导语:如何才能写好一篇计算机技术硬件开发,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
硬件是计算机的重要组成部分,而硬件技术的发展决定着计算机系统的技术水准与完善水平,对国内计算机网络行业发展产生重要影响。在计算机的硬件组成看,运算器、控制器、存储器、输入和输出设备是主要构件,在计算机运行过程中,发挥其独特的作用。通过对计算机硬件技术的发展与完善,其技术水平得到明显的提高。在学习计算机硬件技术知识内容后,我能够对该技术有着进一步的了解和认识,并进行深入的思考。
软件设施、硬件设施是构成计算机的重要部分,以硬件为例,其构成也相对较为复杂,对计算机的有效运行发挥着重要作用。首先,运算器,能够对计算机数据信息进行加工与处理,借助控制器,可以与存储器之间相互转换数据信息。这是CPU的重要部件,对数据计算发挥着重要影响,也是决定计算机运行效率的关键。其次,控制器,相当于计算机系统的控制指挥中心,与运算器共同组成中央处理器,可分析系列指令,并根据指令而发出控制命令信号,促进计算机各部件的协调工作。可见,控制器如同人体的大脑或中枢神经系统,对计算机的正常运行发挥重要作用。再次,存储器,相当于记忆装置,能够对用户的保存信息读取。通常,存储器是由主存、辅存两部分组成,计算机运行的程序和数据信息内容大多在主存储器中存储。最后,输入和输出设备,是实现计算机与人交互的重要部件[1]。
2.1开发技术:当前,开发技术主要表现在嵌入式硬件平台开发方面。该平台为嵌入式微芯片提供工作场所,借助处理器和系统设备,使其能够正常运作。对于嵌入式的计算机硬件,由嵌入式处理器、控制器、数字信号处理器等组成,可将计算机硬件的工作效率提升层次。其中嵌入式控制器发挥重要作用,其在单片机的内部芯片中具有诸多功能,如集成总线、脉宽调制输出等,不仅能够降低控制器的成本,而且其体积下,有利于计算机朝着为控制的方向发展。在计算机开发技术水平提高中,相关技术人员应加强对数字信号处理器的开发力度,缩小其体积,同时也加强其工作能力,达到提升计算机硬件整体性能的目的[2]。
2.2加速技术:近年来,计算机硬件加速技术得到广泛的应用,能够提高计算机的处理速度。加速技术主要有:Huffman算法、XML、像素光照计算、CUDA等硬件加速技术,利用硬件模块代替软件算法,能够发挥影响速度快的优势,对数据信息内容进行快速处理,达到提高计算机工作效率的目的。计算机硬件加速技术研究中,可借助芯片、处理器等硬件元件,用以解决CPU的诸多问题,减小CPU的压力,使其能够运行其他程序。就我国计算机的发展趋势看,硬件加速技术是计算机硬件技术未来发展的重要方向,技术人员能够在该方面有着突破性进展,有利的促进我国计算机技术的发展进程[3]。
2.3硬件存储技术:从存储技术看,是计算机得以在社会众多行业领域中有着广泛应用的重要技术支持,伴随计算机技术水平的提高,存储技术也逐渐实现突破。目前,常见的计算机硬件存储技术主要包括:首先,DAS技术,其存储设备在连接装置的作用下,可以直接连接计算机,具有操作简单、成本低廉、性能良好的优势和安全性低、扩展性差的劣势。其次,NAS技术,这是专门为网络数据的存储而开发和研究的新型服务器,具有独立的PC服务器,尽管其扩展性能良好,但数据传输速度并未达到理想标准,而且在使用过程中,单点故障相对较多,对计算机正常运行有影响。最后,SAN技术,可以形成存储网络,其扩展能力较强,而且数据信息的传输速度十分快,但应用该技术的成本相对较高,且对技术水平的要求更高。
2.4故障诊断技术:在计算机硬件运行中,可能发挥故障,相关人员应对故障加以合理的定位及检测。为能够及时开展故障诊断工作,可设置自动诊断的程序,只需要在数据生成系统、诊断控制系统的条件下,方可实现。在此过程中,相关人员构建故障模型,进行硬件数据测试,并输入精准的数据,在计算机硬件内部创造“词典”,在计算机硬件发生故障时,则启动自动诊断程序,针对相关数据而形成一份初步诊断报告,供技术人员参考。随着科学技术水平的飞跃发展,计算机体积越来越小,但其构件越趋复杂多样,增加故障诊断难度,通过发展故障诊断技术,可以提高计算机硬件故障诊断工作的效率,这对计算机技术的发展有利[4]。
2.5运行维护技术:运行维护技术是计算机硬件技术的重要组成部分,通过有效开展计算机的维护工作,能够使计算机处于正常运行的状态。就计算机硬件的元件看,主板、显卡、内存、硬盘比较容易出现故障,一旦故障产生,则影响计算机的运行,因而用户应定期检测故障,对硬件部件开展必要的检查、保养工作,可延长计算机硬件的使用寿命。例如,对于风扇部件,应定期对其进行清洁,避免灰尘积累过多而影响风扇的转速。另外,机主还应定期检查内存及做好毒工作,为计算机硬件设施提供有利的运行环境。
现阶段,我国计算机硬件技术水平不断提高,有力的推动着计算机事业的发展进程。我学习计算机硬件技术知识的过程中,能够对计算机硬件技术有更多的理解,有助于为我以后学习计算机知识内容奠定基础。国内的计算机技术研究道路上,必将以硬件技术知识为依托,从而加大技术研发力度,为国内计算机硬件技术的可持续发展进程创造有利的条件。该技术未来发展中,开发技术、加速技术、存储技术、故障诊断技术、运行维护技术也将占据主导地位和发挥导向作用。
[1]谢方方,谢志英,陈静,等.《计算机硬件技术基础》实验教学改革的探索与实践[J].现代计算机(专业版),2015,(28):12-16.
[2]程启明,黄云峰,徐进,等.“计算机硬件技术基础”课程网络教学功能开发与应用[J].中国电力教育,2013,(13):97-98+102.
[3]黄云峰,程启明,王莉,等.“计算机硬件技术”重点课程建设研究[J].中国电力教育,2011,(17):79-81.
随着我国科学力量的逐渐发展,网络技术得到了迅速的发展。在现今社会中,计算机网络的链接已经日趋普遍化,不仅与科研和生产具有相关性,与人们的日常生活也息息相关。面对人们对计算机的使用需求日趋增强,计算机网络如何能够优化自身的软硬件设施和资源,强化计算机性能是当前我国计算机和网络工作者在技术创新和研发中所面临的挑战之一。目前,我国网络技术已经实现了与计算机结合,形成计算机网络资源共享,强化了资源链接的意义。为进一步明确网络技术在计算机软硬件资源共享中的作用,本文中进一步深入对其进行分析。
网络技术被广泛应用于军事、国防的扩展和科研工作中,实现了科学技术的创新和发展。20世纪90年代初期,我国作为71个国家级网络内加入互联网中,实现了开放式中国公共互联网网络,实现了计算机与互联网的结合[1]。因此,网络技术也成了我国科研工作开展的一项关键技术。21世纪初期,我国网络技术逐渐走向成熟,并且被广泛应用于计算机系统中,实现了计算机与网络技术的融合。网络技术的应用主要是实现资源的全面共享和有机协作,从而更加透明化、公开化地进行网络资源整合共享。计算机硬件系统主要是指输出设备、输入设备、运算设备和存储设备,计算机的软件系统主要是指计算机在运行过程中所适应的软件,软件系统具有无形性,但是在计算机运行中具有重要的作用。因此,硬件与软件的结合,实现硬件软件资源共享能够充分地利用二者的作用,相辅相成地提升整个计算机系统的整体性能。网络技术的应用进一步实现了计算机软件与硬件的结合使用,将二者的资源信息共享,实现计算机整体操作和运行的流畅性,提升了计算机的性能。
软件许可证是对软件自身的一种保障,只有具有软件许可证的用户才能够使用该软件。传统的软件许可证采用的是人工管理的方式,定期关闭,定期开放。但是,当前我国计算机使用的过程中一般采用的是全天开放的状态,其网络许可证的开放时间也形成了任意时间开放的状态。任意时间开放会对计算机及软件的使用造成一定的影响。因此,为了保障计算机及软件的使用寿命和性能,必须利用软件许可证实现互联网的管理。在计算机研发的过程中应用网络技术后实现了软件许可证网络化管理。当在计算机中软件的网络许可证被释放的时候,用户可以对该软件进行使用,利用网络技术建立了软件网络通行证自动化管理模式,降低了人工操作,并且将固定的调度地点转换成网上调度,形成了快速、系统的软件许可证网络化管理[2]。网络通行证的实现进一步促进了计算机软硬件资源共享的实施。以常用软件为例,在传统的服务器上安装,当用户遇到大型数据处理时必须占用较多的CPU,如果在该过程中用户需要进行其他服务器操作,就必须进行相对长时间的等待,严重影响计算机的性能。而利用网络技术后的软件许可证网络化管理能及时地保存和释放通行证,大大提高服务器处理速度,促进软硬件资源共享,使计算机具有较高的网络配置设备,实现了网络许可证的远程管理和控制,提升了计算机的性能。
