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关键词:混凝土外观质量,聚羧酸
混凝土结构的外观质量通常被列为整体工程质量的一项重要的考核内容,尤其是对地面以上重要结构部位的外观质量更是提出了严格的要求,做到混凝土表面光滑平整、无蜂窝麻面、外观整体颜色一致、模板接缝严密平整、无错台漏浆,是每个建设者的心愿,也是每时每刻探讨、研究的话题。此外,混凝土的外观质量在一定程度上也是混凝土内在质量的体现。因此,做好对混凝土的外观质量的控制,是保证工程质量的一种重要手段。
本文主要从混凝土配合比、模板质量两方面对混凝土的外观质量进行控制。
一、混凝土配合比
工作性能良好,不泌水,不离析的混凝土是保证混凝土构件外观质量的基础,因此在设计有外观质量要求的混凝土配合比时,应根据当地原材料的实际情况,选择合适的集料比例和胶体用量。选择与所用水泥相适应,性能优越的外加剂品种尤为重要。
1、水泥
由于不同品种的水泥在色泽上的差异会影响混凝土的颜色,因此,混凝土拌合物所用水泥应采用同一品种。。。对于大体积混凝土,应采用中、低热水泥品种,以降低水泥硬化过程中的水化热,防止混凝土表面出现裂纹。
2、集料
细集料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、粒径小于4.75mm的河砂,以中粗砂为宜,含泥量控制在1.5%以内。
粗骨料的颗粒级配应采用连续级配,粒径为4.75mm-26.5mm,且不得有针片状碎石和石屑,含泥量控制在1%以内,以免因含泥引起混凝土强度降低和成型混凝土外观颜色失真、花脸。
3、聚羧酸系减水剂
聚羧酸系减水剂是一种新型的减水剂,我国从90年代中后期开始研发聚羧酸系减水剂产品,并在实际工程中得到应用。进入二十一世纪,聚羧酸系减水剂在国内三峡工程,润杨大桥,杭州湾大桥,苏通大桥等许多大型重点工程中开始使用,其优异的性能已经得到广泛认可。
在调整混凝土配合比以求获得良好的混凝土外观质量的过程中,通过对比试验发现,聚羧酸系减水剂较之传统的萘系减水剂在控制混凝土工作性和外观质量方面具有很大的优越性。传统萘系减水剂配制的浇筑试验柱的混凝土,工作性较差,易出现泌水现象,严重时在振捣过程中出现严重的泌浆现象,导致拆模后的试验柱表面粗糙,不光滑,并有麻面现象,局部还有一些砂线存在。而出现这些外观上的缺陷的主要原因就是由于混凝土泌水造成的,因为混凝土泌出的水聚集在混凝土表面,由于振捣作用造成表层的混凝土水灰比过大而形成离析,从而出现了上述的一系列外观上的缺陷。而聚羧酸系减水剂就不同了,通过不断地试验、研究发现聚羧酸系减水剂的优越性主要表现在以下几点:
(a)掺量低,减水率高;
(b)在使混凝土具有良好的保塑效果的同时并不延长混凝土的凝结时间,这是萘系减水剂所无法克服的缺点;
(c)用聚羧酸系减水剂拌和的混凝土保水性好,在振捣以后混凝土中的骨料还能保持良好的悬浮状态,不出现泌水、泌浆和分层的现象;
(d)由于聚羧酸系减水剂的减水率高,用其配制的混凝土不易发生泌水、离析现象,工作性能好。所以用聚羧酸系减水剂可以配制出坍落度达27cm,扩展度不低于60cm的自密实混凝土。
不过,在聚羧酸系减水剂的应用过程中也存在与水泥的适应性问题:如果使用与水泥不相匹配的品种,就会出现减水剂掺量增加、混凝土泌水和坍落度损失过快的现象。。然而,只要通过对混凝土配合比中一些技术参数的调整,尤其是采用聚羧酸系减水剂,就可以大大改善了混凝土的工作性能,使混凝土在实际施工时,在坍落度达到14cm-18cm的情况下,仍然有良好的保水性能,并且不离析,不泌浆,易泵送,耐振捣。
4、制作试验柱,观察混凝土外观质量
通常在设计混凝土配合比时,主要是考虑满足图纸和规范对混凝土强度的要求和现场施工工艺对混凝土工作性能的要求,很少考虑混凝土外观质量对配合比有什么要求,而常规的混凝土室内试验检测无法检测到配合比对混凝土外观质量的影响,所以,在现场浇筑时,经常会出现振捣以后混凝土表面浮浆较多,拆模以后表面粗糙、有麻面的现象,而造成这些质量通病的原因主要是由于混凝土体积较大,经振捣以后发生离析,产生泌水现象所致。然而,这种情况在进行混凝土配合比设计试拌时,由于试验时拌和的混凝土体积较小,无法准确地判断出来。为了能够检查出影响外观的原因,我们在施工过程中,通过不断的研究、总结,得出的做法是在施工前通过浇筑试验柱来检测混凝土的外观质量,以此来控制工程的外观质量。这些试验柱的尺寸可以定为20cm*20cm*150cm,试验发现这些小型试验柱的外观能较真实地反映了现场混凝土的外观情况。以此为手段,我们在多方面分析原因的基础上,通过不断的对原来的配合比进行改善,使工程质量达到规范要求。
二、模板
模板质量的好坏,对混凝土外观质量来说是一个重要的因素。混凝土的平整度、光洁度都与模板质量直接相关。通常,在不同的部位应选用不同材质的模板,钢模板因为其刚度大,强度高,不易变形,主要用于墩柱和箱梁等部位。一些特殊的情况,比如箱梁采用MMS滑膜施工,因为箱梁摸板托于滑移模架上,如有水分洒落其上,很不容易散失,另外,中间绑扎钢筋等施工工序周期又比较长,模板长期暴露在空气中很容易造成锈蚀,这直接导致浇筑完的混凝土表面出现锈迹或锈斑,影响了混凝土外观质量,通过研究对比,得出在箱梁摸板上用氩弧焊敷上一层不锈钢板以解决这个问题,并取得良好的的效果。塔身爬模施工中通常采用的是木模板,比如进口的visa木胶合板。木摸板的优点主要在于重量轻,这样可以减少爬模整体的自重,易于模板爬升。另外,木模板弹性好,不易发生永久变形,在塔身浇筑时,可以使之紧箍在已浇筑的塔身节段上,使塔身两混凝土节段的接缝处严密平整,不易发生漏浆和错台现象。另外,浇筑小型试验柱可以避免由于多次浇筑尺寸大试验柱所造成的成本增加。在正式施工前通过浇筑小型试验柱来发现问题,根据出现的不同情况对混凝土配合比进行比较、分析和调整,既能达到检验混凝土配合比的目的,又能节约试验成本,不失为一项保证混凝土外观质量的有效手段。
