计算机硬件及软件精选(九篇)

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第1篇：计算机硬件及软件范文

(一)计算机软件设施的安全问题

计算机软件是计算机运行系统中有关程序和文档的总称，属于计算机硬件设备的控制中心，可以满足人们的各种实际需求。计算机安全从软件方面来书，软件开发部门开发的软件既要满足用于的各种需求，也要有效降低开发成本，更要避免其他软件开发剽窃或者复制软件，最大程度的保护自己的知识产权。而用户也要求功能齐全、实用性好、保密性好、具有高性价比的软件，尤其是软件的安全性能，因此计算机软件安全指的是软件不易被剽窃和软件自身的安全性。

(二)计算机网络信息安全问题

计算机用户缺乏网络安全意识和信息保密意识，同时计算机网络系统还不够完善，有一定的安全漏洞，这是引起网络风险的一个主要因素，比如，Windows系统自身存在着一定的问题、软件自身携带的插件等，这些存在着一定的安全隐患，为不法分子提供了机会，有些黑客会侵入计算机的安全系统，甚至导致数据丢失或者系统的瘫痪。此外，计算机病毒入侵也对计算机网络安全产生威胁。因为病毒具有很快的传播速度，只要病毒进入网络，既对计算机安全运行产生影响，也将计算机数据破坏，极大的损害了用户的利益。

二、计算机安全问题的解决对策

(一)计算机硬件安全问题的对策

当前，人们的日常工作、学习和生活和计算机息息相关，为了维持计算机更长的寿命，并促使其更好的为人类服务，我们在一定程度上要了解计算机，并且具备普通的维修常识。可是，计算机的寿命是有限的，用户有必要对操作流程进行学习，然后正确使用计算机，如果计算机发生问题要及时维修，避免计算机硬件遭到更严重的损坏。用户熟练掌握计算机日常使用规范以及基本的维护知识可以促使用户及时发现计算机安全问题，并且提早做好预防，促使计算机更好的服务于用户。

(二)计算机软件设施安全问题的对策

首先加密计算机软件，并且确保密码的安全性，因为计算机软件非常容易复制，因此计算机软件安全防护的一个重要手段是密码保护。而一个密码只在一段时间内有效，因此用户要定期对密码进行更改，确保计算机软件安全。其次，为了从源头上确保计算机软件的安全，就要做好它的安全设计。软件设计人员在开发计算机软件的过程中要全面细致考虑软件的安全问题，比如从软件用途方面来说，就要对用途肯能带来的风险进行考虑，并且提前制定应对措施；在开发完软件之后要全方位检测软件，及时修补检测出来的漏洞，并且提高检测次数，最大程度的避免软件漏洞。而用户在使用软件的过程中如果发现问题就要及时解决问题，并应用合理措施实施修补，确保安全运行软件，避免不必要的风险。

(三)计算机网络信息安全问题的对策

计算机病毒主要通过网络以及硬件传播，所以要定期升级计算机软件，应用最新的版本，确保计算机软件具有较少的漏洞。此外也要及时更新浏览器的版本，确保网页浏览的安全性。在浏览网页时尽量不要浏览不合常规的网站，不安装不合常规的软件，确保浏览的安全性。

三、结语

第2篇：计算机硬件及软件范文

【关键词】计算机 系统维护与管理 策略

现代科学技术的发展使得计算机成为了现代社会当中人们生产生活不可或缺的一部分，它被广泛应用到社会的各个领域当中。能够帮助人们更加高效的完成工作，为各项生活生产活动带来便利。但是计算机在使用的过程中很可能会出现这样那样的问题，影响工作的正常开展，这就需要我们做好计算机的日常维护和管理工作，保障计算机有序平稳的运行，避免由于计算机故障而造成工作生活混乱。本文主要从硬件和软件两个方面对计算机系统的维护与管理展开了探讨。

1 计算机硬件系统维护与管理策略

1.1 建立一个良好的硬件系统运行环境

要想保障计算机系统安全平稳地运行，其中最重要的就是要为计算机硬件系统提供一个良好的运行环境。首先，计算机硬件系统的外部环境要保持干燥、通风，空气流畅，周围的空间干净整洁，避免大量粉尘的出现危害计算机硬件系统的安全，减少计算机的适应寿命。这就需要相关工作人员要定期对计算机硬件系统运行的外部环境进行维护，保持机房环境的整洁干净，做好防火防潮工作，保障机房内空气温度、湿度适中。同时计算机工作人员还要在日常工作中主义计算机的使用情况，一旦发现设备老化要及时进行维修或更换，尤其是对于计算机的电源线之间的联系，避免由于突然断电造成计算机硬件损坏，从而保障计算机硬件的安全稳定运行。

