《硬件课程设计》作为硬件系列的最后一门硬件设计课，学生已掌握了较丰富的软硬件知识，因此应该具备设计较复杂的硬件电路的能力，目前的设计内容较简单并与《数字逻辑与数字电路》课程实验存在一定交叉，建议选择有一定复杂度并较实用的设计内容。从而培养学生综合运用硬件知识及硬件设计能力。

四、硬件系列教学新课改方案

针对我院计算机科学与技术专业的实际情况，在保证总的硬件教学学时不变的前提下，对硬件系列教学提出如下建议：1.课程合并：《数字系统设计自动化》是计算机组成原理等的先修课，为保证能及时开课，同时该课和《数字逻辑与数字电路》这门课有密切的联系，合并为一门课，仍称为《数字逻辑与数字电路》，并适当增加学时，建议在大二上学期开课，取消《数字系统设计自动化》这门课。2.《计算机组成原理》：这门课改为《计算机组成及设计》，增加CPU及相关硬件电路设计内容，在讲清楚组成原理的基础上，以设计为重点，建议在大二下学期开课。 3.《计算机体系结构》：适当增加设计内容，原学时保持不变，建议在大三上学期开课。4.《单片机原理及应用》：本课程取消，鉴于目前嵌入式系统涉及软硬件知识较多，难以在一门课程中全面系统学习，因此另开设一门《嵌入式软件开发》课程，重点讲述如何设计编写嵌入式软件程序，建议在大三下学期开课。5.《嵌入式系统》：这门课作为《嵌入式软件开发》的先修课，重点讲述嵌入式系统的基本概念及方法、ARM处理器的硬件工作原理、接口、汇编语言等，而相关操作系统及其程序设计等知识暂不涉及，建议在大三上学期开课。6.《硬件课程设计》：在设计题目中，引入嵌入式系统、FPGA及计算机组成等知识，适当增加设计的综合性和复杂性，建议在大四上学期开课。基于新的硬件系列课程体系，能够有效理顺课程之间的先后关系，并把硬件课程均匀分散到大学四年的学习中，同时对重要的课程及相关的知识进行了加强，例如数字电路设计贯穿在整个硬件系列课程中；舍弃了过时的技术，增加了新技术的份量，例如去掉了单片机，加强了嵌入式系统。因此，我们认为：调整后的硬件系列课程是较合理的，它吸收了当前先进的硬件设计技术，保证了知识的实用性，有一定的前瞻性。

五、结束语

高等教育是为学生提供专业技能和生存本领、服务社会的最后一站，教学内容及方法直接关系到学生的未来发展。通过不断教学改革，保持教学的先进性和实用性一直是高教课改的目标之一。通过这次课改，理顺了我院硬件系列课程的教学关系，增强学生未来服务社会的竞争力，因此很有实际意义。

作者:李军 崔旭 李建平 单位:1.东北石油大学 2.大庆市萨东第二小学

计算机硬件论文篇（2）

1.计算机周围的环境情况——计算机位置、电源、连接线、计算机外设、温度与湿度等。

2.计算机表现出的故障现象、显示器显示的内容及其与正常情况下的异同。

3.计算机内外的物理情况——灰尘是否过多、线路板和元器件的颜色状况、部件的形状有无变形、指示灯的显示状态等。

4.计算机的软硬件配置——安装了哪些硬件，系统资源的使用情况；使用的是哪种操作系统，安装了哪些应用软件；硬件的设置驱动程序的版本等。

二、根据观察到的现象判断故障产生原因

判断工作可以包括以下几个方面：

1.要先想好是什么，为什么和怎么办，即：故障是什么故障，为什么会产生这样的故障和应该如何处理。

2.对于所观察到的现象，尽可能地先查阅网上类似故障处理方案，这可以免去很多不必要的弯路。

3.在分析故障时，尽量根据自身已有的知识、经验来进行判断，但对于自己不太了解或根本不了解的，应当先向有经验的人寻求帮助，或在硬件论坛发帖提问。

三、坚持“先软后硬”的原则

即在整个维护判断的过程中，本着先判断是否为软件故障，在能正常开机的情况下可先重新安装操作系统，当确认软件环境正常时，如果故障不能消失，再从硬件方面着手检查。

四、维护环境很重要

要保证你的维护环境是绝对没有问题的，即电源接地是否正常，工作电压是否稳定，工作室的温度湿度控制等。

五、对计算机故障要“先主后次”逐一排除

在观察分析故障时，有时可能会遇到一台故障机不止一个故障，（比如：系统启动时会自动重启，重启后能进系统，进入系统后会有死机现象，显示屏又出现无规则波纹），此时应该先从主要的故障开始维护，当修复主要故障后再维护次要故障，很多情况下可能在主要故障问题解决后次要故障现象已不需要维护了。以下为计算机维护的方法及心得:

（一）观察法

观察，是维护判断过程中第一要法，它贯穿于整个维护过程中。观察不仅要认真，而且要全面。要观察的内容包括：

1.周围的环境；

2.硬件环境。包括接插头、座和槽等；

3.软件环境；

4.用户操作的习惯、过程。

（二）最小系统法

最小系统是指，从维护判断的角度能使计算机开机或运行的最基本的硬件和软件环境。最小系统有两种形式：

硬件最小系统：由电源、主板和CPU组成。在这个系统中，没有任何信号线的连接，只有电源到主板的电源连接。在判断过程中是通过声音来判断这一核心组成部分是否可正常工作；

软件最小系统：由电源、主板、CPU、内存、显示卡/显示器、键盘和硬盘组成。这个最小系统主要用来判断系统是否可完成正常的启动与运行。

对于软件最小环境，就“软件”有以下几点要说明：

1.保留着原先的软件环境，只是在分析判断时，根据需要进行隔离如卸载、屏蔽等）。保留原有的软件环境，主要是用来分析判断应用软件方面的问题。

2.只有一个基本的操作系统环境（可能是卸载掉所有应用，或是重新安装一个干净的操作系统），然后根据分析判断的需要，加载需要的应用。需要使用一个干净的操作系统环境，是要判断系统问题、软件冲突或软、硬件间的冲突问题。

3.在软件最小系统下，可根据需要添加或更改适当的硬件。比如：在判断启动故障时，由于硬盘不能启动，想检查一下能否从其它驱动器启动。这时，可在软件最小系统下加入一个软驱或干脆用软驱替换硬盘，来检查。又如：在判断音视频方面的故障时，应需要在软件最小系统中加入声卡；在判断网络问题时，就应在软件最小系统中加入网卡等。

最小系统法，主要是要先判断在最基本的软、硬件环境中，系统是否可正常工作。如果不能正常工作，即可判定最基本的软、硬件部件有故障，从而起到故障隔离的作用。最小系统法与逐步添加法结合，能较快速地定位发生在其它板软件的故障，提高维护效率。