三、结语
作为工程技术人员,科学精细的施工工艺是混凝土外观质量的保证。在施工过程中,只有通过合理地组织安排,严格地现场管理,充分重视混凝土工程的质量监控和管理工作,才能确保混凝土具有良好的内在质量和良好的外观质量,以实现混凝土外观“亮、平、光”的理想效果。
参考文献:
1、《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003
2、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000
3、《公路工程桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
关键词:互联网+;计算机硬件课程;教学方法
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)07-0045-02
随着中国社会进入“互联网+”时代,在“万众创业,大众创新”的大环境下,IT领域中各项新兴技术层出不穷,例如应用于各领域的智能电子设备、可穿戴设备、人工智能等。这些新兴技术又都与计算机硬件紧密联系,于是社会对当前的计算机硬件类专业人才的培养提出了新要求。以人工智能为例,国家发改委、科技部等几部门联合的《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》中明确提出,“培养发展人工智能新兴产业”、“推进重点领域智能产品创新”和“提升终端产品智能化水平”等三点目标,同时强调方案实施的关键是大量的“互联网+人工智能”专业人才。由此可见,时代的发展方向正要求对计算机硬件课程进行调整,势必会引领计算机的软硬件课程的协同发展,开展新一轮的计算机教学内容的整合和教学方法的改革。
一、计算机硬件类课程现状
(一)计算机硬件课程设置现状
从计算机专业本科生的培养计划可见,软件类课程仍占据主导地位,而硬件类课程则相对较少。笔者以南京邮电大学信息类各专业的培养计划为例,将与计算机硬件相关的课程整理在表1当中。根据各专业的培养计划的具体要求不同,课程会放在不同学期进行授课。
表1 计算机硬件类课程的设置
(二)计算机专业现有培养模式的特点
通过长期对计算机专业本科生在教学以及毕业设计过程中的表现的调查和研究[1-3],笔者发现“欺软怕硬”的现象很普遍。所谓“欺软怕硬”,是指学生对软件类课程的学习热情和掌握情况要远远好于硬件类课程。由此形成了学生在毕业设计选题时对软件类题目趋之若鹜,而硬件类题目则无人问津的局面。通过与学生的交流和教学过程中的思考,同时借鉴了相关文献的研究经验[4-5],笔者认为目前的局面是由现有的培养模式决定的,其特点可以总结如下。
1.想法可以快速实现并验证,因此大多数学生更喜欢软件。2.相较于软件类课程,硬件类课程内容显得较枯燥。3.不同的硬件课程采用不同的实验设备,不便于学生贯通式地掌握系统化知识。4.硬件类课程的实验教学与实际开发有较大区别,实验技能往往无法直接用于实际项目开发。5.教学实验设备无法为教师的科研项目提供支撑,教师将科研与教学实验相结合的热情不高。6.实验室人员需要花费大量时间维护各种硬件实验设备。
二、“互联网+”时代计算机硬件课程面临的挑战
“互联网+”是将互联网作为当前信息化发展的核心特征,提取出来,并与工业、商业、金融业等服务业全面融合。其核心是创新,只有创新才能让这个“+”真正有价值、有意义。在分析了目前市场上的各种“互联网+智能硬件”后,笔者认为对计算机硬件课程发展的挑战主要体现在以下几点。
(一)个体化向网络化的转变
目前的计算机硬件课程基本都是面向个体化设备的,无论是“计算机体系结构”课程中侧重对计算机系统的性能评价,还是“计算机组成原理”课程中着重于运算器、控制器、存储器、指令系统各部分的设计和组成,抑或是“微型计算机原理与接口技术”课程中关注的CPU工作原理和常用外设与主机的连接方法等,无一例外是在单一设备上进行。而“互联网+”所倚重的物联网、云技术和大数据等技术则需要网络化设备进行分布式的协同工作。这是传统的计算机硬件课程在教学和实验环节中比较欠缺的。
(二)功能化向智能化的转变
学习了计算机硬件课程后,学生大多能熟悉和了解对于实现特定功能的硬件系统的开发流程。但是目前的“互联网+智能硬件”已经不仅仅局限于实现某个或某几个简单的功能,而是更多地强调可以进行“随机应变”的智能化属性,这就要求学生不仅要学好硬件类课程,还需要对人工智能、机器学习、云计算等相关领域的知识有广泛的涉猎。
(三)低成本至高性价比的转变
在以往的硬件_发中,特别是在对价格较敏感的某些应用领域,开发者往往更重视对硬件成本的控制。随着微电子技术的快速发展,各芯片及相关的外设和传感器的价格不断降低,如今人们对成本的要求已经不像以往那么严苛了,人们往往更注重性能或者说是性价比的提升。目前的硬件课程中介绍的芯片大都是很久以前的产品,如何使课程与时俱进是课程改革中需要关注的问题。
三、计算机硬件课程教学方法改革的策略
【关键字】 硬件设计 安全 计算机