计算机软硬件实现资源共享中网络技术强化软件安装的作用主要体现在其能够使软件安装在服务器上,并且对安装的软件实现自动化挑选。软件的安装和实施一般是在软件的所在方位进行处理。但是,计算机在运行软件安装的过程中也必须占用一定的内存,从而形成计算机硬件内存占用现象,制约着计算机的整体运行,影响其工作效率的提升[3]。而利用网络技术后具有强化软件安装的作用,实现了软件网络化安装管理,降低了对硬件资源的占用,有效地缓解了计算机硬件资源的压力,提升了计算机的软硬件性能。在其软件安装的过程中利用网络技术能够使软件直接安装在服务器上,这样用户在进行软件安装和调节的过程中,只要在网络登录系统上登录就可以自动管理服务器,降低软件和硬件资源的浪费。并且在此过程中硬件资源的节约利用有益于系统管理人员对用户的数据库和软件数据库进行备份管理,降低计算机系统的故障发生率,及时地保护用户的数据资源信息,既提升了性能又保障了计算机资源的安全性。具有自动化软件安装选择的作用主要是指用户在进行计算机软件安装的过程中传统的方式是用户根据自身需求和计算机硬件资源的丰富程度进行安装。但是,应用网络技术实现计算机软硬件资源共享后,软件的安装不再需要用户自己进行选择,计算机可以利用网络技术自主地分析软件资源和硬件资源的丰富性,从而实现软件的自动选择和安装。此外,受到资源共享方式使用范围的影响,老计算机如果进行较大规模的数据图形调度会产生占有内存的现象,严重影响计算机的运行速度。但是,网络技术应用后实现了软硬件资源共享,提高了计算机的稳定性,最大限度保障了软硬件资源的合理性[4]。
计算机软硬件实现资源共享的根据就是将计算机的软件资源与应将资源结合,发挥二者的共同作用,从而提升计算机的根据性能。传统的计算机中所使用的外部设备主要是利用单挂机运行产品的生命周期,对整个服务器的资源进行存储和管理,其工作负担较大,严重影响计算机的工作效率。但是,网络技术实现计算机软硬件资源共享中,针对软件的开发历程进行了模型创建,起到了内外资源共享的作用。内外资源共享的实现进一步促进了软硬件资源共享的设计和发展。例如,从最初的V模型发展到今天的时分双工(TimeDivisionDuplexing,TDD),均是围绕着内外资源共享进行研发的,研发者在软件开发和完善的过程中将硬件服务器资源与软件资源之间实现自动转换,创建模型[5]。因此,网络技术在计算机软硬件实现资源共享中具有内外资源共享的作用。网络技术在计算机软硬件实现资源共享中能够对外挂磁盘实施网络化管理。当前我国计算机中主要的表现方面是第一位,系统管人员能够直接地对用户系统的资源进行管理,实现系统与用户之间的资源共享。第二,磁盘具有自动挂接的形式,一旦用户需要数据,计算机可以自动地进行数据查找和输出,实现外化磁盘网络管理。因此,网络技术在计算机软硬件实现资源共享中不仅具有内外资源共享的作用,还具有外化磁盘网络管理的作用。
随着互联网技术的逐渐发展,当前我国在计算机软硬件资源共享的研究中应用了网络技术,从而实现了计算机软硬件资源共享的目标。该目标的实现进一步提升了计算机的输入、输出、运行、处理的整体性能,具有重要的价值。针对计算机软硬件实现资源共享中网络技术的作用进行深入分析,得出其主要具有软件许可证网络化管理的作用、具有强化软件安装的作用、具有内外资源共享的作用。因此,未来计算机研发工作者在对软硬件资源共享改进和完善中,可以进一步强化网络技术的应用,实现计算机网络化创新和建设。
[1]任军,王子超.网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2015(3):235-237.
[2]宋晓鸣.使用网络技术实现计算机软硬件的资源共享[J].电子技术与软件工程,2015(2):26.
[3]于童.网络技术应用下的计算机软硬件资源共享探究[J].科技经济市场,2016(1):75-76.
[4]靳令征.论网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现[J].信息安全与技术,2012(9):46-48.
近年来,嵌入式技术在工业控制、通信设备、医疗仪器及航空航天等领域中的应用越来越广泛,新兴的物联网技术、智能家居等都以嵌入式系统为基础,TCG彩票 天成彩票在这样的背景下,市场对嵌入式人才的需求越来越重视。但就目前来看,当前高校计算机专业关于嵌入式技术方面的教学还存在一定问题,往往过于注重软件方面的程序开发,忽略了硬件嵌入式技术的研究和教学。
在这样的背景下,本文以CDIO功课教学模式为基础,探讨了计算机硬件嵌入式技术的发展方向和人才培养内容与方法,旨在为相关研究与实践提供参考。
CDIO模式属于一种工程教育模式,是国家工程教育改革的一项突破性成果,由麻省理工学院等四所大学组成的研究团队历时四年研究获得。CDIO模式代表构思、设计、实现及运作四个过程,以产品整个生命周期为载体,让学生对产品研发到产品运行各个阶段进行学习,实践性较强。
CDIO理念继承了欧美先进工程教育改革观念,创新性的提出了可操作性的教学标准,对于提升功课教学质量有着重要的意义,代表了当代工程教育的发展方向和趋势[1]。
就我国来看,工科教育体系需要积极培养出与世界接轨的工程师,但我国工科教育实践还存在着诸多问题,过于注重理论和轻视实践,过于注重学习而忽略创新,在这样的背景下,应当积极学习并应用CDIO工程教育模式。
CDIO的核心为构思、设计、实现及运作,强调实践性和创新性,基于这一理念,分析我国计算机课程中存在的主要问题。
近年来计算机技术发展较快,应用越来越广泛,使得计算机系统复杂度提升,传统软硬件相隔离的设计方式已经难以满足现代计算机系统要求。计算机系统平台搭建、软硬件协同设计等成为主流设计思想,但当前计算机硬件技术相关课程缺乏对学生这种先进设计能力的有效培养。
我国工科高校开设计算机硬件课程很少涉及到关于芯片编程的实验课程,仅有的实验安排在大肆,但受到教育体制的影响,许多学生毕业设计不涉及到芯片编程就不会认真学习,这就大大弱化了对学生可编程芯片设计能力的培养。
收到实验条件等因素的影响,现有计算机硬件实验大多针对的是纯硬件逻辑,缺乏横向功能拓展和纵向功能延伸,给予学生的创新空间较少,学生在现有条件下难以完成综合性和创新性的设计。
嵌入式系统是一种专用的计算机系统,其以计算机技术为基础,以具体应用为核心,软硬件可进行裁剪来满足应用系统的相关要求,例如功能要求、稳定性要求、功耗要求、成本要求及体积大小要求等[2]。嵌入式系统的应用能够实现计算机技术、电子技术与各行各业应用的有效结合,其应用前景广泛。
嵌入式技术的快速发展和应用使得计算机分类模式发生了改变,从传统的按体积进行分来变化为通用型和嵌入型两类,涉及到的领域十分广泛,例如医疗领域、航天航空领域、军事领域、工业控制领域及领域中都能够看到嵌入式系统的身影。嵌入式系统中软硬件结合,要想从事此项工作,需要具备较高的计算机技能水平,具体来说如下:
一方面,是电子工程、通信工程等硬件专业方面的人才,这些人才以硬件设计和开发为主,开发硬件驱动程序,对硬件原理掌握较为清楚,但这些人才对复杂的软件系统往往能力较差,例如复杂应用软件、嵌入式操作系统的程序设计等。
另一方面,是偏软件专业的人才,这些人才在软件开发和嵌入式系统开发上造诣较高,且如果软件方面人才掌握了相关硬件原理,完全可以自主开发硬件驱动程序,硬件设计完成后则需要依赖于软件实现系统功能。但就目前来看,许多企业将硬件设计部分外包,硬件设计能力较弱,对硬件有所忽视,这就造成市场上对硬件嵌入式技术方面的人才短缺。
近年来,移动设备发展快速,无线网络也随之发展起来,人们对无线网的需求也越来越大,而软件系统是否能够支持无线网络也成为了嵌入式系统发展的关键所在[3]。因此,在今后的一段时期内,无线网络应用将成为嵌入式技术的重要发展方向,就目前来看,WIFI、蓝牙技术及无线传输技术等的应用越来越成熟,但需要注意的是,这些技术有着一定的局限性,其传输距离大多较近,这就需要在未来研发的过程中着重解决远距离传输的问题,例如3G协议栈的开发等。
在嵌入式系统不断发展和应用的背景下,各种互联网接口受到关注,传统的单片机难以满足对互联网接口的要求,从而催生了各种新型的嵌入式系统,例如微型处理器,从互联网接口方面来看,嵌入式处理器能够支持TCP/IP、USB、CAN、IEE1394等多种通信接口,一些先进的嵌入式处理器甚至能够同时支持几种接口,但同时也需要一些硬件驱动程序,只有这样才能够实现轻松上网,打破众多用户上网的时空限制。