（三）逐步添加/去除法

1.逐步添加法，以最小系统为基础，每次只向系统添加一个部件/设备或软件，来检查故障现象是否消失或发生变化，以此来判断并定位故障部位。

2.逐步去除法，正好与逐步添加法的操作相反。

3.逐步添加/去除法一般要与替换法配合，才能较为准确地定位故障部位。

（四）隔离法

是将可能妨碍故障判断的硬件或软件屏蔽起来的一种判断方法。它也可用来将怀疑相互冲突的硬件、软件隔离开以判断故障是否发生变化的一种方法。

上提到的软硬件屏蔽，对于软件来说，即是停止其运行，或者是卸载；对于硬件来说，是在设备管理器中，禁用、卸载其驱动，或干脆将硬件从系统中去除。

（五）替换法

替换法是用好的部件去代替可能有故障的部件，以判断故障现象是否消失的一种维护方法。好的部件可以是同型号的，也可能是不同型号的。替换的顺序一般为：

1.根据故障的现象或第二部分中的故障类别，来考虑需要进行替换的部件或设备；

2.按先简单后复杂的顺序进行替换。如：先内存、CPU，后主板，又如要判断打印故障时，可先考虑打印驱动是否有问题，再考虑打印机连线是否有故障，最后考虑打印机或并口是否有故障等；

3.最先考查与怀疑有故障的部件相连接的连接线、信号线等，之后是替换怀疑有故障的部件，再后是替换供电部件，最后是与之相关的其它部件。

4.从部件的故障率高低来考虑最先替换的部件。故障率高的部件先进行替换。

（六）比较法

比较法与替换法类似，即用好的部件与怀疑有故障的部件进行外观、配置、运行现象等方面的比较，也可在两台计算机间进行比较，以判断故障计算机在环境设置，硬件配置方面的不同，从而找出故障部位。

（七）升降温法

在上门服务过程中，升降温法由于工具的限制，其使用与维护间是不同的。在上门服务中的升温法，可在用户同意的情况下，设法降低计算机的通风能力，靠计算机自身的发热来升温；降温的方法有：

1.一般选择环境温度较低的时段，如一清早或较晚的时间；

2.使计算机停机12~24小时以上等方法实现；

3.用电风扇对着故障机吹，以加快降温速度。

（八）敲打法

敲打法一般用在怀疑计算机中的某部件有接触不良的故障时，通过振动、适当的扭曲，甚或用橡胶锤敲打部件或设备的特定部件来使故障复现，从而判断故障部件的一种维护方法。

计算机日常清洁的注意点:

灰尘是计算机的杀手，日常生活中很多计算机故障是由于机器内灰尘较多引起的，这就要求我们在日常生活中多注意计算机的清洁除尘，防患于未燃。在进行除尘操作中，以下几个方面要特别注意：

1.注意风道的清洁

2.注意风扇的清洁。风扇的清洁过程中，最好在清除其灰尘后，能在风扇轴处，点一点儿钟表油，加强。

3.注意接插头、座、槽、板卡金手指部分的清洁。金手指的清洁，可以用橡皮擦拭金手指部分，或用酒精棉擦拭也可以。

插头、座、槽的金属引脚上的氧化现象的去除：一是用酒精擦拭，一是用金属片（如小一字改锥）在金属引脚上轻轻刮擦。

4.注意大规模集成电路、元器件等引脚处的清洁。清洁时，应用小毛刷或吸尘器等除掉灰尘，同时要观察引脚有无虚焊和潮湿的现象，元器件是否有变形、变色或漏液现象。

5.注意使用的清洁工具。清洁用的工具，首先是防静电的。如清洁用的小毛刷，应使用天然材料制成的毛刷，禁用塑料毛刷。其次是如使用金属工具进行清洁时，必须切断电源，且对金属工具进行泄放静电的处理。

用于清洁的工具包括：小毛刷、皮老虎、吸尘器、抹布、酒精（不可用来擦拭机箱、显示器等的塑料外壳）。

6.对于比较潮湿的情况，应想办法使其干燥后再使用。可用的工具如电风扇、电吹风等，也可让其自然风干。

7.液晶显示器的清洁：擦拭液晶显示器屏幕尽量不要使用酒精或其它化学溶剂，因为屏幕表面出厂时涂有一层保护膜，使用化学溶剂的话反而会造成损伤，所以建议用无尘布稍稍蘸一些清水擦拭。

参考文献

[1]王红明.计算机组装维护完全手册.中国铁道出版社，2005.

[2]卓文.3天学会计算机维护.上海科学普及出版社，2006.

[3]熊巧玲.计算机组装与维护技能实训.兵器工业出版社，2005.

[4]陈艳灵等.计算机故障自维护.科学出版社，2004.

计算机硬件论文篇（3）

中图分类号：G642文献标识码：B

1多媒体教学工具

课堂教学中教学工具必不可少，在多媒体教学的研究中，常常强调多媒体课件与电子教案这两重教学工具的区别。其中电子教案是将教学内容提纲挈领地以幻灯片的形式展现给使用者，通常用PowerPoint开发，用光盘或网络服务器存储。它的最大优点在于开放性好，教师在拿到范本后可随意修改，满足不同层次、不同类型的教学需要，受到广大教师的欢迎；而多媒体课件又称CAI课件(CAI，英文ComputerAssistedInstruction的缩写，可译为计算机辅助教学系统)是可以单独运行的教学软件，通常用专用的开发工具开发或者直接用高级语言编程，主要目的是用动画、仿真等技术讲解课程中的重点和难点，强调教学方法与教学策略，辅助教师和学生完成教学任务，提高教学效果。在实际的应用中，它们都是多媒体教学的有力工具。

2计算机课程的分类

2.1根据专业性分类

根据课程是否为计算机专业的课程可分为：非计算机专业课程和计算机专业课程。

非计算机专业课程一般指计算机基础科学，包括计算机概论、软硬件、信息安全、数据库、网络、计算机应用、程序设计语言、软件工程、多媒体、信息检索等领域的基础内容。重点在于日常生活中计算机的普遍应用的各个方面，在有些高校分为两个阶段(计算机文化基础，计算机技术基础)介绍。

计算机专业课程包括数据结构、离散数学、计算机组成原理、体系结构、操作系统、计算方法、编译原理、人工智能、计算机网络、软件工程、计算机图形学、多媒体技术、计算机辅助制图等课程，重点在于对计算机领域各个方向的专业知识介绍。

2.2根据学科性分类

对于计算机专业课程而言，根据课程内容所属的二级学科可分为系统结构、软件与理论、应用技术三大类。

系统结构类课程包括计算机组成原理、单片机、计算机系统结构、微机原理、接口技术、计算机系统性能分析、计算机系统设计、计算机结构仿真、操作系统设计与分析、数字信号处理、ASIC设计技术、可编程逻辑器件的程序设计等。