引言:计算机硬件功能的要求直接影响到计算机硬件的发展速度和方向。计算机硬件主要是由I/O接口(输入、输出设备)、CPU以及板卡等组成的,在信息系统中起重要的作用。软件安全保护是采用加密、反跟踪、放非法复制等技术。在软件系统上或圆盘上产生一种信息,这种信息即使软件系统中个可执行文件在运行过程中必须应用的,优势各种文件复制命令或软件复制软件所无法正确复制、午饭正确安装或无法正常运行的。
一、计算机硬件安全
1.1 计算机硬件防护
计算机在使用过程中,对外部环境有一定的要求,即计算机走位的环境应尽量保持清洁、温度和湿度应该适应。电压稳定,以保证计算机硬件可靠的运行。计算机安全的另外一项技术就是加固技术,经过加固急速生产的计算机防震、防水、防化学腐蚀,可以是计算机在野外全天候运行。
1.2 计算机硬件与系统
从系统安全的角度来看,计算机的芯片和硬件设备也会系统安全构成威胁。比如CPU,电脑CPU内部集成有运行系统的指令,这些指令代码都是保密,我们并不值得它的安全性如何。国外针对中国所用的CPU可能集成有陷阱指令、病毒指令,并室友激活办法和无线接收指令机构。他们可以利用无限代码激活CPU内部指令,造成计算机内部信息外泄、计计算机系统灾难性崩溃等。如果这是真的,那么我们的计算机系统在战争时期页后可能被全面攻击。
硬件泄密甚至涉及到了电源。电源泄密的原理是通过城市市电电线,吧电脑产生的电磁信号沿电线传出去,利用特殊设备可以从电源线上就可吧型号截取下来还原。
1.3 计算机的部件
计算机里每一个部件都是可以控制的,所以叫做可编程控芯片,如果掌握了控制芯片的程序,就控制了电脑芯片。只要能控制,那么它就是不安全的。因此,我们在使用计算机时首先要注意做好电脑硬件的安全防护措施,把我们所能做到的全部做好。
二、计算机软件安全的定义
软件的安全就是为了计算机软件系统建立和猜去的技术和管理的安全保护,保护计算机软件、数据不因偶然或者恶意的原因而遭到破坏、更改、显露、盗版、非法复制,保证软件系统能正常连续运行。即计算机信息系统资源和信息资源不受到自然和认为有害因素的威胁和危害。
三、软件安全的技术措施
计算机对软件安全的技术措施要分两个方面,第一加强有关法律规定方面的管理,第二是加强技术性,防止拷贝、加密技术、防静态分析、防动态跟踪等技术。
四、计算机硬件中存在的隐患和措施
4.1 计算机硬件存隐患
随着计算机与互联网之间的关系越来越紧密,使得计算机受到网络黑客的攻击频率急速上。从而导致社会对计算机的联网安全性提出了更高的要求。但是在实际设计时,管理员多俗将软件的安全做为一个重要的检测指标,忽视对硬件安全性的检验,从而导致当前社会上有关于计算机硬件安全问题的安利越来越多。事实上,随着联网的需求,影响计算机的安全的因素很多,而其中只要攻击计算机的硬件设备,就可以篡改计算机内部的数据,使计算机存在恶意代码,即出现木马程序,导致计算机出现故障,从而降低计算机联网的安全性,导致用户个人信息被非法利用,给用户带来困扰的同时还会扰乱司法公正。
4.2 计算机硬件安全措施
为了最大程度的保证计算机联网的安全性,仅依靠升级软件、研发软件,保障软件的安全性与可靠性是远远不够的,必须加强对计算机的硬件设备的安全检测,研发安全更高的硬件设备。其中在计算机联网中,最容易受到攻击的就是计算机的芯片,而一旦计算机的芯片受到攻击,对计算机和用户所造成的损失是无法弥补和无法估计的。所以必须保证计算机内置的安全性。因此在芯片测试及生产制造时,可以采用电路设置密钥/激活,并对总线设置“加锁/解锁”等方式,有效的保护硬件的IP,.EPI对于技术进行全面的分析后,可以将其与PUF技术有机结合。
结语:如今随着互联网的发展,计算机对人们的生活的重要性不言而喻,而提高计算机联网的安全性必须提高软件与硬件的安全性,根据实际情况,加强计算机硬件的安全性是当今社会的当务之急,因此必须加强力度在检验计算机的内置和外设上的安全,同时必须加大研发力度,争取提出一套合理、安全度高的计算机硬件设计方案,从而提高计算机联网的安全性,进而保证上网的安全性。
参 考 文 献
[1]贾杰《计算机软件安全检测技术研究》[J].计算机光盘软件与应用,2012,05:204-189.
关键词:硬件维护软件维护
中图分类号:TP307 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)03-0000-00
1、硬件维护所遵循的原则
1.1势必采取预防措施
所谓事物之间都存在一定的维护关系。计算机出现故障除了计算机在生产时本身所存在的局限性以外,还有日常的计算机保养问题。平常一些看似没什么的行为,其实对计算机都有造成不良影响。如,计算机突然自动关机。电脑在正常运行的过程中,突然自动关闭系统或者重新启动系统。一般情况下是由于计算机运行的软件过多,且长时间运行导致CPU温度过高,超过了主板BIOS所设定的温度,主板就会将电源自动切断,已达到硬件自我维护。任何东西在长期高负荷的重负下都会不堪重负而瘫痪。虽然还不至于到计算机系统瘫痪,崩溃的地步。但是,为了防止一系列不利于计算机硬件维护的因素,平时要注重对计算机的保养,以预防为主。计算机硬件的维护绝不是仅仅注重于维修这么简单,主要是养成良好的预防习惯,将一切不利因素扼杀在萌芽状态。
依旧是就刚才计算机自动关机问题。给计算机安装散热板,尽量减轻计算机的运作负荷,当主机已经发热时就停止使用,使计算机能够休息一下得以缓冲。计算机硬件的保养可以从很多方面着手的,注重计算机的清洁也是日常硬件维护的重要部分。定期对电脑做个彻底的大扫除,清除累积的灰尘,灰尘的堆积会阻碍计算机硬件正常运行,是计算机运行缓慢。
采取预防措施,防患于未然,才能使计算使用寿命延长,性能稳定。
1.2分清先后顺序
