计算机硬件知识范文10篇

摘要：结合本院计算机科学与技术专业的硬件系列课程特点，分析了当前国内外计算机硬件课程发展现状，指出了目前硬件专业课程设置的不足并提出了改革方案。新课程体系设置目标是在注重硬件原理的基础上，重点培养学生集成电路设计能力和实际动手能力，激发学生把自己的创新思想、创新成果和自主能动性付诸实际。

关键词：计算机硬件；集成电路设计；教学改革

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

进入21世纪，随着科学技术的进步和网络的发展，计算机已经广泛应用在我国工业、农业和第三产业的发展中，对于我们提高工作效率、改进工作方式、促进产业发展挥了重大作用。同时，计算机也深入我们的生活，为我们生活休闲和娱乐活动带来了便捷。因此，对计算机的使用要遵循一定的原则，进行日常的维护和管理，延长其使用寿命，为我们工作生活发挥最大的效用。

1计算机硬件维护与管理的基本原则

1.1了解计算机硬件维护的常识

对计算机硬件进行日常的维护工作，要了解其硬件的基本常识，掌握计算机的使用方法，包括一些软件的安装和卸载。对于日常出现的硬件问题能做出基本的判断，分析其可能的原因。另外要提高安全意识，比如：雷雨天尽量不使用计算机，将其电源拔掉，防止雷击烧坏主板；存放计算机要在安全通风的地方，利于其散热，温度不能太高或者太低，同时也要避免潮湿；在使用计算机进行工作时，要注意其散热，以免温度过高烧坏内部的电子器件；使用计算机一段时间后，要定期清洁内部灰尘，灰尘积累太多一方面会产生噪音，另一方面也会降低计算机的运行速度，影响其正常工作。

1.2养成良好的使用习惯

计算机现在已经成为我们生活和工作都离不开的重要设备。对其使用要养成良好的习惯，才能有利于延长其寿命。首先，在开机时，要在接通电源一段时间后再启动其系统，避免电压突然的增大刺激计算机电路，在关机时，要遵循系统程序合理关机，先关闭所有启动的程序，在进行系统关机。坚决避免直接拔掉电源线的行为，长此以往会导致计算机的一些硬件的损坏。在使用时，接入电源后要将电池取下，延长计算机电池的使用寿命。

摘要：分析计算机系统在大学计算机基础教学中的重要性以及它与计算思维之间的内在联系，针对目前国内大多数高校在进行该部分内容教学时普遍存在的问题，从计算思维的本质特征出发，以计算思维的过程为轴线将教学内容整合为一个有机的整体，遵从建构主义理论，根据不同的教学内容设计恰当的教学方法并付诸实践，以期使学生在掌握计算机科学基础知识的同时，培养主动运用计算思维解决问题的能力。

关键词：计算思维；计算机系统；BOPPPS；实例化教学法；模拟器构建

计算思维的概念由美国卡内基•梅隆大学的周以真(JeannetteM.Wing)教授首先提出。周教授认为，计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[1]。大学计算机基础课程作为大学生入校第一门信息类课程，其教学目的就是从使用计算机、理解计算机系统和计算思维3个方面培养学生的计算机应用能力。“计算机系统”作为该课程内容的重要组成部分，以计算机系统程序员的视角，阐述计算机系统的组成、结构及工作原理。课程教学目标，是以训练学生将计算思维应用于各领域求解问题的能力为突破口，从系统的思想和创新意识的角度培养学生的创造性。因此，计算思维为我们提供了一种改革计算机系统教学设计的新思路。