1.2 定期检查维护，保障硬件安全稳定运行

对计算机硬件系统的维护除了要保障计算机系统运行的外部环境稳定安全之外，还要对基本的计算机硬件设备定期检查维护，保证计算机硬件不受外界因素的影响而出现故障影响计算机系统的正常运行，及时发现故障的关键点并排除故障，进而增加计算机硬件系统是使用寿命。尤其在计算机的日常使用过程中更要做好基本的硬件维护管理工作。比如对于显示器的维护要定期做好清洁工作，尽量不要用酒精进行擦拭，而要采用显示器专用清洗液清洗屏幕，防止涂层被腐蚀而降低使用寿命，同时显示器不要放置在太阳直射的位置，防止出现变色。对于硬盘的维护也需要提起注意，它是计算机重要的硬件存储设备，因此在计算机的日常使用过程中要尽量避免搬动而对硬盘造成损坏；同时在使用移动设备和电脑连接时要规范操作，防止操作不当对硬盘造成损坏。

1.3 重点加强对CPU与内存的维护管理

在计算机硬件系统中，CPU和内存是核心部件，需要工作人员进行重点维护和管理。计算机系统的大部分工作都需要CPU的参与，如果维护和使用不当造成CPU温度过高就会造成电脑运行速度下降，影响工作效率。因此，这就需要维护人员在计算机日常使用过程中解决CPU散热问题，为CPU的高效运行提供一个良好的环境，一旦发现问题要及时更换，防止影响计算机系统的正常运行。另外，计算机内存条作为硬件系统的核心部件很容易受环境的影响而发生氧化不能正常工作，因此维护人员也要做好定期维护工作，去除氧化部分或及时更换新的内存条来保障计算机的稳定安全运行。

2 计算机软件系统维护与管理策略

2.1 利用Ghost软件及时对系统数据进行备份

计算机软件系统在运行过程中经常会由于各种因素的影响造成系统数据丢失，影响工作的正常开展，这就需要计算机维护人员做好软件系统的数据备份工作。Ghost软件是一种常用的软件系统备份维护工具，它能够将硬盘中的某一个分区或是整个硬盘当成对象进行操作，能够对硬盘中的所有信息进行完整的复制存储，从而有效避免数据丢失带来的损失。另外，如果有需要，该软件还可以实现将文件恢复到相应的硬盘或分区当中，使系统恢复正常运行。在对计算机软件系统进行备份维护时，要重点对文档系统进行备份，这是计算机软件系统运行的核心和关键，做好文档系统的备份工作能够极大的减少软件系统故障造成的损失。

2.2 及时发现并排除软件系统故障

计算机软件系统运行过程中经常会由于操作不当、遭受外界攻击等而出现故障，尤其是在开放的网络环境下，计算机运行过程中遭受病毒、黑客等非法入侵的概率增加，这就需要计算机维护人员做好日常维护工作，及时发现并排除软件系统故障，保障计算机的正常运行。针对病毒入侵故障，维护人员就可以通过在计算机上安装杀毒软件的方式来解决，做到定期清理垃圾，检测病毒，从而防止病毒入侵，保障计算机软件系统的安全运行。针对软件系统故障，需要计算机维护人员定期对系统进行检查更新，安装性能较好的防火墙，帮助修复系统安全漏洞，及时升级电脑的补丁。另外，还要做好软件测试工作，避免不安全软件对计算机软件系统造成侵害。

2.3 做好计算机软件系统的日常维护和更新工作

在计算机日常使用过程中，维护人员要做好定期维护和更新计划，为计算机软件系统的运行提供一个良好的运行环境，及时发现并排除系统故障，帮助用户提高计算机是使用效率。比如帮助用户做好计算机硬盘的分区选择，合理规划应用软件的使用效率，做好软件工具的分类规划，尽量减少用户在使用电脑的过程可能出现的软件混乱和错误；还要做好软件的检查更新工作，选择满足用户需求的软件进行安装，进而提高系统的运行效率，同样也能减少计算机软件系统的维护工作。

参考文献

[1]李辉.计算机系统维护与管理探究[J].电脑编程技巧与维护，2015，21：99-100.

[2]王新博.计算机硬件的维护与管理创新探究[J].信息与电脑（理论版），2014，03：199-200.

第3篇：计算机硬件及软件范文

关键词：计算机软件；计算机硬件；计算机维护

中图分类号：TP307文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 06-0000-02

一、关于计算机软件维护概述

（一）日常计算机维护

在进行操作系统维护时，比较有效的方法是要做好计算机系统的备份。备份的软件比较多，但一般情况下大家较为熟悉和常用的备份用的软件是Ghost，使用Ghost做好软件的备份工作之后，就不用担心出现计算机崩溃的情况了，一旦计算机器出现了故障，自己又不会进行故障的处理，用Ghost进行系统的恢复是一个简单便捷的方法。可以推荐雨林木风的一键ghost还原工具，该工具操作较为简单，只要轻点几下鼠标就能轻松的完成计算机的还原和备份工作。

另外，我们还可以使用一些系统自带的还原方法来进行还原，目前系统还原不仅包括了还原系统的功能，还可以进行必要的监视系统和一些应用程序的更改，还可以进行自动的创建相关的还原点，这个还原点可以代表一定时间点的一些状态，如果因为日常使用中的操作不当而发生的一些系统问题，就能使用在运行正常时所创建的一些还原点从而进行系统还原到过去的正常使用状态，使用这种方法一般是不会造成已有的文件数据丢失，因为使用这种方法是检测选定的应用程序和系统文件的关键设置，不会检测到一些个人数据文件的变化。