归根结底,嵌入式技术的应用就是满足人类相关的应用服务,人工智能化的发展和使用则能够提升嵌入式技术的服务水平,将人工智能技术与嵌入式系统或产品相结合,实现人机交互,扩展嵌入式系统的服务应用范围。就目前来看,人工智能技术与嵌入式系统的结合在医疗卫生领域应用较为成熟,能够降低手术病人受到的伤害[4]。
而随着技术的发展和社会的进步,人工智能技术的应用范围将会得到进一步拓展,例如自动控压装置、自动控温装置等智能化仪表的应用越来越多,这都会促进人工智能技术的进一步发展。
计算机硬件嵌入式技术课程的学习是一个系统性、长期性的过程,需要循序渐进,不仅涉及到原油的硬件课程,还涉及到后续嵌入式技术理论知识和嵌入式设计开发等。本文结合CDIO工程教育模式和理念,探讨计算机硬件嵌入式技术的人才培养方向和方法,具体来说如下。
CDIO工程教育模式强调对构思、设计、实现及运作等产品整个生命周期的研究和学习,而对于嵌入式系统来说,其构思、设计、实现及运作都离不开嵌入式系统的基本知识,因此,在计算机硬件嵌入式技术人才培养过程中,嵌入式基本知识的学校至关重要。
嵌入式系统大体可以分为三类,其一为传统的实时多任务系统,即RTOS系统,主要包括Vxworks操作系统、Tornado开发平台等;其二为嵌入式Linux操作系统,其不仅可以作为服务器的操作系统,在嵌入式领域也有着良好的应用前景,系统免费,支持的软件众多,这会大大降低嵌入式产品的开发成本;其三为Windows CE嵌入式操作系统,如Microsoft等,其进入嵌入式市场前景良好,Windows CE嵌入式操作系统虽然于近几年才被研发出来,但却能够迅速抢占市场,尤其对于智能手机、显示仪表等对界面要求较高,Windows CE嵌入式操作系统的应用有着良好的效果。通过对嵌入式系统这些基础知识的学习,能够让学生全面掌握嵌入式软件整体开发环境情况和开发平台,形成对系统开发理性、直观的认识[5]。
当前嵌入式处理器种类较多,例如ARM处理器、MIPS处理器及PowerPC处理器等,其中应用最为广泛的处理器当属ARM,ARM有着四个通用处理器系列,不同系列能够提供的性能有所差异,但基本覆盖了大多应用领域,有效满足了不同应用领域的应用需求。以SecurCore系列为例,其专门应用于对安全等级要求较高的场合。因此,应当让学生积极学习ARM技术及相关嵌入式微处理器结构,为后续产品设计研发实践奠定基础。
一般来说,ARM微处理器有两种工作状态,且其能够在两种工作状态之间随时切换,第一种工作状态为ARM状态,在这种工作状态下,处理器执行的ARM指令为32位字对齐指令[6];第二种工作状态为Thumb状态,在这种工作状态下,处理器执行的是Thumb指令,属于16位半字对齐指令。两种状态下指令有着一定的关系,即Thumb指令集合为ARM指令集合的功能子集,但相较于等价ARM代码来说,其能够有效节省存储空间,节省比例能够达到30%-40%之间。
对于嵌入式技术来说,其软硬件可以裁剪,因此应当做好硬件电路设计工作,通过有效的硬件电路设计来获取最优硬件组合,提升嵌入式系统的硬件性能。
除了上述提到的说那个方面之外,数字电路、数据结构算法及汇编语言和编程语言等也较为重要,需要在计算机硬件嵌入式技术人才培养中有所侧重。
综上所述,在计算机领域,嵌入式系统的应用越来越广泛,计算机硬件嵌入式技术越来越受到关注,计算机嵌入式技术人才的培养应当以CDIO模式为指导,以市场需求为导向,以嵌入式技术发展趋势为依据,合理选择教学内容,培养先进的计算机硬件嵌入式技术人才。
[1]苏英.基于CDIO的微机原理与接口技术教学研究[J].中国管理信息化,2016(10):218-219.
[2]杨伟力 李伟民 杨盛毅.基于CDIO理念的嵌入式系统课程改革实践[J].科教导刊(上旬刊),2016(06):56-57.
[3]徐武雄.基于CDIO的地方高校嵌入式系统仿真实验室建设研究[J].中国电力教育,2012(19):98-99.
[4]王伟 王杨 孟炜 李明.变电站自动化IED设备嵌入式通信模块的开发[J].科技资讯,2014(24):9-10.
在计算机网络系统实际运行过程中,硬件设备常见故障呈现多元化的发展趋势,导致计算机硬件设备应用质量降低。这就需要相关技术人员可以根据对计算机硬件设备常见故障问题的原因进行分析,制定针对性的维护处理技术制度,提高其应用效率。
在计算机硬件设备实际使用的过程中,经常会出现自动重启、显示器图像色差、死机等故障问题,具体问题与原因表现为以下几点:
在计算机硬件设备实际使用的过程中,自动重启故障问题较为普遍,导致计算机使用人员受到影响,甚至会出现严重的经济损失。
计算机系统自动重启问题最为常见的原因就是电源问题,就是计算机电源的功率不足,一旦添加了新的设备,或是计算机运行速率提升,就会导致计算机电源负荷提高,很容易引发计算机系统自动重启问题。同时,也会因为电源接触不良,或是电压不稳等出现暂时重启的现象。
在计算机系统实际运行期间,内存问题较为普遍,就是计算机内存芯片损坏,一般情况下,系统无法有效检测出来,主要因为计算机在长期运行的情况下会产生较高的热量,很可能引发芯片损坏问题,使计算机丧失了系统功能,出现自动重启问题。
在计算机硬件系统中,显示器图像色差问题较为普遍,此类问题出现的原因就是显示器在长时期运行的时候,散发出大量的热量,同时,相关检测人员不能阶段性的对散热设备进行检查,无法及时发现散热问题并解决问题,导致计算机显示器受到热量影响,出现一系列的色差问题。
计算机死机问题就是在硬件系统运行的时候,硬盘与主板出现故障,主要因为硬盘与主板在长时间的使用过程中,相关管理人员没有对其进行监测,不能及时发现坏扇区域问题与坏道区域问题,导致在用户交换数据的时候,引发系统死机问题。同时,计算机死机问}原因也可能是硬件之间不兼容,在硬件实际使用期间,相关人员在其中安装了各类程序软件,无法有效调节各类硬件,导致出现硬件不兼容的现象,引发系统死机问题。
在计算机实际运行的过程中,硬件故障诊断工作较为重要,相关管理人员与技术人员必须要予以足够重视,保证可以提升计算机硬件故障问题的解决效率。
在计算机硬件故障诊断过程中,相关诊断人员可以利用直接观察方式对其进行诊断,进而提高其诊断效率。首先,在计算机硬件出现故障问题的时候,技术人员可以直接观看屏幕判断计算机硬件故障类型,然后通过对计算机机箱内部的硬件设备进行查看,保证可以查看出明显的问题。
在对计算机硬件问题进行诊断的时候,相关诊断人员可以利用隔离方式对其进行诊断,主要就是将妨碍故障分析的软件与硬件进行隔离处理,然后在检测故障问题。在此期间,可以将软件与硬件拔出,然后观察计算机硬件问题,这样,就可以有效提高计算机硬件故障的检测效率。
电阻测试法,就是在计算机硬件故障的时候,技术人员针对有可能出现问题的硬件与软件进行检测,通过电阻值的测量,准确判断硬件损坏问题。同时,技术人员可以利用线测量法与脱焊测量法开展测试工作,这样,才能有效检测出相关故障问题。
在计算机硬件维护处理过程中,相关技术人员必须要制定完善的维护处理制度,积极应用先进的工作方式对其进行处理。具体措施包括以下几点:
由于计算机中的硬件是核心组织部分,一旦硬件设备出现故障问题,将会影响计算机的整体运行。因此,在计算机实际使用过程中,相关技术人员必须要做好硬件日常维护工作,保证可以提高其应用价值。首先,要遵循硬件、软件共同维护的原则,保证可以促进软件与硬件的配合,其次,技术人员要为计算机设备营造良好的工作环境,保证其清洁性,这样,才能延长设备的使用寿命。例如:管理人员定期对计算机进行除尘等。
首先,在计算机硬件维护的过程中,相关技术人员要明确计算机故障分析思路,并且根据计算机硬件故障实际情况开展修理工作,这样,才能有效提升计算机硬件维护工作质量。其次,相关技术人员必须要全面检查电源、插座、系统支配等,保证可以提高检查工作效率与质量,这样,才能增强计算机硬件维护工作效果。
在计算机硬件维护过程中,相关技术人员必须要全面分析维护工作步骤,提高计算机硬件维护工作质量。首先,要对计算机硬件进行定期检查,及时发现电磁干扰问题,并且采取有效措施解决问题。其次,要明确检查顺序,先监测计算机软件问题,然后检查计算机硬件问题,主要因为多数计算机硬件故障都是由软件问题引发的,所以,只有全面检查软件问题,才能达到维护工作目的。最后,要对电源进行检查,保证电源的性能符合相关规定。
在计算机硬件故障维护处理期间,相关技术人员必须要根据硬件故障问题的分析,采取有效措施对其进行维护处理,这样,才能提高计算机硬件设备运行质量,增强其应用价值。
[1]朱力牧.计算机硬件故障分析与维护处理策略研究[J].电子制作,2014(06):101-101.