1问题分析

在实际教学中，大部分高校制定的针对计算机系统部分内容的教学大纲虽然明确了教学目标及教学手段，但是因为缺乏合适的实验题目或实验环境，多数情况下教师只能在课堂上向学生灌输诸如计算机硬件的组成部件及各部件功能、计算机硬件之间协同工作的过程以及操作系统的功能等知识性内容。学生被动地接受知识，但对于隐藏在这些知识背后的思维过程训练，如计算机硬件结构为什么设计成这样，而不是另外的形式等问题，几乎未曾涉及。具体到计算机系统能力，即将计算机系统中软件和硬件作为整体进行理解与设计的能力的培养，更是收效甚微。一是教学内容碎片化、结构偏理论化。一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，但目前国内大部分计算机基础课程的教材中却将这两部分内容完全割裂开来，分为单独的两章，分别对硬件和操作系统的内容进行泛泛的讲解，这样的编排方式使得学生对于计算机系统这一内容体系的整体观难以把握，甚至在学习基础知识时无法有效贯通。至于冯氏体系结构的诞生背后蕴藏的科学探索史及科学精神，则会因教师授课过程中轻描淡写地一带而过而被学生忽略，而这正是通过对专业知识的讲授，培养学生科学探索精神，进而进行思想政治教育的最佳途径。二是教学方法以讲授为主，学生参与度不高。学生可能学习了大量被认为是正确的、标准化的计算机科学基础概念，但无法深入到问题求解、系统设计的过程中去体验，不知这些知识是怎么得来的，学了这些知识有什么用，自然也就不会在各领域中主动运用所学知识解决实际问题了，计算思维的培养更是纸上谈兵。

2计算机系统教学内容分析

运用类比的方法来教学，把抽象陌生的东西与大家熟知事物相类比，这就能让抽象的东西具体形象化，陌生的东西变得熟悉化，可以让学习的人易于理解和接受。利用这一优点，让计算机的硬件结构同人脑功能结构相类比，进行计算机硬件结构的讲解，每次都能收到很好的效果。

教材在讲解计算机硬件结构时，笔者通常给出下图（图－1），依次讲解（图－1）中的硬件部件及其之间的关系。笔者在教学中，由“计算机”被人称为“电脑”引出与人的“大脑”关系。既然是“脑”，那么必具备“脑”的某些共同特点。在课堂教学中笔者首先从“脑”字入手，分析人脑功能结构，用投影打出下图（图－2）：结合（图－2），具体分析如下：人脑的内部，大脑是核心，它是由负责思维和记忆两大部分组成，其中思维部分由运算部分、协调控制部分组成。如果人只有一个单独的脑，很显然是不能进行思维的。

大脑要思维，就必须有感觉器官———由它提供信息原材料（眼、耳、鼻、舌、身）。大脑思维的结果要让别人知道，就必须有能运动器官———它们是大脑思维的输出设备（人的嘴说话、手写字或其它手势等），于是便有图－2的人脑功能结构图。通过图－2与图－1对比，不难发现，电脑硬件结构与人脑的功能结构是何等的相似。电脑本身最重要是电脑的内部设备，它相当于人脑的大脑内部设备有中央处理器（包括运算器、控制器）、内存储器，其中运算器相当于人脑的负责思维运算的部分，控制器相当于人脑的协调控制部分，内存储器相当于人脑负责记忆部分。同样电脑如果要“思维”，也必须有设备为它提供信息原材料———我们称之为输入设备，这些输入设备就相当于人的眼、耳、鼻、舌、身。电脑思维的结果要让别人知道，就必须输出设备———比如显示器、打印机等，它们的作用就相当于人的嘴在说话，手在写字。

在这里，书本同人的大脑是什么关系呢？可以想象，书本是信息的载体，可以起到辅助大脑记忆作用。在电脑里有没有硬件同书本功能相似的设备呢？有，它在电脑的硬件中被称为：辅助存储器或叫外存储器，常见的：磁盘、光盘。就人脑的记忆而言，可以记忆很长时间但不会忘记的信息（这些信息不随时间改变而改变，例如：记忆自己的名字等），也可记忆零时信息（这些信息很快就会被忘记）。电脑里问的记忆是个是也是这样的呢？可以这么说：很相似。电脑的内存储器中有：只读存储器、随机存储器之分。其中只读存储器中的信息一般是不能改变的，而随机存储器的信息，可随时改变，最明显特点是断电后，随机存储器的信息将不复存在。通过以上类比分析，笔者给出图－3，再讲解计算机的硬件结构，各种问题就迎刃而解了。