软件与理论类课程包括程序设计语言原理、程序设计方法学、面对对象程序设计、计算方法、软件工程、数据挖掘、算法分析与设计、密码学与安全计算理论、可计算与计算复杂性理论、数据库技术、数理逻辑、数据安全与保密技术、人工智能与知识工程、计算机网络工程、计算智能等。

应用技术类课程包括：电子商务、多媒体技术及应用、Internet技术及其应用、网络管理与维护、网络安全、WEB系统开发、ASP编程、计算机图形学、图像处理与分析、计算机辅助软件工程(CASE)、系统仿真、人机界面与虚拟环境技术、数据挖掘、智能接口与控制等。

2.3根据理论性分类

根据课程偏重于理论还是实践可分为：理论型、实践型、理论与实践结合型。

理论型课程指课程内容偏重于理论介绍与分析，包括的课程有：离散数学、微机原理、计算机组成原理、计算机系统性能分析、程序设计语言原理、程序设计方法学、数理逻辑、计算方法、编译原理、人工智能、密码学与安全计算理论等。

实践型课程指课程内容偏重于实际操作与应用，包括的课程有：网页制作、图形制作、动画制作、计算机辅助制图、图像处理与分析、网络管理与维护、网络安全、WEB系统开发、ASP编程、计算机结构仿真、系统仿真、人机界面与虚拟环境技术等。

理论与实践结合型包括：汇编语言、数据库原理与应用、软件工程、数据挖掘、计算机图形学、数字信号处理、计算机网络工程、可编程逻辑器件的程序设计等。非计算机专业课程一般属于理论与实践结合型。

在研究多媒体技术在课堂教学中的应用时，相对来说，以上三种常用的分类方法中按专业性区分时，课程性质不够明确；按学科性区分时，涉及课程不够全面；而按理论性分类的方式基本区分了所有计算机课程的性质，适合于研究多媒体技术在课堂教学中的应用。

3多媒体技术的应用

3.1理论型课程

对于理论型课程，完全依靠教师在课堂上的讲解也是可以将知识传授给学生的，因为在没有引入多媒体之前，传统的授课方式就是讲解。在讲解中，教师为了把一些抽象的概念、难懂的重点讲清楚，往往借助挂图、模型等比较直观的教具来实现，这些教具在课堂教学中起到了很大的作用。但是挂图仍然不够形象，而模型制作会花费教师大量时间，还有像化学反应等瞬间效果不能持续。对于这些问题的解决，促使多媒体技术在理论型课程的教学中日益广泛的应用。在课堂上由多媒体技术辅助教师，将教师难以用语言描述清楚和在难以以实物演示的抽象难懂的重点、难点，跨越时间与空间，形象、生动、有趣地向学生展现，更有利于学生理解，提高教学效率和效果。

例如在介绍计算机的发展史时，教师可以先利用多媒体中的图片素材来展示世界上的第一台计算机的外观，因为它是庞大的，与当前使用的微机完全不同，教师不可能用语言描述和实物展示使学生对世界上第一台计算机印象深刻；接着可以使用多媒体中的视频素材来介绍计算机发展的四个阶段，继而引出这四个阶段的实质区别在于计算机所使用的电子元件不同；然后可以利用演示软件的功能，通过缩放、旋转等一系列功能，将电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路这四个发展阶段的电子元件的构造和特点展现给学生。也许有人会说，对于以上知识的传授，我们似乎用挂图和文字也可以达到效果。的确，用挂图可以让学生了解世界上第一台计算机，知道各种电子元件，对于非计算机专业的学生也许就足够了，但是作为计算机专业内容的一部分，对于计算机的发展史，不仅仅是让学生认识世界上第一台计算机，认识各种电子元件，还要让学生能够掌握计算机在不同阶段使用的电子元件的构造和实质的区别，为计算机产业的发展打下良好的理论基础，这也是使用多媒体技术辅助理论教学的优势所在。

又如计算机硬件故障检测时，往往会给学生讲授通过声音判断故障来源，例如在AMIBIOS中：一短声表示内存刷新失败，内存损坏比较严重；四短声表示系统时钟出错，维修或更换主板；六短声表示键盘控制器错误；一长八短声表示显示测试错误，显示器数据线松动或显卡未插牢；一长九短声表示主板FLASHRAM或EPROM(BIOS损坏)错误；不停的响(长声)表示内存没有插牢或者损坏；不停的响(短声)表示电源、显示器和显卡未连接好；等等。那么什么是长声，短声又是怎样的呢？不是个个教师都会用嘴发声来模拟的，也不可能破环性的让计算机产生故障，这个时候多媒体中的声音元素正好就发挥了他的强大作用。教师可以把以前或实验机器出故障时的短声和长声录制下来在课堂上播放，这样学生就可以分辨长声、短声，进而判断计算机的故障。这是传统的“粉笔加黑板”以及挂图、模型等教具不能实现的，在这里声音元素的应用必然提高教学效率和效果。

3.2实践型课程

对于实践型课程，与理论型课程相比较而言，可以说在课堂教学中没有多媒体技术的应用，课程是无法正常进行的，更谈不上提高课堂教学效果，提升教学质量了。随着计算机技术的发展，各种各样的开发工具和软件日益专业化，在计算机课程中根据不同层次不同目标的需求，不可避免地要讲授一些开发工具的使用和软件的操作，传授这些知识的课堂教学，离开多媒体的应用，课堂教学寸步难行。首先，一般开发工具和软件的安装使用，需要多媒体计算机作为硬件平台，没有多媒体计算机，开发工具和软件将无法使用；其次，一般开发工具通过程序编写生成一些实际的界面、图形、图像等各种各样的结果，这些结果的展示离不开多媒体设备，一般软件的操作过程更需要多媒体设备的连续使用才能保证学生掌握操作方法好技巧。

例如在可视化开发工具VisualBasic(简称VB)课程中，要解决一道习题：创建窗体，在其上实现通过输入半径控制得到圆面积。在这道习题中，教师在课堂教学中，首先要向学生展示窗体、文本框、按钮这三种不同的对象和控件它们各自的外观形态和属性；其次要指出编写程序的位置，讲明为什么在此位置编写；接着给出具体实现的程序代码，并运行调试程序；最后，演示程序的运行过程和结果。在这四个步骤的具体实施过程中，每个步骤都离不开多媒体设备和多媒体技术的具体应用，窗体、文本框、按钮、编程的位置，这些都不可能用语言来描述清楚，程序的编写、运行、调试、结果的显示也都依赖计算机软件的实际操作。