[2]寇增涛.计算机硬件故障分析与维护处理策略研究[J].计算机光盘软件与应用,2012(09):44-44,43.
[3]李丽萍.计算机硬件故障分析与维护处理[J].科技传播,2014(03):212-213.
[4]吴际林.计算机硬件故障分析与维护处理[J].消费电子,2012(07):97.
随着计算机技术在各个行业应用的不断深入,基础计算机人才的需求日益加剧。作为我国基础技术人才培养的基地,中等职业院校计算机教育工作对我国基础技术人才的综合能力有着重要影响。如何从实际应用出发培养学生的实践能力、培养学生计算机理论知识的系统性是现代中职院校计算机教学工作开展的重点。
现代社会对专业技术型人才的需求正在向着具有系统理论知识结构、具有较强实践动手能力的方向发展。这一需求的改变使得中等职业院校培养方向必须以实际需求为导向,优化计算机硬件教学内容,使学生的计算机硬件理论知识结构更加完善。同时注重学生实践能力的培养,为其走上工作岗位后快速进入工作角色奠定坚实的基础。教改后的中职院校培养目标加大了对实践能力培养的力度。针对这样的情况,现代中等职业院校计算机相关专业的硬件课程教学中,必须强化理论知识系统性及实践能力,紧跟计算机硬件技术的发展,为中职院校实践型人才培养奠定良好的基础。
(一)改进计算机硬件教学方式,促进计算机硬件教学实践能力与系统性的提高。
中等职业院校生源结构使得其生源基础较差,学习方式不科学、学习兴趣较低是普遍存在的情况。针对这样的情况,中等职业院校计算机硬件教师必须以科学的教学方式与教学模式提高学生的学习兴趣,同时注重改善学生的学习方法,以促进计算机硬件教学质量的提高,为计算机硬件教学中培养学生良好的实践能力、系统的理论知识奠定良好的基础。
系统的理论知识是培养学生计算机硬件实践能力的基础,是现代中等职业院校计算机硬件教学中的重点。现代中等职业院校的计算机硬件教师应在教学过程中通过理论教学的总结、归纳、回顾性复习等方式帮助学生提高计算机硬件的理论知识系统性,为其实践能力的培养奠定基础。在进行理论教学的过程中,针对学生在具体应用中可能遇到老旧型号计算机的情况。现代中等职业院校计算机硬件教学,除初步对主流硬件技术的介绍与讲解外,还应对计算机硬件发展的历史沿革、技术情况进行教学,以此为学生的实际工作奠定良好的理论基础。通过有针对性的、系统的理论教学使学生获得计算机硬件技术方面的基础知识、基本思想、基本方法和基本技能,培养学生利用硬件与软件相结合的方法,分析解决本专业及相关专业领域问题的思维方法和初步能力,使学生掌握计算机硬件中具有基础性、系统性、先进性和实用性的基本知识,了解计算机硬件系统结构和工作原理,了解计算机硬件技术的历史、现状和发展趋势,掌握微型计算机使用、组装和维护等方面的技能,能为学生的实际工作提供坚实的理论基础。
在进行计算机硬件理论教学的同时,中等职业院校计算机硬件教学工作还应注重学生基础实验的教学工作,以此巩固学生理论基础的同时,培养学生实践能力。在计算机硬件基础实验教学中,教师要培养学生良好的计算机硬件组装、维护习惯,如维修前断电操作、接触硬件前消除静电等。以此为学生养成良好的实践习惯奠定基础,为其工作中的安全提供基础保障。在计算机硬件教学中,教师还应着重对学生硬件系统检验能力进行培养,减少和降低由于硬件匹配问题造成的硬件故障。
(四)以教学一体化模式促进培养学生系统教学与实践教学相结合的综合运用能力。
现代中等职业院校的计算机硬件教学的理论与实践教学是分开进行的,为了提高学生理论学习的积极性及其对理论知识的“消化”理解,中等职业院校应以教学一体化的模式,压缩单纯的理论课,将理论知识在实践课程中穿行,以此提高学生的学习积极性,促进学生理论知识掌握的同时,培养学生理论指导实践的意识。针对中等职业院校学生毕业方向,在进行计算机硬件教学过程中,还要以学生工作方向为导向,突出实践能力培养的重要性,开展以理论结合实践的实践课程教学。同时,模拟学生可能在工作中遇到的问题,将传统实践教学转变为以模仿工作情景的方式促进学生理论基础与实践的结合。
针对中等职业院校学生基础、接受能力等实际情况的差别,计算机硬件教师要采用多种方式相结合的教学方式来开展计算机硬件的教学工作。通过具有针对性的差异教学方式使不同基础、不同理解能力的学生都能够在教学活动中完成学习任务,达到教学目的。同时,在教学过程中适当应用问题教学法,提高学生的学习兴趣,精讲多练,达到“教学做一体化”满意的教学效果。
在进行中等职业院校计算机硬件教学过程中,以系统教学与实践教学为重的教学活动开展还应注重高效的课堂教学,以此在有限的教学课时内提高教学质量。采用基于项目学习的教学方式,培养学生的学习能力和利用所学到的知识解决实际问题的能力。通过学生亲自参与配置计算机,体验选购计算机硬件的过程,以及教师设置的常见问题等加深他们对计算机系统的组成思考与感悟,从而激发学生探究创新的兴趣和愿望,逐步形成勇于质疑、勤于思考、乐于在探究中获得新知的意识和习惯。通过教学方式、方法的改革提高课堂教学的高效性,促进教学工作中系统教学与实践教学的结合,促进学生理论知识系统性及实践能力的提高。
根据上述三点的论述可以看出,中等职业院校计算机硬件教学工作的科学开展是基于学生实际应用、工作为基础的教学活动。其需要中职院校计算机硬件教师具有良好的理论与实践基础的同时,还要具有较高的教学理论知识,针对学生的实际情况、工作需要科学的设计教学方式,以此促进教学工作系统教学与实践教学的结合,促进学生实际应用能力的培养,为计算机应用的基础人才培养奠定良好的基础。
[1]陈为国.关于中等职业技术院校计算机硬件教学活动开展的分析[J].职教资讯,2009,(12).
[2]韩丽华.中职院校计算机硬件教学中学生实践能力的培养[J].中职教育信息,2008,(12).
