计算机设计与实践精选(九篇)

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第1篇：计算机设计与实践范文

关键词：计算机机房 建设 维护 使用

中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0023-01

随着计算机的普及与发展，越来越多的行业与领域开始使用计算机来完成各项工作，为了适应社会的需求，我国近年来大力发展计算机教学。而在大力发展计算机教学的过程中，计算机机房的建设、维护与使用是第一个重要环节。大部分高校的计算机机房都承担着本校计算机基础课程教学、学生的自由上机实践以及全国计算机等级考试等任务。因此，在建设过程中应当充分而全面地考虑这些问题，从而有效地提高计算机机房的使用效率，提升本校的信息化程度，为教学活动提供更好的机房环境，有效地管理机房，一直是机房工作人员和管理人员关注的重要问题。

1 计算机机房的建设

总体来说，高校的计算机机房建设应当坚持“以人为本、功能齐全”的原则，也就是要进行人性化的设计，注重其使用功能。下面笔者从三个方面加以探讨。

1.1 计算机放置的外部环境

第一，计算机的放置要尽可能地减少长距离的移动，避免损坏硬盘和导致内存条松动，通常情况下，要选择相对牢固的电脑桌。电脑桌优先选用一体化的固定键盘支架，这样可以避免电脑各个连线的松动，保证电脑正常运行。第二，机房的布线可以采用电源线与网线从地板下通过的方式。第三，要特别注重机房的卫生，因为计算机内部一旦进入较多的灰尘就容易导致计算机运行缓慢或不畅，可以在使用前要求学生穿戴鞋套，减少灰尘的污染。

1.2 计算机配置的相关要求

在我们的机房建设时，需要考虑计算机的配置问题，这是至关重要的。对于普通的高校来说，应当选择同一型号的品牌机，这样既整齐美观又便于系统安装，相对来说性能较为稳定，也有利于统一课堂教学。当然，有的高校为了在考试过程中提高效率，可以设计一个具有远程唤醒功能的主板，从而节省大量时间。值得注意的是，一个机房的计算机配置一定要能够达到教学的最低功能。

1.3 计算机机房的装修设计

在计算机机房中，装修的设计是十分讲究的，它与普通的住房装修有所不同。第一，应当用铝合金框架的玻璃门窗把机房内的各个机室隔开，这样既能够起到防噪音、防尘埃的作用，又可以增加透明度，便于观察计算机等设备的运行情况；第二，机房门最好设计成外开式，留有足够的空间以确保计算机设备的进出，门的材质最好采用双层密闭玻璃窗和铝合金门扇，有利于保持室内温度，而且密封性好；第三，机房的地面应当选择防静电的活动地板千万不要铺设地毯，因为容易导致积尘，甚至产生静电威胁人的健康；第四，机房的墙面应当采用不易吸附尘埃的材料。机房的吊顶要使用具有防水和防潮功能的优质材料；第五，机房要有足够的照明度，可以优先选用嵌入式荧光灯，效果甚佳。

2 计算机机房的维护与使用

2.1 硬件的维护与使用

我们知道，电源、主板、中央处理器、内存、硬盘、显卡等是计算机的主要组成部分，硬件方面的维护就是围绕这几个部分展开的，对于计算机硬件方面的问题，对症下药是最重要的。也就是找准有问题的地方，并进行有针对性的修理。下面笔者介绍几种主要的故障类型。

（1）主板。主板是电脑中的“交通枢纽”集中地，决定着整个计算机工作的稳定性。它把计算机的各个部件连接在一起，使之有序地进行数据传输。因此，它一旦出现了任何问题，整个计算机系统就会处于崩溃状态。由于主板上的电容使用时间过长导致的爆浆是时有发生的，它会直接导致计算机毫无规律的自动、反复重启。针对这一问题，我们在维护时要找准问题的症结，更换新的电容便可正常使用。另外，当前多数计算机机箱都是采用立式的，由于内存插槽在主板上面，如果经常插拔就很容易出现松动的现象，遇此情况可以重新安装内存插槽或者直接更换主板。

（2）内存。内存方面的故障主要表现为接触不良，这是机房的常见问题。判断这一故障有两种方法：一是系统发出报警声；二是计算机出现黑屏。这些问题的出现大多数是由于主板上的内存插槽接触不良或者内存条上与内存插槽之间的连接部件被氧化造成的，解决这个问题的方法很简单，可以用橡皮擦一下该连接部件或者直接换成新的。

（3）中央处理器。这一硬件通常是不易出现故障的，只是它的散热风扇可能因为灰尘的原因导致无法有效的散热。这种问题也是不容忽视的，因为处理器长期在高温下运行，尤其是夏季，很可能会被烧毁，因此经常清理散热风扇也是很有必要的。

2.2 软件的维护与使用

软件的维护相对来说更有难度。因为学生的计算机使用水平有限，加之部分学生随意操作，删改配置，更换操作系统，甚至引起病毒的入侵，这些都可能导致计算机系统面临瘫痪。机房要想维护正常的运行与使用，就不得不采取相应的技术措施来加以保障。比如硬盘还原卡、Ghost软件等。硬盘还原卡是一种硬件芯片，一旦安装起来，无论学生做何操作，只要关闭计算机后重启，系统就会自动地恢复到原来的设置状态，这样就能够在保护操作系统的情况下，让学生大胆实践，尝试各种功能的操作，无疑对提升学生的实践能力很有帮助，也极大地减少了机房管理人员进行软件维护的工作量。Ghost软件的功能十分强大，运用在高校的计算机机房十分适宜。当我们发现一些重要的数据或文件被删除后，利用这个超级急救软件能快速、准确地进行系统备份和数据恢复，避免因此带来的不必要的损失。

3 结语

总之，我们要全面、细致地规划计算机机房的建设，注重机房的使用性能。在机房的维护和使用方面，应当坚持注重细节，强化各方面的管理，使学生正确科学地使用机房设备，这样才能从根本上优化计算机机房的教学环境。

参考文献

[1] 李译明.浅谈关于高校计算机机房的管理与建设探索[J].福建电脑，2010（7）：182，176.

第2篇：计算机设计与实践范文

关键词：虚拟机；网络管理；实验教学；设计

中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)31-

Design and Practice of Experiment Teaching for Computer Network Management Course

JING Peng-sen, YAN Dan-dan, WU Jun

(College of Electronics and Information Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 211816, China)

Abstract: Computer network management course is one of the core courses for the majors of computer network engineering. According to the characteristics of computer network management course, this essay suggests using VMware as virtual experimental operation platform for experimental teaching of this course, gives the function modules of VMware used in the experiments, and specifies one of the experiments, VLANS Design. The practice indicates that, the development and design of virtual experimental operation platform make students understand and master the basic theory of the course better, also can improve the Innovative design and engineering application ability of students.

Key words: virtual machine; network management; experiment teaching; design

1 引言

计算机网络管理课程是网络工程专业的主干课程，也是一门理论与实践并重的课程，通过实验不仅能够加深学生对课程基本理论的理解和强化，而且能够进一步培养学生的创新设计能力和工程意识。在传统的实验教学过程中，受一些实际条件的限制，如为了掌握某一项技术和操作而单独购买一套设备等，造成其教学效果都不太理想。虚拟仿真实验环境的出现和应用解决了以上的问题。

虚拟仿真实验就是借助一些专业仿真软件来实现与真实设备相同效果的过程。虚拟仿真实验是当今技术发展的产物，也是社会发展的要求。利用虚拟仿真软件搭建的虚拟实验操作平台，不仅能够让学生沉浸在虚拟环境中，发挥主观能动性，进行实验操作，而且能够为学生创造良好的实验环境，彻底打破空间和时间的限制，能有效促进学校的学习效率，提高学生的思维能力、动手能力和创新能力。

2 虚拟仿真实验操作平台选择

面向学生开设的仿真实验，要求实验工具操作简单、功能强大，能满足学生实验的大量要求，实验过程搭建简洁、易理解，学生上手较快。因此，选择VMware作为虚拟仿真实验操作平台。

虚拟机VMware是一个在Windows或Linux计算机上运行的应用程序，它可以模拟一个基于x86的标准PC环境，和真实的计算机一样，有芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、软驱、硬盘、光驱、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等设备，提供这个应用程序的窗口就是虚拟机的显示器。在使用上，这台虚拟机和真正的物理主机没有太大的区别，都需要分区、格式化、安装操作系统、安装应用程序和软件，总之，一切操作都跟一台真正的计算机一样。。使用VMware来做网络管理课程的仿真实验主要因为：1）不用重新分区，就可尝试安装各种操作系统；2）利用虚拟机可进行软件测试而无需担心破坏实际的计算机系统；3）组建虚拟局域网，轻松学习网管知识，进行各种网络试验，而不必购买交换机、路由器、网线等设备。

