硬件技术十篇

硬件技术篇1

【关键词】中专 计算机 硬件技术

随着科技的发展，计算机的应用越来越广泛，逐渐融入人们的生产和生活当中。计算机也在实践应用中在不断的更新完善，计算机的升级发展需要强大的计算机技术作为支撑，才能够使计算机功能更加全面，为人们带来更多的方便。计算机技术中，计算机硬件技术是其中较为重要的部分。计算机硬件技术有其独特的组成部分，在计算机技术发展的过程中，硬件技术也在不断的发展，下面就是对计算机硬件技术的探讨。

1 计算机硬件的组成部分

1.1 运算器

运算器在计算机的工作过程中主要起到数据的加工处理功能，运算器能够根据输入信号和指令的不同进行不同的数据处理，运算器的运算形式有逻辑运算、算术运算还有其他的数据运算形式。计算机之所以能够高效的运算，就是因为存在运算器的缘故，所以说运算器在计算机运行中起到了重要的作用。

1.2 控制器

控制器在计算机中的作用就好比人体的大脑，控制器在计算机硬件组成中接收其他部分传来的信息，然后进行相应的控制。控制器相当于一个指挥中心，会对计算机的内部指令进行分析，根据指令的要求让计算机的各个部件实现协调统一的运作。

1.3 存储器

存储器是计算机硬件组成中的记忆装置，存储器包含主存储器和辅助存储器两种。存储器在工作工程中主要是将数据进行二进制的转化，能够对信息进行处理同时还能够存储大量的信息。存储器能够接收大量不同的信息，在有需要的时候能够快速的对所需信息进行读取。存储器就是实现对信息大量存储功能的装置。

1.4 输入设备

常用的输入设备有鼠标、键盘和摄像头等，输入设备也是整个计算机硬件组成必不可少的部分。输入设备的作用就是方便外界对计算机系统进行信息的输入，鼠标能够通过人为操作对计算机屏幕进行坐标定位，处理操作过程中的图形及软件，键盘能够通过输入字母、符号、数字等信息对计算机指令。总之，输入设备就是实现外界和计算机之间的信息转换的媒介。

1.5 输出设备

输出设备与输入设备相反，是将计算机的处理结果输出，呈现在操作者的面前。计算机能够输出图像、声音、数据等多种形式，计算机处理过的数据以及一些程序都能够通过输出设备输出，常用的输出设备包括打印机、显示器和语音输出设备等，这些输出设备能够让计算机的工作状态展现在人的面前，实现了人与计算机之间的信息交流。

2 计算机硬件技术

2.1 诊断技术

所谓诊断技术就是对计算及运行过程中出现的故障进行诊断，诊断系统对出现的故障进行检测，在这一过程中，为实现故障的自动诊断，通常采用数据生成系统和诊断系统相结合的方式。数据生成系统能够将计算机内输入的相关数据生成系统的网络，对计算机的硬件部分进行检测。诊断系统则是利用数据生成系统提供的数字报告对计算机出现的问题进行解决和报告。通常的诊断过程中都需要一台单独的计算机作为诊断机，可实现远程诊断以及微诊断等多种形式的诊断。诊断技术能够对计算机出现的问题及时的进行检测和处理，是计算机正常运行的保障。

2.2 存储技术

随着计算机技术的不断发展，计算机硬件存储技术也得到了很好的发展和突破。存储有DAS模式、SAN模式、NAS模式等多种模式。各种模式有其不同的优缺点，比如DAS模式来说，操作起来比较简单，低成本高性价比，但是也有其不足的地方，在扩展性以及安全性方面比较欠缺。NAS 模式拥有良好的扩展性，占用服务器资源方面也比较少，但是数据传输速度比较低，影响网络的使用性能。SAN模式的优点就是扩展性强、传输速度快，但是这种技术比较复杂，在成本方面由于采用的是光纤与网络连接的方式也是比较高的。

2.3 加速技术

人们追求的就是计算机高速处理数据的特点，所以计算机在处理数据的速度方面要不断的更新，计算机硬件加速技术也成为研究的重点。近年来，在计算机硬件加速技术的发展下，更加注重以硬件自身的功能特点来代替软件算法的技术，硬件在处理信息的过程中充分发挥了数据分析处理和调用程序的功能，提升计算机的整体工作效率。要想实现硬件加速可以在计算机内部增加一些集成软件来实现，帮助CPU进行运算，这样就能够加快运行速度，提升计算机的运行能力和处理数据的速度。

2.4 开发技术

就目前计算机的发展来看，开发技术主要针对的是嵌入式硬件平台的开发。嵌入式硬件平台包括嵌入式处理器和嵌入式控制器和嵌入式芯片。嵌入式控制器能够在单片机内部芯片上集成总线，实现一系列的功能，降低了成本，同时也减小了体积，为计算机的微型发展奠定了基础。在数字信号处理器的开发方面也在不断的努力，比如DSP高速微处理器的开发，能够使计算机的速度得到很大程度的提升，推动计算机整体性能的提升。

2.5 维护技术

计算机维护技术是计算机硬件正常运行的保障，计算机在运行过程中有时候会发生一些故障，在硬件维护过程中要对容易出现故障的部分进行维护保养，要学会计算机的保养方法，养成维护保养的习惯。对出现的一些常见的小问题要及时处理，做好除锈、清洁等工作，让计算机在良好的状态下工作，提升工作效率。

3 总结

目前，我国计算机技术的发展水平正在不断的突破，计算机硬件部分在其中起着重要的作用，要想实现良好的性能，就要注重硬件部分的利用，明确硬件各组成部分的重要作用，从诊断、存储、加速和开发等方面的技术进行研究。在计算机硬件技术的研发方面应该加大力度，促进硬件技术的发展才能够使整个计算机的综合性能得提升。

参考文献

[1]林振宇.计算机硬件维护关键技术探讨[J].科技创新导报，2011（22）：23-24.

[2]吴晓晖.计算机硬件技术研究[J].中国电子商务，2013（10）：31-32.

[3]武文芳，吴兵，王国斌，张韫.微机硬件知识多媒体系统的开发[J].实验技术与管理，2009（12）：34-35.

硬件技术篇2

关键词 学校;信息技术;硬件环境;建设;教学

中图分类号TP31 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)26-0230-02

随着信息技术的快速普及和应用,信息技术作为现代化教学手段迅速进入了课堂,并深深影响和促进了教学改革,提高了教学效率和质量。信息技术硬件环境的建设是信息技术应用和发展的基础,所谓的“硬件环境”,是一个相对的概念,学校信息技术硬件环境的建设指的是学校建立以校园网络为核心内容,以多媒体教室、语言实验室、网络教室、CAI、CAD等专业实验室和各职能办公室为终端的,主要服务于教育教学、科研、管理的系统所需要的设备设施的购置、整合、启用、管理的过程。

1 学校信息技术硬件环境的建设必要性

现代信息技术提供的全新的、交互式的、以个别学习为主的自主学习方式,已成为教师和学生的迫切要求。存储、传递和正确利用信息,已是师生的一项必备技能。

但是,这些教学信息如何获得?教学软件如何运行?这就需要一定的设备设施作技术支撑。这种设备设施就是所谓的信息技术硬件。良好的硬件环境是教学、实践活动的物质基础。因此,在学校建立信息技术硬件环境对学校教育的改革和发展是十分有必要和有意义的。

2 学校信息技术硬件环境建设的现状与存在的问题

学校信息技术硬件环境建设是一项系统工程,不能一蹴而就,盲目建设。需要认真分析和研究学校信息技术硬件环境建设的现状和存在的问题。避免盲目投资建设,以免造成脱离单位实际需求的工程。目前这种现状产生的原因:一是经费不足,导致硬件环境建设水平不高;二是学校管理部门对信息技术硬件环境的建设不够重视;三是使用效益不高,严重影响了信息技术硬件环境建设的速度;四是学校信息技术硬件环境建设人员信息素养不够高。

3 学校信息技术硬件环境建设的策略

3.1 解决对学校信息技术硬件环境建设的认识

当前,现行的教育评估涉及利用现代教育技术进行教育教学实践的内容较少,评估标准和评价体系还不完善。因此,领导对此应有足够的重视程度,由此,会涉及到学校信息技术硬件环境建设的投资力度,建设标准,应用能力,也会涉及到学校信息技术硬件环境建设的管理体制及管理水平;其次是教师对学校信息技术硬件环境建设的态度,存在着为了使用信息技术而使用信息技术。这影响着正确的建设规模、标准。再就是学生对学校信息技术硬件环境建设的认识,应充分考虑学生的观点,可有助于硬件环境的功能取舍和硬件设施的正确分布。

3.2 学校信息技术硬件环境建设的指导思想及原则

3.2.1 目的性原则

将目的性原则放在首位,目的很明确,就是从学校的实际出发,通过建立学校信息技术硬件环境,充分利用信息技术手段,培养优秀的高素质人才。

3.2.2 主体性原则

主体性原则体现的是以人为本的现代教育思想,即“以学生为主体,以教师为主导”。学校信息技术硬件环境的建设,要充分考虑广大师生的需求,以师生的需求为建设的取舍。

3.2.3 效益性原则

效益性原则主要体现在提高课堂教学质量,扩大教学效果和减少教育教学所消耗的时间和精力3个方面。

3.2.4 创造性原则

创造性原则是在现代教育思想的指导下,充分发挥建设者的潜能和想象力,利于实际,多角度、全方位的思考问题,创造性地开展工作。

3.2.5 反馈性原则

根据控制论原理,对阶段性的建设要及时反馈,并作为以后建设决策的一种信息,不断完善建设方案,实现硬件环境经最优化。

3.3 学校信息技术硬件环境建设的实施过程

首先是方案的制定。方案就是把信息技术硬件环境所需的设备设施,以科学和发展的理念,统筹考虑,从本单位实际出发,认真分析研究而制定的可行性建设报告。

方案是建设的蓝图。方案要依据现代教育技术有关理论,根据学校信息技术硬件环境建设的现状与存在的问题、建设的目的、建设的指导思想及原则,“整体规划分布实施 ”的思路,经讨论修订。方案制定的程序要经过“初稿――修订――基本方案――论证――最后方案”的过程。方案要突出重点,体现全面、可行。