又如在动画制作课程中，讲到形状渐变时，如果没有多媒体技术的应用就不会有形状渐变的产生。在形状渐变的具体制作过程中，只需要在两个关键帧中绘制原始形状对象和目标形状对象，然后创建形状渐变，而中间的渐变帧由软件本身经过一系列的计算自动生成，这些渐变帧反应了形状的逐渐变化过程，其中的每一帧都根据各自所处位置包含在这一阶段由软件自动生成的具体形状对象。形状渐变由多媒体软件产生，变化过程由多媒体设备展示，在这一过程中，多媒体的应用尤其重要。尤其是对于两种不同形状对象之间需要设计形状渐变时，形状的变化过程更加需要使用多媒体设备展示出来，供学生对这一渐变过程进行深入的理解。

3.3理论与实践结合型课程

无论是计算机专业还是非计算机专业课程中理论与实践结合型课程都具有理论的知识和实际的应用紧密结合的特点，在这种类型的课程中，多媒体技术的应用同时具有在理论型和实践型中应用的特点，不仅能够辅助教师准确清楚的表述概念，而且能够将理论知识的应用效果生动的表示出来，为理论与实际相结合提供了牢固的基础。

例如在介绍Excel软件中的公式及应用时，教师往往先介绍什么是公式，公式由哪些成分组成，接着介绍公式在Excel中的作用是什么，然后介绍公式在Excel中的使用方法，最后给出实际应用的例子。而在具体实例的讲解中，就需要先通过理论分析，再进行实际的验证。假设给定公式E3=$A1+B$1，它表示E3单元格的结果由A1和B1单元格中的值相加得到，那么复制E3单元格直接粘贴到F4时，F4中的结果是什么，它的公式又怎么表达呢？对于这个问题，解决时可以先根据绝对引用和相对引用的原理，确定F4单元格的公式中应为A2和C1的值相加，这是理论的分析，然后通过在Excel中实际的复制、粘贴操作，看到单元格的结果和其中的公式，以验证理论分析；反过来，也可以先在Excel中通过实际的复制、粘贴操作，看到单元格的结果和其中的公式，然后分析推断绝对引用和相对引用的应用规律，这两个方向的理论与实践相结合正是通过应用多媒体技术来达到。

又如对于数据库的查询功能，有学生成绩表(表1)和学生基本信息表(表2)，通过这两个表查询籍贯为“山西太原”的学生的成绩，理论上应该得到如表3的查询结果表，当然这是理论的结果，实际实现查询结果时就需要用特定的形式来表示，就是用编程语言了实现。比如使用VisualFoxPro程序设计语言实现，如果仍然以表格形式来显示，那么这种特定的形式是否可以按照设计正确显示出来，也就是说编写的程序是否正确呢，就需要进行调试了。在运行调试的过程中，每一条语句的作用都要通过多媒体设备演示给学生以供理解，这样学生才能够不仅知道怎样写，还知道为什么这样写，是否可以用其他的方法，真正做到举一反三，学以致用，这也正是多媒体技术应用的效果。

4结束语

多媒体技术与计算机课程的课堂教学关系密切，多媒体技术应用于计算机课程的课堂教学，已体现出其辅助理论教学、形成实践教学的优势。随着素质教育的不断深入，其应用也必然更加深入，如何更加合理的利用多媒体技术组织课堂教学，继续提高课堂教学效果，提升教学质量，是进一步研究工作的重点。

参考文献：

[1]李晓枫,黄重庆,高晓虹,张翠丽,马莉,王洪伟.多媒体教学利弊分析[J].大连医科大学学报,2004,26(4):317-318.

[2]胡光顺,叶延君.多媒体教学的利弊和应对策略[J].中国科技信息,2005,(13):235.

计算机硬件论文篇（4）

2计算机硬件故障的处理维护

（1）电源故障如果接通电源后，指示灯依然不亮，说明电源出现了故障。此时，要检查导线、电源按钮与插头的连接性，或者也可以将电源盒打开，观察电源情况。（2）散热器故障如果散热器发生故障，将会提高电脑的整体温度，并毁坏CPU。因此，需要定期保养散热器，在夏季，要定时处理散热风扇位置的灰尘，或者定时换装新的散热风扇。（3）显示器故障显示器在开机后没有显示画面，只显示“Memorytestfail”，或者听到嘟嘟、哗哗的声音，这就是内存故障。首先，将电源关掉，把不必要的内存拔掉；然后，开机检测，如果依然有问题，则再关机拔掉其余内存。如果是内存故障，则更换。如果内存完好，则更换主板。（4）显卡故障如果故障出现在显卡，就要检查插槽、显卡，同时对显卡插座与显示器信号线插头的接触性进行检查。另外，也要留意显卡风扇的噪音、运转规律。在带电环境下，不能插拔音响、麦克风，这样可保护声卡和其他配件。（5）硬盘或IDE接口故障当硬盘电源线、扁平信号没能正常安装，就需要打开机箱检查；如果在IDE接口上接入了CD-ROM与硬盘，则需要另外插接数据线；如果硬盘不能被BIOS识别，则是IDE接口故障或者硬盘故障。此时，在另一台计算机上安装硬盘，检查硬盘的好坏，以判断硬盘故障或IDE故障。

计算机硬件论文篇（5）

2计算机硬件维护的主要方法

计算机的硬件主要由主机箱、主板、电源、硬盘、CPU等相关组件构成，所以对计算机硬件的维护主要是对这些组件进行维护，本部分主要就主机、显示器和硬盘三个经常出现的故障进行探讨。

2.1计算机主机维护的主要方法

计算机的主机是计算机的最重要部分，它包含了计算机主板、CPU、声卡等关键部件。本文认为我们可以从以下几个方面对计算机主机进行维护：首先，降低计算机主机的开机关机频率，善用计算机待机和睡眠功能，正常情况下，计算机开机和关机之间要间隔30秒以上，这样可以防止计算机主机的老化；其次，计算机在关闭之前，要退出所有的应用软件后在进行关机操作，这样可以防止计算机中存储数据的丢失和计算机应用软件的损坏；第三，尽量避免移动运行中的计算机，保障计算机在一个稳定的环境下工作，这样可以降低计算机硬件设施的损坏。

2.2计算机显示器维护的主要方法

计算机的显示器是计算机最重要的输出设备之一，计算机的显示器一直暴露在空气之中，因此需要对计算机的显示器进行经常维护。对计算机显示器的维护可以从以下几方面入手：首先；避免计算机显示器进水，显示器进水会对显示器元器件有所损害，从而降低显示器的使用年限；其次，计算机显示器要避免长时间工作，过长时间的连续使用，会使显示器晶体老化或烧坏一般来说，不要使液晶显示器连续72小时以上工作。最后，也是比较重要的一个方面，那就是在使用的过程中要避免计算机显示器的“硬碰伤”，因为现在的液晶显示器比较脆弱，液晶显示器上的晶体和部分灵敏的电器元件在遭受撞击时会被损坏。