3 仿真实验设计原则

根据计算机网络管理课程特点和学生的实际学习情况，进行仿真实验设计时应遵循以下几个原则：

1）合理选择实验内容。网络管理课程知识点丰富，涉及的实践操作较多。因此，在实验内容选择时，要充分考虑课程内容的难点和重点，由易到难，循序渐进。在选择具有基础性、代表性和实用性的实验的同时，要设计学生自选实验环节，让学有余力的学生对复杂网络进行实践，促进学生更深层次地理解所学内容。

2）重视基础实验。课程中有许多验证性实践操作，是网络管理基础，也是学生需要掌握的重要知识。在实验时，要求学生按照课堂教学的内容独立完成，打下坚实的基础。

3）激发学生兴趣。通过实验让学生自己搭建实验平台，弄清其中的原由，激发学生的学习兴趣。

4）培养创新精神。对于一些复杂网络环境，由学生自己设计搭建并实现，从而培养其创新精神。

4 仿真实验设计

4.1 虚拟仿真实验操作平台环境构建

4.1.1 构建虚拟机

构建虚拟机的方法通常有两种：一是利用向导构建虚拟机，即按照向导进行有关的参数设置，实际上该过程就是硬件配置的过程，向导会要求设置CPU、内存、硬盘、网卡等硬件设备参数。二是采用备份文件构建虚拟机，即选择已经建立好的虚拟机文件，通过选择“使用已存在的磁盘镜像文件”，然后对建立好的虚拟机重新配置。

4.1.2 安装虚拟机操作系统

构建虚拟机后，可在新建的虚拟机上安装操作系统。安装时可选择光盘安装、光盘镜像安装、GHO镜像文件安装和备份文件安装四种方式。需要注意的是，操作系统安装完成后，如果想从虚拟机窗口中切换回主机，需按下Ctrl+Alt热键或者安装VMware Tools。

在实验室中，可事先安装好几种常用虚拟机操作系统，如Windows XP、Windows Server 2003以及Linux（如Fedora）等，并存放在宿主机中，供学生实验时调用。

4.1.3 安装VMware Tools

VMware Tools相当于VMware虚拟机的主板芯片组驱动和显卡驱动、鼠标驱动，在安装VMware Tools后，可以极大提高虚拟机的性能，并且可以让虚拟机分辨率以任意大小进行设置，还可以使用鼠标直接从虚拟机窗口中切换到主机中。点击VMware菜单下选择安装VMware Tools。按照提示安装，最后重新启动虚拟机即可。

4.2 实验项目内容

根据计算机网络管理课程大纲教学内容和仿真实验设计原则，实验内容如下：

1）网络服务器配置实验。实验内容：配置DHCP服务、配置DNS服务和配置WINS服务。实验要点：关闭VMware自带的DHCP服务器；在VMware中，新建分组，名为“网络服务器配置实验”，并采用链接克隆的方式添加2台虚拟机（Windows Server 2003和Windows XP），然后添加专有的“LAN”，并让所有虚拟机使用该“LAN”。

2）磁盘阵列实验。实验内容：磁盘阵列创建实验（RAID0、RAID1和RAID5）和磁盘阵列数据的恢复实验。实验要点：在VMware中，新建分组，名为“磁盘阵列实验”，并采用链接克隆的方式添加1台虚拟机（Windows Server 2003），注意不要创建分组中专有的“LAN”；编辑虚拟机，向虚拟机中添加5块SCSI虚拟硬盘（各1GB）。

3） Active Directory组网实验。实验内容：升级Windows Server 2003到Active Directory；将Windows XP Professional加入到Active Directory网络中。实验要点：在VMware中，新建分组，名为“Active Directory组网实验”，并采用链接克隆的方式添加2台虚拟机（Windows Server 2003和Windows XP），然后添加专有的“LAN”，并让所有虚拟机使用该“LAN”。

4）多VLAN网络设计实验。实验内容：设计多VLAN网络拓扑结构；规划多VLAN网络中的IP地址；根据网络拓扑结构组建网络环境（添加虚拟交换机、虚拟路由器等）；配置网络环境，实现多VLAN间的路由。实验要点：在VMware中，添加VMnet2等虚拟网卡（根据网络需要设定），并停止VMware DHCP服务；在VMware中，新建分组，名为“多VLAN网络设计实验”，并采用链接克隆的方式添加虚拟机（根据网络需要设定），注意不要创建分组中专有的“LAN”；编辑分组，为模拟“虚拟路由器”的虚拟机添加一块虚拟网卡，并指定其“连接”属性；编辑虚拟机，为其分配各自虚拟网卡。

5）多路由器广域网设计实验。实验内容：设计多路由器广域网拓扑结构；规划多路由器广域网中的IP地址；根据广域网拓扑结构组建网络环境（添加虚拟交换机、虚拟路由器等）；配置网络环境，实现通过Internet组建VPN路由。实验要点：在VMware中，添加VMnet2虚拟网卡（根据网络需要设定），并停止其DHCP服务；在VMware中，新建分组，名为“多路由器广域网设计实验”，并采用链接克隆的方式添加虚拟机（根据网络需要设定），注意要在分组中创建多个专有的“LAN”（根据网络需要设定）；编辑分组，修改各虚拟机的“连接”属性。同时，为模拟“虚拟路由器”的虚拟机分别添加一块虚拟网卡，并指定其“连接”属性；编辑虚拟机，为其分配各自虚拟网卡。

6）文件服务器配置综合实验。实验内容：主域控制器的安装与配置；域网络中额外域控制器的添加与配置；分布式文件系统的配置与使用；文件服务器的配置；SMTP服务器的配置。实验要点：在VMware中，新建分组，名为“文件服务器配置综合实验”，并采用链接克隆的方式添加4台虚拟机（3台Windows Server 2003和1台Windows XP），注意不要创建分组中专有的“LAN”；编辑分组，修改各虚拟机的“连接”属性为NAT；查看虚拟交换机网络参数，设置NAT网络参数。

7）网站综合实验。实验内容：WWW服务器的安装与配置；FTP服务器的安装与配置；网页制作软件的安装及网站并上传；虚拟路由器的端口映射。实验要点：在VMware中，新建分组，名为“网站综合综合实验”，并采用链接克隆的方式添加2台虚拟机（Windows Server 2003和Windows XP），注意不要创建分组中专有的“LAN”；编辑分组，修改各虚拟机的“连接”属性为NAT；查看虚拟交换机网络参数，设置NAT网络参数。

8）复杂网络环境实验。实验内容：① 多主机组建局域网实验环境；② 多主机组建广域网实验环境。实验要点：两台或两台以上主机，需要有网络环境；虚拟机根据网络实验拓扑需求进行自由组合。

4.3 实例

下面以“多VLAN网络设计实验”为例，介绍其实验教学过程。

4.3.1 规划网络拓扑及IP地址

根据实验要求，规划网络拓扑图如图1。

图1 实验环境网络拓扑图

在图1中，网络共划分了5个VLAN（每个端口连接一个不同的子网），其网络地址规划如表1。其中，端口1所连接的服务器将运行DHCP服务器，并且为端口2、端口3、端口4所属的VLAN中的计算机分配IP地址及相关参数；端口24连接路由器，路由器另一端连接Internet，其他VLAN都通过端口24连接的“路由器”访问Internet。

表1 VLAN实验地址规划表

4.3.2 组建网络环境

为了实现图1所示的实验环境，在VMware中搭建虚拟机网络连接示意图，如图2。

图2 虚拟机网络连接示意图

1）添加虚拟网卡

在VMware中，选择“编辑?虚拟网络设置”，进入“虚拟网络编辑器”窗口。首先在“主机虚拟适配器”选项卡中，依次添加4个虚拟网卡：VMnet2、VMnet3、VMnet4、VMnet5。然后在“主机虚拟网络映射”选项卡中，分别设置VMnet2为192.168.2.0、VMnet3为192.168.3.0、VMnet4为192.168.4.0、VMnet5为192.168.0.0，同时修改VMnet8为204.200.200.0。最后在“NAT”选项卡中，设置VMnet8网关为204.200.200.254。

2）新建分组

在VMware中，创建名为“多VLAN网络设计实验”的分组，并在分组中，添加2台Windows Server 2003克隆链接的虚拟机（分别名为Server和Route）、3台Windows XP克隆链接的虚拟机（分别名为PCA、PCB、PCC），注意不要创建分组中专有的“LAN”。

创建分组完成后，点击“编辑分组设置”，首先在“虚拟机”选项卡中调整Route的顺序至最后。然后在“连接”选项卡中，为Route添加一块虚拟网卡（以太网2），并指定其“连接”属性为NAT，同时设置Route和PCA、PCB、PCC的默认虚拟网卡（以太网）的“连接”属性为“桥接”，而Server的“连接”属性则为“host-only”。