方案应体现设备设施整体安全性、可靠性、实用性、经济性、可扩展性,方便设备的管理和维护。

方案确定之后,要按照政策法规,实施政府设备采购、设备到位后,要严格按照招标文件进行清点验收。待验收合格后,方可进行现场施工。施工过程中要严格进行工程质量、进度的监督检查。施工完毕后,要进行设备设施的试运行。

4 学校信息技术硬件环境建设的所需要的几个必要条件

4.1 管理体制的建设

4.1.1 建立一支队伍

根据本单位的工作职能和本部门人员的整体素质,建立起一支具有良好的职业道德和敬业精神,具有较高的为教育教学主动服务的意识,具有丰富的专业理论知识,又具有较强的设备操作水平和技术实践能力,知识结构合理,人员数量足够,人员之间关系和谐,懂建设会管理且高效的专业信息技术管理人员队伍。

4.1.2 制定一套制度

“无规矩不成方圆”实现建设目标需要一整套行之有效的管理制度作保障。对建设要定人定岗定责,使全体人员恪尽职守,各负其责。做到有章可循,有法可依,管理到位。积极做好阶段性工作计划、评比、总结、考核,改正不足,发扬成绩。使大家在有序的工作环境下积极按照制度办事,使建设科学化、规范化、程序化。

4.1.3 构建一套体系

要解决好建设工作中的矛盾和问题,从领导至教师学生积极参与支持,必须建构一套完整的和谐的管理体系,才能不断提高建设质量和效率。

4.2资源库的建设

资源库是由多媒体素材库、VOD视频点播系统、教学案例库和试题库组成。资源库的建设要本着节约、实用的特点。教师和学生是教学活动的参与者,他们的经验更贴近于资源库使用者的需求,教师群体和学生群体是取之不尽、用之不竭的教学资源的源泉。在校园网教学资源的建设中,不应该仅将目光集中于图片、文字、动画、课件等现成的素材上,而忽视教学活动中最重要的具有互动关系的教师和学生以及他们所进行的教学活动和教学过程的资源。

5 结论

学校信息技术环境建设,是使学校的教育教学、科研、管理走向现代化的重要措施和保证,是学校一项复杂而且持续时间很长的大型建设综合工程。学校信息技术环境建设的优劣,将直接影响到教学活动的顺利进行和课程优化。因此,学校的各级管理者和广大师生要重视并积极参与信息技术硬件环境建设。学校应从信息技术环境中走向未来,这也是学校必须确立的科学发展观。

参考文献

[1]高玉鹏.现代教育技术在学校应用的现状与对策研究, 2004,12.

硬件技术篇3

关键词：计算机硬件；维护；组装

1引言

计算机是人们日常生活中接收和处理信息中应用到的常用工具，且计算机在推动人类第三次工业革命的过程中扮演着不可或缺的重要角色，目前随着个人笔记本和微型计算机的普及，计算机几乎成了人类生产和生活中的必需品。计算机主要由硬件系统和软件系统两部分组成，在使用的过程中难免会出现一些硬件问题或是系统问题，因此，掌握基本的计算机组装和维护技术，不但可以最大限度保护数据安全、延长计算机的使用年限，还可以节省下一大笔维护资金。本文以此为基本出发点详细论述了计算机硬件组装技术，并针对计算机系统常见的几种故障问题提出了自己的看法。

2计算机硬件系统组装技术概述

计算机系统是网络信息技术支撑下的技术设备，其硬件系统是支持计算运行的核心。计算机硬件系统是一个由机箱、电源、CPU、硬盘、显卡、基本电路板、散热装置、输入装置和输出装置等组合在一起的复杂系统，主要根据电子及电子元件工作原理、计算机系统的工作步骤以及系统操作规程将这些硬件系统有机组合在一个空间内，保证各个物理硬件装置之间协同工作，从而达到获取、处理、输入及输出信息的功能。计算机硬件系统的组装是其他维护技术的前提和保障，只有了解了计算机硬件系统的基本组装技术才能在计算机硬件系统的维护过程中做到游刃有余，从而保证计算机系统的正常运行。

3计算机硬件系统组装的具体步骤

计算机硬件系统的组装对于初学者来说是一个颇为复杂的工程，其涉及诸多物理设备的安装和调试，并需要严格遵循一定的操作规程进行组装，在本章节中将计算机硬件系统的组装过程分为以下三个过程。首先是主机箱的安装。首先打开主机箱，利用改锥和螺丝将计算机主板固定在机箱上，根据螺丝孔的大小和深浅准备相应型号和数量的螺丝。同时安装过程中要确保螺丝的固定质量，防止出现松动的情况。固定好计算机主板后下一步是要安装电源系统，通常情况下机箱内的电源插口位于机箱左上方，固定好四颗螺丝，同时保证电源的排风扇是朝机箱外面的目的是保证散热质量。接下来就是安装CPU，CPU作为计算机系统中的核心部件往往做工非常精细，针脚部位非常脆弱，在外部应力作用下极易损坏。因此，在安装过程中一定要格外注意，小心翼翼地将CPU与主板上的插口对应，并注意在固定螺丝的过程中一定不能加大力度，保证CPU在主板上不会松动即可。同时CPU作为主要的工作中心发热量较大，必须在CPU上安装散热风扇，同时建议在CPU和排风扇之间涂抹散热硅胶，然后再固定风扇上的螺丝或是挂钩。最后环节是要连接风扇的电源接口与主板上相应的接口，在保证衔接质量的同时避免连接线路对其他设备的安装造成影响。其次是内存的安装。计算机系统中的内存分为运行内存和存储内存两个板块。其中运行内存为条状的集成电路板，需要将其插入计算机主板上相应的插槽内，目前市面上主要有2G、4G、8G和16G几种容量的内存条，用户可以根据自身的需要选择合适容量的运行内存进行组装。同时为了保证内存的安装质量在插槽设计期间在两边设计了挂钩，起到稳定内存条的目的。安装过程中将内存条与插槽的边缘对齐，调整好方位后用两个手指按住内存条的两侧将其同步安插在插槽内，两侧同时听见“咔哒”的声响同时挂钩卡住内存条的两侧边缘时即为安装成功。通常情况下主板上设置有四个内存条卡槽，有的机型则为两个，实际应用时可以根据个人需求或是实际情况安装多条内存条，计算机的总运行内存为单个内存条容量之和。在这里需要强调的是当出现四个内存条卡槽时不可以安装三条内存条，且当安装两条内存条时需要采取间隔一个卡槽位置安装的形式，这是由运行内存的设计原理所决定的。存储内存俗称硬盘，是驱动计算机运行的重要设备，安装时需要将其固定在机箱的前端，用螺丝将其固定好之后将引线安插在主板上指定的位置，电源线连接在主机电源上，确保计算机可以更好读取硬盘数据。最后是计算机显卡以及控制线的安装。显卡又被称为显示适配器，是电脑进行数模信号转换的主要设备，也是计算机硬件系统中的重要组成元素之一。通常在计算机主板上预留有显卡安装插槽，安装时将显卡对准插槽的接口往下小心按压，然后用螺丝将其固定在主板上。另外，一些机型的主板集成显卡、声卡和网卡，即在制作主板的过程中已将这些硬件设备安装在了主板上，因此不需要手动安装，实践过程中需要注意这些问题。然后是控制线的安装，由于大部分的机箱控制按钮如电源键、重启键以及显示灯等都分布在机箱上的显著位置，因此，首先要确定主板上的对应接口，并注意正负极，选用合适的控制线将这些按钮和显示灯与主板上对应的插口连接起来，同时尽可能注意线路的布局，避免内部线路混乱，从而为后期使用过程中维护和更换硬件降低难度。在机箱内部部件安装完成后，安装好机箱盖，连接好机箱外部的其他设备，如键盘、鼠标、显示器、音响、光驱等，接通电源并开机，观察主要的显示灯和屏幕显示情况，确定可以正常启动后再安装操作系统。

4计算机硬件系统的日常维护技术分析

4.1硬盘的维护

计算机硬盘是硬件系统中的重要组成部分，同时也是用户数据最主要的存储设备，硬盘一旦出现问题将给用户带来不可估量的损失。因此，首先要保证硬盘的工作环境必须干净、清洁，污染物附着在主轴电机内部以及电路板的表面上，会影响主板的散热效果，甚至造成电路板短路等重大问题。同时要保证外部温度维持在合理的范围内，以23摄氏度左右为宜。其次，要注意硬盘的防震工作，硬盘是精密的电路元件系统，在外力震荡作用下易造成磁头和盘面的碰撞，进而造成存储设备的损坏。最后，在硬盘的日常使用过程中要注意采取一些必要的维护手段，包括及时清理硬盘内的垃圾，定期对硬盘进行病毒及恶意软件检测，以及存放系统文件的分区内尽量少放其他文件，等等。

4.2CPU的维护

CPU是计算机系统内主要的信息交互和数据处理设备，运行时间过长和过短都会对CPU系统带来致命的破坏作用，若CPU出现故障，将很有可能导致正在运行中软件损坏和处理数据丢失，因此，在合理控制计算机工作时间的同时，要定期检查散热器的工作状态，并做好散热器的除尘清洁工作，保证散热器的正常运行。同时在工作中要尽量避免强制关机，在CPU出现故障时要首先检查散热器的工作状态，然后在断电的状态下更换CPU。另外，一定要避免CPU长时间高温作业，确保外部环境的干净和凉爽，减轻散热器的工作压力。

4.3内存的维护

内存条是计算机硬件系统中的重要设备，同时也是较易发生故障的设备，如果在使用过程中发现计算机显示屏无法正常显示，或是出现错误提示，且机箱内伴随异响，可以初步判断为内存故障。这时断电打开主机机箱，首先查看内存条与主板卡槽的接触是否良好，然后采用拔插检测法检测内存的故障（注意不可一次性全部插拔，只移动部分内存条即可），然后接通电源重新启动观察计算机是否可以正常运转。如果插拔法无效，则需要更换内存，如果更换新的内存条后计算机还是不能正常启动，则初步判断为卡槽故障或是计算机主板故障，需要交由专业的维修人员进行进一步的故障检测。

5结语

总之，计算机是人们生活与工作中非常重要的设备，逐渐成为人们的生活必需品，熟练掌握计算机硬件组装以及维护方法是保证计算机运行的重要措施，根据对计算机硬件的详细了解，更好维护计算机。

参考文献

[1]王雷.计算机硬件组装及维护的关键技术[J].电子技术与软件工程,2017(6):142.