前面我们运用类比方法分析了计算机硬件结构的硬件组成以及硬件之间的关系，除此之外，硬件与软件之间的关系也是计算机硬件结构不可缺少的部分。那么就类比的方法来讲解，软件又是什么东西呢：我们可以这样类比：书本上有文字，其中书本是硬件，文字内容是软件。那么计算机上磁盘、光盘就是硬件，存储在磁盘或光盘等存储介质上的内容是软件。通过运用类比教学方法，让计算机硬件结构与人脑的功能结构相类比，给初学计算机的人留下一个“计算机硬件结构”的整体概念，从而达到轻松掌握计算机硬件结构的目的，为进一步学习计算机其它知识打下坚实的基础。

摘要：在现代高职院校教育教学中，计算机教学属于十分重要的内容，而在计算机教学中需要应用计算机实验室，因而保证计算机实验室运行也就十分必要。为能够保证计算机实验室得以稳定良好运行，需要对计算机实验室加强管理及维护，从而为计算机实验室运行提供良好保障，使其更好地应用于计算机教学。

关键词：计算机实验室；管理；维护

在高职院校各项基础教学设施中，计算机实验室属于十分重要的组成部分，并且占据十分重要的地位，在开展计算机教学方便发挥着不可替代的作用，因而保证计算机实验室更好运行及应用也就十分必要。在高职院校计算机实验室实际运行及应用过程中，十分重要的一项任务就是实验室管理及维护，在此基础上可保证计算机实验室得以更好应用，保证其能够更好服务于计算机教学。本文就高职院校计算机实验室管理及维护进行简单分析。

1高职院校计算机实验室管理及维护相关内容

1.1安排计算机应用日程。在高职院校计算机实验室管理工作开展过程中，不但需要对实验室进行管理，还需要安排学校内多媒体教师使用日程。在高职院校教育教学过程中，主要就是对应用型技术人才进行培养，在培养学生计算机能力方面比较注重，因而计算机实验室及多媒体教室使用频率比较高，因而合理日常安排及管理也就十分必要。在计算机实验室日程安排方面，应当依据学生课程表以及学校课时安排实行安排，从而使使日程安排能够更加科学合理，从而为更好进行计算机实验室管理提供更好基础。1.2计算机硬件及软件管理。在计算机实验室管理及维护过程中，十分重要的一个方面就是应当对计算机系统实行定时排查病毒，并且需要定时进行杀毒，对于计算机应当定时重新安装系统，同时对于计算机中相关软件应当及时进行更新及升级。另外，还应当对计算机硬件就加强管理，对计算机主机、键盘及鼠标等设备应当定期进行清理，避免进入污染物而影响其正常使用，并且应当对计算机硬盘定期进行清理，以确保其正常应用。1.3计算机实验室安全管理。在计算机实验室管理及维护中，实验室安全管理也是重要内容，主要包括以下几个方面内容：其一，对计算机实验室内物品实行维护管理，严格依据规章制度对实验室进行及时清洁，对实验室内物品及时进行查看，妥善管理及安排计算机部件，并且需要使教师及学生掌握计算机硬件维护基本方法。其二，对计算机实验室内环境安全加强管理。其三，在用电、防火及防雷方面加强安全管理[1-2]。

2高职院校计算机实验室管理及维护的有效措施

摘要：在计算机应用的过程中，难免会遭遇一系列故障问题，其中由硬件设备引发的问题及网络故障较为严重，倘若处理不及时，会给人们日常生活与工作带来诸多烦恼及负面影响。分析了计算机硬件设备故障处理基本原则，并剖析了常见于计算机硬件设备中的故障及处理方法，以供参考。