2.3计算机硬盘存储器维护的主要方法

计算机硬盘存储器存储着人们的重要信息、应用软件和计算机操作系统的全部文件系统和数据资料等信息，由于日常使用过程中，计算机硬盘的读取和写入极为频繁，因此硬盘是计算机经常发生故障的一个部件。为了提高硬盘使用寿命和降低硬盘的故障率，本文认为可以从以下几个方面入手来维护计算机硬盘存储器：首先。计算机硬盘在读取和写入的过程中，不要随意移动计算机，防止硬盘的震动对计算机硬盘造成致命的破坏；其次，计算机在用过的过程中不要使用直接切断电源的电脑关闭方式；第三，降低计算机硬盘运行过程中的温度，这样可以提高计算机硬盘的使用寿命和工作时长。

计算机硬件论文篇（6）

计算机显示器是呈现所有内容的必要工具，如果显示器使用不当，其使用寿命就会大大缩短。因此，显示器应当作为计算机设备维护工作的首要任务。具体措施包括两个方面：第一，由于室内灰尘和烟尘不可避免，电脑显示器外壳部分就会出现发黄或发黑。因此，就要用专门的电脑清洁剂和抹布擦出灰尘，然后用软毛刷清理散热孔隙中的灰尘，避免显示器遇潮湿以及灰尘的侵害；第二，显示器不能经常开关。

1.2鼠标

鼠标是最容易出现故障的器件之一。现在光电鼠标广泛使用，应注意：第一，注意感光板清洁，不要让污物遮挡了光线而影响了鼠标的感光性能，可以使用专门的鼠标垫，减少鼠标与桌子之间的摩擦和避免污物附着在鼠标上；第二，注意保护弹性开关，不要使劲点击鼠标。

1.3键盘

第一，先关掉计算机，然后再将键盘插拔，这是更换键盘的正确顺序，否则键盘和计算机的其他部件都会受到损失。第二，注意保持键盘清洁，不要将液体洒在键盘上，避免出现腐蚀和短路现象。

2计算机主机内部器件的维护与管理创新

第一，CPU，又称中央处理器，是计算机最核心的部分。在CPU的维护和管理中：（1）重视CPU的散热性能。首先应该有一个性能良好的CPU风扇，同时要经常性地清理CPU散热片和风扇。否则就会出现计算机无故重启、死机以及系统非正常运行等故障；（2）一定要使CPU在正常的频率下运转。如果一味地为了提高计算机的性能而采取超频措施，就会对CPU造成极大地损坏。

第二，内存，是计算机硬件中最重要的部分。在对其维护和管理中，应注意以下几点：（1）在对内存进行升级时，为了避免系统不兼容和运行不稳定等故障的发生，应该选择和以前原装内存条的品牌和外频一样的使用，同时注意更换内存条时要注意工作电压一致；（2）发现内存条发生氧化，可以用橡皮擦对氧化的部位擦出。

第三，硬盘。（1）不要随意移动计算机，也不要在震动的地方使用。用泡沫或海绵包装保护准备移动的硬盘，减少震动；（2）不要靠近音箱、电视、手机等能够产生强大磁场的物品，注意保持环境卫生，不要在潮湿、灰尘、粉尘等环境中使用。

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主板作为计算机的核心，同时也是其他硬件设施功能发挥的主要途径，与大部分硬件设施都有着密切的联系，也是最容易出现兼容性问题的部分，应该受到相关技术人员的充分重视。（1）主板与内存。主板与内存的兼容性问题是计算机硬件冲突中一个较为常见的问题，表现为计算机开机后持续报警或者机器点不亮。部分维修人员或者用户通过将内存条重新安装的方法，可以解决这个问题，但是仍会不时发生，属于治标不治本。造成这种问题的原因，主要是内存条的质量问题，导致在与主板连接时出现接触不良的情况。在对其进行处理时，如果通过检查，确定是内存条质量问题，则需要对内存条金手指进行清洁，或者采取相应的措施对其进行固定，确保内存条与主板可以充分有效的接触。如果内存条不存在问题，在其他相同型号的主板上可以正常使用，则需要通过更换内存条的方式进行解决。（2）主板与声卡。微电子技术的发展，使得当前计算机主板在制作过程中，多数都集成有声卡。但是这样的声卡在音质方面与独立声卡相比存在一定的不足，因此，独立声卡在许多领域和行业仍然有着广阔的市场。如果声卡选择不当，或者声卡驱动的安装出现问题，就会导致主板与声卡出现不兼容的现象，又或者在具备集成声卡的主板上，加装独立声卡，会造成硬件之间的相互冲突，导致计算机出现各种各样的问题。对于这种情况，一方面要结合主板的型号、规格等，对声卡进行合理选择，并安装配套的声卡驱动，另一方面，可以在计算机的资源管理器中，修改声卡中出现冲突的地址，从而对主板与声卡的兼容性问题进行解决。（3）主板与显卡。造成主板与显卡兼容问题的主要原因，是由于显卡自身的质量问题，由于制作工艺、制作方法等问题，会导致显卡与主板的冲突，表现为显示器不亮、花屏等现象。在对其进行处理时，一方面要对显卡进行全面检查，查看是否存在质量问题，如果有，要对显卡进行更换，另一方面，对显卡与主板的接触点进行清洁，确保双方接触的有效性。

2系统驱动的兼容性问题

系统驱动问题造成的硬件冲突同样是一个常见的问题，在计算机系统的安装过程中，如果将相同的系统资源分配给多个设备，就会导致硬件冲突的产生，影响设备的正常工作。在对其进行分析时，首先，需要对设备的驱动程序进行检查，明确是否存在重复安装的情况，如果有，则需要对多余的部分进行删除，并重新安装驱动程序。然后，对设备在“设备管理器”中的状态和设置进行检查，如果在设备的资源设置中，没有发现“资源”选项，则表示设备并没有使用任何系统资源。如果发现资源的重复使用问题，要对其进行重新分配，并对计算机进行重启，查看故障是否解决。

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2网络技术应用下计算机硬件资源的共享

通过网络技术的应用，可以对计算机硬件资源进行有效的共享，降低了设备的闲置率，提高了整体计算机设备的工作效率。在以往计算机硬件设备中，大多数采用单机挂机的方式来进行运行，如果有其他人需要对于硬件设备进行应用，则需要从原设备上进行拆卸，再挂接到另外的电脑上。这种经常的拆卸，会对于设备的寿命和质量造成影响，并且相关计算机管理者的工作量较大。通过网络技术的应用，可以让计算机硬件资源得到有效的共享，并且随着网络技术的不断完善，设备的共享效率和效果也得到了有效的保障。网络化的磁盘管理的应用，可以有效地提高硬盘的利用效率，并且不同用户通过网络来对于系统资源进行访问，也突破了时间与空间的限制，让电脑设备的利用效率得到了大幅度的提升。现阶段用户网络存储的管理上，主要采用了虚拟磁盘系统，可以为用户提供实时调用的服务。在服务器中，网络管理员对于磁盘进行初始化配置，用户只需要连接到磁盘地址，并且经过相应的身份验证，就可以对服务器中粗盘所存储的数据进行使用。磁盘管理者可以对于不同用户分配不同的权限，在提高磁盘利用效率的基础上，实现了对用户的规范化管理，减少了磁盘购置需求，对于提高计算机硬件利用效率有着至关重要的作用。对于日常的工作来说，扫描仪、打印机等是常用的办公学习硬件之一。在用户产生使用需求时，通过网络技术的应用，可以实现网络环境下的打印与扫描功能。这种网络下的硬件共享，可以有效地减少工作成本，并且提高工作效率。对于一些工作中对数据拷贝需求较大的用户来说，采取网络化的输入硬件设备共享，可以实现统一化的数据管理，并且由专人进行数据控制，提高了数据的安全性，可以更好地对生产、科研等多方面的需求进行满足。