[2]潘艳.计算机硬件组装及维护技术方案研究论述[J].科技创新导报,2016,13(16):68-69.

硬件技术篇4

关键词:SOPC;Nios II IP核;Flash

中图分类号:TP316文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)17-4707-02

The Design and Development of the Software and Hardware Based on SOPC Technology

WAN Ya-pin

(Department of Photo-electricity Equipment, the Academy of Equipment Command & Technology, Beijing 101416, China)

Abstract: With extensive application of soft nuclear SOPC technology, the embedded system design process is becoming flexible and efficient. With an example of Flash controller based on the Nios II, this paper introduces the hardware and software development process of SOPC system.

Key words: SOPC; Nios II IP core; Flash

SOPC(System On a Programmable Chip)[1]是指用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,它是一种特殊的嵌入式系统。它一方面是片上系统(SOC),单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能;同时还是可编程系统,具有灵活的设计方式,并具备软硬件在系统可编程功能。该技术将EDA、计算机设计、嵌入式系统、工业自动控制系统、DSP及数字通信系统等技术融为一体,结合了SOC和PLD、FPGA各自的优点,目前已经被广泛应用于许多领域。与基于ASIC的SOC相比,SOPC具有开发软件成本低、硬件实现风险低、产品上市率高、系统结构可重构及硬件可升级、高附加值、易学易用等优势。该技术最早是美国Altera公司提出的,目前Altera Quartus II设计软件的所有版本已包含了SOPC Builder这种系统级开发工具。有了SOPC Builder这个平台,可以自动集成系统组件,快速开发定制新方案,为已有方案添加新功能提高性能。通过该软件库中的组件可以快速地完成系统硬件的开发设计。同时库中还包含了一系列IP核(Intellectual Property Core),即知识产权核,用户可以通过调用这些预先定义并验证好的模块减轻开发负担,避免重复劳动。

2004年6月,Altera公司在全球范围内推出了支持Cyclone II 和Stratix II等新款FPGA系列器件的Nios II 嵌入式处理器。该处理器使用32位的指令集结构(ISA),完全与二进制码兼容。这是一种可配置的软核嵌入式处理器,与传统的硬核SOPC[2]或者固核[3]解决方案在外设、存储器接口、性能特性和成本方面都有明显优势。开发系统可提供三种处理器以及超过60个设备IP核由开发者自由选择,并且Nios II内核在FPGA中所占资源很少,用户甚至可以获得超过200DMIPS性能。在性能提升方面,它支持多CPU内核、多种FPGA系列、多处理器系统、硬件加速以及定制指令。

1 开发流程

基于Nios II的SOPC系统设计流程如图1所示,下面简要叙述开发流程。系统的顶层电路设计在Quartus II中完成,硬件和软件设计分别借助SOPC Builder和Nios II IDE工具。此过程都是在线可编程的,测试满足性能要求后将程序下载到外部存储器件后就完成了系统开发。

首先根据所设计系统的性能和经济要求选定FPGA器件,进行整体的方案设计和资源估计,接下来在Quartus II 中建立新工程,启动SOPC Builder进行Nios II嵌入式处理器的硬件设计,创建Nios II系统模块;然后回到Quartus II,将刚才创建的图标添加到工程的BDF文件中然后锁定管脚完成电路设计,再编译工程文件并下载,完成硬件设计过程。

用户在完成硬件设计的同时可以进行软件开发。一些算法或控制程序可以用C语言预先编写,在Nios II IDE环境中对软件进行编译和调试。在系统开发调试过程中可以将编写好的软件直接下载到开发板上运行,达到功能要求后下载存储于Flash中。

创建Nios II系统模块时,要在SOPC Builder的元件池中选择合适的CPU和器件。其中CPU有快速型、经济型和标准型三种可选内容,器件包括标准设备60余种,如UART、间隔时钟、并行I/O接口、SPI、DMA和SDRAM控制器、存储器接口、以太网接口、JTAG UART接口和用户逻辑接口等。如果这些标准的设备不能满足要求,用户可以自己创建设备并通过用户逻辑接口向导将其集成到系统中,形成用户定制设备。同时用户也可以自定义命令,这种用户定制指令虽然没有自定义外设速度提高幅度大,但是它灵活、简便,使设计者能够直接将定制逻辑集成到算术逻辑单元(ALU)中去,是处理算数运算和加速逻辑的有效途径。选定的系统模块后指定基地址,系统会自动分配默认的基地址,用户也可以根据要求更改这些默认值。进行系统设置然后生成模块。

2 Flash控制器

Flash是闪速存储器,和Sram、Sdram相比,Flash的读写操作比较慢,所以一般用来存储程序和需要掉电保存的数据,在系统启动后,由系统把程序从Flash中读出,然后写入Sram或Sdram中运行。由于不同厂家的Flash的擦写时序往往是不一样的,Nios只支持部分常用的Flash,对于不支持的Flash类型,只能由设计者自己完成自定义组件来驱动所选择的器件。但是,Nios支持CFI(Common Flash Interface,公共Flash接口)命令集,因此,只要选择了CFI接口的Flash,就可以获得支持。另外,Flash和Sram都挂在同一个Avalon三态总线桥上,因此它们可以共用一些引脚。

Flash可以被当作普通内存来访问,也可以使用系统提供的函数来访问。访问Flash有两种方式,一种是单一访问,读写的对象是整个Flash;另一种是细粒度访问,读写的对象是Flash内的块。

Nios II IDE软件提供flash programmer这种方便的Flash编程途径,通过这个编程器允许用户直接把程序或者数据写入Flash中。除了CFI Flash,此编程器还可以编程任何连接到FPGA上Altera公司的EPCS串行设置器件。

整个硬件设计过程先在Quartus II中建立工程,接着打开SOPC Builder选择CPU、UART和Flash等其它必要的外部接口以及存储元件,设置和分配好基地址后生成元件;然后回到Quartus II中的顶层电路,打开刚才生成的元件并配置和分配管脚完成电路设计,最后编译下载到电路板。

进行软件设计时打开Nios II IDE软件,建立新的软件工程,设置工程路径指向当前硬件设计系统,编写程序,编译、运行并调试,调试成功后,可将程序通过软件中的Flash Programmer工具下载到外部Flash。

如果需要更改,调试通过后可以重新进行硬件设计,此过程实现极为简单,更新过程自动化,突出体现了SOPC设计灵活高效的特性。

3 结束语

基于Nios II的串口通信设计过程分为软硬件两部分,借助了Altera公司的软件开发平成。SOPC技术利用IP库,可快速生成系统,开发周期短,灵活高效。

参考文献:

[1] 任爱琴.基于FPGA的嵌入式系统设计[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004:181,192-198.

[2] 潘松.SOPC技术实用教程[M].北京:清华大学出版社,2005:1-3.

[3] .基于SOPC的嵌入式系统设计[J].仪器仪表用户,2008,2(15):59-61.

[4] 高旭东.利用Nios II自定义指令实现高速DSP[J].电子技术,2006(12):41-42.

硬件技术篇5

关键词：信息技术；硬件平台；成本；网络安全

中图分类号：TP242

随着网络技术的迅猛发展，计算机成本在迅速下降，而投入信息技术基础设施的成本却在不断增加。虽然其它成本有所下降，但计算服务与软件采购的费用在不断攀升，计算与交流强度也在提高。另外，信息技术下，需要整合存储在不同应用程序与操作平台中的各类信息；需要建立弹性的基础设施，以承受高负荷量的剧增及黑客等病毒的攻击；同时节省电力为减少投入成本。本文将介绍信息技术发展下的硬件平台的发展趋势，以解决此类挑战。

1 新兴移动数字平台

随着网络计算机使用的日益频繁，新的数字计算移动平台应运而生。通信设备，如移动电话、黑莓和iPhone等智能手机，已经充分具备了手提电脑的很多功能，如：数据传输、上网冲浪、发送电子邮箱、发送即时消息、展示数字化内容及企业内部信息系统数据交换等。

新的移动平台还包括即轻便又小巧，且成本不高的小型笔记本电脑，也称作上网本，它优化了无线网络通信与互联网的接入，并拥有文字处理的计算机功能；数字化电子阅读器，如亚马逊的Kindle，它具有网络访问功能。越来越多的商业计算开始从个人计算机（PC）和台式计算机转向此类的移动设备；各大企业的管理层也广泛地利用这些设备协调工作，即方便又及时的与员工沟通交流。

2 网格计算

网格计算是指把多台远程的计算机连接成一个计算机网络，并将它们的计算能力集中起来，从而形成一个虚拟的超级计算机。网格计算很充分的利用了这样的一个事实：在美国，大多数的计算机CPU的平均使用率只有25%，因此，闲置的资源可供处理其他任务。正是由于高速互联网使企业更加经济地与远程计算机建立连接，并传送大量的数据信息，网格计算才得以实现。