关键词：计算机；硬件设备；常见故障；维修方法

1计算机硬件设备故障处理基本原则

计算机日常使用中，一旦出现硬件设备故障并进行维修处理时，应当遵循下述3方面进行：（1）外部设备为先，主机次之。一旦有故障发生在计算机硬件设备内，用户应以计算机给出的报错信息为根据，检测相应的外部设备的故障；（2）简单故障为先，复杂故障次之。用户在处理刚发生的故障时，应从接触情况及内存条装置等方面入手，先排除最简单的硬件故障，再排查复杂度偏高的硬件设备，对各个硬件设备详细情况仔细检查；（3）电源问题为先，部件次之[1]。大部分用户都会将电源方面的问题忽略，而在排查计算机硬件设备故障时，切忌擅自拆除计算机主板、硬盘及显卡等核心硬件，在详细检查电源并确认有无故障之后，再逐步检查计算机部件。

2计算机硬件设备常见故障的处理方法

2.1死机故障

计算机硬件一旦发生故障往往不容易修理，像如主板线路问题、硬盘盘体故障等几乎是无法维修的，一台计算机的保质期通常为三年半，在期限之内出现的设备故障均可获得免费更换或是维修，但是超过保质期期限的计算机由于不在保修的范围内，一旦发生故障需要用户自己支付高额的维修费用。不少人会选择重新购买而把存在故障的计算机闲置在家，这一定程度上造成了资源的严重浪费，因此掌握一些常用的计算机维修方法和技巧具有重要意义。

1计算机硬件故障的分类

按出现的时间分类，计算机的硬件故障主要分为以下三种，分别是：先期故障；中期故障；后期故障。先期故障指的是用户完成购买、安装、使用直到计算机保修期前后的时间内出现的故障，出现这类故障的原因多是产品设计不合理，配送过程中出现碰撞，使得计算机设备的元器件受到损坏，除此之外也有不少是由人为操作不当造成的。中期故障指的是用户在使用计算机三年左右出现的故障，这些故障大多均匀分布，并没有什么明显的特征，一般是由某一个或是几个零部件质量不佳导致的，更换存在故障的零部件即可排除故障。后期故障指的是设备在使用多年以后出现的故障，例如计算机内部的半导体和集成线路因为长久使用而发生物理或化学反应，从而导致设备元件老化失效。电阻和电容元件的使用寿命往往低于常用的半导体元件，而分立元件的使用寿命又低于集成电路，集成电路虽然价格较为昂贵，但是使用寿命却是最长的。对于那些即将超出使用寿命期限的故障元件，更换新的元件之后就可以正常工作。而在后期故障中，除了计算机使用过程中突发的故障外，老化故障最为常见。它的特点是电阻元件变质，电容器的容量减少，会出现漏电的现象。这些故障的表现往往不会很明显，但是一旦出现却难以迅速解决，属于疑难故障的范畴，需要专业的工作人员进行排除。

2计算机硬件设备出现故障的原因

对于计算机硬件设备存在故障的原因主要分为三个部分，分别是内部原因、外部原因以及人为原因。内部原因主要指设备内部的元器件性能不良，开关、触点等部分被氧化以及印刷板漏电等由于生产方的原因造成的故障，像如元器件以及机械内部零部件出现不可逆的损坏，无法正常使用也是属于这类故障。外部原因指的是用户使用计算机的外部条件造成的，像如电路元件的损坏，计算机长时间工作造成内部零件的损坏以及外界环境的尘埃造成计算机操作性能下降等问题。人为原因多是为运输过程计算机设备受到了猛烈的撞击或震动，或是使用者随意组装、错误操作而造成的故障。