编辑分组中的每一台虚拟机，删除每台虚拟机的声卡，修改虚拟机的软驱为“不连接”。然后编辑Server虚拟机使用VMnet1，PCA虚拟机使用VMnet2，PCB虚拟机使用VMnet3，PCC虚拟机使用VMnet4，Route虚拟机的第1块虚拟网卡使用VMnet5，第2块虚拟网卡使用VMnet8（即NAT网卡）。

4.3.3 配置网络环境实现多VLAN间的路由

1）主机路由器配置

在Windows Server 2003主机上，点击“开始程序管理工具服务”，首先停止服务：“VMware DHCP Service”和“Windows Firewall/Internet Connection Sharing(ICS)”，即将服务属性修改为“禁用”。然后从“管理工具”运行“路由和远程访问”服务，将当前计算机配置为“路由器”，即选择“配置并启用路由和远程访问自定义配置LAN路由启用服务配置完成”。

2）对分组中的虚拟机进行设置

启动分组中所有的虚拟机，首先依次进入每台虚拟机（Server、PCA、PCB、PCC、Route），为每台虚拟机修改计算机名称、设置IP地址及网关、DNS。

虚拟机Server：主机名为“Server”，IP地址为“192.168.1.100”，网关为“192.168.1.254”。

虚拟机PCA：主机名为“PCA”，IP地址为“192.168.2.100”，网关为“192.168.2.254”。

虚拟机PCB：主机名为“PCB”，IP地址为“192.168.3.100”，网关为“192.168.3.254”。

虚拟机PCC：主机名为“PCC”，IP地址为“192.168.4.100”，网关为“192.168.4.254”。

虚拟机Route：主机名为“Route”，第1块网卡网络连接名为“LAN”，其IP地址为“192.168.0.100”，第2块网卡网络连接名为“Internet”，其IP地址为“204.200.200.100”，网关为“204.200.200.254”，DNS为“202.119.248.66”。同时，因没有添加内网网卡的网关造成其他子网不能访问，可使用route命令，添加到其他子网的路由，命令如下：

route Cp add 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.254

route Cp add 192.168.2.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.254

route Cp add 192.168.3.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.254

route Cp add 192.168.4.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.254

最后，切换每一台虚拟机，使用ping命令，进行相互间的测试，发现全网互通。

3）配置虚拟机Server为DHCP服务器

在虚拟机Server中，首先添加DHCP服务器，完成后，进入DHCP服务器，创建3个作用域，分别为PCA、PCB、PCC所在的子网分配IP地址及其相关参数（网关、DNS等）。然后，在Windows Server 2003主机中，打开“路由和远程访问”添加“DHCP中继服务”，接着对“DHCP中继服务”依次添加网络接口：VMnet2、Vmnet3、Vmnet4，并添加服务器地址为“192.168.1.100”。最后，进入虚拟机PCA、PCB、PCC，分别修改网络参数为自动获取地址，并进入命令提示符，使用ipconfig/renew重新获取地址，之后使用ipconfig/all检查获得的地址参数，使用ping命令，再次进行相互间的测试，发现全网互通。

4）配置虚拟机Route为其他计算机的服务器

在虚拟机Route中，从“管理工具”运行“路由和远程访问”服务，将当前计算机配置为“NAT服务器”，即选择“配置并启用路由和远程访问?网络地址转换（NAT）Internet网卡?启用服务?配置完成”。注意，如果将虚拟机Server、PCA、PCB、PCC与Route的设置在同一网段，则这几台虚拟机都可通过Route中的NAT共享上网。但是，实验中虚拟机Server、PCA、PCB、PCC与Route并不在同一个子网，如果需要通过Route共享上网，还需在主机路由器上添加一条静态路由，使其指向Route内网网卡地址（192.168.0.100）。

5）在主机上添加静态路由

首先编辑Route的虚拟机设置，让第2块网卡（外网网卡）属性为“桥接”方式，并设置一个合法的地址（或者与主机“本地连接”同一网段的一个地址），否则会因Route通过NAT共享上网而造成“循环”路由。然后，进入主机系统，进入“路由和远程访问”服务，添加静态路由（接口：VMnet5，目标：0.0.0.0，掩码：0.0.0.0，网关：192.168.0.100）。最后，进入虚拟机PCA（PCB或PCC），打开IE浏览器，进行网站访问测试，发现可以正常访问。需要注意的是，实验中由于修改了主机的路由设置（已作为路由器使用），故实验时主机是不能上网的，实验完成后，主机若要上网，必须在“路由和远程访问 静态路由”中删除上述静态路由信息。

5 结束语

利用VMware搭建虚拟仿真实验操作平台设计的8个实验，包含了计算机网络管理课程的全部教学要求实验，通过上述实验，学生普遍反映该实验教学从更直观的角度，使他们能进一步理解和巩固课堂所学的理论知识，调动了他们的学习兴趣。同时，使用VMware虚拟机软件，还弥补了由于实验场地、仪器设备和经费缺乏等带来的不足，避免了因误操作而对实验仪器造成的损失，而且对于以前不能实现的教学要求也可以开展实验，极大地丰富了课程的实验内容，受到了广大师生的好评。

参考文献：

[1]王春海.非常网管-典型网络实验[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[2]王淑江.虚拟技术应用实践[M].北京:电子工业出版社,2009.

[3]刘志平.基于VMware虚拟网络的构建[J].内蒙古大学学报:自然科学版,2007(1):94-98.

[4]冯陈伟.利用VMware构建虚拟网络平台[J].信息系统工程,2009(8):78-81.

[5]张更路,李银锁,魏峰,等. VMware在实验教学中的应用[J].电脑编程技巧与维护,2009(4):77-79.

[6]王太成,蔡勇.利用虚拟机技术完成复杂网络实验[J].计算机技术与发展,2009(4):246-250.

[7]斯康.虚拟机技术在计算机网络实验中的应用[J].广东技术师范学院学报:自然科学,2009(2):37-39.

[8]何增颖.虚拟机技术的实验教学应用[J].实验科学与技术,2010(1):80-84.

[9]彭英,季飞.利用VMware虚拟机模拟RAID实验[J].科技广场,2009(1):177-179.

收稿日期：2011-09-26

第3篇：计算机设计与实践范文

【关键词】云计算 计算机 实验室建设

一、引言

目前云计算已经成为了IT界所关注的热点，同时也是计算机服务的重要技术支持，也是计算机运算发展的一种趋势。云计算的构成本质是大量的计算机组，在这些计算机组同时工作的情况下能够对现有的资源进行动态分配，在分配资源的过程中还能够进行相应的实时监控，让整个资源系统能够处于一个良好的工作环境当中。目前我国的计算机实验室虽然取得了一定的发展，但是相对于欧美国家还存在着一定的差距，上述情况在我国的高校中十分常见，而云计算为计算机实验室的建设带来了十分有利的技术支持[1]。通过构建虚拟化资源池，以此来加速云端资源服务的获取。同时还能够根据不同的动态组织资源构建相应的应用环境。在云计算的支持下，可以更好地进行资源共享，让资源共享最大化。

二、云计算概述

从客观角度上来看，云计算并没有一个相对标准的定义。广义上认为云计算是将计算机运算通过大量的计算机组来进行从而实现分布式运算，在网络的存在下可以对现有的资源进行调用，并将这些资源转换到相关的应用上，从而让这些网络资源实现共享。云计算主要有以下特点：（一）可靠性强。云计算在处理数据的时候是通过冗余方式来进行，这就让数据的出错率得到了有效的控制，保证了数据的可靠性。（二）实用性。云计算具有很强的实用性，主要体现在存储和运算两个方面，这使得云计算较以往的计算机运算方式具有极大的优势，同时云计算还能够对数据节点进行智能化检测，以此来保证整个系统工作的稳定性。（三）构建成本相对较低。虽然说超级计算机有着强大的功能，但是却需要很大的构建费用。而云计算的构建成本则相对较低，但是在性能上却与超级计算机基本持平，这能够大大地节约开发成本，具有很好的经济性。（四）多层次服务。根据不同层次的用户可以进行相匹配的差异化服务。（五）更易于编程。云计算给广大的程序开发者带来了很好的开发环境和编程模型，开发者能够根据自己的实际需求来进行编程，这为程序开发带来了极大的便利，同时也让开发资源得到了有效的节约[2]。