网格计算需要软件程序控制和分配网格中的闲置资源。客户端软件与服务器软件应用程序进行连接。服务器软件先将数据和应用程序代码分割成若干小块，再分给网格系统中的计算机。客户端可在网格应用程序运行的同时，执行其原有的任务。

使用网格计算具有节约成本、计算速度快、灵活性强、安全系数较高的特点。例如，荷兰皇家/壳牌集团使用的是一个可扩展的网格计算平台，它能够提供高其科学建模应用程序的精确度和运行速度，从而找到最佳的储油藏地。这个平台连接着1024台装有Linux的IBM服务器，实际上，它是世界上最大的商业Linux超级计算机系统之一。该网格能够自行调查，以适应上下波动的数据量，针对此特点，在一些季节中使用的较为广泛。

3 云计算

云计算是指企业和个人通过互联网获得计算能力和软件应用程序，而不需要自己购买硬件和软件，云计算是增长最快的计算模式。数据被永久地储存在大型数据中心的远程服务器里，并且客户端通过互联网可进行访问和更新，客户端包括台式计算机、笔记本电脑、上网本以及移动设备。例如，谷歌的Apps应用套件在线提供常见的商务应用程序，可以通过Web浏览器进行访问，而软件和用户数据都存储在服务器里。这是因为，使用云计算的企业通常不会自己建立这些，它们也没有必要去投资建设和开发自己的硬件和软件。相反，它们从远程供应商那购买计算服务，这样它们只需为实际使用的计算能力付费。

云计算使用企业逐步由拥有固定的基础设施转向采用更加灵活多变的基础设施，这其中有些是属于企业的，有些则是从计算机硬件供应商的大型计算机中心那提供来的。

4 自主计算

自主计算是行业范围内集体努力开发出来的计算系统，可实现自我设置、自我优化和自我调整，并且当遭遇外部入侵或自身突发事故时，能够实现自我保护和自我恢复，维持其可靠性。如，一台台式计算机遭到病毒侵入时，它不会盲目地让病毒任意侵袭，它会找出病毒所在并将其删除，或在病毒破坏文件前，将其正在执行的任务转移到另一个处理器，然后自动关机。

台式计算机的操作系统也拥有此功能，病毒防护软件和防火墙保护软件可能检测出个人计算机上的病毒，自动清除并向用户发出警报。由于这些软件程序与病毒防护服务公司已经联网，因此它们可以自动升级与更新。

5 虚拟化技术

虚拟化是指一系列的计算资源（如计算能力或数据存储）实现共享的一个过程，摆脱了机体配置或地理位置的局限，用户可由自由访问其中的资源。服务器虚拟化可使企业在一台计算机上同时运行多个操作系统。大多数服务器的使用率只有10%-15%，而虚拟服务器的使用率可达70%甚至更高。较高的使用率意味着处理同等数量工作所需要的计算机就相应减少。例如，横跨美国西部、南部及墨西哥境内的网络，把所涉及的医院和医疗设施机构连接在一起，它原先负责管理位于8个数据中心的2千多个服务器，其中70%在圣安东尼奥数据中心。在该区域，97%的系统只使用了80%甚至更低的处理能力，对内存也只使用了29%。医疗机构利用虚拟化技术，从根本上节约了很多。

服务器虚拟化软件在操作系统和计算机硬件之间运行，可以对服务器用户隐藏服务器资源，包括：服务器、处理器和操作系统的数量及身份。目前，很多供应商提供系统服务虚拟化软件，微软也提供自己的虚拟服务器产品。

除了从降低硬件成本和能源消耗外，虚拟化还允许企业在同一台服务器上运行其原有操作系统的遣留程序，就像运行新的应用程序一样。同时，虚拟化还有利于硬件的集中管理。

6 多核处理器

多核处理器是指一个集成电路为提高效率同时连有峡谷个或多个处理器，从而降低能源消耗，更高效地同时处理多个任务。在这项技术下，能耗低且散热快的两台处理器完成任务的效率，要高于只有一个处理核心且资源匮乏的芯片。今天的个人计算机使用的都是双核处理器，服务器使用的是四核处理器。太阳微系统公司生产的用于管理网络应用程序的芯片有8个理理器，不久就会变成16核的处理器，从根本上降低能源消耗和硬件成本。

参考文献：

[1]宋静磊.浅析数字化校园信息平台发展中的问题[J].教学仪器与实验，2013（08）.

硬件技术篇6

蓝牙协议栈的体系结构如图1所示。它是由底层硬件模块，中间层和高端应用层三大部分组成。

1.1蓝牙的底层模块

底层模块是蓝牙技术的核心模块，所有嵌入蓝牙技术的设备都必须包括底层模块。它主要由链路管理层LMP（LinkManagerProtocol）、基带层BB（BaseBand）和射频RF（RodioFraquency）组成。其功能是：无线连接层（RF）通过2.4GHz无需申请的ISM频段，实现数据流的过滤和传输；它主要定义了工作在此频段的蓝牙接收机应满足的需求；其带层（BB）提供了两种不同的物理链路（同步面向连接路SCOSynchronousConnectionOriented和异步无连接链路ACLAsynchronousConnectionLess），负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输，且对所有类型的数据包提供了不同层次的前向纠错码FEC（FrequencyErrorCorrection）或循环沉余度差错校验CTC（CyclicRedundancyCheck）；LMP层负责两个或多个设备链路的建立和拆除及链路的安全和控制，如鉴权和加密、控制和协商基带包的大小等，它为上层软件模块提供了不同的访问入口；蓝牙主机控制器接口HCI（HostCntrollerInterface）由基带控制器、连接管理器、控制和事件寄存器等组成。它是蓝牙协议中软硬件之间的接口，提供了一个调用下层BB、LM、状态和控制寄存器等硬件的统一命令，上、下两个模块接口之间的消息和数据的传递必须通过HCI的解释才能进行。HCI层以上的协议软件实体运行在主机上，而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成，二者之间通过传输层进行交互。

1.2中间协议层

中间协议层由逻辑链路控制与适配协议L2CAP（LogicalLinkControlandAdaptationProtocol）、服务发现协议SDP（ServiceDiscoveryProtocol）、串口仿真协议或称线缆替换协议（RFCOM）和二进制电话控制协议TCS（TelephonyControlprotocolSpectocol）组成。L2CAP是蓝牙协议栈的核心组成部分，也是其它协议实现的基础。它位于基带之上，向上层提供面向连接和无连接的数据服务。它主要完成数据的拆装、服务质量控制、协议的复用、分组的分割和重组（SegmentationAndReassembly）及组提取等功能。L2CAP允许高达64KB的数据分组。SDP是一个基于客户/服务器结构的协议。它工作在L2CAP层之上，为上层应用程序提供一种机制来发现可用的服务及其属性，而服务属性包括服务的类型及该服务所需的机制或协议信息。RFCOMM是一个仿真有线链路的无线数据仿真协议，符合ETSI标准的TS07.10串口仿真协议。它在蓝牙基带上仿真RS-232的控制和数据信号，为原先使用串行连接的上层业务提供传送能力。TCS是一个基于ITU-TQ.931建议的采用面向比特的协议，它定义了用于蓝牙设备之间建立语音和数据呼叫的控制信令（CallControlSignalling），并负责处理蓝廾设备组的移动管理过程。

1.3高端应用层

高端应用层位于蓝牙协议栈的最上部分。一个完整的蓝牙协议栈按其功能又可划分为四层：核心协议层（BB、LMP、LCAP、SDP）、线缆替换协议层（RFCOMM）、电话控制协议层（TCS-BIN）、选用协议层（PPP、TCP、TP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）。而高端应用层是由选用协议层组成。选用协议层中的PPP（Point-to-PointProtocol）是点到点协议，由封装、链路控制协议、网络控制协议组成，定义了串行点到点链路应当如何传输因特网协议数据，它要用于LAN接入、拨号网络及传真等应用规范；TCP/IP（传输控制协议/网络层协议）、UDP（UserDatagramProtocol对象交换协议）是三种已有的协议，它定义了因特网与网络相关的通信及其他类型计算机设备和设备之间的通信。蓝牙采用或共享这些已有的协议去实现与连接因特网的设备通信，这样，既可提高效率，又可在一定程度上保证蓝牙技术和其它通信技术的互操作性；OBEX（ObjectExchangeProtocol）是对象交换协议，它支持设备间的数据交换，采用客户/服务器模式提供与HTTP（超文本传输协议）相同的基本功能。该协议作为一个开放性标准还定义了可用于交换的电子商务卡、个人日程表、消息和便条等格式；WAP（WirelessApplicationProtocol）是无线应用协议，它的目的是要在数字蜂窝电话和其它小型无线设备上实现因特网业务。它支持移动电话浏览网页、收取电子邮件和其它基于因特网的协议。WAE(WirelessApplicationEnvironment)是无线应用环境，它提供用于WAP电话和个人数字助理PDA所需的各种应用软件。

2蓝牙硬件的实现

蓝牙的技术规范除了包括协议部分外还包括蓝牙的应用部分（即应用模型）。在实现蓝牙的时候，一般是将蓝牙分成两部分来考虑，其一是软件实现部分，它位于HCI的上面，包括蓝牙协议栈上层的L2CAP、RFCOMM、SDP和TCS以及蓝牙的一些应用；其二是硬件实现部分，它位于HCI的下面，亦即上面提到的底层硬件模块，它已在图1中标示出。下面讨论蓝牙硬件模块的结构与性能。