计算机的出现为人们带来了很多便利,无论是生活还是工作中,人们都离不开计算机,并且计算机已经成为人们日常应用的一个重要的组成部分,人们对计算机越来越依赖。计算机不仅是学校、企事业单位工作的伙伴,也是信息社会中不可缺少的工具,标志着人类已经进入到信息时代。计算机由两个部分组成:一是硬件系统;另一个是软件系统,计算机的运行主要是由硬件系统来负责,而软件系统则主要负责合理地组织计算机工作,不同软件系统所能发挥出的功能也各不相同。从当前情况来看,计算机软件技术已经成为信息化社会不可缺少的一部分,并在各个领域均起到重要作用。由于人们对信息的需求量逐渐增加,所以相应的也增加了计算机软件的功能,这是计算机软件系统发展的必然趋势。
整体上看,软件与硬件的主要区别体现在以下方面:首先,在生产方式上,硬件是制造;而软件是开发。软件能使人高度发挥出自己的智力,并不是所谓的传统意义上的硬件制造。在开发与制造方面尽管有很多地方是相同的,但是从根本上看,软件与硬件两者又是根本不同的;其次,在表现形式上,硬件是能看得见、摸得着的,但是软件恰好相反。软件是存在于纸面上或人们的脑袋里,这是它的存在形式,这种形式是对是错,是好是坏都必须要通过在机器上运行的程序才能确定。第三,在具体要求方面,软件是不允许出现任何误差的,对其要求较高,反之,硬件产品允许出现少许的误差。第四,对于硬件来说,我们在对其进行维护时,就像是维护我们的生活物品一样,硬件会旧会坏,而对软件来说,理论上它是不会用旧用坏的,但实际上软件变旧变坏仍是必然,这一点是软件的生存一直是处于不断维护改变的状态下这一点决定的。
对于计算机软件来说,其操作是在软件系统的基础上进行的,由此便形成了一种操作系统。计算机软件技术主要研究的是以下内容:一是运行模型的高效运营得以实现,并优化支撑模型的体系;对新的领域不断探索开发,对支撑模型运营的机制进行不断的优化。软件系统作为一种进行运营操作的新型系统,目前正在向一种层次分明的模型体系转变,其组成部分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件主要包含了计算机的操作系统以及计算机内部存储的数据资源;支撑软件主要有程序库、CASE和高级语言编译器三种。从计算机技术发展至今算起,计算机软件工程技术已经有30多年的发展史,目前已经在迅速成长,在计算机软件技术被改进后,软件工程企业也对软件工程技术有了新的认识,并且软件行业将改善过程和提升软件技术两者结合起来这一发展趋势已经成为了必然。软件的构建技术、重复使用软件、软件工程技术以及领域性的工程技术是目前世界上主流软件技术,同时也是计算机软件工业化、工程化、产业化生产技术得以实现的关键。
计算机软件技术的开发围绕着多个环节来进行:一是捕捉用户对计算机的实际需要,并对用户的信息需求进行分析;二是为用户设计出较为满意,并符合需求的软件,这一过程是系统性的,也是一个漫长的发展时期。所谓的开发计算机软件实质就是要根据用户的某种程序进行语言的设计,计算机软件的开发也就是一种普遍性的开发软件。每一款软件的生产都会有相应的软件许可证,用户只有在持有许可证的基础上才能合法的使用该软件。如果没有被软件版权拥有者允许,就私自拷贝该软件,同时还伴有买卖行为,那么这就会引起很多法律问题。
计算机应用软件的系统功能就是实施和审批采购计划,其主要流程为:向申请部门提交并认真填写计划采购单;审查后,采购计划单如果没能通过,就必须要终止该流程;反正,采购计划单如果审批通过了,那么总金额不可高于5万元,同时采购单直接生成。
采购内容应该按照业务计划单完成,将业务组件的生成器所提供的数据抽象出业主信息表和信息明细表。按照这些信息,业务组件的生成器能自动产生业务组件StockPlan的不同组成部分,包含了在数据库中建设统一的数据表。
在实际操作中,计算机应用系统能使业务的设计流程器抽象出来,从而形成一个主要的信息流程业务表。以这些信息为依据,编写每个节点的功能,使每个节点都是采取标准应用。
计算机的应用已经渗透到人们的工作、学习、生活等多个角落,计算机软件的高效率、高精准性及操作的便利性得到了人们的认可,并在人类活动的各个层面迅速的被应用,换而言之,人类活动离不开计算机软件。计算机软件功能主要有以下方面:0ffice办公系统、电子邮件、计算机操作系统、数据库,还有各种网游软件等。在我国农业、工业、政府、、交通等各领域中,工作开展都要依赖于计算机软件。在计算机普及的情况下,未来的计算机软件工程必将会发展成为一项广义的工程技术,在研究软件功能和操作方法上也会越来越注重人性化因素,也更突出个性化特征,并且在设置功能上不断的完善。软件设计人员会根据客户的需要,综合考虑各方面的因素,将大家的智慧汇集到一起,从而设计出一款更为成功的计算机软件,给人们带来便利,并改变着人们的工作、生活方式。另外,如软件系统出现运行故障,将会给客户带来无法估量的损失。所以,要重视起计算机软件工程研发工作。
总之,计算机软件在各领域中都被广泛应用,也体现出它的重要性,在对其开发及应用方面进行研究时,就要从多个方面着手,使计算机软件技术的作用充分发挥出来。
[1]冯林林.计算机应用基础及软件开发分析[J].科学家,2014(5).
[2]张志东、林爽.对我国当前软件开发技术在计算机网络发展中的重要性分析[J].中国科技纵横,2015(3).
[3]董丹.计算机软件的开发与发展综述[J].信息与电脑,2014(12).
现代社会里,计算机被广泛地应用到各行各业,这在很大程度上推进了各行业的发展。计算机不仅给企业带来了高效的系统管理,并且使社会信息化得到了有效的推广。文章从计算机应用的现状入手,分析了计算机技术在工作生产和社会生活方面的应用,并提出了未来计算机应用的前景和趋势。
(一)普及化。科学技术就是第一生产力,而计算机技术则是社会发展中潜在的重要生产力,飞速发展的计算机技术对推动生产力的全面提升起着举足轻重的作用。现今,计算机已经在人们日常生活中得到了广泛的应用,计算机技术作为支柱性力量已经渗透到生活的各个角落,与此同时,人们也越来越习惯于利用计算机来有效地解决生活中遇到的各种实际问题。
(二)专业化。在计算机得到普及的同时,其专业化和一体化运用的特征也逐渐地显现出来。如各种家用电器开始智能化,人们借助网络操作和控制电器的运行,传统的操作模式已逐渐被家庭网络式系统所代替,这样不仅极大地方便了人们生活所需,还进一步适应了经济政策的发展,计算机技术的专业化又必将强化系统的综合功能,从而全面地适应各方面的工作需求。
(三) 更新升级快。随着科学技术的日新月异,计算机科学技术不断有新的突破和发展,这种发展主要表现在微处理器和纳米电子技术两个方面。微处理器的发展不仅极大地提高了计算机性能,而且大大地缩小了处理器的尺寸。纳米电子技术的突破,有效地解决了计算机集成度和处理速度的双重制约问题。
(一)计算机的常规操作。很多的计算机故障其实都是 由于人为的操作不当引发的,只要能够正常的使用计算机,就能够成功的避免不少故障的产生。为了保护主机,避免其他的设备在开关的时候产生的瞬间电流会冲击到主机,开关机的正确步骤应该为:先开外接的设备再开主机,关机时先关主机,把其他的设备关上。在电脑需要重新启动的时候,最好有 30秒种左右的间隔时间,万万不可刚关完机就立刻开机,这种操作是非常伤硬盘和主板的,关机的时候还要避免直接关主机的电源或是直接断电。