三、基于云计算的计算机实验室构建

在云计算计算机实验室构建过程中要构造出云计算平台，其主要结构为：云客户端、云管理层、虚拟资源层、物理资源层。

（一）云客户端

云客户端是云计算平台的重要组成部分，它能够为使用者带来相应的统一化标准接口。比如我们日常所用到的IE浏览器、谷歌浏览器、火狐（Firefox）浏览器都属于云客户端的范畴。在云客户端的存在下，使用者能够对数据信息、应用资源进行迅捷的访问。在计算机实验室的构建过程中，可以让终端计算机来容纳云客户端。而云客户端对于计算机硬件的要求并不是太高，这就从一定的程度上节约了实验室设备的投入资金。云客户端可以让使用者对云计算平台进行有效地访问，同时获取大量的资源信息。通过这种方式，即便是学生的计算机设备并不是很高端，但是可以借助云计算平台来进行体验。

（二）云管理层

云管理层的主要功能是对云资源数据进行整合化的管理，并保证云计算平台的安全。在数据资源管理中会涉及到很多方面，如资源的监控状态、资源分配、资源维护等等。通过对数据资源、应用资源的有效管理能够让整个平台的负载更趋于平衡化。在安全管理方面，云管理层可以对用户登录、网络完全、用户访问进行综合性的管理，与此同时还能够面向不同的客户提供多层次的权限服务。

（三）虚拟资源层

虚拟资源层可以说是云计算平台的基本保障。通过虚拟资源层的作用能够让物理资源向逻辑资源进行过渡，这样就起到了简化资源的效果。通过对这些资源进行虚拟化，能够让资源利用率得以提升，并让系统的维护变得更加方便。在虚拟资源层的构建中采用了分布式储存技术，通过这种技术可以在不受权限的情况下进行数据读取，这样就可以减少操作的次数同时提高整个平台的工作效率。以Google File System为例进行说明，如下表所示：

（四）物理资源层

物理资源层即为实现云计算平台的硬件设备，如个人计算机、服务器、工作站以及数据存储设施等等，在这些硬件设备的存在下，才能够构建出“云”计算平台。

四、结语

基于云计算的计算机实验室能够通过低成本投入获得高运算能力，同时该实验室具备了很强的资源储存能力，在维护工作上也较为简单，关键是能够让资源共享的范围得到很大的扩充。总之，云计算平台为计算机实验室的构建带来了良好的解决方案，这对于我国计算机实验室的建设有着重要的意义。

参考文献：

第4篇：计算机设计与实践范文

[关键词]外部设备；效益；实训

[DOI]10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 06. 164

计算机的外部设备（包括打印机、扫描仪、移动存储设备、数码照相机、光盘刻录机等）的应用已遍及各个领域，学会使用计算机外部设备，并能对计算机外部设备进行日常维护和简单故障的处理，是学生应该掌握的基本技能。

1 计算机外部设备实训室的建设

计算机外部设备实训室实用面积60平方米，配置针式打印机一台，喷墨打印机1台，黑白激光打印机LJ3650DN 1台、LJ6350 1台、彩色激光打印机HP451DN 1台，平板式扫描仪LiDE210 1台，移动硬盘希捷STBX1000301 2块，数码相机Canon EOS 7D 1台、Sony SLT A65K 2台，光盘刻录机2台，数码复合机1810CPS 1台，数码展台1个，传真机1台，投影仪1台。

2 计算机外部设备实训室的应用

2. 1 实训目的

使学生全面系统地了解计算机外部设备，掌握计算机外部设备的基本工作原理、基本结构和主要性能参数，掌握设备的操作使用方法与技巧、维护保养与简单故障的检修，以及选购与安装。

2. 2 实训项目

序号实训项目实训内容：

（1）针式打印机。针式打印机的结构、使用、维护；

（2）喷墨打印机。喷墨打印机的结构、使用、维护；

（3）黑白激光打印。黑白激光打印的结构、使用、维护；

（4）彩色激光打印机。彩色激光打印机的结构、使用、维护；

（5）平板式扫描仪。平板式扫描仪的结构、使用、维护、常见故障处理方法；

（6）移动硬盘。移动硬盘的结构、使用、维护；

（7）数码相机。数码相机的结构、使用、维护；

（8）光盘刻录机。光盘刻录机的结构、使用、维护；

（9）数码复合机。数码复合机的结构、使用、维护；

（10）数码展台。数码展台的结构、使用、维护；

（11）传真机。传真机的结构、使用、维护；

（12）投影仪。投影仪的结构、使用、维护。

3 计算机外部设备性能及在教学与办公中的使用效益

计算机外部设备是用户与机器之间的桥梁，主要体现输入设备、输出设备、I/O接口三个方面，输入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式输出。输入输出接口负责电气性能的匹配和信息格式的转换。

3. 1 打印机

现代化办公中打印机是不可缺少的计算机外部设备，无论是公文还是日常生活中所用的纸制材料基本上都是由打印机输出，目前常用打印机有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机，打印机主要有三种类型的接口，并行、USB、IEEE1394，从用途上看主要有专用打印机、商用打印机、家用打印机、便携打印机、网络打印机。

针式打印机打印速度较慢，精度较低，但在打印多联票据时是不可缺的设备。激光打印机具有高质量、高速度、低噪声、易管理等特点，现在家庭、办公中多数用激光打印机。与前两者相比，喷墨打印机也是现在市场上的主流，尤其在快照中显示出了打印的高性能。

3. 2 扫描仪

在工作和学习中可能有大量的图纸、照片和各式图表，需要输入到计算机进行编辑和修改，将是一个非常繁重的工作。因此，扫描仪就是处理这些工作所必需的，它通过专用的扫描程序将各种图片、图纸、文字输入计算机，其中进行文字扫描时存在一定的误码率，扫描图片时速度较慢、没有原稿清晰，并屏幕上显示出来，使用一些图形图像处理软件，对文字、图片等资料进行各种编辑及后期加工处理了。

扫描仪常见的有手提式、像纸式、平台式、内置式、滚动式、底片扫描仪，又可把它分为黑白扫描仪和彩色扫描仪等。

3. 3 光盘刻录机

光盘技术是一项激光信息存储技术，光盘刻录机是指专业刻录CD或DVD的设备。它外观和普通光驱差不多，但在前置面板上标示着写入、复写、读取三种类型，从功能上讲，刻录机主要分为CD-R刻录机与CD-R/W刻录机。CD-R刻录机能够刻录CD-R盘片，而CD-R/W刻录机除了能刻录CD-R盘外还能使用CD-R/W盘片。CD-R盘只能写入一次（支持分段刻录），CD-R/W可多次擦写。在刻录时尽量选择低速，这样能够保证光盘数据存储的稳定性，不至于损坏光盘。

刻录机有内置的和外置的，有IDE接口、SCSI接口、USB接口类型，可将文件、图片、视频、声音等存储到盘片上，为工作学习资料进行存储，节约生活存储空间。

3. 4 投影仪

投影仪又称投影机，是一种可以将文字、图片、视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD等相连接播放相应的视频信号。投影仪由流明度这项主要参数决定了投射到屏幕上的清晰度，目前办公与教学用投影仪流明度为4000左右。投影仪根据工作方式不同，有CRT、LCD、DLP等不同类型。

投影仪的使用可以将会议内容清晰地展现在人们面前，便于大家识记。在教学中能够生动形象的展示教学内容，教学效果良好。

3. 5 数码复合机

数码复合机是以复印功能为基础，可选打印、扫描、传真功能，采用数码原理，以激光打印的方式进行文件输出，可以根据需要对图像、文字进行编辑操作，拥有较大容量纸盘，高内存、大硬盘、强大的网络支持和多任务并行处理能力，能够满足用户的大任务量需要。

数码复合机的使用更加科学有效地将各种形式的数据材料按照使用者的意愿方便快捷的进行处理，是现代化办公的标志性产物。

4 结 论

计算机外部设备是教学现代化与办公自动化的物质基础，是计算机技术、通信技术、信息处理技术、自动控制技术等一系列现代科学技术的结晶，它能够及时、准确、快捷地处理各种教学内容及办公业务，大大提高了工作效率。

第5篇：计算机设计与实践范文

计算机控制理论与设计课程是控制科学与工程一级学科重要专业基础课,在硕士研究生培养中起着重要作用。计算机控制理论与设计课程作为控制理论与控制工程学科学位课程,于1998年开设,已有10多年的历史,通过多年建设,在课程内容、知识体系、教学方法等方面取得显著成绩。

1 明确专业培养目标,体现智能建筑特色

沈阳建筑大学是辽宁省唯一的一所建本文由收集整理筑类院校,我校控制科学与工程学科以智能建筑技术为学科特色,智能建筑技术的核心计算机控制技术。随着计算机控制技术的发展,对计算机控制理论和技术要求越来越高,但多年来计算机控制理论与设计课程教材内容上没有太大变化,教材内容陈旧是主要问题之一;其二,计算机控制理论课程与实际脱节,就理论讲理论,内容枯燥,不易理解;其三,很难能找到适应建筑类院校研究生培养的教材。

