计算机硬件系统的基本功能精选(九篇)

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第1篇：计算机硬件系统的基本功能范文

由于在传统实验室进行计算机基础教学的硬件实验，受到空间、时间、硬件设备等因素的限制，为了有效解决该问题，设计一个基于VRML技术，结合3Dmax建模工具，以及javaScript、asp、Access数据库等工具，实现基于网络环境下的计算机基础课虚拟实验室系统。

【关键词】网络 虚拟实验室 硬件展示 硬件组装

1 引言

高等院校教学活动中实验是不可缺少的教学环节，实验对于培养学生的综合素质和实验技能都至关重要。在以往的计算机基础教学中，由于受到教学条件的影响和硬件设备的限制，教学中涉及硬件的实验很多是纸上谈兵，通常是介绍CPU、主板、内存、显示卡以及一些常见外部设备的型号品牌、技术指标等，即使做实验大多也是用一些过时、淘汰、破旧的设备进行学生不感兴趣的实验练习，学生的实际操作技能得不到训练和培养。当学生毕业后走上工作岗位遇到计算机故障时，由于缺乏实际动手能力，再加上计算机软、硬件的不断更新，所以学生感到无从下手，根本解决不了计算机的故障。为了改变现状，使学生能适应社会，建立基于网络的虚拟的计算机基础硬件实验室，改变传统实验教学模式的局限性，这样不仅可以降低教学成本，而且可以不断扩大实验范围和实验科目，实现资源共享，提高实验教学质量，才能培养出合格的应用型人才。

2 计算机基础虚拟实验室实现方案

2.1 虚拟实验室特点和实验内容

计算机基础虚拟实验室创建一个基于Web的可视化三维环境，系统提供常见的计算机硬件三维模型，并且对颜色、接口传感器感应点等配置相应参数，将每一类可视化的三维物体抽象成一种实验对象。学生或教师通过注册登录进入虚拟实验室，通过操作鼠标、键盘进行虚拟实验，完成实验任务。这种设计理念，不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持，还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器设备进行安装、调试。

组建基于网络环境的开放式计算机基础课虚拟实验室，主要完成非计算机专业计算机基础课程所涉及的计算机硬件方面的基本实验。主要包括如下内容：

（1）三维立体展示当前最新的计算机硬件并配以文字说明，主要有主板、CPU、内存、硬盘、显示器、打印机、扫描仪、光驱、键盘、鼠标等。

（2）完成微型计算机组装实验。

（3）以二维网页的形式完成计算机网络组建实验，主要完成局域网组建、网线制作、路由器配置、ADSL连接配置实验。

（4）计算机基础课虚拟实验的教师管理。

2.2 系统实现方案

本项目基于VRML技术，结合3Dmax建模工具，以及javaScript、asp、Access数据库等工具，实现基于网络环境下的B/S结构的计算机基础课虚拟实验室系统。

（1）根据系统总体框架设定各个模块的基本功能。

（2）构建三维虚拟实验环境。虚拟环境建模主要是三维视觉建模，使用基于VRML组件技术封装该模型，使得虚拟器件具有良好的独立性、扩展性和重用性。再适当地配备声音辅助实验中的交互效果，增加实验的真实性。虚拟实验的建模涉及到实验环境和实验设备两方面的建模。

① 简单模型的创建。

对实验室、实验台等本身结构不太复杂的模型直接利用VRML来建模。综合运用VRML语言中的Transform、Scale、Box、Cylinder等实现造型。由于用VRML建模形成的文件很小，这样有利于网上传输。

② 复杂模型创建及优化处理。

由于主机、主板、内存、显示器、显卡、打印机、扫描仪等结构比较复杂，直接用VRML语言完成困难，选用专业三维建模软件3DMax进行建模。由于3DMax对元器件描述的精度高，经VRML转换后形成的VRML文件存在大量垃圾代码，必须对该代码进行优化处理，经过处理后的文件再通过VRML进行调用。

（3）交互式虚拟实验的实现。交互操作主要是基于事件驱动的，如鼠标单击、双击、右击、拖拽、键盘事件等，以及摄像机的位置变化等形式。通过定义接触传感器结点，确定部件间关联关系，通过详细的三维模型展示内部构造，并以动画、图文相结合的方式，介绍硬件工作原理，形式直观，易于非专业学生理解。

虚拟实验过程通过接触传感器节点（TouchSensor）、VRMLScript编写的脚本程序实现。在各个需要交互控制的物体上，定义一系列的TouchSensor节点，相应的实验都要针对这些节点进行控制执行。将用户的输入经过程序转换，输出到特定的对象上，从而实现交互过程的完成。

（4）网上。将构建完成的三维场景进行集成，与网上其他媒体素材合成，形成一个控制方便、界面友好的虚拟实验环境。把虚拟实验放在Web服务器上，用户通过互联网就能对虚拟实验进行远程浏览和交互操作。

开发步骤简单概括为：利用3Dmax建模导出模型文件VRML编辑输出到Internet。

3 系统主要功能模块设计

3.1 学生实验操作模块

学生经过注册后，才可以登录进入虚拟实验系统。学生可以浏览虚拟硬件设备、选择实验项目进行实验操作并可以填写提交实验报告供教师查阅和评分。系统还提供软件下载的功能以及用于学生和教师之间的交流疑难解答模块。

3.2 教师管理模块

实验管理由教师承担，只有通过审核的教师，方可进行实验器件库元器件的增加、删除、修改，更新并进行虚拟实验项目的制定和管理工作。教师管理的数据库包括实验管理库和学生成绩管理库。教师将实验目的、实验任务以及实验要求等信息存储实验管理库中，供学生调阅。教师可以选择学生的实验报告进行浏览、评阅，并将成绩存入学生成绩管理库中。

4 结束语

本文对虚拟实验室的设计进行了总体分析，将学生一步步带入计算机基础课程涉及的硬件实验DIY世界的大门， 学生可以从最基本的计算机硬件实验入手，在操作中掌握计算机硬件的有关参数与性能，使学生全面掌握计算机硬件基础知识及系统的安装与调试方法，从而提高学生的操作技能。

第2篇：计算机硬件系统的基本功能范文

关键词：会计电算化;会计系统;内部控制

一、会计电算化条件下内部控制的现存问题

(一)一身多职，越俎代包现象严重，安全意识淡漠

传统手工会计处理系统的内部控制是建立在不相容职能分离及相应职责分工的基础上。采用电算化后，由于功能和知识度集中，导致职责的集中，原手工操作下不宜合并的岗位，采用电算化后可以合并，会计人员大大减少，致使这些原则的重要程度下降。再加上安全意识淡漠，对实行电算化后新的组织机构和岗位之间的相互制约、相互监督和相互控制机制不够重视，一身多职，越俎代包现象严重，这使得计算机舞弊现象时有发生。

(二)原始凭证数字化，易于伪造

在手工会计环境下，企业发生的经济业务均用纸张记录，这些数据如果被修改，很容易辨别出被修改过的痕迹。但是，在会计电算化系统中，数据被直接记录在磁盘或光盘上，对数据修改可做到不留痕迹，这就给业务的记录带来了风险，计算机的存储方式是将信息转化为数字形式存储在磁(光)介质上，因此极易被篡改甚至伪造而不留任何痕迹。这给一些不法之徒提供了机会，比如通过伪造或修改客户、银行的凭证，制造虚假交易，进而侵吞公款等。

(三)内部控制的程序化使得差错反复发生的可能性增大

电算化系统中内部控制具有人工控制与程序控制相结合的特点。电算化系统许多应用程序中包含了内部控制功能，这些程序化的内部控制的有效性取决于应用程序，如程序发生差错或不起作用，由于人们依赖性以及程序运行的重复性，使得失效控制长期不被发生，使用权系统在特定方面发生错误或违规行为的可能性较大。