（二）数据与文件的备份

作为计算机的使用用户，都希望自己的计算机在日常使用的时候不会出现任何问题。而在实际使用过程中，出现故障在所难免，使我们不能顺利地完成自己的学习和工作，如果遇到计算机病毒等情况，就会造成很多数据的丢失，这将会构成不可挽回严重损失。所以，对于重要的数据需要做好数据备份，必要的时候，可以使用硬盘来对重要的文档和数据进行专门的储存。如果没有更多的硬盘来进行使用，应该使用U盘或者是其它的一些存储设备来进行重要文档和数据的备份。当下随着科学技术的不断发展，也可以将重要数据或者文件存储到网络上，比如网易的网盘，邮箱，甚至可以将照片存放到QQ空间等存储相关的数据。

（三）安装防病毒计算机软件

为了能够保证计算机的系统安全稳定，以及计算机重要数据不会遭受病毒的侵蚀而出现丢失的情况，我们一般需要在自己的计算机上面安装必要的计算机防病毒软件。现在大家所熟悉的国内几款知名的防病毒软件都能起到防病毒的目的，并且相对来讲价格也不高。建议大家在使用杀毒软件时，选择正版的计算机软件杀毒，这样就能利用网络来对病毒库进行及时的升级，以达到最大限度地保护计算机系统的作用。

（四）垃圾文件的清理

Windows在日常的运行过程中经常会累积大量的垃圾文件，并且计算机系统无法对产生的这些垃圾文件进行系统自动的清理，垃圾文件不仅仅会占用到大量的磁盘空间，同时还会拖累到整个计算机系统，造成计算机系统的运行速度严重缓慢，所以对于系统中的垃圾文件是一定要进行必要的清除。系统中的垃圾文件一般会分为两种情况，第一种是属于临时性的文件，一般情况下是存储在Temp目录中。随着电脑的使用时间越来越长，加之计算机的安装使用软件越来越多，Windows的操作系统就会变得更加庞大，而这主要是因为系统中垃圾文件的存在。对于在Temp目录之下的一些临时文件，应对此种情况，只需进入这个目录进行手动删除就能删除；另外一种情况是上网存在的IE的临时性垃圾文件，对于这种情况也可以使用专门的清理软件进行痕迹的清理。

二、计算机硬件的维护探讨

（一）计算机硬件维护时的注意事项

对于一些原装的或者品牌机在其保修期内一般是不允许用户自己打开机箱，如果用户擅自进行打开机箱，就很有可能会丧失一些厂商提供的保修权利，所以在日常使用中，用户应该特别注意这一点。另外因为计算机的板卡上的集成电路一般都采用的是MOS的技术制造，所以在打开计算机的机箱之前，操作人员一定释放身上的静电，以免发生危险，一些简单的方法是可以将手接触一下墙壁或管道等。在进行维护的时候，计算机内的各个部件要注意轻拿轻放，尤其是硬盘、光驱这些重要部件。

（二）定时对箱内表面的积尘进行清理

计算机在使用时间比较长的情况下，计算机的机箱表面和积尘就会慢慢的增多，因此需要对计算机进行除尘。一般比较常用的是采用拧干的湿布来进行擦拭灰尘。但是对于各种插头插座和扩充插槽以及内存插槽及板卡一般不要使用是抹布进行擦拭。以便造成元件的损坏和避免发生触电的危险。

（三）显示器的日常维护

在我们日常使用计算机显示器的时，不要过于频繁地去开关显示器，在开显示器和关显示器之间的时间最好能够间隔到一两分钟。开关显示器太快，很容易造成在显示器的内部瞬间产生出高电压，形成强大的电流从而烧毁显像管。如果在使用电脑的时候有一两个小时不需要使用显示器的情况，最好是能将显示器关闭。对于家用使用电脑来说，夜间不使用计算机的时候可以把整套设备全部关掉。

在计算机防尘方面，最好是能给显示器购买专用的防尘罩，在每次使用显示器之后能够及时的使用防尘罩将计算机显示器盖上，以免造成灰尘对显示器的污染。在清除计算机显示器屏幕的一些灰尘时，注意要将显示器电源关掉，还需要拔下显示器的电源线以及信号电缆线。在进行清洁的过程中，要使用软布从屏幕中心向外进行慢慢擦拭，如果遇到有些灰尘难以清除的时候，可以使用脱脂棉沾上少量水进行小心擦拭，但不能使用酒精之类的化学溶液进行擦拭。

另一方面，如果长期使用的显示器，在计算机的机壳内可能会积攒大量的灰尘，如果不进行及时的清除就会导致显示器出现老化，比较常用的方法是使用毛刷进行擦除显示器机壳上的灰尘与污垢，然后使用干布进行擦拭，尽量不使用沾水的湿布去抹擦显示器内部。同时还需要注意不要碰坏计算机的电路元件。日常在电脑使用的过程中，建议不要把显示器摆放在太阳光能够直接照射的地方，以减缓计算机显示器的老化。