为此,对该课程进行了改革,取得了良好效果。

1.1 引进前沿技术

结合计算机控制技术的发展和最新成果,引入计算机控制研究的前沿技术,不断更新教学内容,使学生能学习掌握最新的知识和技术。

1.2 注重基础教学

按照“基本原理－系统分析－系统设计”的思路讲授课程,结合实例分析和实践环节,使学生掌握计算机控制系统基本原理、方法和技术,具备计算机控制系统的应用和设计能力。

1.3 反映智能建筑特色

结合智能建筑系统工程实例讲授,使计算机控制理论与智能建筑系统设计融合,体现智能建筑技术特色。

1.4 重在能力培养

将计算机控制理论学习与工程案例分析、科研成果相结合,通过课堂讨论、专题报告、专家教学、科研活动等实践环节训练,培养学生的实践能力。

2 丰富教学内容,满足社会发展需求

2.1 收集相关资料,充实课程内容

注意学科发展动态,收集国内外控制理论与控制工程的相关资料,特别是控制理论方面的有重要价值的论文、参考书籍及控制理论方面的原版教材,将计算机控制技术中最新、最先进的知识引入教学,大大充实了计算机控制理论与设计课程的教学内容,扩大了学生的知识视野。

2.2 将科研成果引入教学

在课程讲授的过程中结合科研工作研究成果,将科研中成功应用的计算机控制系统的工程实例开展案例教学,通过对计算机控制系统实例进行解剖分析,从硬件设计到软件控制程序,从软硬件接口电路到大系统连接,从常规的控制方法到先进的智能控制方法,结合实际系统设计中的经验,理论联系实际,受到学生普遍欢迎。

3 改进教学方法,提高教学效果

3.1 改进教学模式,促进学生积极思考,激发创造性思维

建立以学生为主体、以教师为主导的基于探索和研究的教学模式。在课堂教学中,以国内外典型计算机控制工程实例为载体,引导学生多方位、多角度地发现问题,有效地调动学生的学习积极性,激发学生的潜能;在课堂教学中鼓励师生交流;启发式教学,引导学生通过思考、分析和探索学习,鼓励学生大胆质疑、独立思考和创新思维。教学模式的改变,调动了学生学习的积极性,又激发了学生的创造性思维;开展研究型教学,开展学科前沿知识研讨、理论难点研讨、系统设计难点研讨等专题讨论。具体方法是:事先布置研讨内容,让学生查阅资料,针对实际问题,阐述自己的观点,每个研究主题指定主讲述人,并进行专题研讨,通过多媒体等现代化教学手段激发学生学习的兴趣,通过与学生互动,包括课程介绍、图片和录像资料、系统实例分析等教学资料,进行深度思考。

3.2 案例教学收到良好效果

在课堂教学中,将基本理论、设计方法、实例分析等按模块化进行归类,采用模块化教学分析方法,每章归纳出知识结构,从知识结构了解各个知识点之间的联

转贴于

系,以及模块中的各个知识单元到模块与模块之间的内在联系,深入浅出,由理论到工程应用,使学生易于掌握。

3.3 教学方法和手段的多样化,提高了学生的学习兴趣

深入实际:到中科院沈阳自动化所、科学家花园智能工程现场等单位进行现场教学。事先布置一些思考题,让学生带着问题学习,把课堂的理论知识和实践知识有机地结合起来。请专家讲解计算机理论在机器人控制、智能建筑中的应用技术,并通过现场的演示和实际操作,从理论到实践,展示了计算机控制理论在实际对象中的应用情况,更真实、直观,使学生更加真实地了解了计算机控制理论的重要性。

专家讲座:聘请有智能建筑实际工作经验的专家到校内做学术报告,做计算机控制技术发展国内外发展状况及计算机控制技术在智能建筑技术中的应用方面的报告,扩大了学生的知识视野开阔了学生的知识视野。

将现代技术与教材有机结合:现代技术与教材有机结合,形成立体化的教学环境。多媒体课件、网络教学软件、文字引导学生开展科研训练,学生自主选题,搜集资料,开展科研训练计划,鼓励研究生开展研究性学习,以巩固学生课程所学知识,并使课堂教学与科学研究融为一体,激发他们的科研和创新热情。

多种教学方式的融合:如课本文由收集整理堂讨论教学与教师讲授相结合,学科前沿知识与教材基本内容相结合,理论与工程实际相结合,科研成果与教学内容相结合,课堂教学与实践教学相结合等,大大提高了讲课效果。

(1)采用模块分析方法,深入浅出。系统设计要结合科研工作实际,从理论到实践,通过工程实例讲述,使设计更贴近实际;(2)将抽象的理论描述转化为形象化的描述。利用图形、图像信息资源使学生能够尽可能的接近实际系,从而提高学生认知度和学习兴趣。(3)在分析系统特性时,采用对比的分析方法,有助于学生深入理解各种分析方棕的特点、区别、适用条件及相互之间的关系。

3.4 理论联系实际,培养学生的解决实际问题的能力

第6篇：计算机设计与实践范文

【关键词】网络监控 流量测量 采集技术 技术构架 局域管理

伴随着计算机技术的飞速发展，以网络连接为主导的科技力量逐渐增强，并形成了多点传输、兼容运行的管理机制，视频、下载、多播等技术手段日益丰富。然而在网络应用不断扩大，线路错综、流量范围不断复杂的今天，网络连接不流畅、流量堵塞、链接速度缓慢、网络病毒传播等现象凸显出来，影响到我们的正常使用。因此，加强网络流量监控，合理规划流量布置，调整网络运用时差，有效控制网络病毒传播，研发新型网络流量监控系统势在必行。

1 分析计算机网络流量监控技术现状

传统的网络流量监控技术，是建立在某一区域内，点对点的直线传输和管理的，它的监控原理是：通过控制数据端口和输出端口的IP流量，来检测系统内的流量，分析网络资源。基于人们对现代网络技术的发展需求，开发设计新型网络流量监控系统，可高效、快捷的进行局域网络管理，调节网络流量资源，达到快速上网和减少病毒传播的目的，同时可借鉴传统流量监控技术，合理设计局域网络监控系统。这类设计应用的特点是：通讯流量大、种类繁多、无固定服务端口、特征变化迅速和可控制管理等。其监控系统应具有的技术功能：TCP/IP协议，建设网络的基础单元；数据采集和流量测量技术，网络监控管理的必备条件等。

2 计算机网络流量监控的设计与实现

2.1 计算机网络流量监控系统设计的技术构架

为满足人们日益增长的网络需求，实现快速、高效的网络链接，合理调节资源配置，有效防范病毒传播，进行可控的网络管理，对局域网络流量监控进行设计（如图1）。由图可知，局域网络流量监控系统是由系统管理、流量采集、实时性能监控、站点流量管理、P2P流量及分析统计模块组成，它们相互促进，协调管理，共同完成网络流量监控。

2.2 网络流量的测量与采集主要模块技术

在网络流量监控系统中，最为重要的功能模块：网络流量测量与采集技术，这也是基于Net-Flow网络流量监控设计的核心组成部件。网络流量测量在其形式上分为主动测量和被动测量两种方式。所谓的主动测量方式，是指通过向网络流量监控系统中，放入可探测流量的软件或数据包，通过数据反馈或数据入库跟踪等，得到有效测量流量的一种方式。例如，网络中综合对宽带信号进行定位和流程测量，具体措施就是通过植入探测流量器，来实现宽带网络的流量配置，它的链接方式就是通过主动测量方式进行的。被动测量，就是根据各个有效站点反馈的数据和记录，进行数据分析和统计，从而通过计算等方式得到的间接的流量获得方式。例如，P2P网络流量系统中经常通过交换机、路由器或其它监测设备，通过之路数据采集，从而得到网络流量。被动测量凭借不单独依附特殊设备运行、可避免系统的不兼容等特点，略优于主动测量方式。

网络流量采集技术，是按照系统所反馈的信息内容进行划分、重组的。一般分为四个类型：第一种实现了直接从一个端口到另一个端口的直线连接，即传统意义上的IP流量，其中包含了大量的数据信息；第二种用户链接网络所产生的流量信息，它的采集意义重大，可控制网络主要病毒的获取；第三种各个节点的网络流量，其信息量包括字节、数量、容积等，主要采用MRTG技术进行采集；第四种则是企业专用的业务层流量采集，主要应用Sniffer技术采集整理。