(四)数据的安全性、保密性差

很多时候，企事业单位财务上的数据是保密的，在很大程度上关系着企事业单位生存与发展，但几乎所有的软件系统都在为完善会计功能和适应财务制度大伤脑筋，却没有认真研究过数据的保密问题，所谓加密，也无非是对软件本身的加密，防止盗版。这样会计数据的真实性和可靠性也就无法得到保证。此外，由于对计算机系统的依赖性很强，计算机硬件和软件对会计数据的安全性起着十分重要的作用，如系统一旦瘫痪，或者受病毒侵袭，或者突然断电，极易造成数据丢失。这也是手工会计系统不会遇到的问题。

针对上述问题，提出以下几点防范措施：

一、电算化会计系统的规划管理

1、硬件配置规划计算机硬件的投入必须随着会计电算化应用程度的逐步深入而逐步投入。

2、软件取得规划财政部(94)财会字第15号文件规定：各基层单位应当根据本单位的管理需要，积极创造条件，逐步实现会计电算化。

二、电算化会计系统的实施管理

选择购买商品化会计核算软件是实现会计电算化的基本途径。该软件是否通过评审;是否符合会计核算软件的基本功能规范;技术指标是否满足需要。 三、电算化会计系统的人员管理

为了保证信息处理质量，减少产生差错和事故的概率，应制定上机守则与操作规程和注意事项;明确上机人员操作会计软件的内容和权限，严格管理操作密码，不与他人共享，并定期修改口令和密码;操作人员离开前应执行相应命令退出会计软件，非授权人员不得随意操作计算机会计软件;完善上机操作日志并指派专人保管。

四、电算化会计系统的控制管理

1、数据输入控制计算机的数据处理有惊人的高速度和准确性。为保证会计数据输入的准确性，使用的会计核算软件必须符合《会计核算软件基本功能规范》，必须保证原始数据本身真实。

2、数据处理控制会计电算化的数据处理控制是对会计数据处理准确性、可靠性的控制。

3、数据输出控制数据的输出控制一方面要由硬件设备的正常运行来保证，另一方面需要特别强调的就是数据的打印控制。

五、电算化会计系统档案管理

妥善保管存有会计信息的磁性介质或其他介质，存放地点应防高温、防漏、防尘、远离强磁场，并定期进行检查和复制，坚持双重备份制度，防止会计档案丢失。为了确保数据和信息安全、完整，便于调用、更新和检查，应当对存储数据的各种磁盘或光盘做好标识，妥善存档，有关文件的修改、更新等操作都应附有书面授权证明，并登记整个操作过程，同时系统应具有自动记录能力，以便查询或跟踪检查。

六、电算化会计系统内部审计制度管理

1.对会计资料定期进行审计，电算化会计账务处理是否正确，是否遵循《会计法》及有关法律、法规的规定，审核费用签字是否符合内部控制制度的要求，凭证附件是否规范完整。

2.审查机内数据与书面资料、实物资产的一致性，是否账表相符、账实相符、账账相符;对不符合要求、错误的账表要及时纠正和调整。账实核对是保证医院会计资料真实、完整的根本途径。

3.监督数据保存方式的安全性、合法性，防止非法删除、修改历史数据等现象发生。

4.对系统运行各环节进行审查，如：输入、输出、存档等，防止重复、遗漏和错误操作;针对薄弱环节进行有效控制，提高系统的安全性、可靠性。

第3篇：计算机硬件系统的基本功能范文

关键词：会计电算化；会计系统；内部控制

一、会计电算化条件下内部控制的现存问题：

1.“一身多职，越俎代包”现象严重，安全意识淡漠

传统手工会计处理系统的内部控制是建立在不相容职能分离及相应职责分工的基础上。采用电算化后，由于功能和知识度集中，导致职责的集中，原手工操作下不宜合并的岗位，采用电算化后可以合并，会计人员大大减少，致使这些原则的重要程度下降。再加上安全意识淡漠，对实行电算化后新的组织机构和岗位之间的相互制约、相互监督和相互控制机制不够重视，“一身多职，越俎代包”现象严重，这使得计算机舞弊现象时有发生。

2.原始凭证数字化，易于伪造

在手工会计环境下，企业发生的经济业务均用纸张记录，这些数据如果被修改，很容易辨别出被修改过的痕迹。但是，在会计电算化系统中，数据被直接记录在磁盘或光盘上，对数据修改可做到不留痕迹，这就给业务的记录带来了风险，计算机的存储方式是将信息转化为数字形式存储在磁（光）介质上，因此极易被篡改甚至伪造而不留任何痕迹。这给一些不法之徒提供了机会。

3.内部控制的程序化使得差错反复发生的可能性增大

电算化系统中内部控制具有人工控制与程序控制相结合的特点。电算化系统许多应用程序中包含了内部控制功能，这些程序化的内部控制的有效性取决于应用程序，如程序发生差错或不起作用，由于人们依赖性以及程序运行的重复性，使得失效控制长期不被发生，使用权系统“在特定方面发生错误或违规行为的可能性较大”。

4.数据的安全性、保密性差

很多时候，企事业单位财务上的数据是保密的，在很大程度上关系着企事业单位生存与发展，但几乎所有的软件系统都在为完善会计功能和适应财务制度大伤脑筋，却没有认真研究过数据的保密问题，所谓加密，也无非是对软件本身的加密，防止盗版。这样会计数据的真实性和可靠性也就无法得到保证。此外，由于对计算机系统的依赖性很强，计算机硬件和软件对会计数据的安全性起着十分重要的作用，如系统一旦瘫痪，或者受病毒侵袭，或者突然断电，极易造成数据丢失。这也是手工会计系统不会遇到的问题。

二、对于存在的问题，提出以下几点防范措施：

1.电算化会计系统的规划管理

（1）硬件配置规划计算机硬件的投入必须随着会计电算化应用程度的逐步深入而逐步投入。

（2）软件取得规划财政部（94）财会字第15号文件规定：各基层单位应当根据本单位的管理需要，积极创造条件，逐步实现会计电算化。

2.电算化会计系统的实施管理

选择购买商品化会计核算软件是实现会计电算化的基本途径。该软件是否通过评审；是否符合会计核算软件的基本功能规范；技术指标是否满足需要。

3.电算化会计系统的人员管理

为了保证信息处理质量，减少产生差错和事故的概率，应制定上机守则与操作规程和注意事项；明确上机人员操作会计软件的内容和权限，严格管理操作密码，不与他人共享，并定期修改口令和密码；操作人员离开前应执行相应命令退出会计软件，非授权人员不得随意操作计算机会计软件；完善上机操作日志并指派专人保管。

4.电算化会计系统的控制管理

（1）数据输入控制计算机的数据处理有惊人的高速度和准确性。为保证会计数据输入的准确性，使用的会计核算软件必须符合《会计核算软件基本功能规范》，必须保证原始数据本身真实。

（2）数据处理控制会计电算化的数据处理控制是对会计数据处理准确性、可靠性的控制。

（3）数据输出控制数据的输出控制一方面要由硬件设备的正常运行来保证，另一方面需要特别强调的就是数据的打印控制。

5.电算化会计系统档案管理

妥善保管存有会计信息的磁性介质或其他介质，存放地点应防高温、防漏、防尘、远离强磁场，并定期进行检查和复制，坚持双重备份制度，防止会计档案丢失。为了确保数据和信息安全、完整，便于调用、更新和检查，应当对存储数据的各种磁盘或光盘做好标识，妥善存档，有关文件的修改、更新等操作都应附有书面授权证明，并登记整个操作过程。

6.电算化会计系统内部审计制度管理

（1）对会计资料定期进行审计，电算化会计账务处理是否正确，是否遵循《会计法》及有关法律、法规的规定，审核费用签字是否符合内部控制制度的要求，凭证附件是否规范完整。

（2）审查机内数据与书面资料、实物资产的一致性，是否账表相符、账实相符、账账相符；对不符合要求、错误的账表要及时纠正和调整。账实核对是保证医院会计资料真实、完整的根本途径。

（3）监督数据保存方式的安全性、合法性，防止非法删除、修改历史数据等现象发生。

（4）对系统运行各环节进行审查，如：输入、输出、存档等，防止重复、遗漏和错误操作；针对薄弱环节进行有效控制，提高系统的安全性、可靠性。

第4篇：计算机硬件系统的基本功能范文

Abstract: The author made some improvements and gave practical and concrete measures for the problems that students always feel abstract and difficult to understand in the teaching of computer operating system course, combining with his teaching experience in teaching.