（四）鼠标的日常维护

在进行鼠标的日常使用中，建议在使用鼠标的时候不要力度太大，以免造成鼠标的弹性开关损坏。同时应该配备专业的鼠标垫配合鼠标使用，以减少污垢通过橡皮球进入鼠标从而污染鼠标。也可以使用更为先进的光电鼠标，光电鼠标的减震效果较好，从而保持光电检测元件不易受损。

（五）键盘的日常维护

键盘是经常使用的一种计算机硬件，日常在使用计算机键盘的过程中，注意要爱惜键盘，保持键盘的清洁，注意不要将液体泼洒到计算机的键盘上。在使用键盘进行按键的时候要力量适中，动作轻柔。以免因为强烈的敲击而减少键盘的使用寿命。如果需要更换键盘，注意不要进行带电插拔，带电插拔的危害非常大，不仅仅会造成对键盘的损伤，严重时还会造成计算机其他部件的损毁。

总而言之，在我们日常使用计算机的时候应该多注意有关计算机的日常维护知识，爱惜自己的电脑。这样不但能尽量地延长计算机的使用时间，最重要的是可以提高计算机日常的使用效率，使计算机能够为我们日常的工作和娱乐提高方便，希望以上所述的有关计算机的维护能对大家对于计算机的保养与使用起到积极的促进作用。

参考文献：

[1]刘茜.计算机的全面硬件维护[J].中国新技术新产品.2010(03)

[2]齐志亚.计算机硬件日常维护与故障排除[J].硅谷.2010(05)

第4篇：计算机硬件及软件范文

关键词：计算机；软件；开发技术；应用探析

计算机的发展带领信息网络的发展，进而带动整个社会的进步，大大改变了人们的生活质量。如今，它作为人类智慧的延伸，广泛应用于人们生活的各个领域。作为计算机的核心，软件开发技术产业日益发展起来，成为我国重要的信息产业支柱。

一、计算机软件开发技术概述

（一）概念

计算机软件主要指系统软件、应用软件。系统软件是监控、管理和维护计算机的软件，比如操作系统和自检程序等。而应用软件则是解决用户具体问题的软件，比如人事管理软件和学习管理软件等等。不管是系统软件还是应用软件，都为用户提供了利用计算机代替或简化一种计算机的工作环境，对于用户来说，接触计算机其实是接触计算机软件。早在20世纪五六十年代，计算机软件的开发多是手工方式，这种软件开发技术不仅出错率较高、生产效率低下，而且不能满足软件生产需要。随着商品化、大型化软件的开发，人们意识到计算机软件的开发需要规范的文档来确保程序设计、调试和运行。到了20世纪八十年代，人们将软件工程定义为：实现计算机程序功能采取的规则、方法及与之相关联的文档和在计算机上运行程序所需的数据都是计算机软件。

软件工程的发展大体经历了程序设计时代、软件时代和软件工程三个时代。以建筑工程开发为例，可以看出计算机软件开发过程与建筑工程开发有较大的差异。建筑工程开发过程中，设计蓝图设计之后，之后的每一步都不存在回溯的问题，但计算机软件工程在开发的过程中，每一步都有可能经历多次的修改、适应等回溯问题，另外，软件开发成功投入使用后，要考虑到软件运行和维护的问题等等。

（二）开发方式

计算机软件常用的三种开发方式：

1、传统的生命周期法。根据时间划分角度，将软件进行各个方面的拆分，并对其进行分解，形成不同阶段，且每一个阶段的开始和结束都有其特定的严格要求。通常意义上，一个周期大致为半年左右。

2、软件原型化的方法。在对初期概念比较模糊的计算机软件进行开发和调试时，由于传统的生命周期法需要对软件最初期的相关资料进行认定，因此，对于此种类型的软件其并不能适合。但如果把计算机软件原型化，通过对原型化系统的研究来确定软件的本质要求，在此基础上并将前期得到的概念进行新的开发建造，最终达到修改阶段，由此便完成了对软件开发的建造。

3、自动化形式系统的开发。自动形式系统的软件开发方式主要利用第四代技术中的多种软件开发工具、操作人员并不需要说出具体的方法，只需要说出内容，其软件工具就通过自动分析并设计出程序编码。

（三）计算机软件开发技术

1、XML

XML是包含了类似HTML的文本文件。而在这一个文件定义一个树型的结构，用来描述其所存储的数据。它的最大优点就在于这个文件中所存储的结构数据。还可以储存非结构数据。也包括一些关于基于XML的语言，有XSL、XHTML、DTDs、XSLT、XSD、X quer及X Path。XHTML的本身是XML，同通常的HTML比较，XHTML的格式更加容易进行处理。XSL与XSLT是XML进行转换所使用的语言，它们将XML转换成为各种各样的格式。DTDs是对XML文件以及其所包含一些数据类型进行描述，可以不通过编写所定制代码，就可以完成XML内容的检查，让其强行遵守所给出的规则。X query与X Path是查询语言。它们能够从XML中吸取一些单个的数据及数据列表。