3计算机硬件常用维修方法概述

摘要：在职业教育中，《计算机基础知识》的教学形式多种多样，主要取决于学生的原有知识水平以及教师的教学理念。在互联网时代中，多媒体技术在教育领域内广泛应用，能够充分激发学生的学习兴趣，还能够从不同的视角构建不同课程的知识体系。在中职院校的计算机基础知识教学过程中，多媒体技术的应用需要与课堂教学氛围保持一致。

关键词：中职；多媒体；计算机基础知识；应用

中职院校的计算机基础课程涵盖了计算机的发展历程、计算机网络和系统的基本原理、计算机应用软件的基本知识与操作技能等相关内容，因此更加关注在课堂教学活动中的信息交互过程。多媒体技术能够将信息交互和反馈功能发挥到极致，还能够为中职学生提供更加趣味化和多元化的计算机基础知识教学环境，因此教师更需要关注以学生为本的教学理念。

1中职计算机基础知识教学存在的问题

1.1与实际生活经验存在断层。很多中职教师的教学方法比较刻板，并不能快速适应信息化时代的发展需求，教学内容比较滞后，导致计算机基础知识教学与学生实际生活经验存在比较明显的断层现象，严重影响了中职学生的认知和理解。很多计算机基础知识相对比较抽象，若不能紧跟时代潮流，很容易误导学生对计算机应用模式的认知和理解过程[1]。部分中职院校的计算机基础教材版本较为陈旧，导致教学实际意义并不显著，也影响了中职学生对计算机应用技能的掌握。1.2多媒体技术的应用比较生硬。部分中职院校的计算机基础知识教学过程比较刻板，多媒体技术的应用形式比较生硬，不利于培养学生的计算机应用能力，还会影响到中职计算机课程的教学效率和质量[2]。如部分中职计算机教师在教学“计算机病毒与防治”的过程中，并不能将近几年内的计算机病毒类型和解决方案进行深度讲解，在利用多媒体教学手段的过程中，很多学生知其然不知其所以然，对计算机病毒的危害性和破坏性了解不够深入。多媒体技术的应用比较生硬，也是中职教师普遍存在的问题之一，会直接影响到学生对计算机基础知识的认知和理解，还会产生一系列连锁性问题，严重影响教学进度。1.3多媒体技术与计算机基础知识衔接不准确。在应用多媒体技术的过程中，其与计算机基础知识的衔接并不准确，严重干扰了中职学生的正常判断过程[3]。尤其在学习文件系统基本概念的过程中，部分教师会利用多媒体技术集中展示文件系统的具体管理对象与管理过程，并对文件操作的一般原理进行详细分类，但是并不能从多个视角协助学生构建完整的文件系统应用知识结构。1.4对计算机硬件和软件的区分不明晰。部分中职计算机教师自身对计算机硬件和软件的区分并不明晰，在运用多媒体进行教学的过程中，也并不能将不同计算机系统的工作原理进行有效整合和分类总结，很容易造成计算机基础知识教学内容被混淆的问题[4]。在运用多媒体技术手段进行教学的过程中，若对计算机硬件和软件的区分不明晰，也不能从宏观和微观的角度培养学生的计算机基础知识应用能力，会严重影响中职学生的计算机知识体系的构建和完善过程。多媒体技术的有效应用，需要建立在计算机基础知识体系完整性的基础之上，因此中职教师需要进一步深化和巩固计算机基础知识体系，才能够实现更加精准的教学活动。

2中职计算机基础知识教学中多媒体的应用技巧

1引言

随着计算机应用的不断普及，学生动手组装计算机的热情也在不断高涨，兼容PC机以其价格低廉(相对于品牌机)而深受在校大学生的喜爱，学生通过这门课程的学习，不仅能掌握计算机硬件的理论知识，更为自己能独立组装计算机(DIY)而对该课程产生了浓厚的兴趣。目前，很多高校开始把“计算机组装与维护”作为选修或开放实验课程来开设，其目的是为了培养学生的实践动手能力，掌握一技之长。由于现行的理论或实验教材，作者从编写到出版，需经过一段较长时间，但计算机的各个部件在不断升级，性能日益提高，带来了计算机新技术、新产品与相对滞后的教材内容相矛盾，要使学生能跟上硬件发展的步伐，传统的实验教学内容和考核方式已不能适应课程发展的需要，要使实验内容跟上市场计算机硬件的变化，学生能产生该门课程兴趣，对该课程的实验内容和考核方式的改革势在必行。