关键词: 计算机操作系统;教学改革;教学内容;教学方法

Key words: computer operating system;teaching reform;teaching content;teaching methods

中图分类号:TP316文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)28-0164-01

0引言

操作系统课程是计算机科学与技术专业的一门基础核心课程。本课程从操作系统实现资源管理的管理的观点出发,阐述如何对计算机系统中的硬、软件资源进行管理,使计算机系统协调一致地、有效地为用户服务,充分发挥资源的使用效率,提高计算机系统的服务质量。通过本课程的学习使学生掌握计算机操作系统的控制计算机硬件的基本原理以及设计方法和实现技术。但该课程教学过程中普遍重点偏向操作系统原理的理论教学,而学生在没有学习该课程前对操作系统的认识只是在使用层面,使得学生在学习的过程中总觉得本课程所学内容与实际所用操作系统的偏差很大。从而导致学生在学习本课程的过程中缺乏兴趣和信心,教学效果很不理想。

1教学过程中存在的问题

1.1 教学内容侧重理论,实践环节薄弱操作系统课程要有好的教学效果,就要引导学生自己动手设计、实现一个具体操作系统实例。但要做到这一点并不容易,这不仅要求学生在学习该课程之前就要掌握汇编语言、C语言、计算机硬件、操作系统结构等多种知识,而且还需要学生抽出大量的时间和精力放在该实验上。这样的要求学生不易做到。因此现有的教学过程往往重点偏向操作系统原理的理论教学,对学生的实践环节不是很注重。

1.2 教学目标与社会需求脱节本课程的教学目标要使学生掌握计算机操作系统的控制计算机硬件的基本原理以及设计方法和实现技术,这个教学目标使得学生能够具备自主研发操作系统软件的能力,本身没有问题,但由于计算机行业本身的特点,前沿的技术总是掌握在少数公司的手里,同时还有版权的保护问题,使得学生投入大量精力自主开发的操作系统软件没有多大的实际意义。而市场上更需要的是对现有的操作系统能够熟练使用和对其内核进行修改、编译的人才。

1.3 教学方法简单、教学手段匮乏近年来,计算机操作系统的发展飞快,新的开发思想和基本概念不断涌现并随着市场的需求出现了多种不同的操作系统产品。但部分高校教师仍采用“黑板、粉笔”的传统教学手段讲授理论知识,即使有些教师使用了电子教案,也只是单纯地播放理论知识课件,不能做到与实践联系紧密的教学内容,使得学生感觉到课程枯燥难学,难以激发学生的学习兴趣。

2计算机操作系统课程教学改革的措施

2.1 把握开头、激发兴趣好的开始是成功的一半,好的开头可以很好的提高学生的学习兴趣,激发学生的学习热情,使学生由被动学习转为主动学习,学习效率能得到大幅提高。初始课程内容应包含以下内容。

2.1.1 编写简单的引导程序和内核,通过自己编写的简单引导程序和操作系统内核启动计算机裸机,使得学生对计算机的启动和操作系统内核有个感性的认识,结合课本目录启发学生一个完善的操作系统内核所必须具备的功能,并引导学生了解通过操作系统理论课程的学习可以对现有简单内核进行完善。从而激发学生的学习兴趣。

2.1.2 引导学生进行linux操作系统入门学习,使得学生对linux操作系统感到不再陌生,并使学生明确认识到可以通过以后的学习掌握linux操作系统内核编译和裁剪等技术。同时提供市场linux操作系统相关就业信息,使得学生能感到linux操作系统内核的学习可以学以致用。提高学生的学习热情。

2.1.3 对操作系统课程做一个简单明要的介绍,使学生认识到,学习本课程不仅可以掌握操作系统课程理论知识,同时还可以培养学生自身的逻辑思维能力,有助于对其它理论课程的理解,可为以后学习新型操作系统及和开发应用软件打下坚实的基础。

2.2 理论联系实际,加强实践教学环节操作系统是一门理论性比较强的课程。但单纯的理论讲解很容易使学生感到枯燥乏味。因此操作系统课程的实践是一个非常重要的教学环节。但要引导学生去编码实现一个具备内存管理、进程调度、文件管理等功能的小型操作系统对刚学操作系统课程的学生来说不太容易实现。所用建议实践教学环节应该分为以下步骤进行:①老师演示,学生感官认识。在此过程中,老师先完成一个具有引导功能、中断功能和能够实现简单命令功能的实模式操作系统内核雏形,但整个操作系统架构不是很完善,功能也比较欠缺。之后通过理论课程的学习引导学生突破实模式和补全内存管理、设备管理、文件管理等模块程序。②将操作系统的每一大管理功能分为一个项目,分组让学生实现,不同的小组完成不同的功能模块,所有项目的完成,就实现了一个具备基本功能的操作系统。③最终引导学生去研究阅读Linux内核原代码,学习linux内核源代码的含义和linux操作系统的设计方法和具体实现技术。

2.3 教学方法与教学手段的改进在教学中,教师实行启发式教学,把培养学生学习兴趣作为入门向导,改变以教师为中心的课堂教学方式更改为以教师引导,学生完成过程的合作式课堂教学方式。在整个教学过程中,做到不是教师强迫学生去学,而是学生为了解决自己遇到的问题不得不自己去学的形式。这样效果会更好,效率也高。积极不断地革新教学手段,重视现代信息技术和现代教育手段在教学中的应用。多媒体教学设备和方法的使用对学生对一些抽象概念的理解很有帮助。多媒体教学图文并茂,而且可以自由往返以前所讲的内容进行复习和重复。也可以方便的插入各种图片及影音资料,这对激发学生的学习兴趣和吸引学生的注意力很有帮助。

3结语

教学是大学教师的根本任务,为了提高教学质量,对教学改革的探索与实践是很有意义的事情。教学改革的研究不仅可以不断提高授课技巧,还能获得学生的尊重和学校的认可。本文从课程教学改革方面进行了一些的探索,本文的探索只是作者在“操作系统”课程教学过程中的一点心得体会,希望能与同行分享。

参考文献:

[1]罗宇,邹鹏,邓胜兰.操作系统[M].北京:电子工业出版社,2007,2版.

第5篇：计算机硬件系统的基本功能范文

关键词：网络发展 网络通信技术 应用

中图分类号：TP393.0 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-00

1 计算机网络发展阶段

计算机网络是网络和信息技术相互结合，它的发展从最原始面向终端的极端级通信网络到新一代综合性、智能化、宽带高速网络，其演变过程可分为四个阶段。

（1）开放式标准化计算机网络阶段，1977年国际标准化组织以“开放系统互连”为目标，专门研究网络体系结构、互连标准等。1984年ISO正式颁布了一个称为“开放系统互连基本参考模型”的国际标准ISO7498，简称OSI七层模型，标志着计算机网络分发展进入了成熟的阶段。（2）互联主机系统的数据处理阶段，在哑终端计算机处理过程中，终端设备承受着极大的工作负担，在日常数据操作中，既要承担数据处理工作，同时又要负责数据通信工作。随着20世纪网络时代的到来，以独立处理数据能力的计算机为中心的终端设备构建的计算机网络体系系统应运而生。通过计算机硬件、通信线路和通信设备的互联，以及通信软件的控制。用户可以灵活的先在个人电脑上以分时方式完成数据处理，接着由CPU将操作结果返回终端设备，因此形成了一个完整的网络结构系统。（3）远程通信功能的多机系统，解决了通信费用昂贵的问题，其主要问题是多个用户只能共享一台主机资源。（4）网络互连与高速智能网络过程；随着网络进一步向着通信技术开放、高性能方向发展，尤其是光纤通信技术和计算机网络技术发展，如通信网络速度快，网络多媒体空间应用性广，功能强大的移动式掌上电脑，电话网、电视网、无线网和计算机网合一。计算机网络运用到各个行业中，它能将更高质量的网络服务提供给用户，使网络管理模式进入智能化、服务化阶段，在上述各阶段我们可以利用相关的软件技术来完成系统管理、费用管理、障碍管理和安全管理等日常网络管理任务。