2.3 新型计算机网络流量监控的实现

基于Net-Flow网络流量监控系统，主要解决了传统P2P网络流量的端口、IP和通信限制，实现了点到面的综合流量监控，有效防范了外网的技术漏洞和安全隐患，是目前网络系统中应用较为广泛的流量监测技术。无论通过路由器还是交换机连接进入网络，最终都是通过流量采集模块和严格的监控管理，进行数据划分和测量，其中间环节加大了对信息流量的监控力度，有效的减少了网络病毒传播，促进了局域网的良性循环。

首先可通过系统结构运行原理，具体分析数据流量的来龙去脉，高效的掌握网络链接情况，并实时通过数据采集，快捷的确定数据包内容，包括源IP地址、端口信息、终点地址、协议类型等服务，来实现具体业务类型及传送方向等。其次，通过Net-Flow网络流量监控系统，可实施监控网络资源，如宽带高峰、低谷时间段，流量占用量，具体下载速度等，通过流量采集和网络测量模块，调节网络流量运行趋势，使之更高效、更快捷的提供数据反馈信息，强有力的控制网络病毒，为合理的使用网络资源提供有力的保证。

3 结束语

综上所述，基于Net-Flow网络流量监控系统设计，实现了局域网的流量链接管理，有效防范了外部网络的恶意攻击，对局域网络连接带来了新的突破和发展。同时网络运营商为全面扩宽网络业务，充分发挥网络流量监控方面的资源优势，必须整合网络科学技术，依靠先进的计算机理论，设计更为专业、高效的网络流量可控系统，综合提高网络运行速度和安全管理能力。

参考文献

[1]王继梅，金连普.基于JDBC的网络管理系统流量统计研究[J].计算机工程与设计，2009（8）.

[2]梁鸿，刘芳.基于TCP/IP的网络流量监控系统模型的研究[J].计算机系统应用，2007（6）.

[3]柯栋梁，万燕.基于SNMP协议的流量监控系统的设计与实现[J].微计算机信息广西教育，2009（4）.

作者简介

赵韬（1982-），男，湖北省郧县人。大学本科学历。现为湖北省郧阳师范高等专科学校讲师。研究方向为计算机网络。

第7篇：计算机设计与实践范文

关键词：计算机程序设计；课程；教学模式；改革；实践

中图分类号：TP311.11文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2007)12-21739-01

Reform and Practice ofProgramming Language Course

ZHENG Li

(Business College of Beijing Union University , Beijing 100025,China)

Abstract:Programming is a widely required course in the University. The strong logicality, operating agility, made it hard to learn. In order to improve the programming ability, on the basis of “Problem-based Learning”, put forward several appropriate reform methods. At the same time, reforms and practice are carried out in the teaching mode design, manipulating and examination. Good effects have been acquired.

Key words:Programming; course; teaching mode; reform; practice

前苏联学者伊尔肖夫提出“计算机程序设计语言是第二文化”，这种说法在世界各国广为流传，表明人们已充分认识到计算机程序设计在自然科学以及社会生活等各个领域中所发挥的重要作用。目前，计算机程序设计已成为各高校普遍开设的必修课之一。但在教学过程中，我们发现，相当一部分学生在学习该课程时存在一定的困难。其原因在于，计算机程序设计是一门综合性课程，逻辑性很强，而且程序的编写灵活多样。为了让学生在有限的时间内掌握程序编写的基本方法，具备较强的编程能力，我们对计算机程序设计课程的教学方法进行了改革，提出了“基于问题的学习”的程序设计方法。

1 基于问题的学习简介

基于问题的学习，即PBL（Problem-based Learning），产生于1966年的美国McMaster大学的“三年规划”。该规划针对的对象是医学院学生，其特点是：①把分析解决人类身体健康的核心问题作为获取以及应用知识的主要途径，从而打破学科的界限，把人类生物学的许多课程融合在一起，并强调问题的解决过程；②强调学习者在学习过程中变消极为积极，变被动为主动，以发展学习者独立自主学习和终身学习的技能；③把学习者分成小组，每个小组有5-6名学习者和一个指导教师[1][4][5]。

根据程序设计课程的特点以及我院学生的实际情况，我们在上述基于问题的学习理论的基础上，提出了程序设计课程教学改革的方法，其内容是：①以分析解决实际问题为目标，以编写程序为手段，将数学、物理学等相关学科与程序设计课程紧密结合起来，打破学科的界限，强调在问题解决过程中学生逻辑思维的锻炼；②鼓励学生在学习过程中积极参与，在课堂讲授时教师通过巧妙设问，激发学生的好奇心，并适当留给学生一定的独立思考时间，使其变被动接受知识为主动吸收知识，培养学生自主学习的习惯和能力；③在上机及课程设计环节可以对学生适当分组，提倡学生之间的互帮互学、研讨辩论，培养学生的团队意识及协作精神。

2 教学模式的设计

2.1 明确教学目标

教学活动是一种有目的、有计划的培养人的活动，因此，教学目标的明确对于教学活动合理有序的开展至关重要。美国教育学家布卢姆（B.J.Bloom）等人提出将教育目标分为三大领域，即认知领域、情感领域和动作技能领域。关于认知领域，他又提出六个层次的分类目标：认知、理解、应用、分析、综合和评价[2]。根据此理论，我们在上课伊始，即向同学阐明本课程的教学目标，并在以后每次上课时，首先明确本次课的教学目标，使学生在学习过程中，充分了解本课程的学习任务、重点难点以及要达到的高度，我们期望每个教学方案、甚至每个教学单元都能够给学生带来某种（甚至是几种）重要变化。这样，学生便能根据学习目标有效地收集各种学习资料与信息，并运用阅读、讨论、上机实验、网上检索等获取信息的方法，提高自主学习的能力，更好地掌握本课程的内容。

2.2 设置教学情境

教师通过对教学情境的展现，达到唤起学生兴趣，引起学生注意的目的。

计算机程序设计中有三种基本控制结构，即顺序结构、选择结构和循环结构。一般而言，当学生学习到循环结构时，常会由于问题的趋于复杂和灵活多样而引起学习的困难，该阶段的学习如果解决不好，将会严重影响后面章节比如数组等的学习。因此，在讲授该章节的内容时，我们尝试了多种方法，经比较认为，基于问题的学习方法尤其适合于该阶段的教学。

（1）提出问题

以算法之一“穷举法”为例。首先提供给学生的是一个非常有趣的“百钱百鸡”问题：公鸡5元钱一只，母鸡3元钱一只，小鸡一元钱3只，用100元钱去买100只鸡，问有多少种不同的买法。

学生听清楚老师的问题后，引发了强烈的好奇心，很多人马上拿出纸笔，很快就写出了求解的方程组：设买公鸡x只，母鸡y只，小鸡z只，根据题意，则有：

但是，这些同学立即意识到了一个问题，两个方程，却有三个未知数，应该如何求解呢？学生的疑问及好奇心完全被调动起来了，此时此刻，师生均完全沉浸在问题之中。于是，非常自然地，教学进入第二个阶段――分析问题。

（2）分析问题

经过老师的适当启发，同学结合自己所学过的数学知识积极思考，有同学提出了解决问题的方法：逐个试验。但很快，这位同学又泄气了，这么多的数据，一个个试验，这需要多少时间呢？教学进行到这个时候，老师分析问题的最佳时机就来到了。我们从计算机处理问题的特点入手，对循环结构的形式、特点、流程及处理方法进行了剖析和讲解，明确了用计算机对该问题进行逐个试验的可行性与必要性，学生的思路逐渐明朗。于是教学转入第三个阶段――解决问题。

（3）解决问题

在分析清楚问题之后，老师要求学生拿出纸笔，自己编写程序。经巡视，部分同学能够自己独立编写程序，另有部分同学虽然程序编写的不完整，但基本思路已经清晰，欠缺的只是语句的语法规则没有记清楚。之后，教师将程序呈现在屏幕上，并在实际环境中进行运行，结果马上显示了出来。同学们看到打印出来的结果，对各种购买方法有了一个直观的认识。为了增强说服力，我们还对其中任选的一个结果进行了验证。问题解决了，同学们感到非常高兴，成就感油然而生，教师则不失时机地再次总结“穷举法”的特点、用计算机处理类似问题的基本方法、以及循环结构的语句形式和功能，同时阐明自己所认为的快乐教育的真谛：所谓快乐教育，是指解决了问题后学生身心所产生的满足感。

（4）问题的延伸

为了加强学生对穷举法的认识，更熟练地解决此类问题，我们在课后会布置一些类似的作业，比如，让学生自己编写程序，解决“水仙花数”的问题、完数问题、勾股数组问题等。这些问题趣味性很强，又和学生的数学知识结合的非常紧密，学生在课下需要完成的作业，不再是为了应付差事而必须去做的机械乏味的工作，整个学习过程将会变得兴趣盎然。