2课程的特点和要求

学生学完“计算机组装与维护”课程后，所要达到的目标是：使学生掌握计算机硬件的基本知识和基础理论，能用所学知识选购和组装计算机，具备计算机软、硬件安装、调试和维护的基本技能，常用软件的使用，局域网的搭建。

该课程的特点：(1)课程内容多、知识面广，包括计算机组成部件、硬件安装、硬件测试、系统BIOS设置、优化、硬盘的分区规划、软件安装、局域网的建设、计算机日常维护。(2)知识更新快，具有鲜明的时代特征。新知识、新产品不断出现，只有不断更新教学(实验)内容才能满足学生了解新产品和新技术的要求，做到与时俱进。(3)课程注重实践，培养学生的实践能力，根据该课程的特点，要达到学习的效果和课程的目的，必须通过大量的实践教学环节来完成。

3实验内容改革

近年来，我国的各大高职院校纷纷开设计算机专业，皆在为了培养高素质、应用型的计算机专业人才。然而，由于受到多方面因素的影响，使得高职计算机教学的效果不尽人意，学生的学习兴趣不高，教师采用的教学方法单一是计算机教学中普遍存在的现象。为了有效解决这一问题，高职院校应当在计算机教学中，对先进的电子信息技术进行应用，从而提高教学效率和质量。

1电子信息技术在高职计算机教学中应用的重要意义

高职计算机教学涵盖内容较多，如编程教学、应用软件教学等，由于计算机课程内容具备抽象性强、理解难度大的特点，所以若采用传统讲授式的教学模式，势必会降低学生的学习效率，使学生感觉计算机知识与技能学习枯燥无味，久而久之丧失学习兴趣。而在高职计算机教学中应用电子信息技术，能够转变这一教学现状，提高课堂教学效果。其应用意义具体体现在以下方面：1.1丰富教学手段。在计算机教学中，教师可利用模拟软件、多媒体技术、通信技术等电子信息技术，创新计算机教学手段，打破原有讲授式、灌输式教学模式的禁锢，为学生提供观看演示、实践操作、交流互动的平台，调动起学生学习的积极性。1.2化解教学难点。在计算机教学中，教师可利用电子信息技术动态化、形象化展示抽象的计算机知识，降低难点知识的理解难度，帮助学生掌握技术原理和应用方法，提高学生学习效率。1.2发展学生创造力。高职计算机课程是重视学生创造力发展的课程，教师将电子信息技术应用到计算机教学中，能够激发学生在图片处理、编程练习、软件制作中的创造性，活跃学生计算机思维，为学生提供施展才能的平台。

2高职计算机教学现状

2.1学生的兴趣不高。与其他的学科相比，计算机的教学过程较为枯燥，特别是理论基础知识的教学，由此使得学生的学习兴趣不高，教学效果差强人意。虽然大部分学生都对上机操作感兴趣，但这个兴趣却并不等同于对计算机知识的学习兴趣。2.2教学方法单一。教师在讲授计算机理论时，一般都是以灌输的方式进行教学，这种教学方法很难使学生将所学的内容真正消化，无法达到预期的教学效果。2.3未能达到学以致用的目标。高职学生毕业后步入工作岗位时，发现学校所学的计算机知识与自己的工作实际情况严重脱节，未能实现学以致用的目标，虽然在校期间学习了大量的计算机知识，但真正能够用到工作中的却非常有限，致使无法胜任岗位工作。

3高职计算机教学中电子信息技术的具体应用