2 通信系统的主要功能

（1）数据有效通信；在所有功能体系结构中，有效化的数据通信技术是整个体系中的最基本功能模式。数据通信技术负责完成的主要工作是各操作结点之间的数据传输。例如电子邮件传输、网上电话交互、远程控制系统等信息传输操作。（2）负荷均衡；在计算机网络中，如果某台计算机的处理任务过重，可利用网络中相对空闲的主机辅助完成当前计算机的处理任务，从而均衡得使用系统网络系统资源。（3）分布化模式下的数据通信；分布化模式之所以快速发展，得益于当前网络技术的迅猛发展。而目前针对大型综合性问题进行分布处理，能提高处理速度，有效利用设备，使解决大型复杂问题的费用大大降低。（4）信息资源共享；信息资源共享主要用于将网络覆盖范围内中的所有信息资源包括计算机硬件、软件、通信设备、数据等，通过共享方式交由权限规定内的用户使用。该功能不受地理区域的约束。随着资源信息时代的到来，资源的共享具有重大意义。（5）提高安全可靠性；在网络体系结构中，由于有备份计算机的存在，当故障发生时，当前计算机的任务则可由其他计算机代替完成而不会影响整个网络的执行效能。这样，也就从安全可靠角度保证的了网络的体系结构。（6）数据信息的综合处理；计算机网络技术的发展和应用，已使得现代的办公手段、经营管理等发生了变化。通过计算机网络可将分散在各地的数据信息进行集中或分级管理，如金融系统数据的收集和处理系统。一个完整的网络体系结构我们可以将其分为两个主要部分，分别是具有独立数据处理功能的计算机终端设备和完成设备连接和传输功能的通信线路。如果从资源使用方向来说，我们还可以将一个网络结构划分为通信子网和资源子网。其中，通信子网主要负责网络体系结构中数据通信功能部分的通信设备和软件集合的信息处理；资源子网则进行资源共享功能的通信设备和软件集合的信息处理。

在所有硬件设备中，主机是子网体系中基本的组成部分。它由各种类型的计算机通过高速网络和通信线路控制连接而构成。在主机中除了装有本地操作系统外，还应配有网络操作系统和各种应用软件，配置网络数据库和各种工具软件。终端设备可以是目前使用比较普遍的日常I/O设备，或者是我们不常使用的造价较高的智能化设备构成。通常通过用户主机连入网络。终端是用户与网络之间的接口，以方便用户使用网络。

3 网络体系结构的分类

通信网按照不同的分类依据，从不同的角度来看，有不同的分类方法，根据计算机网络的支撑系统主要有通信网的分类。

（1）按使用网络的对象分为公众网络和专业网络。例如公众网络Internet，专用网络有银行系统网络。（2）按所使用的通信介质分为有线网和无线网以及卫星网。（3）按地理区域范围来化分，可分为局域网、城域网和广域网。（4）按网络的拓扑结构来分，可分为总线型网络、星型网络、环型网络、树型网络、网状型网络。

4 结语

计算机网络体系结构将计算机技术和数据通信技术有效的紧密的结合。同时在该体系内部又融合的新技术、新思想和新设备。可以说它所涉及的范围是很广泛的。随着计算机通信和网络信息技术的发展规模越来越大，因此，人们在不断发展计算机通信网络的同时，还要采取相应故障系统诊断现象，从而增加系统安全性和降低风险。

参考文献

[1] 罗鹏宇.探讨计算机网络与通信系统现状及发展[J].无线互联科技，2013（3）：125-126.

[2] 苏宏德，黄静波.网络与通信技术发展现状及趋势分析[J].计算机光盘软件与应用，2011（16）：143-144.

第6篇：计算机硬件系统的基本功能范文

关键词：计算机安全；常见问题；防御对策

目前，计算机已经是人们生活工作以及学习不可缺少的工具，但是在实际使用当中，计算机存在很多安全问题，对于人们的生活造成一定负面影响。所以，对于计算机面临的问题应当采取有效的防御对策，以下主要从软硬件两方面进行论述，并且提出有效的防御方式。

一、计算机面临的常见安全问题

（一）计算机硬件方面的安全问题

第一，芯片问题，在计算机内部的芯片都是具备解密功能的，可是因为某些计算机用户对于计算了解比较少，所以这些秘密很容易被其他人窃取，这种芯片只有在联网的情况之下才具备相对应的功能，在处理这个问题的时候，如果不联网也能满足计算机用户的基本功能，但是如果联网之后，就会存在漏洞遭到黑客攻击，网上的病毒或木马就会入侵到计算机内部当中，影响计算机的正常运行。第二，电磁泄露，这也是一种比较常见的问题，在运行计算机的过程中会放射出脉冲波对用户计算机当中的数据以及信息进行窃取，在实际的工作当中，相关使用人员应当高度重视这个问题，从而防止出现比较大的安全隐患。第三，硬件系统故障，这主要是由于系统受到黑客或者病毒攻击之后，就会对计算机内部系统进行破坏，由于病毒具备传染能力，随着病毒的不断扩散就将导致系统故障，甚至导致硬盘的信息受到破坏以及丢失。

（二）计算机软件方面的安全问题

第一，对于用户的信息非法窃听，如果在计算机的系统之中存在安全隐患，传输信息的过程中就容易被黑客窃听信息，这样不但容易造成信息安全问题，而且严重影响系统之稳定性。如果企业的一些重要的信息在传输的途中被窃取的话，将给企业造成重大经济损失，严重影响企业的经济效益。第二，病毒入侵问题，所谓病毒入侵就是指病毒侵入电脑系统当中，这一种病毒具有较大的破坏力，并且危害性不小。病毒已经成为现在影响电脑系统运行的主要因素，此外，由于病毒具备再复制的能力，如果入侵到电脑之后，就会在系统内部随意修改电脑信息乃至删除文件等，从而给用户造成很大困扰。第三，钓鱼网站，所谓钓鱼网站就是网络黑客通过一些假冒网站或者为诱饵，窃取用户的信息，在窃取到用户信息之后可能会对用户进行敲诈或者勒索等，给用户造成很大困扰，计算机硬件以及软件两个方面都可能受到安全问题的严重影响，所以，为了尽量减少用户经济损失以及切实保障用户的安全，需要财采取有效的措施加强安全防护。

二、针对计算机安全问题的有效防护措施

针对以上计算机常见的安全问题，应当采取有效的防护措施，硬件方面需要采取加固技术，软件上可以使用加密、认证技术。此外，用户使用的过程中需要规范自己的行为，不要盲目接受垃圾邮件以及浏览不良信息网站，在计算机上装好各种杀毒软件以及及时更新病毒库。

（一）加固技术

加固技术主要关系到计算机防护加固、环境控制、防震固定等多方面的内容，主要就是为了提升计算机性能，从加固技术当中的防辐射技术进行分析，主要是将硬盘、芯片以及电源等进行屏蔽，这样就可以避免电磁辐射的伤害，但是，计算机的加固技术只是对硬件的一种防护措施，在实际使用的过程中，依然需要根据实际的情况进行具体分析，比如，可以提升数据安全性或者改变备份方式等，对计算机的内部数据进行优化，需要将硬件当中的信息进行定期备份以及保存等。

（二）加密技术

加密技术也是保护计算机安全的一种重要方式，计算机加密主要包括两种类型的加密，一种为对称加密技术，另一种为非对称的加密技术，信息发送方以及接受方通过一个密钥实现加密以及解密。这种方式就是对称加密，它们都是采取一对一密钥。信息接收方和信息发送方所使用的密钥是公钥。

（三）认证技术

认证技术也是一种信息接受方和信息发送方两者信息认证的方式，这种技术保障了文件识别科学性以及准确性，根据认证技术特点分析，可以将其分为两类，一种类型是数字证书，另一种类型是数字签名，在实际的工作中，可以将数字签名当电子签名。传输信息的过程中，一般是财务报文的方式将签名发送到接受方，用户可以使用可靠方式给相关机构提供一个公钥，从而获得证书，用户具备公开这个证书权利，只有得到这个公钥的用户才能获得证书，但是需要签订合法权益之后才可以，从而保障公钥的有效性。