教学情境的设置因所讲内容的不同而有所区别，但其本质不变，即：针对本次课的内容，合理选择实际问题，与学生原有的认知结构建立实质性的关系。教师在讲课过程中，尽量激发学生积极主动地从自己原有的知识体系中提取最有关联的旧知识以和新知识建立联系，固化新知识，周而复始，形成良性循环，保持学生的学习积极性和主动性。

3 强化上机操作

程序设计是一门实践性很强的课程，上机操作是教学环节的重要组成部分。它具有课堂讲授所无法比拟的优势，能够最大限度地促进学生学习的主动性、探索性和创造性。正因如此，每次上机课前，教师均根据所讲内容和学生已有的认知水平，提出一些既可接受，又有挑战性的问题，充分激发学生的求知欲，培养学生的探索研究精神。为了保证上机课的效率，对于布置的作业，要求同学在上机前进行适当准备。上机题目由同学独立完成，但允许周围同学小声讨论，教师在上机的过程中对学生进行随时指导。针对学生遇到的较为普遍的问题，要及时给予启发，同时注意给同学留下独立思考的空间。

上机操作在很大程度上强化了同学们对课堂所讲授内容的理解。有些问题，看似明白了，但自己真正动手去编写程序、运行程序，却往往会发生这样或那样的错误，因此上机实际上是不断的改正错误或改进方法的过程。这一过程，对学生的好奇心、独立性、耐性、情绪、责任心等都有不同程度的影响。作为教师，要注意适时提供反馈，评定行为，对做得好的同学要及时表扬，达到强化知识的目的。对一时有困难的同学，要耐心询问，了解症结的所在，以便有针对性的进行辅导。上机过程中教师要注意引导学生循序渐进，脚踏实地。古人云，“不及跬步，无以至千里；不积细流，无以成江海”，只有把远大的目标与现实的努力结合起来，同学们的学习能力才会得到较大的提高。

4 改革考试方法

考试是检查、评价、督促教学和反馈信息的重要手段。学校通过组织各种考试、测验，确定实现教育教学目标的圆满程度，实现日常教学决策[2]。考试主要应该起到两方面的作用：一是能够正确评价教育教学效果，提高教学质量；二是能够检查和评价学生学业成就，甄别学生能力高低。

在教学过程中，我们根据教学的内容及教学进度，适当安排了若干次小测验，大约在学习内容进行到一半时进行期中考试，期末进行年级统一的期末考试。另外，因为计算机程序设计课程是理论与实践并重的课程，对学生的实际操作能力要求比较高，所以在考试中均增加了上机操作的测试。学生整个学期的综合成绩由以上几部分及平时成绩等按一定比例计算得出，与过去的一考定终身相比，综合评定成绩更侧重学生学习过程的管理，既能促进学生平时的学习，又能较为全面地反映学生的实际水平。

5 结语

经过几个学期的实践，同学们对于《计算机程序设计》课程的学习取得了良好的成绩，更为重要的是，他们对程序设计课程更加感兴趣，并能够从中体会到学习编程的快乐。作为教师，我们为学生的进步感到欣慰，另一方面，又在对这种教育教学方法进行进一步的探索和完善。我们希望指导学生学会抓住教师讲授的思路，捕捉学习的疑点，培养独立获取知识的能力。我们期待学生通过程序设计课程的学习，能够培养高度的自觉性和独立性，并始终保持旺盛的求知欲和强烈的进取心，以健康的心理素质和良好的知识结构迎接社会的变更与挑战。

参考文献：

[1]马红亮，杨冬.网络环境下PBL的模式研究[J].现代教育技术，2002，（3）：17-21.

[2]教育部人事司组编.高等教育心理学[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3]教育部人事司组编.高等教育学[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4]马红亮.基于PBL的WEB学习环境设计[J].四川师范学院学报（哲学社会科学版），2003，（4）:135-138.

[5]马红亮.PBL在本科生教学中的准实验研究及思考[J].现代教育技术，2004，14（1）:71-75.

第8篇：计算机设计与实践范文

关键词：云计算实验室 设计方案 性能

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（a）-0122-02

云计算的出现引起了新的技术变革，为高校的实验室建设提供了新的建设思路。目前，该院机房存在着硬件设备落后、软件升级困难、存储的文档不安全等问题，该文主要探讨使用云计算来解决目前实验室存在的各种问题，以此来建设高效、智能、方便的实验室环境。

1 目前实验室的建设状况

实验室是培养计算机人才的必备条件，是学生进行专业实践的重要场所，虽然学校在实验室的建设上投入了大量的资金，但在建设和管理方面还存在着许多问题。

1.1 实验室维护困难

机房的计算机数量多，小的实验室都有至少40台电脑，大的机房有100多台，因为计算机的数量多，出故障的几率高，为了保证上课的质量，机房管理人员往往疲惫不堪。而软件方面的问题更多，学院负责不同课程教学的老师会装不同的操作系统环境，比如win2003、windows 7、Linux等，在同一种操作系统下也会安装不同的软件，软件与软件之间可能存在不兼容等问题，装完后也可能会出现蓝屏、无法启动等各种错误，如果不及时解决，会影响正常的教学工作，这无疑会给维护人员增加工作负担。

1.2 软件升级难

计算机软件更新换代比较快，目前，教师机和学生机不能同步，实验室之间的资源不能共享，想更新实验室机器上的软件，必须在每个实验室的教师机和学生机上各装一遍，如果同一个软件在多个机房装，无疑就给教师带来了麻烦，使教师总是会做很多重复的工作，工作效率低。

为了提高学生的课堂效率，上课期间给学生断网，由于机房管理员的日常工作比较多，因此基本不开网络，这样杀毒软件得不到更新，病毒肆虐。即便使用了自动还原系统的保护卡也挡不住众多病毒。

1.3 任课教师的使用难

任课教师在给学生上课时为了更好地监控学生的学习，需要控制学生电脑屏幕或进行广播控制，但是学生机往往会因为各种原因不能接受教师发送的请求，使得上课效果不理想。教师往往不能通过此模式取得良好的教学效果。

2 云实验室的优点

2.1 维护方便

云计算的使用，使得实验室的维护变得方便快捷。管理员无须更新每台机器上的软件，只需要配置云端就能满足不同客户端的请求，客户端的配置少了，出错的几率也就小了。不同的学期需求的软件不一样，教师也不用逐一地去更新软件了。学生做的作业，教师的课件也可以随时传到云端，供学生课后复习。

2.2 可移动性强

云计算实验室的建立打破了时间地点的限制，开辟了一条学习的新道路。它可以使学生在实验室关闭后，还能利用自己的电脑获取云端的学习资源，充分利用学生的课余时间和个人计算机。

2.3 使用方便

学生和教师的资料可以存放在云端，供教师和学生随时查看，避免因为机器的自动还原装置被格式化掉。因为所有的软件和数据都存放在云端，这样也同时避免了计算机病毒的产生，避免了不必要的损失。云计算也可以实现不同设备之间的资源共享。

3 云实验室的总体设计

3.1 云实验室的体系结构图

云计算的基础构造是不可见的，是按需提供服务的模式。云计算提供的服务有3个层次软件即服务、平台即服务和基础设施即服务，云计算的体系架构如图1所示。

3.2 云实验室的网络拓扑图

云实验室中云主机和教师机、学生机的拓扑图如图4所示。

4 云实验室建设的方案

IBM董事长托马斯.沃森在1943年，胸有成竹地告诉人们：“我想，5台计算机足以满足整个世界市场。”当时被认为是笑话，而在云计算大数据的今天这个笑话已经实现。云计算的出现使实验室告别了大批采购PC机、胖客户机的时代。

云实验室的建设主要满足以下几个方面。

（1）要充分利用实验室现有的设备，以便节约成本。

（2）要有标准统一的接入规范，以便实现全校范围接入。

（3）要有安全L问机制，以便用户安全访问。

（4）要有较好的兼容性，以便后续更新使用。

结合高校实验室的实践建设情况及云实验室建设的要求，我们认为云课堂应主要由客户端层和云主机层两层组成。客户端充分利用现有的终端。主机层主要能满足不同教师对教学环境的要求，通过它来为客户端层提供接入。

为了满足云课堂的要求，更好地为教师和学生提供服务，对实验室的整体进行如下规划。

师生PC区放到一端，核心区主要的设备有云服务器、实验平台等主要的设备，通过校园网连出去。由于云计算的兼容性好，我们可以使用旧设备也可以重新购置新的设备。

5 云实验室的性能分析

（1）低投入高获取。用户终端不需要频繁地更新硬件设备，用户端只需要通过云终端获取所需的所有资源。

（2）存储空间大大幅提升，资源利用率高。通过虚拟化技术提高了资源的利用率。云计算技术的使用，使得存储空间能满足不断增长的信息需求。

（3）减少了空间的限制，实现了不同空间中资源的共享。利用虚拟技术，构筑虚拟资源池，资源池可是实现不同实验室客户端之间的的数据共享，提高了资源的利用率。

（4）安全性高。云计算实验室把客户端和主机分离，所有的数据资料都存放在云端。在云端采取多种措施来保障数据的安全，减少客户端存放数据的风险性。

6 结语

该文主要从云实验室的优点、实验室的网络拓扑、整体拓扑方面介绍实验室的实施方案，从性能方面分析云实验室建设的好处。在今后的研究中应继续针对云实验室的安全进行研究，保障用户的隐私数据。

参考文献

[1] 张趁香，朱旦晨.基于云计算的高校计算机实验室建设方案优化[J].淮阴工学院学报，2013，22（5）：28-30.