2、Web Services

Web服务是XML后的产物。XML可以进行描述数据和对象，其可以保证XML文档数据的有效性。其文档非常适用于一种实现跨平台服务标准基本的格式。

3、面向对象的编程

过去十年里，面向对象OOP技术在领域中占据过统治的地位，OOP理念是从Smalltalk开始的，然后慢慢到C++和Pascal，到Java成为真正的主流。和C++是OOP发展的最高层次。

4、Java、C++、C语言、这些高级编程语言都得到了迅速的发展，但每种语言都能独立地进行计算机软件的开发。

5、JavaScript

JavaScript作为非常重要的脚本语言，被所有主流的浏览器所使用。在编写Web应用程序时，JavaScript是不可缺少的。JavaScript也可以作为一种服务器端脚本语言，其极可能会成为将来设备的脚本语言和主流应用程序的语言。VBScript虽然得到了很好的应用，但连微软都倾向使用JavaScript来编写其脚本代码。

6、Regular Expressions

虽然很多人认为正则表达式太过于繁琐，而且很难读写，但是其功能非常强大，在很多领域都需要使用它。在搜索纯文本数据，其表现出了强大的功能。

7、Design Patterns

其作用是用来通过创建和分类对象，从而简化编程。设计一个模式将一些对象进行分类成为制定的模型，OOP使用得越多，其作用就越明显。

8、Flash MX

当需要更多的客户端图形以及编程能力时，HTML与CSS就不能满足此刻的需求，Flash才是最好的选择。在Flash里编程将会非常容易，并且其速度也明显比Java快。

9、Linux/Windows

这是PC机两大操作软件，需要学会对其进行配置、安装。当今的软件开发程序都基于这两大操作软件平台上，对这两大软件要有一定的了解。

10、SQL

对数据库的查询，SQL虽然只是一种基本操作技能，但是其却起到了非常重要的作用。也许在未来，图形界面会取代人们对SQL的使用，但是数据的查询永远也不会离开SQL，掌握SQL的基本语法，对将来编程数据的使用有很大的帮助。

（四）计算机软件开发技术的重要性

软件开发技术是软件工程较为关键的技术之一，对计算机网络发展有着极大的助推作用，计算机软件开发技术能够促使计算机网络技术的创新，使一些网络支持、远程控制成为可能。软件开发技术的应用使得计算机网络形成开发性、共存性的一种网络模式，对于计算机网络的发展有促进作用。计算机软件开发技术的应用解决了软件开发落后计算机网络需求的问题，随着软件开发技术的不断提高，软件的安全性、可靠性和便捷性也有了较大的提高。上述的计算机软件开发重要性推动了计算机软件开发技术的应用。

二、计算机软件开发技术的应用

计算机软件开发者进行软件开发是为了使计算机可以更好地为人类服务，所以，一种计算机软件开发技术要能够称得上成功，需要真正实现其良好的实用价值。下面通过一个计算机软件开发的实例来说明软件开发技术的应用价值。运用两种不同的方式开发两个产品，其中第一个产品运用高级数据库服务器的Web+Xml+ActiveX模式来进行开发设计，第二个产品运用VB6.0+Acess的单机版模式来进行开发设计。现利用这两种产品分别在客户机端进行安装，发现采用第一个产品的话，在客户机需要安装ActiveX组件，还要更改浏览器的安全设置，这使得在客户端安装第一个产品时有一个安装步骤；而如果采用第二个产品，则在客户端可直接安装，这是因为VB虚拟机以及Acess驱动都是微软历史版本，系统可自动兼容。成功在客户端进行安装后，运行一段时间，第一种安装方法在安装、运行上受系统操作版本或浏览器安全设置的限制，给用户使用带来了一些麻烦。然而第二种安装方法运行稳定，如果需要修复安装或者备份还原数据，用户能够单独去完成，缺点是随着客户端使用时间越来越长，用户数据会逐渐增多，在客户端运行的后期，运行速度会下降，此时就需要进行人为转档。这个实例促进了计算机软件开发者对软件开发与应用问题的认识。计算机作为常用的工具，是为了能够更好地为人类服务。当前，计算机已成为一种大众化的工具，不一定要求使用计算机的工作人员均是专业化人才，所以，在计算机软件开发中，要按照客户具体要求与实际情况来进行开发。计算机软件开发过程中还要强化“以人为本”的理念，体现软件强大的功能以及简单实用性。

三、计算机软件技术的发展趋势

（一）软件技术的智能化发展趋势。随着人工智能在当今社会的不断发展，其应用范围也得到相应的拓展。而软件技术的开发也只有朝着这个方向发展，才能使人工智能软件的开发获得成功，从而促进人类社会的划时展。

（二）软件技术的融合化发展趋势。将传统的电气化、机械化和自动化等计算机硬件系统通过软件开发转化为智能化、数字化和网络化的软件核心技术，这一融合必定为产业带来更大的经济市场竞争力。