先后顺序可以总结为两点,就是先低级后高级以及先共性后个性。如,当找出并且肯定了计算机硬件的问题所在,先做一个简单的清洁再着手全方位的进行检测。检测时要先测试电源同外设后进入主机检测,切断电源检测一次后在通上电源进行检测。这便是低级和高级的分别。在排除故障时在排除造成故障的普遍性问题之后再考虑造成故障的特殊原因。如计算机的自动关机,一般情况下是由于主板监测到CUP温度过高而自动关机。然而,在有的时候是由于病毒软件所造成。这就是共性和个性的顺序。因此,计算机的各个硬件关系都是相辅相成,紧密结合的,也具有一定的逻辑性。在对计算机进行硬件维护时,势必要遵循这一事分先后的逻辑顺序,否则便会适得其反。
2、计算机硬件维护方法
计算机硬件的维护方法是以遵循维护原则为基础的。由此基础出发加以灵活处理,从多个方向考虑,不能仅仅局限于技术问题,也要适当的从外部环境考虑或者转换思维角度。在能够掌握计算机各种硬件设施基础知识的情况下对计算机硬件进行维修,可以着手于以下两个方面。
2.1留心外在观察
在计算机出现故障时,windows都会弹出对话框提示,还会有警报,指示灯等提示装置。或者在开机的时候进行自动检测,这些都表示着硬件运行的情况。随着这些设置所作出的提醒,同时也会有相应的解决提示或方法。可以采取听,看,摸等感知方法,通过敲击震动的方法,这种方法有利于消除接触不良或者金属氧化的问题。这种方法比较实用于笔记本电脑,主机箱不建议采用。如果计算机发出警报声则表示BIOS已开始启动,自动发出警报并停留等候处理。如电源的维护,首先,要看电源背面的散热风扇。若是电源坏了,它的散热风扇一定不会转,但也有可能刚好是风扇本身坏了,故还应检查其他地方,以判断是否是电源坏掉。
其次,要看计算机主机面板上的POWER指示灯是否不亮。这个指示灯表明了电源、硬盘、软盘等设备的工作情况,若不亮,很可能就是电源没有供电。再次,启动时仔细观察,看能否听到软驱、硬盘或光驱在工作的声音。因为计算机在启动时会对这些硬件装置做检查,若是听不到这些声音,表示电源根本没有供给它们。
2.2安装软件进行检测
现今有很多款软件都会自动对硬件设施作出检测,并且不断的都有更新提醒。当硬件出现问题时,软件的检测有利于快速且准确的找出硬件设施问题并作出提醒。另一方面,当硬件设施没有出现问题时都会对计算机进行“体检”,可以让人们时刻明白自己电脑的硬件处于什么状态,有效防止硬件设施出现故障。
2.3专业性的维护
在电脑出现故障时,切忌盲目的维护。当计算机硬件出现问题,要仔细分析问题,通过观察和电脑发出的警报提示来作出判断。如果是外行人士最好是等待专业的维护人员来进行维修,自己盲目的动手有时候会使故障进一步恶化,或者只是解决了一些表面故障并没有使故障真正得到解决。
计算机的更新换代迅速,硬件维护问题的处理上将也会遇到更多新的难题。在科学技术方面,就是需要人们自身不断的思考与创新,不要拘泥于课本知识,要多实践多观察,从而使计算机的硬件得到更有效的维护。
参考文献
[1]王磊.计算机的硬件维护与保养[J].价值工程,2010年第21期.
[2]苗蕾.浅谈计算机硬件维护原则与方法[J].Silicon Valley ,2011年01期.
[3]于军.计算机维护之管见[J].《中国高新技术企业》,2008年2期.
摘要:“计算机组成原理”课程教学历来是计算机专业教学中的重点,本文分析了“计算机组成原理”课程的定位和特点,提出了一种从整体功能推进到局部组成、从微观实现抽象到宏观结构的层次化教学内容设计模式,探讨了“计算机组成原理”教学与学生能力培养之间的关系,探索并实践了一种研究性的教学方法。实践证明,这样的方法也的确收到了良好的效果。
关键词:计算机组成原理;课程改革;教学方法;实践
中图分类号:G642
文献标识码:B
1引言
“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业的核心课程,该课程以冯・诺依曼模型为起点,系统地讲述了计算机内部结构、功能部件、功能特征、工作原理、交互方式和基本设计方法[1]。在教授这门课程的过程中,我们通过课堂讲授、课程实验、课程设计相结合的方式,使学生系统地理解计算机硬件系统的组织结构与工作原理,掌握计算机硬件系统的基本分析与设计方法,为他们进一步学习计算机系统结构、操作系统等后续课程,全面培养计算机硬件系统认知、设计与创新能力奠定良好的基础。
“计算机组成原理”课程是计算机专业本科阶段一门极其重要的课程,也是一门教学内容多、学习难度大的课程[2]。目前国内外出版的相关教材不少,其中不乏较优秀的教材,但由于教材容量的限制和文字叙述方式的特点,我们很难凭借单本教材就能实现既能从全局或宏观的角度掌握计算机硬件系统的整体结构和工作原理,又能从局部或微观的角度理解计算机各个部件的工作过程和交互方式的教学目标。因此,研究并实践一种有效的教学模式,对帮助学生从微观层面掌握本课程知识单元、从宏观层面建立该课程知识体系,进而培养学生关于计算机硬件系统的认知能力、设计能力和创新能力,具有重要的作用。
2教学内容设计
我们系统地分析了卡耐基梅隆大学、麻省理工学院、普林斯顿大学、清华大学、北京大学等20余所国内外著名大学同类课程的教学内容和展现方式。国内外高校在课程的教学内容上差别基本不大(如表1所示),但在内容的组织和知识的层次化推进方面存在一定的差别。
表1 几所国外大学计算机组成课程教学内容分布
“计算机组成原理”课程教学过程中,应尽快建立计算机的整体概念,让学生清晰地了解所学内容在课程知识结构中的位置以及和其他部分之间的关系[2,3],并合理组织课程知识点的展现结构,使学生对所学内容具有清晰的脉络和思路,这对学生全面地掌握本课程的知识具有十分重要的作用。