3网络通行证管理模式的运用

网络通行证管理模式的出现，是对于网络中软硬件资源共享管理的重要控制举措。随着计算机服务器功能的不断完善，合理地对共享行为进行控制，这对于提高信息资源共享效率，提高软硬件共享管理效率有着至关重要的作用。通过通行证管理模式的运用，可以在用户不具有软件与硬件共享需求时，对于共享资源进行关闭，提高设备的利用效率，减少资源浪费行为的出现。随着网络通行证管理模式的应用范围不断扩大，通过对于服务器与工作站上安装相关许可证，可以实现专项管理，并且在网络范围内实现实时调动与控制。我们都知道，由于用户需求可能发生在任何时刻，计算机服务器必须保持24小时开启，并且对于任何时间的访问行为进行处理和服务，将软硬件资源随时提供给用户进行调用。通行证管理机制中，对于用户的访问行为进行观察，进而制定不同的软件使用策略，并且通过释放未用通行证，可以为其他用户提供更多的访问资源。如果某一个特殊的软件和硬件控制需求，需要特定通行证，则这种通行证释放机制的重要性就得到更进一步的突显。用户在进行模块使用的过程中，可以不在服务器上进行操作，通过网络调度即可突破时间与空间的局限，达到随心所欲操作的目的。网络通行证管理模式的应用，对于网络资源的管理水平的提高有着较强的推动作用，并且让软件硬件的使用得到了合理的配置。在专业网络软件的应用上，管理员只需要在服务器上安装相关软件的服务端，在用户电脑上安装客户端。客户就可以通过客户端软件来进行操作，软件的处理和运算都在服务器上进行，有效地减少了客户端的计算机作业压力，减少等待服务的时间。这种网络化软件的运用，有效地缓解了当前用户配置紧张的情况。通过配合通行证管理技术，可以对于不同版本的软件中存在的差异性问题进行解决，并且提高整体资源的处理控制速度。对于一些数据占用空间较大的文件来说，通过网络共享，可以减少数据移动中出现的各种问题。在特殊软件使用中，其往往会产生较大的数据文件，并且数据文件的挂接过程，如果采用自行拷贝的方式，则容易出现一系列的数据差异问题，并且不利于文件的安全保管。通过网络共享的方式，配合校验码技术，可以实现异地的文件共享和处理。通过配合远程网络控制技术，也可以实现对用户的远程指导，提高用户对软硬件资源的利用能力。

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二、计算机硬件系统与设备故障原因分析

结合上述计算机硬件系统与设备的常见故障问题与类型，导致计算机硬件系统与设备故障问题发生的原因可以分为两个方面，即人为原因和本身机器老化。其中，人为原因主要是指用户在使用过程中不当操作，如强制关机、长期使用导致CPU过热等现象，而计算机本身的老化也会导致元器件性能受损，造成其使用寿命与质量等的下降。

2.1用户的使用习惯

结合上述计算机硬件系统与设备的常见故障问题与类型，导致计算机硬件系统与设备故障问题发生的原因可以分为两个方面，即人为原因和本身机器老化。其中，人为原因主要是指用户在使用过程中不当操作，结合上述计算机硬件系统与设备的常见故障问题与类型，导致计算机硬件系统与设备故障问题发生的原因可以分为两个方面，即人为原因和本身机器老化。其中，人为原因主要是指用户在使用过程中不当操作，应注意按照正常的关机顺序，不可强制关机，更不能频繁的进行关机操作，以免对元器件造成损伤。

三、计算机硬件系统与设备的维修方法研究

结合实际中对于计算机硬件系统与设备故障的维修措施，主要有对于常规故障问题的观察维修以及通过计算机设备电路检测实现的故障维修、进行计算机设备拆除基础上实现的故障维修、通过计算机设备信号检测实现的故障维修等方式。在实际故障维修和处理中，注意结合故障情况，采用合适的维修方式进行维修恢复。

3.1对计算机硬件设备常规故障的观察维修

在计算机硬件设备故障维修中，对于计算机硬件设备的常规故障和问题，可以通过观察方式在确定故障类型与原因后，进行其故障问题的维修恢复。也就是在计算机硬件设备故障维修中，先把计算机通电，再打开机箱直接观察设备内部元件的情况，主要是以电路故障检查为主，观察内部是否有短路、断线、漏电、接触不良等现象，针对能直接表现出来的故障进行观察，实现故障问题的维修恢复，这种维修方式可以很快的确定故障位置，进行故障问题的排除。

3.2以电路检测方式进行计算机硬件设备故障维修

通过电路检测方式进行计算机硬件设备故障问题的排查维修，在维修使用中，根据电路检测的内容不同，可以分为电压法、电流法以及电阻法三种电路检测方法。其中电压法进行计算机硬件设备故障维修中，主要是通过对设备电路端点的电压和元器件工作的电压进行测量，将得出的数据与正常数据进行对比分析，找到故障出现的原因。而电流法通常是用来检查设备的电源电路负载电流、电路各个部分直流和工作电流。电阻法是计算机硬件故障维修的重要方法之一，通过利用万用表测量仪器，对可能造成故障的元器件的电阻值进行测量，并将得出来的数值与正常数值进行比较，就可以判断元器件是否受损。

3.3通过计算机硬件设备的拆除进行故障维修

通过计算机硬件设备的拆除，进行计算机硬件设备故障维修，是一种计算机应急维修方法，通过将这些损坏的元器件进行拆除，以恢复设备的正常工作。在有些元件损坏后不但不能正常运转，并且对于整个电路运行造成严重影响，导致计算机不能工作的情况下，这种维修方式的应用比较多。

3.4通过计算机硬件设备信号检测的维修方式

在计算机设备维修中，通过对于计算机硬件设备的信号检测，也能够实现计算机硬件设备故障问题的维修，这主要是因为信号主要是以波形的形式来体现的，能够对于计算机硬件设备的工作状态进行反映。值得注意的是，在对波形测量的时候，要注意被测量的波形周期上的变化，使计算机的信号达到最佳状态。结束语