（四）规范用户行为以及装好杀毒软件

在长时间的使用当中，计算机经常会遭受到垃圾邮件以及病毒木马的影响，所以，为了保障计算机正常使用以及避免垃圾邮件和病毒木马的干扰，就需要加强计算机用户教育，让用户深刻认识到垃圾邮件对于计算机系统产生的影响，如果收到垃圾邮件之后，注意不要随意填写信息，可以使用邮件过滤功能，对于不能自动恢复以及一些陌生的邮件不要盲目打开，避免邮件将木马病毒带到计算机系统中来，此外，可以给电脑安装一些杀毒软件以及防火墙，金山毒霸、瑞星杀毒软件以及360安全卫士等，并且及时对病毒库进行更新，从而切实保障计算机的安全性。

三、结语

综上所述，虽然计算机给人们的生活带来极大的便利，但是，计算机安全问题对于人们的生活也造成一定的负面影响，硬件方面的安全问题包括芯片陷阱、电磁泄露等，软件方面包括病毒木马、网上黑客窃取信息等，针对这些问题，应当采取有效的方式进行防御，包括了加固技术、认证技术、加密技术、规定上网行为以及装好杀毒软件等。

参考文献：

[1]詹皓予.高中生面临的计算机网络安全问题及防范对策[J].电子世界,2016,(22):71.

[2]王璟.计算机软件安全检测中存在问题及防御对策[J].计算机光盘软件与应用,2014,(23):62+64.

[3]杨常建,王进周,米荣芳.计算机安全面临常见问题及防御对策探讨[J].计算机与网络,2012,(13):66-68.

第7篇：计算机硬件系统的基本功能范文

【关键词】高校;学生信息;综合管理;系统功能

一、需求分析

如今社会和科技正在飞速的发展，人们的生活方式也发生了很大变化。随着生活质量的提高，人与人之间信息交流和获取方式也发生巨大变化，生活节奏也越来越快，因此学校的管理方式也要迎合这种变化，在收集学生信息时就需要采用更高效，快捷的途径，这既能让学生之间能够更好的交流，发展良好的人际关系，也能提高学校的管理效率，所以学校设计网络化、人性化、实用化的信息综合管理系统，必定会受到师生们的欢迎。

1.管理员的功能需求。管理员拥有最高权限，可以对用户、学生、班级、课程、宿舍等进行统一的管理。主要功能如下：

1）学生信息的初始化、添加、修改、删除、浏览、导入、导出，包括学生的姓名、性别、民族、出生日期、入学时间、所在班级、宿舍、籍贯及备注等信息。

2）学籍信息的管理，包括班级设置、年级、专业等信息的添加，导入、导出、修改，删除、浏览等。

3）教师信息的初始化，教师权限的修改、删除、浏览等。

4）基本课程的管理、数据导入、导出、修改，删除、浏览，包括课程名称、课程类型、学时、学分和课程具体描述等。

5）学生选修课信息的管理，包括导入、导出、修改、删除选课信息及学生选课名称、人数的分析统计、打印等。

2.学生的功能需求。学生主要进行与自身有关的信息查询、输入、输出、交流、信息反馈等，主要需求如下：

1）基本信息管理。查询、修改学生本人信息，包括姓名、性别、学号、民族、出生日期、籍贯、所在班级、备注、宿舍信息等。

2）选课信息管理。可查询、选择待选课程的基本信息，包括课程名、课程类型、学时、学分和课程教学大纲、教师情况、教材信息;浏览个人的选课结果以及个人成绩信息等。

3）交流信息管理。学生利用此系统对学校管理、教学、后勤服务等进行评价、打分，收集、反馈学生的意见、建议，设置生活、学习、校园活动交流平台，建立良好的学生与校方交流互动途径。

3.系统的性能需求。为了保证系统能够安全、可靠、稳定、高效的运行，系统应该满足以下的性能需求：

（1）数据处理的及时性和安全性

数据处理的及时性和安全性是系统的基本要求。本系统要充分考虑当前和将来可能承受的访问量，在硬件条件达到要求的前提下，科学的设计数据结构，减少数据冗余，以提高数据处理能力减少响应时间，满足学校对信息处理的需求。另外，系统的数据安全性对于整个系统举足轻重，也影响系统功能和性能，因此在系统开发过程中，必须运用数据加密技术确保信息安全。

（2）系统的开放性和系统的可扩充性

友好的交互界面和科学的数据接口，是系统人性化和扩展能力的表现，系统与其他业务系统数据的良好对接，也能为今后业务的发展预留空间和资源。

（3）系统的易用性和易维护性

本系统是直接面向业务操作员的，而使用人员往往对计算机并不一定熟悉。这就要求系统能够提供良好的用户接口，简单易用的人机交互界面。要实现这一点，就要求系统应该尽量使用用户熟悉的术语和简洁的中文界面，针对用户使用中可能出现的问题，要提供足够的在线帮助，以缩短用户对系统熟悉的过程。

（4）系统的标准化

系统在设计开发过程中涉及到的计算机硬件、软件规范要符合相关行业标准。例如在开发中使用的操作系统、网络系统、开发工具都必须符合通用标准。

二、功能模块图

三、各功能模块说明

1.宿舍管理模块

对于学校来说，学生宿舍管理是不可或缺的组成部分。本模块类似酒店管理系统，加入了客户自主服务的功能，体现学校后勤管理的人性化。具体应包含下几点内容：

（1）数据结构：

包含楼号、楼层、房间号、床位号、收费标准、学号、姓名、班级、性别、专业、学院、校区等基本字段信息;

（2）教师端基本功能：

包含学生住宿信息初始化，能批量（按学院、专业、班级）生成学生住宿信息及住宿标准、学生住宿调整、更换、入住、退宿，报表生成（按学院、专业、班级、楼号、校区等多种条件生成报表）、查询、打印、数据导出、导入等;

（3）学生端基本功能：

查询、浏览住宿信息（楼号、楼层、房间、床位、价格等信息）、住宿申请、预定床位、提交定单信息，后台按价格信息生成住宿应收款提交财务缓冲库经审核生成住宿应收费;住宿调整申请、走读申请、宿舍财产管理、毕业离校退宿办理等。

2.教务管理模块

本模块包括学生服务端和教师服务端。主要提供选课、教材、学分、专业、排课等功能，具体包含以下几点内容：

（1）数据结构：

包含学号、姓名、班级、班级代码、专业、专业代码、学院、学院代码、学期代码、入学年度、毕业年度、选课名称、选课代码、应修学分、实修学分等与教学有关的基本字段信息;

（2）教师端基本功能：

学生学籍管理包含学院、专业、班级等学生基本信息管理、查询、调整、变更、应修学分初始化、调整、选课调整、补修信息管理、排课管理、教材管理、数据打印、导出、导入等;依据学生选课学分、学分单价及学期生成学分制应收学费，提交主机收费;

（3）学生端基本功能：

选课管理，包括必修课、选修课、学分、成绩、课表、补修课程、查询、提交、专业调整、学籍变更申请、网上注册等;

3.学工管理模块

本模块涉及学生生活、学习、就业等多个方面的功能，该模块包含以下几点内容：

（1）数据结构：

包含学号、姓名、政治面貌、身份证号码、民族、班级、性别、年龄、校区、家庭地址、联系电话、QQ号、银行账号、辅导员电话等基本字段信息;

（2）教师端基本功能：

系统管理，学生日常管理，基本信息管理（不含学籍信息），学生资助管理，学生综合素质测评、项目设置、数据审核、查询等，奖（助）学金评定、审核、勤工助学注册、工资发放、就业管理、派遣、问卷调查;绿色通道（绿色通道管理、绿色通道统计）信息等。

（3）学生端基本功能：

银行卡号、联系电话等个人信息（不含学籍信息）管理、输入、变更、学生奖助学金申请、查询，勤工助学工资查询、学生缴费查询、网上注册、消息查询，个人档案资料管理，综合素质测评查询等。