我们基于对国内外“计算机组成原理”课程教学体系的分析,从知识与能力两个层次,课堂与实验两个环节对“计算机组成原理”课程与实验体系进行了详细设计,基于自顶向下的教学思路,建立了一种从整体功能推进到局部组成、从微观实现抽象到宏观结构的层次化课程内容设计模式。首先,从问题出发。设想人类寻求一种可以代替人完成复杂计算的机器装置的功能需求,带领学生分析归纳计算机的功能模型,基于一定的技术条件带领学生分析总结实现该计算机功能模型的组成、结构以及其基本的工作方式,使学生初步建立计算机的整体概念。然后按照这样一种分析问题、探讨解决思路、总结功能特征、介绍设计与实现细节的教学内容展开模式,分别对存储系统、计算单元、控制单元和输入输出系统的教学内容进行设计,贯彻局部组成体现整体功能、微观实现体系宏观结构的教学内容设计思路,同时突出“功能分析”和“结构设计”两条主线。内容组织上,在对计算机各组成部分的功能需求分析的前提下,重点强调实现这些功能需求的组成部件的结构设计过程和特征。
3课程的能力培养
“计算机组成原理”课程的教学内容不仅仅是要传授有关硬件设计的课本知识,更重要的是重视理论知识与实践过程的结合,将知识综合灵活运用,重视学生综合能力和创新能力的训练和培养[4]。本课程着重培养学生关于计算机硬件系统方面的三种能力:即计算机硬件系统的认知能力、设计能力与创新能力。
“计算机组成原理”课程主要通过对计算机各功能部件的组成及运行原理的分析、讲解和配套实验,培养学生对计算机硬件的系统级认知能力。课程通过数据的机器表示、运算方法及运算部件的组成等知识点的讲解和实验,使学生掌握计算机的运算特征;通过指令系统的相关知识,使学生掌握计算机系统汇编级的结构特征和基本操作描述方法;通过存储系统的详细讲解和实验,使学生能从容量、速度和成本的角度理解多层次存储系统的组织结构和工作原理;通过CPU及控制单元的功能和结构的详细分析,结合指令执行控制的深入讲解和实验,使学生理解计算机系统指令执行的实质和控制单元的基本实现方法;通过总线、输入输出接口及外部设备等知识的讲解,使学生了解计算机系统内部、计算机系统与外部的交互方式。
在培养学生对计算机硬件的系统级认知能力的基础上,我们通过对运算部件、存储系统、指令系统、控制单元、整机硬件系统的设计方法等知识的讲解,结合相应设计实验,培养学生对计算机硬件系统的理解和设计能力。在设计能力培养的具体方式上,可通过课堂讲授、课后练习、配套实验等形式分层次实现。如课堂讲授可重点介绍系统和部件的设计方法和设计过程等内容;课后练习可进行框架性设计;配套实验可围绕规范、典型的模型系统,从功能部件的实现开始,直至最终设计出一台具备基本运算能力和存储能力、支持有限指令集的计算机设备。从而达到验证功能部件和系统的功能,掌握必要的硬件描述语言、设计工具及仿真环境,体验计算机硬件系统的设计过程,掌握相关硬件设计技术与方法等目的。
课堂教学和实验应努力为培养学生的创新意识和创新能力打下基础,课程在培养学生认知和设计能力的基础上,可通过计算机硬件系统不同阶段面临的问题及其技术发展的分析和探讨,体会在特定的技术条件下的创新思维;针对计算机硬件系统面临的新问题和新需求,结合新技术的介绍大胆畅想未来的技术发展趋势,引领学生突破思维定势,以此培养学生的创新意识。进一步可通过集成计算机组成原理、操作系统、编译技术等课程知识内容的综合课程设计,培养学生的基本创新能力。
4教学方法实践
计算机组成原理是计算机专业的核心课程之一。课程以冯诺依曼模型为起点,系统讲述计算机硬件系统及其功能部件的内部结构、功能特征、工作原理、交互方式和基本设计方法;同时通过课堂讲授,使学生系统地理解计算机硬件系统的组织结构与工作原理,掌握计算机硬件系统的基本分析与设计方法。为进一步学习计算机系统结构等后续课程,全面培养计算机软硬件系统认知、设计能力奠定良好的基础,为部分学生以后参加研究生入学计算机科学专业基础综合考试打下良好的基础。从这门课程的内容特点看,它属于理论性、技术性都很强且难度较大的一门专业课程。因此,必须充分应用先进的教学理念、教学方法,让学生对这门课感兴趣,提高这门课的考试成绩。
2 比较教学法
互动百科关于比较教学法是如此描述的:比较教学法是在教学实践中,着重体现辨析并确定教学内容间异同关系的思维过程和方法。
其本质特征在于比较、对照、对比、参照。即,依据一定的标准内容的或形式的,把彼此之间具有某种联系的教学内容放在一起,加以对比分析,以确定其异同关系,认识其本质差异。比较教学法的这一特征,限定了运用比较教学法的前提条件:即教学内容既有相关性、相似性,又有相差点、相异点。相同是比较的基础,相异是比较的结果。
比较教学法的运用,有助于培养学生独立思考的学习能力;有助于培养学生举一反三,触类旁通的推理能力;有助于培养学生从事物表面现象找出本质差异的分析能力。
3 比较教学法在课程教学中的具体应用
比较教学法在课程教学中的具体应用,主要体现在以下五个部分的内容中。
3.1 计算机系统概论
1)数字计算机与模拟计算机。比较其数据表示方式、计算方式、控制方式、精度、数据存储量、逻辑判断能力。
2)计算机发展经历的五代之间的比较。比较其时间、主要元器件、运算速度、体积、成本。
3)Intel微处理器演化过程中各型号之间的比较。比较其时间、时钟频率、总线宽度、晶体管数、特征尺寸、寻址空间。
4)指令字与数据字。比较其CPU周期、流向。
5)机器语言、汇编语言、算法语言之间的比较。从机器是否可以直接识别执行、执行效率、编写程序的难度大小、是否容易出错、是否依赖于计算机硬件、程序的可读性、可移植性、是否易于为人们接受掌握和书写等方面进行比较教学。