[2] 何靖媛.云计算实验室建设方案探究[J].科技视界，2016（11）：135.

[3] 李宁，王铁峰.打造无围墙的实验室――云计算时代高校计算机服务平台建设模式探讨[J].实验技术与管理，2013，30（4）：12-15.

[4] 陈昌兴.高校实验室信息化的云计算策略与方法[J].实验技术与管理，2014（1）：221-224.

第9篇：计算机设计与实践范文

1 概况

计算机基础实验中心是省级实验教学示范中心建设点。实验中心依托计算机应用校级重点学科、计算机科学与技术校级重点专业，服务于全校计算机基础、计算机专业、理工科基础、文科自主学习、教育信息技术、艺术设计等多学科的教学和科研。实验中心紧紧围绕示范中心建设标准，对实验教学体系、实验教学方法等进行了改革创新，以示范中心设立子项目为手段，构建全员、全方位、全过程的实践育人体系，以打造“资源共享大平台”为基础，在实践中构建“开放实验室个性化服务体系”，推进“虚拟仿真实验教学”改革创新，确立“强基础、重实践、求创新”的教学理念，积极有序地开展了实验教学示范中心的各项建设工作，逐步将中心建设成为理念先进、管理规范、资源丰富、开放创新、设备精良和特色明显的实验教学示范中心。

2 实验教学示范中心建设的实践

2.1 实验教学体系与教学内容

遵循以能力培养为核心的实验教学理念，依据学科特点划分基础课程不同模块，根据专业性质开设不同层次的实验教学，构建符合各学科专业结构的“模块+层次”实验教学体系。结合学科专业特点，设计具有实际应用背景的实验项目，不断改革和完善实验内容，更新实验项目。

2.1.1 建立和完善与理论教学有机结合、分层次、模块化的实验教学体系

依据信息技术发展趋势，充分考虑与高中信息技术对接，开展了实验课程改革，摒弃原有与省大学生计算机等级考试挂钩的应试教育，确立了以工程实践能力培养为核心的实验课程体系。逐步调整完善了“1+X+Y+Z”的实验课程体系。“1”为计算机文化基础，调整为《Office 2010高级应用》，“X”为大公共基础，面向不同专业开展《程序设计基础》、《多媒体技术》、《课件制作》等基础课，“Y”为小公共基础，开设信息类专业的计算机基础课，“Z”为以计算机平台为工具的其他专业课程。

2.1.2 注重与应用实践结合，不断更新实验项目

实验中心依据学科发展和人才培养需要，以“基础技能实验-综合性实验-设计、创新性实验”为基本框架，积极探索依据不同学科专业组织不同实验项目案例，注重实验内容的综合性、多学科交叉性。大力推动“三性”实验项目建设。

同时鼓励实验教师从工程实践中开发新的实验项目，并融入科技创新和实验教学改革成果，不断更新、调整实验内容，实验项目平均年更新率达到20.4%。已经初步构建成一个动态开放式的基础性、综合性、设计创新性实验有机组成的实验内容体系。

2.1.3 以学生自主开放实验项目为载体，开创实验教学模式的多元化

中心结合多种形式，组织学生参加课外科技活动，将教师科研、学生科研、学科竞赛、开放实验项目等融入开放实验教学中，学生可根据自己的时间通过实验中心预约实验，从而让学生在这些实验项目上有充分的自主权，这样不仅可提高学生学习的积极性和主动性，而且能培养学生自己准备、组织和完成实验的能力，逐?u形成一种开放、合作、研究型的学习氛围。同时抓学生第二课堂学习，提高学生的计算机文化素质，拓展实验教学的时间和空间，充分激发学生的学习热情，有效推动实验课程体系的建设。

2.2 教学方法与教学手段

在实验全程深入贯彻“以能力培养为核心”的实验教学理念，以实施工程项目驱动为核心改进实验教学方法，以推进虚拟仿真实验为目标改进实验教学手段，以“三性”实验评价为载体探索和实践多元化实验考核方法。

2.2.1 注重顶层设计，不断改进实验教学方法

以CDIO工程教育理念为指导，注重顶层设计，开展系列实验教学方法改革，以教学改革项目、课堂教学方法改革项目、示范中心实验教学改革项目等为载体，开展和实验教学方法改革相关的教学研究项目若干项，开展了独具特色的以工程实践能力培养为核心的主动式项目驱动、微型项目驱动（MPD）、团队角色化（TR）、问题驱动（PBL）、同伴教学法（PI）等实验教学方法改革实践，形成了以自主式、合作式、研究式为主的学习方式。

2.2.2 虚实结合，丰富的实验教学手段

实验中心开展了网络教学和课堂教学相结合，课外自主学习和课内研讨式教学相结合，开放式自主实验与课内实验相结合的多维度自主学习、自主实验教学。大量采用“多媒体+上机”形式开展辅助教学，同时依托示范中心网站、BB网络课程平台、精品课程网络平台等网络渠道建立多媒体网络教学资源库，建设省级精品课程2门、校级精品课程7门和校级网络课程6门，并积极开展视频公开课、慕课（MOOC）的探索和实践。

依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，大力推行虚拟仿真实验，建立开放式虚拟仿真实验平台，主要包括：一是虚拟现实教学资源，构建了高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，如机械模具虚拟拆装实践训练等；二是虚实结合教学资源，构建了虚拟仿真实验有部分实物参与的半实物仿真系统，如电气自动控制虚拟仿真实践训练等；三是软件虚拟教学资源，利用仿真工具软件二次开发的纯数字仿真实验资源，不带有实物对象，如网络系统集成模拟实践训练等。实现了“虚实结合、相互补充、能实不虚”的新型多方位实验教学手段，拓宽了实践教学领域，丰富了教学内容。

2.3 多元化实验考核方法

2.3.1 短学期实践

在全校率先开展了全部专业、全体学生统一参与的短学期集中实践（2周），将原来实验安排中，分割太细、实验内容相对重复的多门专业实验课程重新梳理，科学的结合为综合型集中实践。在实验过程中，学生进行自主设计，将综合性实践模块分别围绕某一领域或方向组织实验内容，以引导学生进行科学研究和创新。并以独立课程形式进行管理和考核，力在提高学生的工程实践能力。

2.3.2 多元化考核

根据计算机相关实验项目特点，以“三性”实验为抓手，积极探索和实践上机考试、作品评价、现场答辩等多元化考核方法，统筹考核实验过程和实验结果，注重方案设计、作品实现等形成性评价。

2.4 教学效果与教学成果

通过深入贯彻“以能力培养为核心”的实验教学理念，在实验教学方面进行改革与创新，对实验内容进行优化，重视实验内容的综合性、学科交叉性。实验中心教学覆盖面和受益面广，学生参与实验的兴趣深厚，起到良好的教学效果。

2.4.1 教学覆盖面和受益面广

建设期末实验中心覆盖课程数达39门，覆盖专业39个。相对建设初期，覆盖课程种类明显增多，涉及10个专业基础课程，资源共享大平台建设取得初步成效。建设期末实验中心开出实验项目172个，着重加强基础技能实验精?x和“三性”实验建设工作，“三性”实验比例明显增加。课内实验人时数达219047，受益学生数9477，实验开出率100%。

2.4.2 学生实验兴趣浓厚

将教师科研、学生科研、学科竞赛、开放实验项目等融入开放实验教学中，大力推行学生自主型实验、创新型实验，通过政策引导和激励机制的完善，示范中心资助立项并结题学生自主开放实验项目百余项，参与学生达600余人，学生实验兴趣浓厚，对实验教学评价优良。学生实践技能和创新能力优良，积极参加科学研究和学科竞赛，实践成果丰富。通过学生自主开放实验项目培育，学生立项完成省新苗人才计划项目近三十项。以实践创新、科研项目等科技活动为基础，研究和解决关键技术，学生正式发表学术论文数十篇。形成了浓厚专业实践氛围，学生在挑战杯、ACM程序设计、多媒体、服务外包等各类省级A类学科竞赛中获得奖项二十余项。