（三）软件技术的服务化发展趋势。当面向客户时，软件技术的开发者将最优秀的设计理念、最先进的软件技术、一流的产品和最优质的服务呈献给客户，由此形成软件行业的主流模式。

（四）软件技术的网络化发展趋势。由于互联网的全球性发展，不仅拉近了全球的距离，更将网格化发展作为计算机产业今后的发展方向，而网格化又是网络化的表现形式。因此，推动了全球网络化的发展趋势。

（五）软件技术的开放化发展趋势。软件技术的开放化指的是计算机软件产品的标准化和软件源代码的开放化。只有技术在一定程度上达到开放，计算机软件设计者之间才能更好地进行交流和沟通，达到共同进步，从而提高产品质量，并促进计算机软件产业的进一步发展。

计算机网络技术的发展彻底改变了我们的生活，促进了社会的进步，在社会生活的各个领域都发挥着十分重要的作用。计算机软件技术是计算机的核心，软件开发技术的发展直接关系到我国国民经济的发展。

参考文献：

第5篇：计算机硬件及软件范文

1.软件工程的概念

1.1软件工程概念提出

20世纪50、60年代开发大型系统软件用手工方式进行，其生产效率低、出错率高。这种状态不能满足日益增长的软件生产的需要，产生以下四个方面的问题。a.软件复杂性飞速增长；b.软件成本高；c.开发周期长；d.维护工作量大。即出现了软件危机现象。为了摆脱软件生产的这种局面，在1968年北大西洋公约组织的学术会议上，第一次提出了软件工程这个概念。

软件工程是开发和维护软件的规范化方法，它的指导思想是以处理工程问题（如建筑工程、机械工程等）一样的方法处理软件生产的全过程。为了指导这种软件生产的整个过程，产生了软件工程学。

1.2什么是软件工程学

软件工程学是研究和探讨如何利用当代的科学理论和技术指导软件的开发，以达到利用较少的投资获得高质量软件产品的目的科学。软件工程学既是边缘学科，又是一种综合性学科。它包括计算机科学、系统工程学、管理学、经济学、人体工程学和心理学等。

2.软件工程的发展

软件工程的发展，大体经历了三个时代，即程序设计时代、软件时代、软件工程时代。

2.1软件开发的三个阶段

前面讲过用软件工程的方式生产软件的过程类似于机械、建筑工程生产产品的过程。如一个建筑工程（如立交桥、宾馆大厦等）从开始到结束，经历设计、施工和验收三个阶段。软件产品的生产也要经过定义、开发、维护的软件开发三个阶段。

2.2软件工程与其他工程科学不同之处

从上面建筑工程与软件二种产品开发阶段比较，可以看出：a.建筑工程流程图中，设计蓝图产生之后，往下的每一步没有回溯问题。

但在软件开发工程中，每一步都可能经历不只一次的修改和适应的回溯问题。b.软件交付使用后，还有一个运行维护问题，如运行后发现有隐藏错误、运行环境有变化、用户要求的变更等。

3.应用软件开发方法

一个大型的应用软件、如计算机辅助设计软件，大型仿真训练软件等，需要多人共同完成。为保证大型应用软件系统的开发质量，必须严格按照软件工程的思路和原则，采用软件的开发方法，使用软件工程提供的图示工具，组织软件人员协调一致地完成设计与开发任务。

现应用的软件开发方法主要有三种：软件生命周期法、原型化方法、自动形式的系统开发方法。

3.1软件开发的生命周期法

生命周期方法是从时间角度对软件的定义、开发和维护的复杂问题进行分解，分成若干个阶段。每个阶段的开始和结束都有严格的标准（前一阶段的结束就是后一阶段的开始。标准就是每个阶段都应该交出高质量的文档。软件生命周期一般分为六个时期，即六个阶段。

3.2原型化方法

传统的生命周期法的理论基础较为严密。一般说来，在软件开发过程中，首先要经过严格的定义或预先说明，并要求软件开发人员和用户在系统的开发初期就要对整个的功能和信息需求做出全面、准确而深刻地认定。通常用户给出概括性的软件目标而无法描述详细的输入、处理或输出需求。而软件开发人员也可能尚未确定处理算法的效果、操作系统的适用性及即将使用的人机界面形态。在这种情况下，对事务只有边干边认识，原型化方法就是基于这一主导思想。

3.3原型的三种形态

（1）纸上原型。这种纸张和墨水的模型解释了软件上的一些特征。

（2）工作原型。制作所需软件中的一部分功能，让其在计算机上执行，可使用户和开发者在一定程度上了解即将被开发的程序。

（3）现有原型。利用一个可运行的现成程序，完成所需功能的部分或全部，但是有一部分必须在新开发的基础上加以改善。

3.4原型法开发过程

利用原型法开发软件大致经过可行性研究阶段、确定系统的基本要求阶段、建造原始系统阶段、用户和开发人员的评审阶段、开发人员修改系统阶段。

第6篇：计算机硬件及软件范文

关键词：计算机；硬件；软件；维护

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.105

0 引言

计算机在高校的使用和学习越来越普遍，每个进入高校的学生，都或多或少的被普及计算机知识，高校庞大的计算机拥有量，对于维护和管理成了各高校棘手的问题。本文就相关问题进行一下探讨。