3.2 运算方法和运算器
1)定点格式与浮点格式。比较其容许数值范围的大小、处理硬件复杂程度。
2)原码、反码、补码、移码。比较其定义、符号位、数值位、转换规则。
3)检测是否溢出的双符号位法与单符号位法。比较其正溢、负溢、溢出逻辑表达式。
4)恢复余数法与加减交替法。比较其运算步骤、是否恢复余数、步数是否固定、控制复杂程度。
5)单总线结构、双总线结构、多总线结构运算器。比较其数据传送的方便性、操作速度快慢、控制电路复杂程度。
6)浮点加减运算与浮点乘除运算。比较其0操作数检查、阶码运算、尾数操作、结果规格化、舍入处理。
3.3 多层次的存储器
1)RAM、只读ROM、可编程PROM、光擦除EPROM、电擦除EEPROM、闪速存储器。比较其种类、可擦除性、写机制、易失性。
2)寄存器、Cache、主存储器、外存储器。比较其容量、速度、成本。
3)集中式刷新与分散式刷新。从所有行的刷新是否集中在一起进行比较教学。
4)地址映射全相联方式、直接方式、组相联方式。比较其映射方式、优点、缺点、适用场合。
5)替换策略FIFO算法、LFU算法、LRU算法。从是否符合Cache工作原理、命中率高低、硬件实现等方面进行比较教学。
3.4 指令系统
1)高级语言与低级语言。对程序员的训练要求、对机器独立的程度、编制程序的难易程度、编制程序所需时间、程序执行时间、编译过程中对计算机资源的要求等方面进行比较教学。
2)CISC与RISC。从指令条数多少、指令长度是否固定、指令格式种类多少、指令寻址方式、访问存储器指令多少等方面进行比较教学。
3.5 中央处理器
1)机器指令与微指令。从机器指令的操作划分成若干条微指令来完成、是和内存储器有关还是和控制存储器有关、指令周期等方面进行比较教学。
2)水平型微指令与垂直型微指令。比较其并行操作能力强弱、效率高低、灵活性强弱、速度快慢、是否容掌握。
计算机硬件是计算机系统的重要组成部分,是计算机运行的物质基础也是计算机有效运行的重要前提。作为计算机的核心部分,计算机硬件是由电子、机械以及广电原件等各部分组成的装置系统。计算机硬件分为计算机外部硬件和计算机内部硬件,其外部硬件主要有键盘、鼠标、键盘等设备;内部硬件包括CPU和内存。硬件设备通过计算机的接口与连接线与主机相连接。一旦这些硬件在使用过程中出现问题,将会影响计算机的正常工作,因此,维护好计算机的硬件是十分重要的工作。
2计算机硬件的日常维护
计算机应树立预防为主,防治结合的科学原则以便更好做到计算机硬件的良好维护。在应用阶段中要时刻存有预防意识,养成良好的应用操作习惯,而不是在计算机出现故障时才意识到并实施维修,提早树立预防意识能够有效延长计算机应用寿命,能使其整体性能始终处于稳定状态,确保使用便利。此外,在开机时也要保持良好的使用习惯,应在启动系统前先接通电源线,待其稳定一段时间后再使用,这样既可以保证使用安全也可以延长电源的应用寿命。我国家用电压为220伏特,而计算机系统应用电源的电压只需110伏特,所以,在计算机开机登录系统时会比较容易发生因接入电压而产生电压骤然剧增的现象,从而影响电源使用寿命,致使其出现过早老化现象。在进行关机操作时注意以下问题,首选关机方式应为系统关机模式,在计算机系统死机的情况下才可以进行强行关机操作,否则强行关机会影响计算机的整体使用寿命。在使用完计算机后,先切断电源,并将电源插头拔下以达到省电防火的节能和安全目标。计算机为电子产品,其放置地方应靠近门窗等通风较好的地方,有利计算机散热,尽量避免将其放在比较潮湿地方。
3计算机外部硬件设备的维护
3.1显示器
显示器作为计算机的输出设备,它对计算机来说是十分重要的,但如果操作不当,则会使其功能大大降低,也会影响它的使用寿命,更甚影响计算机的使用,所以,应好好做好显示器的维护工作。为避免显示器受到外部侵害,显示器要平稳放置,还要做好防潮、防灰尘以及防磁措施;避免频繁的开关显示器,使用计算机时,要注意开关顺序,防止电流脉冲突然发生影响计算机主机;显示器的工作环境也需保持清洁,要定期进行显示器的清扫工作,切记,在进行清扫工作时,拔下电源和信号线,使用专业的清洁设备进行清洁,不可自行使用酒精类物品进行擦拭,内部清洁须在切断电源30分钟后进行。
3.2键盘
对键盘的维护也很重要。使用键盘时应注意,避免将液体物质放于电脑旁,防止液体、碎屑等物体撒入键盘,应养成将水类物质放置于远离电脑的地方;使用键盘时也不宜对键盘过分用力或恶意敲击键盘,防止人为对键盘的破坏;如需更换键盘,应在电脑关机状态下进行更换,避免损坏键盘和其他设备;另外,键盘也须定期清洗,防止灰尘对键盘的损害。
3.3鼠标
鼠标是除键盘外电脑上最常用的外部设备,同时鼠标也是极易出故障的外部硬件设备之一,目前人类用的较多的为光标鼠标和无线鼠标,因此,对鼠标的维护工作也是不可小视的。鼠标是弹性开关控制的,所以在使用鼠标时应轻轻点击,防止破坏鼠标的弹性开关,影响其使用时间;还有对鼠标的清洁工作,这是一个极易忽略的点,如果不进行清洁,积累的灰尘太多则会将鼠标的光头挡住,鼠标的灵敏度就会大大降低;最后,使用鼠标时,如果可以的话就使用一个鼠标垫,这样可以很好的避免鼠标与电脑桌之间的摩擦,既保证了鼠标上感光板的清洁也减少了灰尘对鼠标感光器的影响。
4计算机内部硬件的维护