4.财务收费模块

本模块主要收集宿舍管理模块、教务管理模块、学工管理模块的价格信息，如住宿费、选修费以及预先设置的收费项目，按一定的优先级实时生成应收费，提供给缴费终端完成收费，实现收费项目信息从收集到缴费全过程的智能化处理。具体应包含以下内容：

（1）数据结构：

包含学号、姓名、班级、班级代码、专业、专业代码、学院、学院代码、学期代码、应收专业学费、应收学分制学费、应收住宿费、应收教材费等字段信息;

（2）教师端基本功能：

能够实现教务、宿管、学工、财务基本信息数据实时传递、共享;能分类查询、检索学生信息;能提取学生住宿信息，经审核自动生成学生应收住宿费;按教务模块学生专业、选课信息等生成应收专业学费、学分制学费、教材费，补修学分应收费;按学生学籍变动、宿舍调整、奖助贷金额、银行卡号等信息变更自动更新收费系统学生基本信息保持学生信息的同步变动;能自动提取、审核、打印、汇总学生奖、助、贷、工资发放表，能按银行要求的格式导出上卡文件;能够设定学生应收费项目优先级，能实现新生报道绿色通道服务、贷款批量扣款等;

（3）学生端（网上缴费）基本功能：

能查询入住信息包括楼号、楼层、房号、床位号、应收住宿费、应收专业学费、学分制学费、补修学分学费、教材费等，输入缴费金额，助学贷款金额或选择绿色通道缴费方式，依据学生输入的缴费金额按收费项目优先级生成缴费指令提交银行端完成扣费;具有按后台设定的缴费项目，如补修学分缴费、英语四、六级报名费，计算机考试报名费等网上缴费的功能。

第8篇：计算机硬件系统的基本功能范文

【关键词】信息系统 数据库 系统备份 网络安全

一、前言

在我们日常的生产生活当中，无论是企业还是个人都会受到各式各样大量的信息，通常情况下需要一个专门的数据存储器来容纳这些数据，并且根绝实际的用户需求来进行进行备份管理，例如在一家医院之中，医生往往会把病人的相关信息单独存放在病历本之中，里面会涵盖病人的姓名、年龄、性别、出生年月、病情信、处方等，这里的病历本就可以看成一个简单的数据库，同时将收集到的情况信息进行数据库的系统备份，如果医生拥有这些病历本，那么当医生需要查看病人的基本情况时，就可以根据病人的姓名来找到目标数据，最后进行诊断。显而易见，在计算机技术突飞猛进的今天，上述的一系列存储、调取、查询、管理的行为都可以通计算机来完成。假设系统出现异常状况，信息资料还能够从原有的存储信息中调取，并且通过基于计算机技术的数据库备份显然效率更高，系统稳定性更优，自动化水平更完善，同时数据库系统备份也为网络信息安全提供很好的平台。

二、数据库系统备份的概述

在上世纪，数据管理人员在面对大量的数据信息时，往往找不到一个简单高效地方法来组织管理信息，如何合理地管理信息就成为当时摆在管理人员面前的一个最大难题，经过大量的摸索研究，人们最终选择通过构建文件系统的方法来解决这一难题，然而文件系统却存在很多弊端，在计算机技术的支持下，一种新的数据信息管理方法逐步走进数据处理领域，即数据库管理系统，这些数据库管理系统在构建时并入了逻辑关系，使得数据库管理备份系统的自动化、智能化水平有了质的飞跃，也为信息系统的搭建提供了强有力的支持。

数据库的安全备份就是指在计算机系统安全的情况下，将信息系统中所需要的内容进行保护，在计算机控制的方式下进行复制，当计算机程序受到外界的威胁或是其他不安全因素的干扰下，系统会根据原有的备份文件进行数据的还原，从而形成对于重要文件的保护。这也是网络信息安全系统建设中最为关键的内容。在安全信息备份当中，存在有理论备份和逻辑备份，将原有的文件在磁盘中进行保存，理论保存的方式有冷存储和热存储两种，而相关的逻辑就是在运用SQL的基础下，将数据库中的数据进行整理并保存供下次调用。

SQL Server中对于信息的存储安全是重要的因素。在上文中谈及了相关的数据使用技术，对于存储中，SQL相关的字符和语句的编码集合是数据安全的关键，通过在授权管理的情况下，将程序的源代码进行调用，运行程序的基础上来实现对SQL Server的安全管理。在数据备份管理文件中建立一个新的文件夹，在限定的模式范围内可以进行数据的拷贝操作，除这种授权的情况以外，一律不得使用计算机程序后台进行数据的编排处理，也不肯将用户中的数据对象进行访问，这样就大大的增强了系统的安全性，使得SQL Server在计算机网络安全中更加安全稳定。在网络安全保护的流程化管理中，SQL Server中建立的系统盘中含有：ck_pd_kcdjcw（信息盘点）s_insert_kh（将客户、业务员等信息插入到临时表）、st_bf_ypdata（网络信息备份）等存储过程，根据这些信息的编程模式来分析，新文件创建的语句更加符合逻辑性和语句更加通顺，而且加入的WITH ENCRYPTION相关模块语句更具有安全性，给整套系统进行了加密处理。让系统定义下的程序软件处于不可读的模式这下进行存储，保证任何人（包含有系统的管理人员和加密人员）都不能在该行为触发时调整文件内容，对于数据库中的文件内容也进行了隐藏处理，改善了以往安全空间被随意篡改的现象。有效提升了企业管理的水平，最后通过二进制的数据改写模式，将有用的数据进行恢复。

三、数据库系统备份对在网络信息安全中的意义

通常意义上来讲，信息备份系统指的是由计算机硬件、网络设备、计算机软件、信息保存、规则、信息传输设备等组成的人机一体化综合系统，其旨在对信息进行收集、传递、储存、加工、处理，简而言之就是系统由软件、硬件以及人所组成。整个信息管理存储系统的全部信息技术文件都涵盖在其中，运行程序则指的是系统中全部逻辑算法以及这些算法所指向的信息数据所构成，这里的算法值得注意的是其中所包含的内容，即输入、更改、调取、管理、输出关系。在任何一种包含数据信息的综合系统之中，数据一定是按照一定的顺序、结构、逻辑次序所存在的，当然信息管理系统也是如此，目前比较常用的组织结构模式是逻辑关系型数据结构，基于这种结构模式，库文件也就是数据的基本存在单位。这一点相比较过去的设计思想来讲具有很多进步的方面，以系统的处理功能为主的设计概念在过去应用很普遍，这种概念也是基于逻辑算法的思想，但是与数据库备份系统的最大区别就在于其目标数据并不是处于主导地位，只是占据从属的地位，也就是逻辑算法主导数据结构，基于这种技术特征，其结果往往是程序运行过程需要什么样的库文件，系统就会相应的保存一个对应的库文件。根据实际的实践经验来讲，系统往往会出现一种安全隐患，每当出现一个输出文件系统就会自动生成一个库文件，所生成的数据往往比较杂乱无章，即使是同一个数据也可以找到很多数据源，无法建立一对一的映射关系，数据一致性较差，后期给系统维护人员带来了很多的麻烦，最终影响系统的工作效率和可靠性。

四、数据库系统备份对在网络信息安全中实现

（一）确保数据库数据信息的安全

保障数据信息的安全是数据库必须具备的基本功能，一个完善的数据库，首先必须具备相应的安全防护措施，可以应对大部分计算机病毒和恶愈人为攻击，对重要的数据信息进行保护，对核心数据进行隔离，切实保证数据信息的安全。其次，可以通过数据库自带的授权准则对数据信息的访问权限进行划分，按照数据信息的重要性，对其进行分层，根据不同的用户ID，授予相应的权限，从而保证数据信息的安全性。例如，对于数据库管理人员，可以授予一级最高权限，实现对数据库信息的完全调动和备份、修改、删除等：对于企业管理人员，可以授予二级权限，对数据信息进行查看，对部分信息进行修改等操作；对于一般用户，则只拥有部分数据的查询权限，无法对数据进行操作。然后，对备份数据进行加密，利用密码的形式，对数据信息进行保护，只有通过相应的密码，才能对数据进行查看，可以极大地避免数据信息的泄露，保证信息安全。