1 计算机实验室设备的使用管理

实验室设备管理是对实验室管理一个非常重要的部分，计算机设备管理主要包括计算机设备的备案清单、安全使用管理、计算机设备周围运行环境管理。

1.1 硬件帐物的管理

计算机实验室的硬件数量较多、多数都属于电子产品，如计算机、服务器、交换机、UPS等。建立科学合理的实验室硬件清单，让管理员了解设备的参数，管理上做到责任到人，每个实验室都有专门的负责人。每个实验室门口都贴有本实验室的负责人，实验员必须掌握实验室的设备情况，参数包括硬件品牌、型号、配置、购买时间、价格、产品编号等，并对设备贴有标识。建立硬件的引进、借调、损毁及维修纪录报表。每个学期与单位资产管理科进行资产核对，防止资产流失。对报废和维修的硬件及时上报和处理。

1.2 实验室的安全使用管理

计算机实验室的硬件设备一般价格昂贵，一旦发生损毁，会对单位造成财产损失，并且会影响正常实验教学的进行。所以，要加强计算机实验室的安全使用，保障有规律的日常维护和检查工作，发现问题及时处理。提前做好防火、防盗等工作，每天最后一个离开实验室人员必须检查水阀、电源、门窗，防患于未然，养成良性的检查习惯。实验员登记计算机实验室的使用记录，记录每次使用情况，产生问题状况记录，并及时处理并维修。对经常用到的实验室硬件设备进行定期检查和维护，主要包括学生计算机，教师计算机，主机服务器、投影设备，空调设备，计算机外设设备等。

1.3 实验室内部环境管理

实验室内部环境包括定时换气、保持卫生、稳定电压等基础设施，科学合理的基础设施直接决定着计算机实验室硬件的正常运行和使用寿命。特别是加强电的使用，实验室用电干路要保证足够的电力负荷，电闸空开必须能承担所有设备运行的电力负荷，禁止非专业人士私接电源。保障实验室环境清洁卫生，每天定时进行通风更新空气。保持室内的温度和湿度必须适中，安装空调设备进行调节，防止计算机硬件被老化和氧化的危险。

实验室的计算机硬件，定期进行硬件维护和检查，防止学生打开主机取走相关部件，或由于学生的野蛮操作造成计算机硬件的损坏，实验员或者实验任课教师应该对来做实验的新同学做实验室机器使用的指导说明，实验室安装实时监控设备，避免和管理相关问题的发生。

2 计算机实验室硬件和软件的维护

2.1 计算机实验室硬件的维护

实验室计算机的在使用过程中，由于使用时间长，加之使用频繁，所以对计算机的硬件维护是一件很重要的工作。首先我们知道计算机对环境的湿度和温度，和灰尘度有一定的要求，温度和湿度要适中，尽量减少灰尘，因为计算机硬件是电子设备，很容易产生静电，湿度和灰尘的合理搭配，会使硬件产生静电，尽而影响硬件的正常运行。所以我们要对实验室内环境条件进行人为控制，必须保持实验室内的卫生，保证计算机的正常工作，提高使用寿命。

其次实验室管理员要对计算机的风扇定期清理灰尘，保持干净。磁盘要放在阴凉干燥的地方，定期做磁盘整理，把有坏道的扇区隔离，提高使用效率。禁止在实验室吸烟，喝液体饮料，防止污染计算机。

2.2 计算机实验室软件的维护

实验室的计算机使用的是windows操作系统，实验室的管理员要定期进行系统升级，打好补丁，使计算机的性能达到最佳。由于做实验的学生，操作能力参差不齐，难免有意或无意操作删除了系统文件，使计算机操作系统崩溃或者应用软件无法正常使用，为了及时解决问题，就必须提前备份好一个学生机的完整、良好的操作系统镜像，在发现问题时，能及时恢复系统。利用GHOST工具，提前对一台装有完整系统和教学应用软件的机器做镜像备份，做好之后，复制到每台机器的备份盘里，发现哪个机器出现问题时，及时用GHOST工具或者矮人DOS工具箱，一键还原系统就可以了。这样及时补救，不影响正常的教学工作。

每学期末或者学期开始，我们都会对实验室的所有机器进行重新安装系统和安装应用软件，升级系统和杀毒软件病毒包的升级，利用计算机本身带有的网络还原卡，对计算机的系统和应用软件检查无误后，启动网络还原卡，进行网络同传，10几分钟，就能完成更新工作，再利用自己做的小软件，对每台计算机一键输入机器号，计算机名和IP地址就得到了正确的修改，这些方法的使用，提高了实验员的工作效率。