蓝牙硬件模块由蓝牙协议栈的无线收发器（RF）、其带控制器（BB）和链路管理层（LMP）组成。目前大多数生产厂家都是利用片上系统技术SOC（System-On-Chip）将这三层功能模块集嵌在同一块芯片上。图2为单芯片蓝牙硬件模块结构图。它由微处理器（CPU）、无线收发器（RF）、基带控制器（BB）、静态随机存储器（SRAM）、闪存（Flash程序存储器）、通用异步收发器（UAST）、通用串行接口（USB）、语音编/解码器（CODEC）及蓝牙测试模块组成。下面分别叙述各部分的组成及功能。

（1）蓝牙基带控制器

蓝牙基带控制器是蓝牙硬件模块的关键模块。它主要由链路控制序列发生器、可编程程序列发生器、内部语音处理器、共享RAM裁器及定时链管理、加密/解密处理等功能单元组成。其主要功能：在微处理器模块控制下，实现蓝牙基带部分的所实时处理功能，包括负责对接收bit流进行符号定时提取的恢复；分组头及净荷的循环沉余度校验（CRC）；分组头及净荷的前向纠错码（FEC）处理和发送处理；加密和解密处理等。且能提供从基带控制器到其它芯片的接口（诸如数据路径RAM客户接口、微处理器接口、脉码调制接口（PCM）等。

（2）无线收发器模块

无线收发器是蓝牙设备的核心，任何蓝牙设备都要有无线收发器。它与用于广播的普通无线收发器的不同之处在于体积小、功率小（目前生产的蓝牙无线收发器的最大输出功率只有100mW、2.5mW、1mW三种）。它由锁相环、发送模块和接收模块等组成。发送部分包括一个倍频器，且直接使用压控振荡器调制（VCO）；接收部分包括混频器、中频器放大器、鉴频器以及低噪音放大器等。无线收发器的主要功能是调制/解调、帧定时恢复和跳频功能同时完成发送和接收操作。发送操作包括载波的产生、载波调制、功率控制及自动增益控制AGC；接收操作包括频率调谐至正确的载波频率及信号强度控制等。

（3）微处理器（CPU）

CPU负责蓝牙比特流调制和解调所的所有比特级处理，且还负责控制收发器和专用的语言编码和解码器。

（4）Flash存储器和SRAM

Flash存储器用于存放基带和链路管理层中的所有软件部分。SRAM作为CPU的运行空间，在作时把Flash中的软件调用SRAM中。

（5）语音编/解码器CODEC（CoderDecoder）

语音编/解码器CODEC由ADC（数模转换器）、模数转换口（ADC）、数字接口、编码模块等组成。主要功能：提供语音编码和解码功能，提供CVSD（ContinuousVariableSlopeDeltaModulation）即连续可变斜率增量调制及对数PCM（PulseCodedModulation）即脉码调制两种编码方式。

（6）蓝牙测试模块

它是由DUT（DeviceUnderTest）即被测试模块与测试设备及计量设备组成。一般测试设备被测试设备构成一个微微网，测试设备是主节点，DUT是从节点。测试设备对整个测试过程进行控制，其主要功能提供无线层和基带层的认证和一致性规范，同时还管理产品的生产和售后测试。

（7）UART（UniversalAsynchronousKeceiverTransunitter）通用异步收发器和USB（UniversalSerialBus）通用串行接口。

功能：提供到HCI（HostConfrollerInterface）即主机控制器接口传输层的物理连接，是高层与物理模块进行通信的通道。

3TR0700单芯片介绍

RT0700单芯片是Transilica公司的蓝牙产品，其结构如图3所示。它把无线收发器与基带都集成到一块CMOS芯片上，替代传统的串行语音和通用串行接口电缆，为语音和数据业务提供无线连接。

3.1结构及工作原理

RT0700单芯片由收发器、基带、语音编/解码器（CODEC）、带有4个可配置的8bit接口的8051微处理器、两个串行口双高性能的通用异步收发器（UART）、4KB的静态随机存储器（SRAM）、64KB的Flash程序存储器等组成。

收发器由低噪放大器（LNA）、电平控制器（PA）、混频器、鉴频器、控制寄存器、发送滤波器、振荡器等组成。其工作原理是：来自接收天线上的信号经低噪放大器（LNA）放大后，送至多级滤波器，多级滤波器具有预选择功能，它把LAN的输出信号限制在2.4GHz的ISM频段内，去除负频率成分，输出适合进行下变频处理的信号。I、Q混频器把蓝牙频段的信号移频至低中频（IF）传输的调制信号。复合滤波器负责从下变频信号中滤除无用信号和噪声。鉴频器使用过采样技术从IF信号中取出蓝牙低调制指数信号；发送器由发送滤波器、频率合成器、功率放大器、振荡器、天线等组成。其工作原理是：发送滤波器是一个高斯数字滤波器，它对发送环Tx输入的数据进行数字过滤；振荡器的功能是驱动一个外部的晶体振荡器或者接受一个外部的时钟信号，向频率合成器提供一个低噪声的参考频率。功率放大器的主要功能是对频率合成器的输出功率放大到1mW左右，且对频率合成器起缓冲作用，减少负载变化对合成器的影响；发送天线：当使用差分输入的LNA时，它可以是一个低噪声的平衡双极天线；8051微处理器是一个8位的微处理器，它的主要功能是管理和实现蓝牙协议栈。它具有一增强的指令集、二级数据指针、扩展的SRAM和双UART。在TR0700中对一些重复性的操作诸如分组的组装和拆解、加密、地址编码/解码、纠错和同步等都由硬件来实现，这样能降低处理器的开销，有效地提高响应性能。TR0700除了8051微处理器本身所带有的一些特殊功能寄存器（SFR）外，还定义了一些新的特殊功能寄存器（SFR），它还引入了一些特殊的中断，如一个带有特殊保护的外部中断INT3等。RT0700的基带操作有三种模式可供选择：数据/地址、端口、测试。

3.2基本功能及应用

TR0700单芯片的基本功能是：具有10m的传输距离及1Mbps的数据速率；支持79跳系统及支持点到点、点到多点连接，既可以是主节点又可以是从节点；支持GAP、TCS、手机、intercom剖面和串行口等；支持Hold、Sniff和Park功率节省模式；对LC、LM、L2CAP、SDP、RECOMM等蓝牙协议栈能完全实现；对于SCO链路支持HV1、HV2、HV3数据分组；对于ACL分组支持DM1、DM3、DM5、HD1、HD3、HD5和AUX1数据分组；具有用于测试和Flash内存升级的JTAG接口。TR0700单芯片的主要应用有：用于电信方面的峰房和无绳电话、调制解调器、手持设备、互联设备、小型监视器；用于计算机方面有键盘、鼠标、控制杆、扫描仪、监视器、打印机、桌面、笔记本计算机等。用于消费类的PDA、耳机、监视系统、游戏控制器和数字相机等。

蓝牙技术作为一个开放的无线应用标准，能通过无线连接方式将一定范围内的固定或移动设备连接起来，使人们能够更方面更快速地进行语音和数据的交换，这无疑将会成为未来无线通信领域的一个重要的研究方向。本文所描述的蓝牙技术硬件实现模式分析，只是蓝牙核心技术中的一小部分，随着蓝牙技术的不断完善与产品的成功开发，可以肯定，蓝牙技术将会逐渐进入我们的工作和生活，成为不可缺少的一部分。

硬件技术篇7

关键词：voip；终端设备；语音网关

1　voip语音网关概述

1.1　voip语音网关的功能简介

通信网中有两种格局一种是复杂的网络配以简单的终端；一种是简单的网络配以复杂的终端。在传统的电话交换网中我们一直采取了前一种方式，即用功能完备的交换机提供了复杂的功能实现从而使终端一电话达到了简易。在ip网中，我们会发现，使用了后一种策略，即统一简单的ip网络配以各个功能复杂、处理能力强的终端。基于嵌入式系统的语音网关，集成了电话和 计算 机技术为一体，实现了语音的数模转换；语音的压缩／解压缩，以及ip语音包的打包和拆分，并提供了pstn的相关信令等功能。

1.2　voip语音网关的功能设计

这里开发的语音网关提供了4个模拟语音接口，可以连接电话机或传真。该语音网关还提供一个以太网(ether-net)接口以接人ip网络，以提供实时的高质量的基于ip网络传输的语音服务。使用本网关，用户可以利用现有的普通电话机以极低的费用拨打本地，国内和国际电话； 企业 级用户也可利用本网关实现在internet上的免费通话。该语音网关使用多种语音压缩技术，使得在保证语音传输质量的同时，只需占用用户较少的带宽。

1.3　voip语音网关的结构设计

在硬件功能模块的具体设计中，为了使设计合理，确保测量的精度，以获得最佳的设计效果，应该注意以下几个设计原则；(1)用最新或是功能更完善的芯片，功能强的芯片使系统的精度和可靠性得到了保证。(2)电路设计上应该留有余地，以考虑将来扩展和修改的需要，因为软件的升级比硬件要方便得多，而且往往只要修改或添加软件中数据。处理的模式或算法，就可以大幅度地提高系统的功能。(3)以软件代硬件。(4)选用hcmos工艺的芯片，目的是降低功耗。(5)仔细讲究布局布线。

2　voip语音网关的硬件实现技术分析

2.1　arm处理器$3c4510b

arm具有领先的技术和优越的产品性能。由于arm技术方案架构具备低功耗、高效能、低成本以及小体积等特性，使得arm得到了众多用户。arm的16/32位嵌入式处理器技术是世界上应用最为普遍的微处理器结构。芯片s3c4510b各功能模块除了armttdmi核以外。s3c4510b比较重要的片内功能模块包括：2个带缓冲描述符的hdlc通道(2-channal hdlcs with dma)；2个dart通道；2个gdma通道；2个32位定时器(32bit timer)；18个可以编程的i/o口；一个iic接口。其中几个重要模块包括：(1)ethernet控制器，ethernet控制器集成在s3c4510b上，使该芯片方便了在以太网的应用。(2)hdlchigh-level data link control)高层数据链路协议。(3)dart。2个可工作于dma方式或中断方式的dart模块，支持5，6，7，8位的串行数据发送和接收。(4)pll电路。外部时钟可由片内pll倍频以提高系统时钟，输入频率范围；10mhz-40mhz，输出频率可以是输入时钟的5倍。晶振时钟就在此接入后倍频的。(5)cpu内核概述及特殊功能寄存器(special registers)。