(二)计算机的硬件应用管理。1.硬盘的分区。随着硬盘技术的迅猛发展,超大容量的硬盘产品不断的涌现,因此为了更方便数据的管理,就要对硬盘进行合理的分区。在日常的应用当中,一般会把硬盘分成 4到 5个区,每个区互相独立,互不影响,使用和维护起来更加清晰和方便 。硬盘的分区要把握以下原则,首先 C盘作为主分区,通常用FAT32的格式,大小为 20-50GB,如果是用于服务器和管理主机,则需要用 NTFS的格式。除了主分区以外的其它分区则尽量用 NTFS分区,为了方便文件的分类和管理,最好按资料的性质不同放置于不同的分区中,如程序文件、系统文件、娱乐资料和数据资料要分开存放。因为在使用的过程中硬盘是处于高速的运转状态,所以为了保护和延长硬盘的寿命,在使用的时候一定要防止硬盘受到震动;2.光驱。光驱是电脑的应用当中用于输入和输出数据的设备,在安装操作系统的时候更离不开它,因此要确保光驱的使用正确。要注意以下几个方面:首先要注意放置在光驱中的光盘的质量,使用完毕后要及时取出光盘,不能长时间把其留在光驱中;其次,不要长时间的使用光驱 ,光入光盘的时候尽量避免手动推进,要用 自动进出;最后,如果长时间无法取得光盘中的数据,要及时把光盘弹出,避免光驱里面的智能部件长时间让光驱反复的工作,使光驱因为局部温度的升高而被烧毁。
(三)计算机的软件应用管理软件的种类和形式多种多样,针对不同的行业内容,软件也不相同,在计算机中常见的软件有以下几种:1.系统软件。主要的功能是管理计算机里面的硬件资源,实现应用软件与硬件资源的连接;2.应用软件。主要是指为了特定的用途而研发的软件;3.工具软件。比如各种解压缩软件、毒软件等
未来的计算机技术将是一项系统性工程,需要众多的子工程及辅助工程来实现人们对未来计算机技术应用的需求。
(一)计算机技术的智能化发展。从某种程度来说,网络技术的发展已经成为计算技术发展的核心,直接影响计算机使用的普及,目前计算机最主要的使用特点就是宽带上网,网络技术势必会在未来计算机技术应用中得到更好的体现。人们在网上获取来自世界各地的海量信息的同时,挑选出自身所需要的信息,这就极大地扩展了人们的知识量。利用计算机技术提供的智能服务解决生活中的各种问题,这极大地推动了计算机技术往更高、更深入的方向发展。
(二)计算机技术在多领域间的发展。现代化社会,计算机作为必备工具已深深融入了人们生活的方式,人们对计算机技术的掌握要求也在大幅度增加,计算机技术正快速地向多领域、多层面延伸。随身听、笔记本、电子书籍阅览器等便是计算机技术向多领域多层面延伸的表现。
(三)计算机技术的升级更新速度加快。随着计算机技术的不断发展,计算机在应用过程中显现出来的弊端得到解决的速度越来越快,“并行处理”技术越来越高。现今世界上性能最好的计算机已使用了近万台计算机并行的方法处理,Inter公司拥有的10亿晶体管微处理器,能够将所有的计算机并行起来,有效地解决现实生活中各种技术问题。
目前计算机的应用已经渗透到了我们日常的生活和各行各业的工作当中,成为大家不可或缺的科学工具,大家的工作和生活已经越来越离不开计算机了。因此,要把科学的管理和维护融入到计算机的应用当中,不仅能使应用效率得到提高,保护文件和数据的安全性,也能提高工作效率,延长机器的寿命。
还原技术是基于计算机应用软件和系统软件对内部的数据进行备份的技术,若计算机操作系统受到攻击不能够正常运行,运用还原技术就能够把计算机内部数据进行还原,使操作系统恢复到初始状态,重新启动后清理恶性程序。还原技术在计算机操作系统维护中应用最为广泛,能够快捷简便处理计算机问题。
软件还原方式在计算机还原技术中最为常见,常用软件之一如GHOST,GHOST还原技术的恢复原理是利用GHOST软件把计算机操作系统盘(通常在C盘)内的文件按照分区备份的方法全部备份,之后把这些备份保存在非系统非还原磁盘内,当计算机操作系统出现问题后,再次利用GHOST软件把备份的文件全部克隆出来,计算机就立刻恢复到备份时系统状态。由于GHOST作为备份的软件,在计算机操作系统实际使用的过程中存在一定的依赖性,在使用过程中,基于GHOST进行改进完善的计算机相关软件陆续出现,一般而言,这些软件无论是在内容上还是在应用方面都具有相似功能,使用理论和思想基本相同。例如“还原精灵”,一款硬件还原工具,功能强大,工作原理相对简单,对普通用户相对比较便捷,不用增加其他任何硬件设备,在现阶段的内核技术下,计算机自动动态分配保留了一定的空间便于运行还原软件,最大限度使用硬盘空间,用户对硬盘的使用能自行选择及自定义设置等方式。软件还原能够对计算机起到一定的保护作用,防止计算机的硬盘受到病毒的攻击,且在对计算机还原的过程中,对遭到破坏的程序进行强力的除,恢复删除的文件,从而有效保证计算机数据丢失。
硬件还原方式一般在芯片上或是其他插接卡上把具有还原功能的软件固化在硬件上的一种还原形式。就目前的情况来看,还原硬件的技术种类相对比较多,主要有主板集成型以及独立网卡型两种硬件还原方式。主板集成型硬件还原方式是把具有还原功能的芯片集成在计算机主板上,而独立网卡型则是把具有还原功能的芯片集成到独立网卡上。与此同时,硬盘还原卡种类繁多,芯片为还原卡主体,实际使用过程中在主板机的PCI槽内直接插入即可,跟随计算机硬盘的MBR一起工作运行。在实现形式上有区别,二者还原思路和技术相同。
目前我国在计算机操作系统维护的过程中使用最为广泛的还原软件就是GHOST,这款还原软件不管是在文件的备份还是操作系统的还原方面都具有强大的功能,能够针对不同类型的计算机硬盘做好相应区分工作以及文件备份还原工作。一般Windows版本软件大多只能在Windows环境操作系统下运行,特定系统软件要求更高。但GHOST软件备份可以在脱离Windows环境操作系统下使用,因而具有比较高的稳定性。随着技术发展用户对计算机操作系统维护技术的要求逐渐提高,性能更好还原技术也会不断涌出,争抢市场,但目前使用GOST技术人群相对比较多。
对GHOST软件进行克隆之前需要符合以下几个方面的要求:要进行分区建立。建立分区的时依据系统性能分配合适空间,如果分区太大就会造成空间的浪费,而分区太小会导致计算机内部系统文件及应用软件储存空间不足,影响计算机的操作运行速度和使用;采用NTFS格式对文件的系统进行建立,以便能够保证计算机操作系统在实际运行的过程中具有比较强稳定性;为了降低GHOST在克隆时,处理文件过大的数据等问题会使速度变慢,因此,在建立计算机操作系统的时候建议仅安装使用软件;尽量在到计算机操作系统纯净未受到病毒感染的条件下建立系统,对操作系统进行优化调整,保证计算机操作系统中相关参数设置及已安装程序良好运行状态,对相应系统分区磁盘规范整理,保证映像文件达到最优化状态。
在计算机硬件还原技术中,主板集成以及独立网卡作为两个重要部分,在一定条件下也存在相似之处。在计算机启动操作之前,硬件还原技术获得了一定的主动权,用户在对硬盘使用操作的实际过程中只是限于一种虚拟的形式,实际上并没有对计算机的硬件造成破坏,因此硬件还原技术具有一定水平的专业还原能力。硬件还原技术具体应用和实践是把计算机的终端系统接到BIOS中的INT13,之后再把FAT的记录、引导区以及中断向量表等相关的信息全部都保存在计算机的硬盘里,利用硬盘的启动功能把原始的中断向量表进行一定的更新和改进,变成另外一种新的类型,从而有效的保证在对计算机进行修改的过程中硬盘数据具有一定的安全性和合理性,最后在还原的操作维护中把变更的相关数据以及相关资料文件保存在空闲的硬盘空间里,最终能够完成一整套关于硬件还原技术的具体操作使用方案。此方法比软件还原方式稳定,还原成功率、稳定性、技术性要求更高,但硬件要求固定,成本较高。
根据以上文章所述,我们对还原技术在计算机操作系统维护中的应用和实践有了一定了解,计算机在人们的日常工作和生活中占据着越来越重要的地位,因此,还原技术在计算机操作系统维护中就得到广泛的应用和实践。在计算机实际操作的过程中如果受到外界因素的影响导致无法正常工作,还原技术可以做到对计算机软件内部的相关数据和文件进行修复和还原,并且在一定程度上减缓了病毒对计算机的入侵,起到了很大的保护作用,在当前时代背景下,还原技术还会进行进一步的研发和改进,一定会研发出更加高效便捷的还原技术。
[1]李春红,卢来.还原技术在计算机操作系统维护中的应用[J].电脑知识与技术,2014(8):1713-1714.