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2职中生计算机硬件维修能力提升的有效教学策略

首先，要牢牢地把握就业为向导的教学方式，教师要在教学中讲明白职中生学习计算机知识的目的就是为方便就业，硬件维修能力是最基本的能力，教师要告诉学生学习了这些知识到底能够干什么，让知识的学习和他们自身的成长结合起来，树立以就业为导向的学习理念，激发自身强烈的学习动力，以就业为导向，真正做到为学生量体裁衣。有了就业导向的引导，就可以激发学生对计算机硬件维修课程的兴趣，将自身的发展和教学实践结合起来。其次，恰当的使用情景教学法。计算机硬件维修是一门实践性较强的课程，加上职中生本身比较活泼好动，有些时候稍微改变一下传统的教学模式能够起到事半功倍的效果，提升教学的有效性。在现实教学中笔者比较青睐的是将电脑搬到课堂中前，自己扮演顾客，让学生现场维修演示，可以出一系列的问题，如化身为一位计算机出现蓝屏故障的顾客，让学生去通过各种方式解决出现的问题，如看看内存卡、显卡是否牢固、检查新驱动、查询停机码等，这样学生的地位由被动变为主动，更能提高教学效果。再次，任务驱动法对于硬件维修能力提升的意义也很大，维修硬件也得认识所有的配件，了解其中的组合方式。教师可以和电脑城进行协调沟通，将全班的学生进行分组，全班学生以小组为单位到所在地的电脑城进行“采购”，各个小组必须上交分配任务的计算机配置清单，以及最后的组装机。学生就能够带着任务和问题仔细学习，深入了解计算机各部分的硬件名称、硬件功能、硬件价格等，同时也增强了学生的社会适应能力。另外，传统教学模式下往往过分的注重了学生的理论知识，或者是采取理论+实验的教学评价模式，同时理论的比重又过高，导致很多学生不费心思去参与实践。笔者认为教师完全可以以实际问题来考查学生的成绩，以实践考核为主，理论考核为辅，可以以实验操作成绩、小组打分成绩、实践指导教师打分成绩进行统计，因为任何理论的学习都是为了服务于实践，维修实践能力提升了，才能客观、可靠地反映出这门课的教学效果和学生掌握知识的程度，才能完善教育机制。最后，随着现代信息技术的不断发展，各种的虚拟车间、虚拟工厂、虚拟工艺、虚拟实验等技术纷纷登台，对于师资力量不强、频繁的组装维修带来的硬件损耗较大的学校无疑有重要的帮助作用。教师可以鼓励学生探索虚拟机的应用，以虚拟的形象化的策略来帮助学生提升硬件维修能力，省时省力省资源，最大限度地减少对计算机硬件的损坏。计算机维护的实践课程容易陷入枯燥和无聊的氛围中效果不佳，为了更好的实现教学辅助，可以充分利用网络教学平台资源，让学生相互交流在实践中遇到的问题，也可以上传一些计算机硬件维修视频、维护步骤和技巧等促进在线互动学习，有利于培养学生自学和互学的学习习惯。

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在我国大多数高校的计算机课程教学中，《计算机组成原理》作为一门重要的理论和硬件基础课程，其中的实践环节（硬件实践实验）占较大的比重。目前，不少高校的计算机专业在《计算机组成原理》的理论教学和实践实验中普遍存在“重软轻硬”现象[1]，使得学生对计算机组成的理论和硬件的结合理解流于表面，特别是在理论和硬件实践教学中，教学内容和硬件实验设备严重落后于当前工业界的最新技术发展，使得培养出的学生严重不符合社会企业的需求，即无论是在理论理解方面，还是在硬件实践方面，都不足以承担计算机硬件方面的设计与开发工作。因此，如何适应工业界对毕业生理论和实践能力不断增强的需求，改革《计算机组成原理》及相关课程体系，提高计算机理论和硬件教学水平，提高学生对理论的理解和实践动手能力已成为当前高校计算机专业教学面临的重要课题。

1.当前《计算机组成原理》课程教学存在的主要问题

当前，我校在计算机类、电子类、物联网类、软件工程类专业均开设了《计算机组成原理》课程，理论教学内容、目标基本一致，但硬件实践教学存在问题，主要表现在以下三个方面：

（1）偏重理论教学，忽视或轻视硬件实践教学，硬件实践课时被迫删减。

在《计算机组成原理》课程中，理论是基础，但是要深入理解计算机基本原理及体系结构等理论必须结合硬件实践[1]。但是硬件实践实验教学由于培养目标、培养方案、教学大纲及硬件实践教学设备等，很多高校普遍在计算机专业的教学中轻视硬件实践教学的建设，理论教学占很大比重，总学时确定后，硬件实践教学课时只能被迫删减，以至于无法保证硬件实践教学的质量，导致学生学习硬件知识和动手实践的积极性不高，最终的结果就是理论和实践相分离，理论知识没有深入的理解，实践能力没有得到很好的培养。

（2）理论和实践教学内容陈旧，课程计划没有与时俱进。

当前，大多数国内高校的计算机类专业，硬件系列课程均包含如下课程：《数字逻辑电路》、《计算机组成原理》（《计算机组成与结构》）、《微机原理及接口技术》、《计算机体系结构》等。这些课程开设选用的教材大多内容相近，部分理论仍停留在5年甚至10年以前，知识陈旧，与当前工业界的实际应用脱节，和现代快速发展的计算机硬件研究和开发技术形成明显的差距。比如有的硬件课程教学中以74181等淘汰的部件芯片为教学模型，即使学会也只能在课堂上用到，对将来的工作没有什么作用，直接导致对学生缺少吸引力，教学效果不甚理想。另外，这一系列硬件相关课程之间重复的知识点较多，在课程系列安排计划上缺乏统一性和合理性。

（3）硬件实践教学环节不够重视，缺少工程化设计和开发能力及创新能力的培养。

现代计算机硬件设计和研发均已采用软件和硬件设计相结合的方式，并大量使用优秀的工具软件进行开发和仿真，以及使用硬件开发板进行验证和优化。在实际教学中，由于硬件实践教学比理论和软件仿真实验教学要复杂得多，因此很多教师在教学过程中仍沿用过时的软件仿真和硬件实验方法，并且学生在学习过程中除了进实验室外，在日常学习中无法进行硬件实验或为硬件实验做足够的准备。另外，目前大多数高校计算机专业的硬件实验设备仍停留在“插线板”时代，只能让学生手动连接铜线进行简单的验证性和基础性实验，如要进行相关创新能力培养的实验，其复杂度过高，绝大多数学生无法完成。