（二）确保数据库数据信息的完整

在数据库系统中，数据信息的完整性也是数据库的重要职能，如果出现数据的丢失，必然会对数据的分析造成影响，甚至产生严重的后果。例如，在银行信息系统中，如果出现客户数据丢失的情况，就必然会给客户和银行双方带来极大的不变，甚至造成惨重的损失。以自动取款机为例，如果一个客户在自动取款机取款5000元，但是取款信息在数据库中丢失，则可能造成客户卡上的金额不变，可以再次进行取款，换言之，银行白白损失了5000元。通常情况下，数据的完整性包含以下几个特性：

1.准确性：指在数据的生成和输入过程中，始终保持与原始数据一致，如数据表中的某一个字段数值，与用户输入的数值相同，确保数据的准确可靠；

2.有效性：指在确保数据信息准确的情况下，按照规范化的操作，将数据输入数据库，保证数据的真实有效，可以进行查询、复制和修改；

3.一致性：指对于不同的用户，数据库显示的信息应该是一致的，而不会出现因人而异的情况，才能充分体现出数据的完整性。

五、结束语

通过对数据库数据的备份，可以切实保证数据信息的安全，在因意外事故或突况导致的数据损坏或丢失时，可以保证数据库的完整性和安全性，规避或减少损失。因此，在数据库系统中，采取行之有效的备份措施，对于网络信息的的安全是十分必要的，也是极为重要的，需要引起相关技术人员和管理人员的重视。

参考文献：

[1]吴华勋.探讨数据库系统备份对在网络信忽安全中的意义及实践[J].电子制作.2004，12（12）：167-170

[2]曹勇.数据库系统备份在信息安全中的价值探究[J].计算机光盘软件与应用.2010，9（11）.12-13

[3]赵四平，毛婕.数据库安全特性备份和信息资源开发[J].科技信息，2010.3（10）：34-35

第9篇：计算机硬件系统的基本功能范文

关键词：计算机组成与体系结构；核心课程建设；教学创新

依据上海理工大学实施教育部“卓越工程师教育培养计划”的要求，上海理工大学计算机科学与工程系确立了计算机科学与技术、计算机工程两个本科专业定位为培养计算机工程领域需求的工程性人才。在参考ACM/IEEE-CS CC2005[1]对计算机工程(CE)学科课程体系设置的基础上，我们将计算机组成原理和计算机体系结构的知识组织为一门统一的计算机组成与体系结构课程，并采用白中英教授主编的《计算机组织与体系结构》作为理论教学教材[2]。

计算机组成与体系结构课程涵盖两个方面：计算机组成的基本原理和计算机体系结构量化设计的基本方法。计算机组成原理是通用计算机系统结构的一般性逻辑实现方法；计算机体系结构揭示计算机系统的属性，包括概念性结构和功能特性，确定计算机系统软硬件的界面。二者既有区别，又有内在联系，因此，适合于整合为一门综合性专业基础课程。但是，由于计算机组成原理是计算机相关专业全国研究生统一入学考试的专业基础课，因此，我们确定本课程的教学内容侧重于计算机组成原理的教学。

根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会制定的《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》中关于计算机组成原理课程的实施方案[3]，我们确立了计算机组成与体系结构的教学目标是围绕单CPU计算机硬件系统的基本组成和工作原理，系统讲述计算机硬件系统及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，使学生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，为计算机工程领域培养具有硬件设计和实施能力的工程性人才；主要教学任务是培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计和开发能力，系统地理解计算机系统各部件的工作原理和运行机制。

1 教学现状和存在的问题

多年来，计算机组成原理被认为是一门既难教又难学的课程。而计算机组成与体系结构则包括计算机组成和计算机体系结构，这使得教学内容更多、学习难度更大。因此，很多同行一直在通过各种方式提高这门课程的教学质量[4-7]。结合我校计算机相关专业的具体情况，我们分析发现造成这一问题的因素有三个。

第一，本课程需要有数字电路、数字逻辑知识为基础。但是，由于大一大二两学年我院采用工科通识教育的缺陷，使得计算机和网络工程两个专业的本科生在学习本课程前没有学习过数字电路和模拟电路，也不了解数字逻辑设计的方法。因此，学生基础差，难以跟上教学进度。

第二，本课程涉及的知识面广、概念多，而且计算机内部芯片高度集成化，学生缺乏对计算机各部件的感性认识。因此，理解其物理结构和工作原理比较抽象，学生难以理解。而且，由于该课程讲授的计算机最基本的原理和方法，课程教学内容的直接应用目标也不可能很明确，学生难以理解该课程的直接应用价值，对该课程的重视度不够。

第三，在计算机软件的学习过程中，学生通过编程技术可以获得可见的结果。而对比计算机硬件课程的学习，学生难以把学到的硬件知识马上应用起来，不容易获得类似软件编程的直观感受，学生普遍的认识有偏差。这导致学生误认为本课程学习内容的实用性不强或者误认为软硬件之间的联系不大，以后自己只从事软件编程工作，不需要掌握计算机硬件设计方面的知识。

基于以上对计算机组成与体系结构课程的定位，结合我校人才培养目标和教学现状，下面，我们将从教学内容设置、理论教学方法、实践教学规划、课程考核制度、师资队伍建设和综合教学平台建设六个方面具体提出本课程的建设方案。

2 核心课程创新建设的综合方案

2.1 教学内容设置

教学内容设置方面的建设主要集中在三个方面：第一是补充本课程的基础知识，包括数字电路中的TTL门、MOS管技术等和数字逻辑课程中的逻辑代数基础及组合电路逻辑设计方法；第二是补充《计算机组织与体系结构》教材中缺失的内容，比如增加计算机体系结构中关于指令级并行软硬件设计方法、Cache失效性分析、多处理机同步与通信机制等。在计算机组成原理的教学内容上，尽量补充计算机体系结构量化分析的方法和设计原理；第三是补充多核处理器技术的最新设计方法和工作机制，这部分内容主要提供给对计算机体系结构感兴趣的、学有余力的学生自学之用。

为保证理论教学和实验教学时间的充裕性，我们将理论教学和实验教学单独开课，实验课的进度和理论课的进度相匹配，其中理论教学安排64学时，实验教学16学时，使得理论教学和实验教学的学时比为4:1。此外，对学有余力和参加竞赛的同学另行再组织和指导创新实验，使得理论教学和实验教学环环相扣，逐步深化，并使得培养的学生具有一定的创新设计和实践能力。理论教学计划如表1所示。

这种教学计划使得计算机组成与体系结构课程的教学内容更加丰富，既避免了本课程只讲授计算机组成原理或者只讲授计算机体系结构知识的弊端，又能保证学生将来参加研究生入学考试时对计算机组成原理知识的全面掌握。

2.2 理论教学方法

在讲授基本原理的过程中，我们注意融入计算机硬件技术发展的新技术并作为学生课后自学的内容，注重基础理论与最新技术的融合。由于计算机组成与体系结构知识比较抽象，理论学习比较枯燥，因此教学过程中我们要与学生交流互动，向学生提出启发式和开放式的问题，引导学生深入思考。讲课中注意触类旁通，采用举例、类比的方法，将深奥、难以理解的问题用学生最容易接受的方式和语言表达。理论课程全部采用课堂教学方式，以多媒体课件为主，适当使用一些板书。充分发挥多媒体教学采用动画技术或Flash技术，充分展现基础性方法和原理的动态执行过程。比如：SRAM读写周期的过程、Cache的访问和替换策略、指令流水线的过程等。

然而，多媒体教学方法对运算方法和运算过程的教学效果却不尽人意。经分析，我们发现问题主要是定点数、浮点数进行加减、乘除的计算过程没有采用传统板书教学并按步骤书写，而是采用多媒体教学且放映速度较快，学生来不及仔细体会其中的设计技巧和验证计算结果。