计算机内部硬件设备包括CPU、内存和硬盘,因此,须对这三个方面进行维护和管理。首先是对中央处理器的维护,其被称为计算机的心脏和核心部分。在计算机正常,稳定的运行中CPU起着很重要的作用,也承担着计算机运行中的数据处理的工作。因此,CPU的维护工作也是十分重要的。在实际操作中,有些人往往会为了是计算机的行能得到最大的发挥而采用超频的措施,这样不仅会使CPU受到很大损害,也会影响计算机的正常运行,从而使计算机无法稳定工作,还大大缩短了CPU的使用寿命,所以需保证CPU的工作频率在正常范围内;为了避免电脑出现死机现象,还需要保证机箱的空气流通,散热正常也是CPU维护的一个很重要的维护手段;CPU的清扫工作也是不可忽略的,定期的进行清扫,避免出现短路现象。其次,计算机的性能与内存有很大关系,因为计算机程序都是在内存里实现运行的。内存条在经常使用的情况下会发生氧化现象,所以尽量不要频繁的插拔内存卡,内存条升级时也要尽量选择与原来相同的品牌和外频。最后,硬盘存储着计算机里的数据,在对其进行维护时应注意,适当读取,减少硬盘的读盘次数,尽量避免硬盘移动,最后对硬盘进行加固,硬盘也不宜频繁清洁,否则硬盘会过早老化。
5总结
关键词:计算机;硬件;维修;日常维护
中图分类号:TP307
经济的发展促使人们的生活水平不断提高,计算机也得到了普及。计算机的普及与推广使人们的生活、购物及交流的方式都发生了改变,加速了我国进入电子时代,同时,计算机的普及也带来了新的问题。根据相关调查发现,我国计算机使用者中,大多数只是一些简单的操作,对于保养与维修的知识知之甚少,在计算机出现问题或发生故障时,基本上都是送到维修点进行维修,需要额外的费用的支出。所以,通过对计算机硬件维护以及日常保养知识的了解,更好的服务于用户,也能使用户的计算机的使用年限大大提高。
1 计算机硬件维护
1.1 主板
计算中最重要的部件基本上都安装在主板上,如内存条、显卡、CPU等,如果主板上的灰尘过多,就会使计算机中的其它各零部件与主板之间接触不良,导致未知故障的出现。如果空气湿度比较大,容易使计算机主板发生变形,导致故障出现。因此,要对计算机的主板定期进行清灰维护,计算机所处环境的湿度也不宜过大。此外,组装计算机的过程中,对主板进行固定的螺丝不能过紧,防止主板发生变形。
1.2 CPU
对CPU的使用年限进行提高,能够有效地提高计算机的使用寿命。在计算机运行中,应该保证CPU的频率处于正常的水平,绝对不能通过超频提高计算机的使用性能。除此以外,因为CPU的发热量比较大,为了避免由于散热不好造成计算机出现自发性重新开机、死机以及系统非正常运行等故障,散热风扇应该尽可能的使用质量比较可靠的。还有就是对CPU也要经常性的进行清灰,完成清灰工作后,要将拆卸下来的零部件安装到位,防止出现计算机无法启动的现象。
1.3 内存条
计算机的重要组件中,内存条非常重要,所以要注意对内存条进行保养与维护。如果内存条需要升级,应该选择与该计算机品牌或外频类似或相同的内存条进行安装,防止出现计算机系统无法正常使用的故障。
1.4 显卡与声卡
这是计算机比较重要的配件,显卡与声卡的发热量都比较大。现阶段,大多数计算机的显卡都是独立配置散热风险。为了防止显卡出现故障,用户需要注意以下几个方面,如果显卡的散热风扇不能正常运转,呈现出运转不灵活、转一会停一会、噪声比较大等情况,要及时的查看故障情况,对故障风扇及时更换,保证显卡的正常运行,从而使计算机的使用寿命提高。在声卡保养中,在插拔麦克风或音箱时,插拔操作应该在切断电源以后进行,不能进行带电操作,防止损坏计算机配件。
2 计算机日常维护与维修
2.1 保证计算机使用环境的干净
在计算机使用时,用户应该尽量将计算机放置在干净的环境中,避免计算机在灰尘较大的环境中工作。计算机在安装之前,要对周边环境做好除尘工作,保证计算机的使用环境干净。除此以外,为了对计算机做好保养,要定期进行除尘工作,保证计算机的正常使用。进行清灰时,要做好以下几点:首先,对液晶显示器的清洁。在对显示器进行清洁时,要采用酒精或化学溶剂进行擦拭,擦拭要使用专用的棉布进行,防止显示器在清洁过程中受到损坏。其次,清洁工具的选择要正确。对计算机清洁工作的选择,还要注意防止静电发生,在使用金属工具时,要先将计算机电源关闭,对金属工具进行泄放静电处理以后才能进行操作。第三,在清理集成电路引脚以及大范围的元器件时,应该加以小心,清洁时,要用小毛刷或吸尘器进行灰尘清理,对集成电路引脚处进行观察,看是否存在虚焊及受潮现象,元器件是否变形、变色及漏液现象。第四,对风道、风扇进行清洁。要对风道及风扇仔细进行清洁,保证清洁工作的有效。
2.2 保证计算机在正常温度下使用
计算机的运行与温度由直接的关系,要确保计算机处于正常温度下运行。一般,温度在15℃-30℃之间时,是计算机运行的最佳温度。如果温度超过这个范围,会导致电子元器件不同程度的受到影响。在存放计算机时,存放环境的温度应该在5℃-40℃之间。如果超过这个范围,集成电路由于温度过高,运行时撒热量非常大,机箱内的热量如果散发不出,就会使计算机在进行数据处理时受到影响,导致运行不稳定、数据处理偏差等,甚至会造成部分元器件发生烧毁。如果低于该温度范围时,会导致各元器件之间的接触不良,计算机也会出现无法正常工作的现象。
2.3 保证接地系统的良好
为了保证计算机能够正常的运行,除了要对各配件进行日常维护工作以外,还要保证接地系统的良好。因为电网供电以及计算机自身运行都会产生干扰及杂波,只有良好的接地系统的建立才能有效的降低杂波及干扰的出现,保证了计算机系统数据的稳定性。如果外部环境存在闪电及瞬间高压时,要为故障电流提供回路,确保计算机的安全。
2.4 防止静电及电磁干扰
对于计算机存储设备来说,受到静电与电磁干扰的负面影响比较大,如果电磁干扰到计算机,会导致磁盘驱动器失灵,导致数据处理混乱、显示不清、信息丢失等问题,严重的会导致磁盘上的数据遭到毁坏。除此以外,磁场的刺激性如果比较强,会导致计算机显示器出现磁化,那么显示器所显示的颜色就会出现混乱。