2.2　系统时钟电路

s3c4510b的系统时钟由有源晶振10mhz提供，经s3ca510b内部分频得到50mhz的时钟作为本开发板cpu的内部时钟。片内的pll电路兼有频率放大和信号提纯的功能，因此。系统可以以较低的外部时钟信号获得较高的工作频率，以降低因高速开关时钟所造成的高频噪声。

有源晶振的1脚接sv电源。2脚悬空，3脚接地，4脚为晶振的输出。可通过一个小电阻(此处为22欧姆)接s3c4510b的xclk引脚。

2.3　10mbps/100mbps以太网接口电路

该部分的接口电路是语音网关与ip网的接口通道，是语音网关呼叫信令的收发，语音的传送接收的“关口”。此外，在网关的开发调试阶段，也用于在交叉编译环境中将用户程序从网口传送到目标机(语音网关)上，方便程序的编译，减少工作量。以太网接口电路由s3c4510b的相关电路，物理层芯片，网口变压器，网口rj45组成。

作为一款优秀的网络控制器，s3c4510b内嵌一个ethernet控制器，s3c4510b的以太网控制器工作于10/100mb/s全双工或半双工模式。半双工模式下支持ieee 802.3载波多点侦听／冲突检测协议(csma/cd)。全双工模式下，支持ieee 802.3 mac层控制协议。以太网控制器的mac层支持媒体无关接口(mii，media inde-pendent interface)及带有缓冲dma的接口(bdi)。mac层自带有收、发模块，流控制模块、用于存储网络地址的匹配地址存储器(content address memory，cam)以及一些命令寄存器、状态寄存器、错误计数器寄存器构成。

2.4　串行接口电路

串口，简单地说，就是串行收发数据的接口，串口通信是一种异步通信方式，负责异步串行收发数据的模块叫uart(universal asynchronous receiver/transmitter)，rs232-c标准采用的接口是九芯或25芯的d型插头实现基本的串行通信功能，实际上只需要rxd。txd，gnd但由于rs-232-c标准所定义的高低电平与s3ca510b系统的lvttl电路所定义的高低电平信号完全不同，lvttl的标准逻辑“1”对应2v--3v电平，标准逻辑“0”对应0-0.4v电平，而rs-232-c标准采用负逻辑方式，标准逻辑“1”对应-5－-15v电平，标准逻辑“0”对应+5v-+15v电平。显然，两者间要进行通信必须经过信号电平的转换，目前常使用的电平转换电路为max323。

2.5　电源电路

在该系统中，需要使用sv和3.3v的直流稳压电源，其中，s3ca510b几部分器件需要3.3 v电源，另外，部分器件需要sv电源，有很多dc—dc转换器可以完成sv到3.3v的转换，这里选用的是lm1117—3.3。

2.6　复位电路

在系统中，复位电路主要完成系统的上电复位和系统在运行时用户的按键复位功能。复位电路可由简单的rc电路构成，也可使用其他的相对较复杂，但功能更完善的电路。

2.7　jtag接口电路

jtag(joint test action group，联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真，调试，jtag技术是一种嵌入式调试技术，它在芯片内部封装了专门的测试电路测试访问口(test access port，tap)，通过专用的jtag测试工具对内部节点进行测试。目前大多数的比较复杂的器件都支持jtag协议。如arm，dsp，fpga器件等标准的jtag接口是4线itms,tck，td工，tdo，分别为测试模式选择，测试时钟，测试数据输入和测试数据输出。jtag测试允许多个器件通过jtag接口串联在一起，形成一个jtag链，能实现对个器件的分别测试。通过jtag接口，可以对芯片内部的所有部件进行访问，因而是开发调试嵌入式系统的一种简洁高效的手段。

2.8　cpu的hpi接口及与之相连的语音编解码器ac483c子系统

该部分由cpu的hpi接口及与之相连的语音编解码器aca83-c以及一个qslac芯片和四个slic芯片构成。该部分提供了普通电话的接口及相关的信令并将用户的语音等模拟语音信号编解码。是语音网关实现其功能的最重要部分。

硬件技术篇8

[关键词]：计算机 硬件 应用分析

一、计算机硬件的主要构成

计算机硬件主要由外部设备和内部硬件组成。外部设备主要指的是键盘、鼠标、显示器等。内部硬件包括了CPU、内存以及硬盘。这些内部、外部硬件分别承担了控制、存储、运算、输入、输出等功能，所以计算机硬件系统才是整个计算机的核心，无论是计算机硬件系统中哪一个小的环节不能够正常的执行自己的功能，那么整个计算机就不能正常的工作。

二、计算机硬件问题分析

1.计算机内部原因

在计算机内部原因中又分成了设备冲突、软件原因两种。设备冲突产生的原因是计算机在工作时，必须要调用系统的资源，但是在实际应用过程中，很有可能因为计算机新装入的板卡和原来的资源发生冲突，导致计算机不能够正常的工作。其实由于计算机操作系统能够视情况而定的自己对计算机系统资源进行统一的调用。也就是平时所说的即插即用，但是在实际应用时可能会出现非即插即用和即插即用混合使用的情况，所以在这些情况之下，计算机可能因为一时之间不能够合理协调，这样资源冲突就发生了。计算机软件原因中最为突出的便是计算机病毒。我们知道，计算机系统需要软件与硬件的相互配合才能够进行正常的应用。在很多情况下，计算机硬件故障多半是由于软件故障导致的，其中尤为常见的便是计算机病毒。说起计算机病毒，大家并不陌生，因为每台计算机中都会安装杀毒软件，但即便如此，计算机病毒也能够有机可承的对计算机发动袭击，破坏计算机的软件以及硬件。

2.计算机外部原因

除了计算机内部的原因之外，计算机外部原因也会对计算机硬盘系统造成损害。和一般的用电器相同，如果计算机使用的外部用电环境恶劣。比如，电压不稳或者经常停电等，这样计算机的硬件就会或多或少受到损害。除此之外，计算机硬件设备还会因为电磁干扰受到损害。在我们生活的周围存在着各种各样的电磁干扰，就像是在变压器或者变频空调的周围都会产生电磁干扰，当处于这种环境之中时，有些计算机莫名其妙的重新启动或者是显示器出现偏色等故障，这就表明了此台计算机的抗电磁干扰能力较弱同时周围可能有电磁干扰源的存在。

三、计算机硬件管理和维护的基本技术措施

1.计算机主机的管理和维护

计算机的主机是计算机的重要组成部分。因为在计算机的主机之中包含着CPU、主板、显卡等关键组件，所以计算机主机在平时一定要做好相应的管理工作，一方面，计算机关机的时候要先将系统关闭，接着再关闭电源，这样可以保护系统的安全，防止由于先关闭电源造成文件丢失或者损毁的现象。另一方面，当计算机处于开机状态的时候不能够随意的挪动主机也不要直接接触内部的主板，防止不慎短路。导致主机烧毁。除了以上两个方面，我们都应当注意将液体远离主机，虽然这是一个大家都知道的细节，但总会因为不注意，或者因为方便，办公时就顺手将饮料放置在计算机的周围，一旦将饮料弄洒就会给计算机硬盘造成损害。

当计算机主机出现故障的时候，很有可能是CPU故障、主板故障、内存故障。CPU故障很多时候是由于过热导致的，一旦发生故障多需要专业人士进行专业的处理，所以本文不多介绍。

2.计算机外部硬件的维护技术措施

上文中已经提到过计算机外部的硬件设备包括了显示器、鼠标和键盘。下面笔者将对这三方面的维护进行详细的介绍。平时应当将显示器至于水平的桌面上，并且保持显示器位置的干燥整。当显示器表面出现灰尘时，不要随意用湿棉布进行擦拭，最后一点提醒大家注意的就是，在拔出电源之前，首先要将显示器的显示开关关闭，否则，显示器很可能被电流脉冲击坏。鼠标是我们平时使用最多的外部设备之一，并且很多用户的鼠标使用寿命都很低。在使用鼠标时，最好为其配备鼠标垫，而且要避免对鼠标线进行拉扯。

键盘是另一个常用的外设。在使用键盘的时候不要用力的敲击按键，更为重要的是不要在使用键盘的时候吃零食，尤其不要吃瓜子等零食，避免瓜子皮或者食物的碎屑进入到键盘缝隙。并且要定期对键盘进行清洁工作，因为如果键盘很长时间不进行清洁，灵敏程度就会被大大降低。

四、结语

计算机硬件的管理和维护工作对于计算机而言有着重要的意义，而计算机已经成为了我们生活中不可或缺的一部分，所以，与其等到计算机硬件设备损坏之后再后悔，不如在平时就对计算机做好维护和保养工作，延长计算机的使用寿命。

参考文献：

硬件技术篇9

关键词：创新教学；电子示教板；5-4-3方法

作者简介：崔静（1982-），女，河北阜平人，军械工程学院信息工程系，讲师；李宁（1982-），男，河北衡水人，军械工程学院训练部，讲师。（河北 石家庄 050003）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0041-02

一、创新教学的内涵

“计算机硬件技术基础”是一门基础性课程，其主要依托8086系统机，重点讲述了8086CPU系统结构、存储器组织特点以及相应接口芯片工作原理。由于课程理论性较强，内容难度较大，在授课过程中学员经常会出现枯燥厌烦的情绪，因此如何提高学员的学习积极性和学习热情，提高学员的实际动手能力就成为了每一名授课教员亟待解决的问题，而要解决这些问题的根本途径就是创新教学。