2.《计算机组成原理》课程建设和改革的具体措施

（1）引进计算机硬件的现代设计和研发技术，培养学生的工程化研发能力。

《计算机组成原理》课程一大部分教学内容围绕CPU的各个部件展开，但现有的教学内容严重落后于现代工业芯片研发技术。为跟上时代的步伐，我们引进当下大多数企业采用芯片研发流程和设计语言和工具。具体而言，针对CPU的各个部件教学，我们引进Logisim[2]和Verilog[3]教学，以仿真的方式向学生展示如何设计选择器、加法器、寄存器、存储器、控制器等部件，以及这些部件间如何组合及连接。在此基础上，我们进一步加入单周期MIPS[4]CPU工程化设计方法的教学，介绍如何组合选择器、加法器、寄存器、存储器、控制器等部件以构成简单但功能完善即能完成基本加减、移位、分支、跳转等功能的单周期CPU。

为进一步提高学生的工程化硬件实践能力，还引进Xilinx公司的FPGA开发板，加入如何使用FPGA开发板的实验教学内容，并指导学生把已完成的MIPSCPU设计下载到FPGA上，以真实的硬件实验验证自己的设计，并对现有的设计做相应的优化。

（2）加强理论和硬件实践教学的结合，提高学生对理论的理解和对硬件实践的能力。

在《计算机组成原理》课程教学中，理论和硬件知识是相辅相成的，但目前计算机教学中普遍偏重理论讲解，硬件实践仅仅是验证性实验，其对理论的深入理解并无多大帮助。特别是理论知识对学生来说是一个个单独的知识点，彼此之间不能够贯通起来加深对计算机整体硬件系统的理解[5]。比如，学生学习了选择器、寄存器、加法器、存储器等理论知识，但不知道如何使用Verilog等硬件编程语言在FPGA等开发板上实现这些部件。另外，学生在学习CPU控制部件理论后，无法用现有的老旧芯片如74181等把CPU各个部件组合起来，只能依赖现成的已把CPU各个部件组合连接好的硬件开发板，不了解如何用Verilog等硬件编程语言直接把CPU的各个部件组合以构成完整可运行的CPU。因此，在《计算机组成原理》教学中应注意理论和硬件实践开发间的结合，使学生掌握更完整的理论知识和硬件实践能力，通过硬件实践提高其对理论的理解，通过理论学习指导硬件实践实验，提高其计算机系统理论和硬件协同能力。

（3）调整计算机硬件系列课程的教学内容，优化课程体系和课程间的衔接。

为适应新加入的Logisim、Verilog、XilinxFPGA开发板等教学内容，我们适当调整计算机硬件系列课程之间的教学内容。比如对《数字电子技术基础》课程，经过学院硬件教学团队的协商沟通，适当加入Logisim，Verilog等硬件编程语言的教学内容，并在部分实验中加入Logisim和Verilog语言实现部分电路。在《汇编语言程序设计》课程教学中，针对MIPSCPU设计，加入MIPS汇编语言的学习。在实验安排中，加入适当的MIPS汇编练习。总而言之，为了适应新的教学内容和方法，加强硬件系列课程体系结构建设，完善教学计划，对硬件系列课程如《数字电子技术基础》、《计算机组成原理》、《微机原理及应用》和《汇编语言程序设计》等课程进行融合、优化，既避免知识点的重复教学，又加强课程间教学内容的衔接，保证计算机硬件教学的连续性和完整性[6]。

（4）探索硬件系列课程教学方法，提高教师团队的整体教学水平。

为加强计算机硬件系列课程教师团队的协调沟通和建设，使相互关联课程的授课教师有更多的合作和协作，定期开展硬件系列课程的教研活动，从整体上协商计算机硬件系列课程的教学，逐步形成一支由具有较高教学科研水平的教授领衔，并搭配有一定数量的副教授和讲师的计算机硬件系列课程教学团队[5]，从而保证计算机硬件系列课程建设的连续性。

为了充分发挥青年教师的主观能动性，我们积极改革传统的教学方法，借助扬州大学的网络教学平台，积极探索研究性教学，利用“任务驱动”的教学方法，将实际教学内容分成一个个具体的任务，并引导学生在网络教学平台上参与讨论和解决任务，使得学生在讨论和交流中解决问题，并逐步引导学生深入理解和掌握教学内容。该教学方法可以大大提高大部分学生的主动性、积极性及团体合作能力。此外，在网络教学中注重和学生的在线交流和互动，通过论坛交流和答疑、在线任务测试等多种手段，促进学生的彼此交流和学习，提高课堂教学效率。

（5）丰富教学资源建设，引进企业培训和提高教师实践教学能力。

在引进新的教学内容的同时，依托扬州大学网络教学平台，对《计算机组成原理》课程的教学资源如Logsim、Verilog参考资料、教学课件、教学视频、硬件实践实验指导资料、习题等全部加入网络教学平台，构建丰富的网络教学资源[6-7]，使得学生的学习不受时间和空间的限制，在课堂教学以外的时间根据自己的实际情况合理安排课程学习。

另外，围绕课程建设和教学内容的改革，我们积极联系相关硬件研发企业，邀请其到学校直接对学生进行指导。例如Verilog硬件编程语言学习和使用经验分享、XilinxFPGA开发板的使用讲解和现场指导，并且根据企业实际研发需求，向学生进行针对性的授课和指导。

3.结语

《计算机组成原理》课程具有很强的理论性、实践性和实用性，其中CPU相关的知识涉及本科和研究生各个层次，如何让该课程不再仅仅停留在理论知识的学习是该课程建设和改革必须解决的问题。通过引进符合工业界当前流行技术的教学内容和方法，积极引导学生通过自学和合作，接触当前最新的硬件编程语言、硬件设计软件和FPGA开发技术，并尝试调动学生学习的主动性，培养实践动手能力，让学生更好地协作、沟通，从而提高学生对理论知识的理解和硬件实践的能力。另外，近几年我院通过对计算机专业硬件系列课程进行优化和改革，解决硬件系列课程之间缺乏沟通、相互独立、知识点重复或者缺乏衔接等一系列问题[4]，加强硬件系列课程间的联系，保证计算机硬件系列课程间的连续性和完整性。

参考文献：

[1]陈辉，李敬兆，等.计算机专业硬件课程教学改革探索[J].计算机教育，2014（5），39-42.

[2]Logisim.https：///wiki/Logisim.

[3]夏宇闻.Verilog数字系统设计教程.北京航空航天大学出版社，2008.

[4]斯威特曼.MIPS体系结构透视.机械工业出版社，2007.

[5]刘昌华，管庶安，等.基于CC2005的计算学科硬件类课程教学改革探索[J].计算机教育.计算机教育，2009（10）.

[6]黄伟，冯径.《计算机硬件技术基础》课程教学改革探索[J].现代计算机，2011（5）：36-37.

[7]葛桂萍，李云，等.《微机原理及应用》精品课程建设的探索与研究[J].科技创新导报，2014（30）：151-152.

基金项目：

国家自然科学基金青年基金（编号：61502412），项目负责人，01/2016-12/2018。