3 结束语
随着科学技术的发展和我国经济水平的不断提高,人们的生活水平、文化素养都不断的提升,社会各行业中也都普遍的使用到电子计算机,使人们的生活也发生了天翻地覆的变化,网上银行、网上交流、购物、电子商务等工作都可以通过电子计算机来实现。为了使这些工作能够稳定的进行,计算机的稳定运行非常重要,因此要加强对计算机硬件的维护及日常维护。计算机的维护与保养可以分为两个部分,硬件及软件,通过本文呢的分析,对计算机的保护工作应该做好,使计算机的使用年限得到提高,为了使计算机能够更好的得到应用,为用户提供更好的服务,用户在使用的过程中也要会用科学的方法对计算机进行维护与保养,在出现故障时,能够采取有效的方式进行处理,从而使计算机的性能得到最大的发挥。在计算机出现硬件故障以后,往往会出现计算机无法正常使用,出现硬件故障的主要原因有环境湿度、温度、灰尘以及计算机电源的不合理使用等造成的。如果计算机在不良环境下运行,会导致计算机的基本功能受到影响,加速了计算机的老化,使用寿命也会降低。
参考文献:
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关键词 计算机科学 逻辑应用研究
中图分类号:TP331 文献标识码:A
1计算机电路设计中的逻辑应用
数理逻辑在计算机硬件设计中的应用很突出,数字逻辑是计算机科学中的重要理论,它在很大程度上起源于数理逻辑的命题与谓词演算。用命题中关联词的运算规律把高低电平表示的信号之间的运算与二进制数之间的运算联系起来,使我们能用数学的方法解决电路设计问题,这样也会让整个设计过程变得更加直观、简洁和系统化。数字部件的设计主要应用的是数字逻辑,数字逻辑以组合逻辑与时序逻辑为原理,以数理逻辑中的命题演算为基础。在指令集的基础上设计诸如寄存器、加法器、移位器和控制器等数字部件的逻辑功能。人们用组合逻辑和时序逻辑完成数字逻辑部件的设计工作后,还需要通过控制逻辑来设计数据通路,利用硬件描述语言实现指令系统的子集和计算机功能部件的对应工作,这样才算完成了计算机硬件功能性的核心部分,并且要保证能在其上面运行简单的汇编程序。
2 计算机语言中的逻辑应用
计算机必须是在硬件基础上,和为了让硬件运行编的程序软件结合起来才能实现算法。所以计算机软件和逻辑之间也有着直接或间接的关系。计算机是由逻辑电路组成的,而逻辑电路是以布尔代数为基础的,命题逻辑系统又属于布尔代数的一种,通过转换符号后,命题逻辑运算可以变成布尔代数的演算。所以计算机硬件和逻辑的这种关联也直接导致了计算机软件和逻辑之间密不可分的联系。编程最终形成算法,算法依赖于计算机功能,现实的电脑操作是在基本的逻辑运算的基础上,生成算法,并最终用最基本的运算元代替一般的计算。
计算机语言系统是由符号组成的形式化语言体系,逻辑语言系统也是一种符号化的形式化语言体系,所以它们有一定的相似性。如形式系统中的命题演算和谓词演算就是两个很好的说明。在计算机语言中,如科学计算用的语言,数据管理用的语言,开发和设计系统和应用软件用的 C 语言,还有可视化编程用的语言等都是一些符号的集合,它们能决定哪些符号序列有意义,有自己的形成规则;有规定了语句间关系的自定义的运算符;有自己的变形规则。计算机语言系统非常关心的问题就是系统的可靠和完全性,结构的相似性说明了计算机语言与逻辑语言是相通的,所以逻辑学研究取得的方法和成果可以用到计算机中,为计算机语言的发展铺平道路。
3计算机程序中的逻辑应用
随着各种不同计算机语言的出现,各种各样的程序也应运而生,于是也就出现了各种各样的软件,从而实现让计算机为我们服务的目的。计算机软件是由计算机语言和程序组成的,计算机程序可以说是计算机的灵魂。在使用计算机时,必须先进行程序设计,将推理和计算的过程全部写入程序,输入计算机,然后机器运行。因此如何编写出正确的程序,较快地减少和纠正程序中的错误就非常重要,而这些内容,从本质上来说就是逻辑学问题。
程序逻辑是 CPU 设计的前期工作,CPU 设计只是编制程序逻辑后的设计工作。在田志忠的“未来中国真正的电脑是啥样?”一文中这样写过:“编写中文数字式发散系统闭环程序逻辑代码。因为,拥有了这个代码,才会有中国的操作系统,也才有真正的中国心―CPU,没有自己程序逻辑的 CPU,功能扩展必定缓慢,因为,CPU 的设计与制造,就是一个程序逻辑的编写与印刷问题。”第二,发散式系统闭环程序逻辑编写成功后,计算机就会永远告别病毒,因为,这个程序逻辑与现在世界上存在的程序逻辑完全不同,其程序运行的过程,同时也是一个自我验证、自我纠错的过程。第三,现在的操作系统,其程序虽然能够做到同步互动,但是,一般而言却缺少程序逻辑的反向运行能力,而中国将来的程序逻辑代码,一定是既能同步互动,又能同步异动,同时,在同步互动或同步异动过程中,其程序逻辑具有反向运行的能力。这种程序逻辑,我们称为混沌式发散系统闭环程序逻辑。也就是说,人工编写的程序逻辑,具有人类的思维能力,同时可以与人类思维同步互动,比如说对话交流,共同思考一个问题。
4结语
综上,计算机科学中逻辑应用问题的研究有很重要的现实意义和战略意义。 第一,未来计算机的智能化革命中,硬件和软件都需要更新,硬件和软件的革新都需要逻辑学做基础。第二,未来计算机智能化革命中有很多的瓶颈问题,都有赖于逻辑学研究的突破来解决。第三,同样,计算机科学的发展也促进了逻辑学的发展,它们是相辅相成的。很多逻辑学的分支都是应计算机科学的需要而产生的,可以说计算机科学间接也直接促进了逻辑学的发展。所以研究逻辑学在计算机科学中的应用问题有重要的现实意义和战略意义,有宝贵的应用价值和广阔的应用前景。
参考文献