当前，教学过程中所能采用的教学方法和教学手段十分丰富且都较为成熟，因此笔者认为本文所理解的“创新教学”并不仅仅拘泥于在“教”的方法、手段和内容上不断探索，寻求突破，同时应兼顾于“学”，特别是对于基础类课程的教学，如何通过将现有的各种教学方法手段有机结合充分调动学员的学习热情和主动性，进而提高教学质量，并同时拓展学员的知识能力和素质，这才是课程创新的最终落脚点。而实现这一目的的最有效途径就在于结合课程自身特点不断完善教学全过程的科学谋划和总体设计。

因此本文在充分分析实际授课过程中存在的一些问题后，以具体的讲解内容为例详细阐述创新教学在计算机硬件课程中的应用。

二、课程授课方式的现状

1.教员始终占主导地位

传统授课常表现为“你写我记，你讲我听，你出题我解答”的模式，过多强调教员的主导作用，结果教员在课堂上从始讲到终，力求把所有知识点都灌输给学员。一节课结束，教员讲得筋疲力尽，学员听得迷迷糊糊，效果自然不佳。尽管结合了丰富的多媒体手段，但是在课堂上仍会出现学员分神、打盹的现象。出现这些情况的根本原因在于，学员始终处于被动模式，一直充当着观众的角色，没有真正融入到一节课当中。因此如何提高学员的学习能动性则成为了创新教学的首要目的。

2.课程设计平铺直叙

计算机类课程不同于数学、物理等课程，没有较强的逻辑性，因此在内容讲授中通常都是按照以基础知识为起点，由浅到深，由现象到本质，一步一步解决问题的步骤来进行内容的安排。

比如在讲“可编程定时器/计数器芯片8253”时，往往第一步讲芯片的功能，第二步讲芯片的引脚与内部结构，第三步讲芯片的编程，这种授课顺序对于知识的传授顺理成章，但是知识点之间的衔接显得过于生硬，内容编排没有任何悬念，使学员在学习过程中没有形成明显的问题链，容易失去学习的热情和积极性。因此如何巧妙合理地设计一节课的知识内容也成为了教学创新中不可忽略的。

3.学员课堂参与度低

在目前的教学过程中，学员实际参与的环节也仅限在课堂上回答教员的提问。虽然教员也会给学员布置课下的预习与复习任务，但是并非所有的学员都以积极的态度来完成这些任务，甚至有的学员抱着得过且过的思想对待课下的相关学习任务。长此以往，课堂上不能吸收消化的知识在课下又不去认真揣摩、研究，这势必造成旧知识没有消化、新知识又不能吸收的窘境，从而造成学员的学习态度日渐消极，学习效果差强人意。因此如何帮助学员克服思想上的惰性，使其能够认真对待预习与复习任务，促进学员理解与吸收所学的知识，也成为了创新教学需要思考的问题。

三、创新教学在课程中的体现

1.创新教学的设计理念

开展创新教学的首要任务是有明晰的创新理念。创新理念的根本目的是为了更好地促进“教”与“学”之间的互动，因此理念的提出既要满足实际需要又要对学员的未来发展有所帮助。基于上述考虑，本文将“四个充分结合”的理念融入到了计算机硬件课程中。

第一，理论教学与实践演练充分结合。通过学习该课程，对学员的最终培养目标并不仅是掌握相关理论，更应侧重于在理论基础上的实践应用，真正做到学以致用。

第二，教员讲授与学员自学充分结合。教员在“授业、解惑”的同时更应做到“传道”。通过引导，让学员在自主学习的过程不断启发思考、总结规律、掌握方法，达到“授之以渔”的目的。

第三，调动热情与硬性要求充分结合。并非每名学员都会认真自觉地投入课程学习，因此，在采用多种教学手段、方法增强课程自身吸引力的同时，还要通过提出硬性要求激励、引导学员开展学习。

第四，知识传授与素质培养充分结合。综合素质的高低是衡量人才培养质量的重要标准，而课程教学作为人才培养的主渠道，不应仅局限于讲授课程内容本身，还应为提升学员的综合素质创造条件。

2.创新教学的具体实施

（1）教学内容的创新。为了改变平铺直叙的授课内容，活跃课堂氛围，在每节课的内容编排上教员都应精心组织，尽量使本堂课内容生动而具有悬念，能调动学员积极思考。下面就以“可编程定时器/计数器芯片8253”为例详细说明教学内容如何实现创新。

第一，巧妙引入教学内容。对于8253芯片，在学员看来这是一个全新而陌生的芯片，因此对于芯片的引入，笔者就以2008年奥运会中一组经典镜头——“历史的足迹”为例来引入。在这组镜头中，通过计算机定时控制燃放29枚烟花，形成29个足印，每一个足印以恒定的速率向会场中心移动，预示着中国将成功举办此次奥运会。看完简短的视频后，教员可以向学员提出问题：29枚烟花是如何实现定时燃放的？用什么技术可以实现定时控制？由于这组镜头学员大都比较熟悉，因此对于提出的问题不仅容易理解而且将会产生浓厚的兴趣，教员可借此机会提出定时器的概念。

第二，合理设置悬念情节。在引入了8253芯片后，教员可以直接向学员提出假设，即用8253实现对烟花燃放的定时控制，引起学员对8253芯片的强烈兴趣。教员进而采用倒推的方式，以8253的工作原理为起点，在讲述原理过程中逐步引入8253的内部结构与外部引脚等相关基础知识，这样就在离散的内容之间增加了紧密的逻辑关系，整个课堂气氛不再是沉闷平淡。

第三，丰富多彩的课后小结。在所有知识点讲解结束后，最终教员要进行内容小结，小结的形式尝试脱离以前常规的总结模式，而以一个仿真模拟软件取而代之。比如可以利用本节课知识模拟8253的简单工作过程，最终实现烟花的定时燃放。如图1所示。

（2）教学手段的创新。在硬件课程的学习中，由于所讲的知识比较抽象，学员总觉得有些芯片的内部结构看不到、摸不着，不能深入理解相关知识点。这时，教员在授课中可提供一些类似描述芯片内部结构的“电子示教板”，让学员根据自己的理解可以动态地在示教板中进行操作，自行将所学的芯片知识在示教板中灵活运用。如图2所示。这对于激发学员的学习兴趣、巩固基础知识发挥了重要的作用。

（3）教学方法的创新。教学创新的根本目标是提高学员的学习热情，使学员在快乐与兴趣中不断探索知识、解决问题，最终提高其自身的综合能力素质。因此在实际教学中除了在客观上不断提升课程的吸引力外，比如教学内容与教学手段的创新，同时还应该在主观上对学员进行激励与督促，目的是让大多数学员都能够积极参与到课程中来。基于这个思路，笔者将一种使学员具有较高参与度的教学方法引入到了硬件课程中，这种方法简称为“5-4-3”法，具体描述如下：

“5”即课堂前5分钟。主要针对上次课布置的课后作业以随机抽点的方式对学员进行检查，并解答学员的有关疑问。

“4”即课堂中间的4分钟。主要针对上次课布置的自学预习任务，以随机抽点的方式安排学员进行讲授。对于讲授的内容，教员应精心安排，内容既不能太难，这样会打击学员的积极性，但也不能过于简单。最好是让学员能通过以前所学的旧知识，再结合预习的新知识最终将布置的任务顺利完成，这样就达到了知识点之间承前启后的目的。

“3”即课堂后期的3分钟。在基础知识基本讲解完的基础上，教员可以设计一道思考题让学员思考讨论，这对于拓展学员的思维能力起到了一定的作用。

四、小结

本文从实际教学出发，结合课程中具体的“可编程定时器/计数器8253芯片”分别从教学内容、教学手段以及教学方法三个方面提出了一些切实可行的创新理念与创新方法。这些方法的综合运用在实际运用中发挥了一定的作用，学员的整体学习效果有了显著提高。

参考文献：

硬件技术篇10

关键词:教学改革;案例教学;硬件基础

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

当今社会对于熟练掌握计算机应用能力的复合型人才的需求日趋旺盛,熟练掌握计算机的通才极为紧缺。为满足社会的需要,培养出适应新世纪我国现代化建设需要的具有创新精神、实践能力和创业精神的高素质人才,在高等院校加强学生掌握计算机理论知识和实际应用能力的培养势在必行。

基于通识教育的大类培养,实施精英教育是大连理工大学提出的教学改革指导方针。“计算机硬件技术基础”课程是培养学生利用计算机从事科学研究和科技开发工作的技术基础课程。1997年教育部高教司颁发“加强非计算机专业计算机基础教学工作的几点意见”以来,我校便开始执行计算机基础教学三个层次的课程体系,“计算机硬件技术基础”课程成为面向全校非电类专业开设的第二层次计算机技术基础类课程之一。2003年教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会又下发“关于进一步加强高等学校计算机基础教育教学的意见”(以下简称“意见”),把“计算机硬件技术基础”列为重点核心课程,并提出了教学基本要求。

“计算机硬件技术基础”是大连理工大学非电类理工科专业技术基础限选课程。本课程是一门面向应用的、实践性和综合性的通识教育课程。本课程主要讲授计算机硬件的基础理论、基本技术和方法,教学目的是培养学生应用计算机硬件技术知识解决本专业及相关领域中问题的能力,使其能成为具有较强实际动手能力和科研开发能力的应用复合型人才。培养学生利用软硬件相结合的方法分析解决本专业领域的思维方式,从而为学生进一步学习计算机的后续课程,学习和应用相关方面的新知识、新技术打下必要的基础。