因此，后期涉及到计算相关的教学，我们都尽量采用传统的板书教学方法；而对于简单的控制流程、运行机制、状态更新等内容主要采用多媒体教学方法，这既发挥了多媒体教学生动、信息量大的特点，又体现了传统板书教学的细致和严谨。

此外，理论教学过程中建议采用引导式教学方法，而不能采用填鸭式灌输教学。讲授第二章运算方法和运算器前，先要介绍计算的基本功能就是进行算术逻辑运算，既然是算术逻辑运算，那就有二进制数参与运算，那么就会介绍各种数的机器表示形式；然后介绍数值数据的加减法和乘除法，包括原码、补码和移码的计算，然后介绍计算过程的硬件逻辑实现过程；最后介绍浮点数的加减乘除运算过程和硬件设计框图。

2.3 实践教学规划

在实践教学方面，我们从实验内容和实验方式开展教学革新。在实验内容上，分别针对基础性原理、综合性知识和创新实验有针对性的开展实践教学。针对基础性原理设计了验证性实验，比如采用多功能运算部件74LS181设计16位运算器的实验电路，验证运算器的功能等；对于综合知识，我们组织设计性实验，比如给每组学生分配一张指令表，指令表中包含十余条不同的机器指令(主要包括设计HALT, MOV, ADD, SUB, MUL, DIV, LOAD, STORE, JUMP)，要求学生根据实验计算机整机逻辑图来设计指令系统中每条指令的执行流程，设计微操作控制信号和微指令格式，确定初始微地址和后继微地址的形成，然后根据指令流程和微指令格式编写出每条机器指令所对应的微程序，同时还要针对每条机器指令编写相应的测试程序，以测试微程序的正确性。最终，我们要求学生设计出一个支持简单指令级的16位计算机系统；鼓励和挖掘有潜力的学生组织开展创新型实验，以组织兴趣小组或竞赛小组的形式，开展实际的工程应用开发或创新型实验的设计工作，比如通过EDA软件设计计算机系统的存储部件、控制逻辑电路等，通过软件仿真测试并烧录到FPGA器件上，检验实验的正确性；或者采用单片机、ARM处理器或RISC处理器设计一个嵌入式实验系统。由于课程教学和实验教学学时有限，创新型实验主要安排在学期末最后一个月的短学期内实施。

对于实验方式，我们的教改措施主要有：1)要求理论教学的老师亲自带教实验课程，避免理论教学和实验教学老师分开、责任不明确，导致实验课马虎过关的现象；2)具体实验前，由老师讲解实验步骤和注意事项。授权学生将实验设备或器材带回宿舍进行充分的设计和实验，与此同时他们还可以通过实验老师的即时通讯工具或教学平台提供的学生论坛相互交流实验经验和提出问题；3)实验的教学检查采用分组答辩的形式，由学生团队自由组织并分工，撰写实验报告、答辩PPT及回答答辩提问。

2.4 课程考核制度

理论教学和实验教学单独考核并采用量化考核措施。对于理论教学环节主要考核学生的出勤率(10%)、作业完成情况(20%)、期末考试成绩(70%)。

1) 出勤率：按出勤次数计算，每次出勤计2分，总分10分。

2) 作业完成情况：每学期安排5次作业，每次总分计4分。按作业缴纳次数和作业评价结果记分， ，每次缴纳作业 =1，没有缴纳 =0； 表示每次作业的成绩，如表2所示。

3) 期末考试：成绩占理论课程学成绩的70%。

实验教学环节安排5次实验，主要考核学生的出勤率(10%)、组织与团队协作能力(10%)、实验完成情况(30%)、实验报告(25%)和答辩情况(25%)。

1) 出勤率：按出勤次数计算，每次出勤计2分，总分10分。

2) 组织与团队协作能力：根据团队成员分工情况和安排的组织讨论情况记分，每次计2分，总分10分。

3) 实验完成情况：考核每个学生是否按规定完成制定的实验任务，每次实验总分计6分，分四个等级。按规定独立完成实验任务的记6分，在同学帮助下完成任务的记4分，在指导老师帮助下完成任务的记2分，缺席实验的记0分。如表3所示。

4) 实验报告：考核学生总结、归纳实验任务的能力，是否按规定填写和总结实验任务，是否具有详细的实验分工、实验任务、实验步骤、实验结果、实验分析五大要素。每个要素1分，每次实验总分记5分。

5) 答辩情况：每次实验配以答辩环节，每次答辩总分5分，共计25分。能正确回答答辩中提出的问题的记5分，与同学协商后正确回答问题的记3分，其他记2分。

2.5 师资队伍建设

按照建设一流教师队伍的要求，结合学院师资队伍建设，我们增强本课程讲授的师资力量，引进具有国外留学经历的青年教师，建立完善的教师梯队，同时，加强对青年教师的培养，提高教师教学、科研水平，鼓励青年教师参加国内外访问学者计划或者计算机组成原理和体系结构的理论教学或实验教学培训计划。积极参加计算机学会体系结构委员会和计算机教育委员会组织的活动。

2.6 综合教学平台

建设本课程的教学网站，将每一节课讲授内容的电子课件向学生开放，便于学生课后复习和巩固所学知识。同时，进一步完善本课程网站资源，开辟专门的教学论坛、教学QQ和群组供学生讨论问题。

聘请研究生担任助教，负责与实验课的老师一起完成实验项目、回答学生问题、批改习题作业。保证学生能够随时通过电子邮件和即时通讯工具联系到这些助教，在课程学习过程中遇到困难和问题时就能够及时地得到辅导和帮助。助教将收集到的反馈信息汇总，主讲教师根据这些信息及时调整教学方式和教学内容，满足学生求知的欲望和需求。

综合教学平台的总体功能包括介绍教学内容、师资队伍、教学计划、教学进度、课件资源、在线答疑、论坛讨论、习题库、友情链接等，由专人负责管理和更新，真正实现教学平台作为教师与学生沟通的桥梁作用。

3 结语

通过以上措施，我们获得了较为明显的教学效果，实验教学的质量也得到大幅度的提高。学生由以前害怕、拒绝学习计算机组成与体系结构课程转变为对计算机组成和体系结构设计的热爱，并获得了更多直观的体会，进一步正确理解了计算机组成和计算机体系结构的作用和意义，达到了我们建设核心课程的初期目标。

通过前期的规划和初步实践，我们计划将在以下三个方面进一步推进本课程的建设。

第一，进一步了解学生的学习基础和学习兴趣，根据因材施教的思想，把实验内容分成不同的层次，面向不同的对象。保证必做实验的水平和质量，提高选做实验的数量和种类，满足多方面学生的需求。

第二，进一步与硬件设计、生产企业合作，组织学生参加全国性的设计大赛。既让学生接触、应用到最新技术的芯片或者设备，又能提高本校在企业界和教育界的知名度。

第三，根据本校学生的学习基础、课程教学计划，编制一套更适合本校实际情况的、符合计算机组成和体系结构两个方面知识的理论教材和实验手册。

参考文献：

[1] Russel Shackelford,Andrew Mcgettrick,et al. Computing Curricula 2005: the overview report[C]. Proceedings of the 37th SIGCSE technical symposium on computer science education,2006.

[2] 白中英,戴志涛,杨春武,等. 计算机组织与体系结构[M]. 4版. 北京:清华大学出版社,2008.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M]. 北京:高等教育出版社,2009.

[4] 李山山,全成斌. 计算机组成原理课程实验教学的调查与研究[J]. 计算机教育,2010(11):127-129.

[5] 胡晓婷,王树梅,任世锦,等. 提高计算机组成原理课程教学效果的途径与方法[J]. 计算机教育,2010(11):97-100.

[6] 郑丽萍,秦杰,王献荣. 计算机组成原理与计算机系统结构的教学内容衔接[J]. 计算机教育,2010(11):52-55.

[7] 何会民,潘雪增.“计算机组成与设计”课程教学创新改革[J]. 高等理科教育,2007(4):74-77.

Educational Innovations of Computer Organization and Architecture

PEI Songwen, WU Chunxue

(Department of Computer Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)