“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业本科教学阶段的一门核心专业基础课程。其先修课有电子技术基础,其后继课程有微机原理与汇编语言,计算机系统结构,操作系统,计算机网络等。本课程起着承上启下的重要作用,通过本课程的学习,使学生掌握计算机单机系统硬件各部分的基本组成原理和工作机制以及相关的基本理论,建立起计算机系统的整机概念,为提高学生在硬件方面的专业素质和以学习能力为代表的发展潜力,为其后续专业课程的学习和将来的科研工作奠定坚实的基础。
但是以前的教学实践中在CPU硬件设计这一重要内容方面存在严重不足。CPU、DSP处理器乃至计算机系统的设计技术及相关课程随着新技术的发展应该成为计算机科学与技术专业中重要的组成部分,计算机专业对于软硬件综合设计人才的培养是责无旁贷的,也是本专业的特色与亮点。作为计算机专业的人员,如果只会使用计算机而不会设计CPU和计算机,那么和其它专业比较就没有优势,不符合计算机专业的办学宗旨而缺失市场竞争性。调研表明,国内大多高校仅将“计算机组成原理”定位为“计算机科学导论”和计算机模型认知的层面上;而在实验与实践方面,“计算机组成原理”的实验则主要是在一些由分离元件构成的实验平台上,完成简单模型CPU的验证性实验,基本谈不上设计。这显然难以满足教育部在《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》中关于“高等学校要重视本科教学的实验环节,保证实验课的开出率达到本科教学合格评估标准,并开出一批新的综合性、设计性实验”的要求。
随着科学技术的发展,核心技术已经愈来愈集中在集成电路芯片和软件这两项之中,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。美国、日本和西欧等国都作为一种国家行为,不断加大这方面的资助力度。美国的许多高校本科计算机专业中也都安排了CPU设计方面的课程和实验内容,例如麻省理工学院的一门相关课程是“计算机系统设计”。学生在实验课中,须自主完成(即自行设计)ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU,乃至实现流水线位MIPS CPU和Cache的设计。斯坦福大学计算机系的本科生也有相似的课程和实验,即“计算机组成与设计”课,实验要求学生以各自独立的形式,用VHDL语言自主实现CPU、VGA显示控制模块等接口,并最后实现于FPGA中,及完成软硬件调试。此外,如加利福里亚大学和Berkeley等学校在基于FPGA的超级计算机研制方面都实现了大量成果。因此我们有必要向国外的先进教学实践学习,将EDA技术融合到“计算机组成原理”的教学实践中。
计算机学科领域中人才的培养是自主创新能力的培养,其目标应该是拥有自主知识产权计算机部件或系统设计技术及创新设计能力的人才的培养,这就要求包含“自主”这一重要因素。但是“创新”未必具备“自主”。例如,某项计算机软件的设计完成;某嵌入式系统控制软件的开发成功等,都可能包含一些前人未曾有过的创新,甚至可以有自己的知识产权。但它们不是拥有完全自主知识产权的项目,这是因为它们都是基于某一CPU平台上的软件开发,离开了CPU,这些软件中的所有创新价值都归于0,因为CPU是别人的。这就是说,创新能力的培养决不能脱离自主创造设计能力的培养,没有了自主的创新便不是真正的创新。
通过以上的讨论不难发现,在计算机技术的教学中,“计算机组成原理”课程中必须加入代表现代技术发展的EDA技术相关教学内容和合理的实验设计才能够承担起培养学生自主创新能力,即原始性创新能力培养的重任。
基于以上问题的考虑,在教学中应采用基于VHDL的EDA技术中实现CPU和计算机系统的设计理论和设计技术。诸如基于微程序控制模式的8位CISC模型CPU设计,基于状态机控制模式的16位CISC CPU设计,MCS51单片机系列兼容型单片机软核系统设计,TCG彩票 天成彩票基于流水线位RISC CPU设计,以及基于SOPC技术的软核嵌入式系统软硬件设计等等。其所有的实践设计和示例都应采用与国际接轨技术,目标如下。
教程中的多数内容应是能与发达国家许多高校计算机本科相关教学内容和实验模式相吻合的,使我们的学生也有可能象国外学生将自己设计的芯片拿去面试,带上自己的设计芯片、系统设计HDL程序、整机网表文件和时序仿真结果去应聘,其效果比普通的成绩单更能说明学生的创新和设计能力。
首先,在原有的“计算机组成原理”课中增加理论向工程实际转化的符合现代计算机系统工程设计规范的硬件设计内容。这在传统的实验模式中往往不是这样,因为在传统的实验模式中虽也有“设计”内容,但主要是根据不同实验系统各自规定的方法,用既定的分离元件(也有包括部分可编程器件)和接口器件进行拼装搭接而成,学生无法从这样的“设计”过程中了解真实的现代实用CPU基本设计技术。
其次,使学生在了解计算机组成原理和软件设计技术的同时,达到学会计算机硬件设计技术。计算机的软硬件设计技能是一个合格的计算机专业学生本应具备的基本知识,离开了硬件设计,自主创新能力的培养便无从谈起。从而使以前不少计算机专业学生存在“重软轻硬”,“欺软怕硬”,甚至“只软不硬”的现象,学生们只将注意力和兴趣集中在各种编程环境、开发工具、数据库、计算机网络的集成技术上面,对于硬件技术的学习和应用研究不感兴趣或忘而生畏的问题得到根本解决。
从创造能力培养的角度看,软件设计人员只须拥有逻辑上的单向一维思维能力就能保证软件设计的成功,即过量单纯的软件设计,不断强化设计者纯逻辑性思维和收敛性思维。显然,这与培养植根于多维多向的发散性思维方式和非逻辑思维方式的创造能力是相违背的。因此,多数纯软件设计训练只能归类为技能性和知识性训练。
而硬件系统设计则不同。首先,硬件系统可以有许多相关或互为独立的模块组成,相关模块的关系可以是同步,也可以是异步。其次,硬件系统设计本身并不能离开软件设计,因此硬件系统的构建是一个软硬综合的并发系统,设计和把握它自然必须拥有并发和多维的思想方法。例如在时序问题和竞争冒险问题的解决上有时还可能用上非逻辑思维方法。而VHDL正是描述和设计硬件系统的计算机语言,它的语句都是并发的,甚至包括进程中的顺序语句。基于EDA技术和VHDL的计算机设计训练无疑十分有利于强化发散性思维和自主创新能力的培养。
通过对本届63位学生教学实践的探索,我们发现结合了EDA技术的计算机组成原理的教学极大的提高了学生的学习积极性,90%以上的学生通过学习对计算机设计有了清楚的认识,解决了以前不少计算机专业学生存在“重软轻硬”,“欺软怕硬”,甚至“只软不硬”的现象,极大培养了学生的自主创新能力,得到很好的应用效果。
[1] 白中英. 计算机组成原理(第三版)[M]. 北京:科学出版社,2001.
[2] 唐朔飞. 计算机组成原理[M]. 北京:高等教育出版社,2000.
[3] 中国计算机科学与技术学科教程2002研究组.中国计算机科学与技术学科教程2002[M]. 北京:清华大学出版社,2002.
自1946年世界上第一台计算机问世以来,经历了几十年的飞速发展,除了给人类带来便利之外,还为人类提供了大量的就业岗位。随着硬件技术的突飞猛进,软件也是当今商场中的一块极具发展前景的领域。软件产品的研发也占据了商品生产的重要地位。计算机技术与通信技术的结合产生了计算机网络,便利了人类的同时也带来了软件版权保护问题。共享软件和非授权软件使用也是软件产品面临的最严峻的问题,给人类造成的经济等等各方面的损失也是极其庞大的。2011年新京报显示,2010年盗版软件给中国软件产业造成的损失高达1009.9亿元。商业软件联盟(BSA)的调查结果表明,2010年中国软件盗版率达78%,较之前已经下降很多,说明中国对于软件的盗版问题也采取了相应的措施手段,但是因为软件产业起步晚,发展快,立法方面一直处于滞后状态,对于政府部门、理论界一直研究的热门话题也是怎么样使用法律手段来保护计算机软件的知识产权。就计算机软件发展历程来看,现行法律基本都是采用著作权的模式,但这绝非是单一的选择,人们更希望计算机的保护制度能得到更进一步的完善,那么无疑采用什么模式保护是计算机软件保护制度的焦点问题。但无论从哪个方面采取措施,都存在相应的漏洞,因此对于降低盗版软件率,我们需要从公益道德、法律法规及软件技术等方面着手,单一的保护措施肯定无法阻挡盗版软件的滋生。目前对于新兴的中国软件产业来说,盗版软件已经构成了很大的危害,对于软件市场的发展也遭遇了严重地阻碍,继而导致软件行业无法为国家提供的更多就业机会和更高的税收,影响的是整个国家的巨大的经济效益和社会效益。
对于软件的保护我们要从法律角度和技术角度出发,同时达到保护作用,使非法盗版软件得到更严厉的制裁,保护我们软件市场健康的运行和成长。
基于软件是人类特殊的智慧结晶,是极为奇特的一种可以呈现特定含义和表现形式的一种商品,但也是依靠指定的数学算法输出特定结果的工具,从这两点上,体现出计算机软件是一种功能性作品,所以对计算机软件的保护既是软件版权的保护也是专利权的保护。在法律保护形式及内容上都处于艰难的选择中。软件知识产权被版权保护、专利保护、商业秘密保护以及反不正当竞争等多种保护模式下保护。
从20世纪80年代左右开始, 可复制性、作品性等计算机软件自身拥有的这些特殊性质渐渐得到人们的辨别,在美国为主导的带领下使版权保护成为一种流行趋势。