2立足创新能力培养,构建“硬件”教学课程体系

“计算机硬件技术基础”作为非电类专业的计算机技术基础类核心课程之一,其教学改革应符合精英人才培养这一目标。“计算机硬件技术基础”课程包含了众多的计算机硬件基础知识、基本理论和基本方法,而且具有很强的系统性和实践性。该课程对于强调培养学生的实际动手能力、工程实践能力、开发创新能力具有特别重要的意义。任课教师不能只“教”计算机的硬件知识,还应特别重视培养学生的创新能力。课程组的任课教师根据这一思路,充分借鉴了国内外相关高校成功的教学实践经验,设计了以基于通识教育的精英人才培养模式为导向的“计算机硬件技术基础”课程体系。从教材建设、教学内容、授课方式、实践环节、考核体系等方面全方位构建计算机硬件基础教学体系。经过近四年来的教学实践,该门课程取得了良好的教学成果,获得了学生的好评。

3重视教材建设和教学内容的及时更新

根据高等学校非计算机专业计算机基础课程教学指导分委会2003年提出的指导意见中的教材建设要求,对于典型核心课程的教材,要强调教材的基础性和系统性,突出基本概念、基本技术与方法的讲解。要使教材能反映计算机技术的新发展,特别是对于教材中一些技术性、应用性的内容更应如此,要让学生能学到一些先进的开发工具和开发方法。要编写一些具有专业特色的计算机教材。教材内容不是一般性地讲解计算机的技术与方法,而是将它们与专业应用有机结合。要重视案例课程的教材研究,教材从内容到结构要能反映案例课程的特点。

根据“意见”精神,课程组的任课教师编撰了高等教育出版社最新出版的“十一五”规划教材《微型计算机硬件技术》,以目前在计算机领域中占主导地位的80x86系列微机为例,系统地介绍了计算机的硬件技术基础知识,并通过对计算机中相关先进技术的介绍,体现出计算机及其应用技术发展的最新水平与趋势。

结合教材内容,重新调整了教学大纲和教学内容,学时安排参见表1,教学学时为32学时。

“计算机硬件技术基础”课程内容涉及常用逻辑元器件、CPU、指令系统、内存储器、外存储器、输入输出接口、常用外部设备和计算机网络等诸多内容,较为繁杂,课程组的任课教师本着少而精、知识面宽、知识新等原则,删繁就简,一是适时修改教学大纲,使之尽量符合新的学科技术及应用发展现状;二是体现在每次具体讲课内容中,可及时传递一些新的学科技术及应用信息,强调加强计算机硬件的基础知识、基本思想、基本方法和基本技能的培养。在保持课程内容系统性的前提下,主要选用和总结具有一般性、普遍性意义的内容。并在今后的课程讲授中,实时追踪最新计算机发展技术,及时补充到课堂教学中。

4启发式的案例教学方法

计算机硬件课程的特点是包括多门计算机相关课程,体系庞大,内容繁杂,而且大部分知识枯燥抽象,晦涩难懂。计算机硬件的工作原理与人的思维和行为方式“格格不入”,学生对抽象的指令和复杂的硬件电路很不适应。如果教学方法不合理,学生往往因为感觉太难而产生抵触心理,从而导致教学效果不理想。因此课程组在授课环节的设计上,围绕以学生为本、培养学生的创新能力这一教学目标,以是否符合创新能力的培养目标作为教学方法的设计依据。实践表明,采用循序渐进、深入浅出、突出重点的启发式方法授课,配合精心选择的各种工程实际案例有助于教学效果的提高。

用浅显易懂、循序渐进、逐步深入的方式介绍课程内容,帮助学生对课程产生学习兴趣,避免一开始就介绍过多的专业术语和细节。在每一堂课的设计上都有一个重点主题,课堂内容围绕这个重点展开,而不是一味按照讲义的章节顺序进行。例如在介绍计算机各个部件的工作原理时,以人体为例对比介绍,CPU的作用相当于人类的大脑,指挥身体各个器官协调工作,键盘、鼠标等输入设备相当于人们的耳、鼻、喉、眼等感知器官,显示器和打印机等输出设备相当于人类的嘴、手、脚等等,既避免了枯燥的讲解,又加深了学生的印象,激发了学生的学习兴趣。

精心选取和策划教学案例,案例是为知识服务的,所讲的案例一定要紧紧围绕相关知识,切不可偏离主题。具体讲授时可以步步导入,由浅入深;也可互相穿插,讲述理论知识时引入案例分析,分析案例的过程中又回到对理论知识的进一步探讨。整个过程中要注重与学生的互动,提出精心准备的各种问题给学生,让他们思考解决问题的办法,教师可以进行适当的启发和提示,这样学生对知识在实例中的应用会有更切身的体会,这种体会还可以进一步反作用于知识,使其对知识的理解和认识更进一层。比如在讲授逻辑电路时,结合三人表决电路的设计,从实际出发,重点介绍逻辑电路的设计和优化,这样讲授要比按照教材逐一介绍各种逻辑电路的效果好得多。又比如在介绍串行接口的介绍,避免对接口原理的枯燥讲解,引入计算机监控系统的实例,介绍RS232在计算机监控系统中的应用方法,进而引申出在工程中广泛应用的RS422和RS485接口,极大地调动了学生的学习兴趣,形成了研究型学习氛围。课程组的老师在授课过程中注重对课程内容学习方法的介绍,引导和启发学生掌握分析问题的方法,从而做到融会贯通、举一反三。

5重视实践环节

鉴于上机实践实习在计算机硬件基础教学中的重要性,任课教师编写了《计算机硬件基础》上机实验配套教材,合理组织实验教学内容。

实践能力和创新能力是素质教育的重要组成部分,是由被动学习转为主动学习的必由之路。在“计算机硬件技术基础”课程中,动手能力的培养尤为重要。因此在实验教学方式上,要有意识地增加学生自主思考、独立动手的机会,培养他们的独立创造能力;在实验内容上,根据不同专业需求,分别开设计算机硬件拆装实验和微机接口实验两部分。

计算机硬件拆装实验内容:为每个学生提供一套微型计算机,要求学生认知计算机各个主要硬件、独立完成组装计算机、安装操作系统、驱动程序和应用软件,独立完成计算机网络的配置操作。课后要求每个学生写出完整的实验报告,要求记录CPU型号和主频,主板外频和倍频的设置方法,各种板卡的型号,各种外设的品牌型号。除了上述实验报告以外,还要求学生根据电脑市场的商情和学生本人的实际需求,写出一份虚拟装机报告。该实验适用于数学学院、物理学院、力学系、化工学院、材料学院、船舶学院、环境生命学院和管理学院等。表2为该实验内容及学时(12学时)安排。

微机接口实验内容:为每个学生提供一套综合实验仪器设备,完成A/D和D/A转换实验,I/O接口设计等(4学时)。着重培养学生应用典型可编程接口芯片和数字电子技术进行综合设计能力。为培养学生主动学习的意识,加强了要求提前预习实验的环节,以使学生不盲目地仅为完成实验内容而做实验,而是要求他们做完实验后有一定的收获,得到一定的能力训练。要求学生独立完成实验,最后给出具有一定见解的实验报告。尽可能发挥学生的独立思考能力和主观能动性,以培养学生的实际动手能力和创新能力,倡导学生自主学习和独立探索。该实验适用于土木学院、动力系和化机系等。

6改革考试评价体系

根据本课程的特点,要求学生理解本课程的基本原理外,着重考核学生分析和解决问题的能力,引导学生不仅关注课本知识,还要关注本学科的最新技术的发展趋势。

改革了传统的“一纸定终身”的考评模式,学生的最后成绩由基础理论成绩、实验成绩和平时成绩三部分综合评定得出,其中基础理论部分的考核采用上机考试,机考成绩占总成绩的60%,实验成绩占总成绩的20%,并结合学生在实验过程中的主动性、动手能力、分析和解决问题的能力给出实验成绩。任课教师根据平时出勤情况、平时作业、课堂提问以及课堂讨论等平时学习的积极性、主动性给出平时成绩,平时成绩占总成绩的20%。

严肃考场纪律,杜绝学生作弊思想的滋生,课程组老师建立数量庞大、范围广泛的试题库,并随时补充新的题目加入试题库。课程组的任课教师开发了计算机硬件考试系统,并按遗传算法随机组卷,学生上机答题,避免了雷同的试卷,杜绝了相互抄袭的现象。上机考试的评阅则采取学生考试结束后当场打分,整个考评过程透明公正。此外,课程组还建立了考试结果分析制度,以指导命题和改进教学。

7结束语

“计算机硬件技术基础”课程改革从2006年秋季开始进行,从各学期学生的教学评估情况看,多为“理论联系实际”、“讲解方式浅显易懂”、“考核方式新颖”、 “这门课程很有趣”等正面评价。从学生的认可度来看“计算机硬件技术基础”课程的改革是比较成功的,符合人才培养的目标,有利于培养学生的研究创新能力。经过课程组教师的长期努力建设,2008年该门课程获得辽宁省精品课程立项,现正在建设当中。

构建合理的计算机硬件基础课程体系,对培养学生良好的计算机硬件基础,提高学生在本专业领域综合应用计算机的能力至关重要。通过计算机硬件系列课程体系建设及系列课程的教学改革实践,完善了课程体系,改革了各个教学环节,在教学大纲、教学内容、教学手段、考核环节和实验教学等方面做了许多工作。近年来,随着中小学信息技术课程的普及,大学生的计算机应用水平得到了很大的提升,尤其是从大中城市报考来的大学生已经具备了相当不错的计算机水平,这些学生已经不满足于有限的课堂讲授,为满足学生自主学习的需要,课程组的教师正在努力建设基于因特网的教学资源库,整合国内外优秀的教学资源。随着计算机技术的不断发展,计算机硬件课程建设和教学改革是一项长期的工作,更需要坚持不懈的长期努力。

参考文献:

[1] 教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会.关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见[J].中国大学教学, 2005(5):11-18.

[2] 邹逢兴.关于创新“计算机硬件技术基础”课程教学的实践和思考[J].计算机教育,2004(2):81-84.