版权保护模式除了对计算机软件起到了一定保护作用外,也呈现出很大的局限性,由于版权法的保护对象并非计算机软件的核心技术,仍会导致软件受到威胁,还有年限问题等等,也将遏制软件的创新和更换。由于计算机软件本身具有作品性和功能性的双重特点,保护形式和范围更为复杂。
虽然软件的版权保护模式在其保护模式中占主导地位,其弊端也是不容人们所忽略的,为了软件行业的稳健发展,世界各国都在不断努力的寻找着更合理更完善的保护措施。美国专利法101条,《日本专利法》第2条,TRIPS协议第27条,都为软件的专利保护提供了空间。计算机软件没有被专利法合理保护其实是显而易见的,当然不能排除对部分软件的保护作用,也有部分计算机软件及专利是被专利法认可范围内的。可以确信的是使用专利权的对计算机软件是有利的,有一定的保障,保护力度比著作权法好很多。可专利法保护软件仍有很多缺陷。由于软件的更新换代的速度过快,但专利等侯审查时间长,复杂性大,无法真正做到保护软件的始终,等审查结束此软件可能已被淘汰,这样诸多软件将面临严峻的威胁,并且申请专利的数量也受到影响。
通过上面的分阐述我们知道,依据作品的特性而设计了著作权法,并且对作品进行保护,但依照创造的特性进行设计了专利法,并且其与创造协调。到底是采取以作品性还是创造性来为计算机软件保护提供正确的模式,事实上辨别起来是非常困难的。不论哪种方法,想要很好的调和各种方法,并且介于当前法律对软件的保护过程里有交错、重复等情况,所以设计出符合计算机自身特性的特有保护法的要求越来越迫在眉睫。
软件是需要保护的,既然法律上还无法做到能真正的保护软件,那么软件制作者自己为其软件的安全而研究各种各样的保护技术,其实就是依赖于硬件的硬加密技术和脱离硬件加密的软加密技术,以及软硬结合加密方法,下面我们对这些加密技术逐一进行介绍。
硬加密,它通过加密信息被安装在特殊硬件上而成为附加软件原理存在的一种软件保护技术。硬加密是软件保护中一项功能强大的使用工具,也是介于硬件和软件相互结合进行加密的,加密强度更高,可靠性更强。虽说硬件加密的开发周期长成本高,但收益也是相当可观的,在如今软件日受到侵害的情况下,硬加密也是保证高档软件的更有效的方式。目前主流的硬加密主要有加密锁、加密卡、光盘保护等方法。
加密锁在业界颇受欢迎。它是一种安装在并行口或串行口电路上的软硬件结合的智能化的加密工具,为了让加密锁正常的保护软件,它必须要对软件程序对其发出的查询命令快速做出响应,要使软件顺利运行必须是加密锁作出的正确响应才可以。
加密锁的加密强度是通过加密原理来体现的。所以目前市场上分为四代产品也是充分反映出每个阶段的思想。
第一代是存储型的。它是加密锁的先祖,开启了加密锁的先河时代,也是单纯依赖硬件加密的,只有一个存储部件在其内部,只能够实现厂商对它的读写。此类型加密锁实现的是厂商把事先准备好的保密数据设置到加密锁内,软件在运行中随机读取,这样对于想通过简单重复并口数据来解密的人设定了阻碍,万物都是有简单到复杂,这种加密锁的加密原理也是最简单的,目前已逐步淡出市场,但由于成本低利润好,所以并没有完全被厂商放弃生产。
第二代是算法不公开的加密锁。单片机被放置在硬件内部,通过算法实现加密。此类加密锁是通过软硬件结合完成加密的。首先建立保密协议其通过单片机、软件和加密锁之间的数据通信来实现的。所有数据都被加密处理过,破解过程就相对困难很多,因为很难分析数据内容及潜在的规律。显而易见的此类加密锁使破解者向功能层攻击。
第三代是“可编程”加密锁,中国以1999年的北京深思洛克为代表推出。此类型加密锁是软件加密技术的又一次提升。对于这种类型的加密锁的设计理念是软件中重要的代码或模块可以被用户进行“移植”到加密的保护设备上运行。那么介于成本的影响,早期的几款加密锁在可编程上也受到了阻碍,算法复杂度不高,编码空间小,程序空间小,保护强度弱等,使得此类加密锁没能得到很好的推广普及。
第四代是智能型的加密锁。2002年,中国的软件保护得到了又一次技术的提升。对于以智能卡为核心部件的智能型加密卡是被国内传统两强企业美国彩虹天地和北京深思洛克先后推出的。它实现了把特定算法存储在单片机芯片上,通过计算机接口对软件发出的密钥数据加密转换。迷宫技术、算法植入技术等都是智能加密锁在软件上采取的数据形式,抗扰能力较好。智能型的加密锁是对第三代“可编程”真正的延伸和使用。安全性能很好,在、军队等等各个领域广泛应用。
软加密,我们从字面简单理解其实就是无需依赖硬件而实现的加密方法。有效的软件加密技术是让加密的程序代码不容易分析和追踪,那么软加密便达到了这种效果,是对硬加密的一个填充和扩展,使用软加密必须满足实时性的要求。并且对于额外的系统开销也无需增加,简便易行。对于软加密技术主要有密码方式、序列号法、注册机法、钥匙盘方式、软件自校验方式、光盘加密方式等多种加密方法。
密码方式是指在一些重要的软件执行阶段查询密码,要想程序继续进行,用户需要对照密码表输入密码才能继续完成。对于这种方式基本无成本而言,并很容易实现,只是在密码、密码点和人机对话等方面是固定的,这其实是缺陷,所以大部分在小型软件和价格低的软件上使用。
序列号法是软件供应商对于购买正版软件的用户提供可以顺利安装和使用该软件的密码。其实这种方法显然保护强度不高,只要复制及得到序列号,也可实现安装和使用。
注册机法是序列号加密的拓展。对计算机进行检测,并生成相应的数据,是它在软件程序安装时凸显的一个很重要的特点,那么用户要把这个生成的数据告知开发商,那么开发商根据这个数据完成加密之后又得到一组数据,这个数据可能是注册码或相关文件,只有当用户拥有这个注册码或相关文件后,才能正确顺利安装和使用软件。这样实现了该软件只能在一台机器上安装使用的特点,极大的保护了正版软件,凡事有利必有弊,那么硬件设备的更换,就导致了软件可能无法继续使用,无疑对开发商还是用户都会造成很大的障碍。
钥匙盘方式是指在软件运行过程中为了方便校验需要在软件特定的磁道写入特定的信息。这样的软盘似乎像钥匙似的,以钥匙盘命名而被人们广泛使用。其实这种加密方式是简单可靠的,也小,可是会让软盘驱动器在运行时被占用,给用户带来很多数据存取方面的困难,并且软盘稳定性可靠性都差容易损坏。并且现今此方法已被淘汰。
软件自校验方式是指安装程序会自动记录计算机硬件的奇偶校验和软件安装磁道位置等软件信息,这些信息都是软件开发商安装在硬盘上的,而且会自动改写安装程序。这些安装信息和标记在运行过程中被记录或标记。若运行环境改变,软件不会运行。由于这种方式不是单一改变硬件,而是整个运行环境的改变导致软件无法运行,所以人们很难发觉加密的存在,那么显而易见系统的可靠性相对较高,所以被广泛采用。其实万物都是有利有弊的,那么对于软件自校验而言,若更换运行环境中的硬件设备,那么就需要重新安装校验的软件,也是它的一个缺陷。
光盘狗是指对光盘软件的软加密技术。由于光盘在压制生产中虽有与母盘相同的特性,但因盘上的特征不同的特点,光盘狗就是对其特征来区分原盘和盗版盘。若想进行盗版复制,就要改变母盘机,费时费钱。所以光盘狗颇受开发商的喜爱和使用。
国外对于计算机软件的加密从上世纪80年代就开始了,并且按照市场需求大量投入。目前软件市场中,加密还是一个新生技术,但还是有很多领域应用这种技术,如系统本软件、应用软件、工具软件等等,软件行业也在这种新生技术的使用下得到很有效的保护。这样的保护方式,使得非法复制的盗版软件遭遇了大肆打击。可是在当今世界中,我们不能说哪种加密保护的强度是不可攻破的,只是被攻破的难易程度不同而已。如果说对于一个加密方式需要耗费极大的物力财力去破解而成为复制的盗版软件,那么肯定是不被接受的,继而会放弃破解,这样就达到了我们的保护目的。世界上没有完全不能破解的加密,只能说困难的程度不同。为了能够维护软件市场的稳健发展,软加密也好,硬加密也罢,只要能够为遏制盗版保护软件生产者利益,那么我们一律要使用,起码也是相对不再被动的局面,并且这种加密技术也充分显示出当前先进的计算机软件和硬件的技术水平。
预防和遏制非法盗版软件的滋生,所以软件的保护措施势在必行,因为不断前速发展的技术,人们越来越关注通过计算机硬件信息来实现对软件的保护。那么分析了现有的软件保护技术,目前对于提取计算机硬件设备进行加密成注册机的保护方案还是比较流行的。在计算机的硬件设备上,硬盘序列号具有唯一性,它是出厂时给定的唯一的一组号码,软件保护就通过它的唯一性来实现加密,那么加密的强度就更高更可靠,硬盘序列号是每台计算机特有的一个厂家指定的号码,不可能出现重复的情况,那么这个序列号就可以成为我们保护软件时的一个认证,实现一码一机制就有了更可靠有力的保障。通过对文献分析研究对比,得出单纯使用硬件序列号进行一重加密是不可靠的的结论,那么基于此,提出本文的思想,对序列号注册机中进行双重加密保护,用户获取硬盘序列号然后对其进行一层加密,再传送给开发商的时候再进行二层加密。基于硬盘序列号的软件保护的设计和实现,其实这个方案是通过软件与硬件的结合来实现对软件产品的保护。硬盘序列号的唯一性,更加充分保护了软件使用。故本思想无论在哪种条件下都是可行的。
[1] 王晟宇.关于计算机软件保护法的探讨[J].计算机安全,2008(1).
[2] 王永国.基于U盘物理序列号的软件保护与注册方法研究[J].计算机应用与软件,2011(5).
[4] 冯凯锋,吕述望.一种基于公钥密码算法的序列号软件保护方案[J].计算机应用,2002,22(4):71-72.