3 完善实验室的规章制度

完善的实验室规章制度是计算机实验室正常运行的基础和保障，保证了实验教学的开展。高校计算机实验室全天开放、人员流动大、维护难度大，必须建立完善的管理制度。确保实验课程的正常进行，发挥实验教学在教育过程中的作用。在日常管理工作中根据需要，完善各项规章制度，遇到问题，严格按照规章制度的内容执行。根据工作中的实际情况，完善《学生实验守则》、《实验室安全管理制度》、《任课教师职责守则》等规章制度。完善的规章制度，规范了实验员和任课教师的岗位与职责，使实验室在运行中有章可循、有据可依。

因此在实验室的管理中，应该做好硬件检查和维护，应用软件的管理和升级，制订和完善科学合理的规章制度，保证实验室正常健康的运行，实验室是教学和科研的重要部门，所以实验员要认真做好每一项工作。

参考文献：

[1]董春艳.浅谈计算机实验室的管理与维护[J].教育时空，2010，13（56）.

第7篇：计算机硬件及软件范文

关键词：计算机软件；计算机硬件；操作系统

中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-01

Meteorological Stations Computer Hardware&Software Business Status and Recommendations

Liu Jia

(Meteorological Bureau of Zhengzhou City,Henan Province,Zhengzhou 450000,China)

Abstract:Based on the meteorological stations used in the computer's operating system,antivirus software is still a lack of uniformity of guidance on the application software installed for safety,compatibility and stability testing,so that the source reduces the occurrence of faults on chance to reduce the workload of maintenance personnel,but also allows us to work smoothly.

Keywords:Computer software;Computer hardware;Operating system

引言：目前各气象台站所用操作系统版本各异，也有装机版的，有的机器有杀毒软件，有的就没有，有杀毒软件的病毒库有经常升级的，也有不常升级的，如在计算机购置阶段就考虑好机型、加装相应保护设备、选好操作系统及杀毒软件。

一、硬件方面现状及建议

我们气象工作的性质就是稳定、及时、高效，这决定了我们工作用机的具体要求。目前气象台站所用计算机有兼容机也有品牌机，配置又千差万别。

（一）兼容机由于没有经过严格的检测和试验，在使用过程中毛病百出，经常出现各种各样的故障，各配件间的兼容性不好，工作稳定性不高等，对我们的工作极为不利。如在临近观测时，出现死机，重启或无法启动等。有时重启一次就可能造成过时报。兼容机出现各种各样的问题，是由于其先天因素所决定的。而品牌机，尤其一线大厂在投放市场前业已进行了严格的兼容性、稳定性测试，稳定的采购渠道，严格的生产工艺，相对先进的检测设备都保证了产品的品质。稳定、及时、高效的工作性质决定了我们选品牌机。做天气预报及广告工作部分以及自配室内外监控机，因其配置有特殊要求，品牌机很难满足其具体需要，可配兼容机以满足需要。以上说了那么多品牌机的好处及优点，是不是所有品牌机都好呢？不一定。

（二）品牌机好坏要认牌子，如惠普、戴尔、联想、方正等都是好牌子，品牌机也不一定都好，有些牌子还不如兼容机好。对同一品牌的机子，又有不同系列之分，即针对不同工作性质，厂家推出不同系列机以满足用户的具体需求。有针对家庭使用的家用型，主要是外观漂亮，接口丰富，多媒体配置齐全。同是商用机，不同配置，价格又不一样，如果我们对价格敏感的话，建议选购低端配置就行，因为我们气象台站目前用机所做工作的运算量不是很大，只要是近几年新机都可以满足要求。

（三）UPS电源也是我们必备的硬件之一。因为气象台站大多处在城乡结合部，用电高峰期拉闸限电就常出现在晚8时左右，这也正是我们工作最紧张的时候，如有台UPS电源就好多了，停电了UPS电源接着供电，不影响工作的正常进行，此外，UPS电源还有很多好处，就是保护计算机硬件不受市电不正常的影响而加速老化甚至出现故障。视业务用机多少来考虑所购UPS电源的功率，一台额定功率为2千瓦的UPS基本可满足台站需要，注意临近观测时不要开启激光打印机，以免业务用机重启。保护计算机系统，至少还要加装电源及信号避雷器以减少雷电对机器的冲击，雷电临近时，如不急用机器，最好拔掉业务用机的电源及信号线。

二、软件方面现状及建议

气象工作所用软件相对集中，统一。

（一）如地面气象业务测报系统ossmo 2004、notes、灾情直报及灾害性天气普查所用的数据录入软件是全国统一，而如几年前所用有的甚至现在还在使用的县局综合发报软件是河南省气象台开发的业务软件，当然各地区及县局根据自己的需要也有所开发。这些软件为我们高效工作提供了极大方便，同时也有个别软件出现了安装困难，使用过程中出现问题，表现在软件本身不稳定，和操作系统兼容性差，在某一平台上安装，这几款软件出现相互不兼容，只要一安装全就死机且无法重启等。当然这不能只怪这几款软件本身，所安装平台也存在问题，如驱动不合适，使用了非正版操作系统等。同时也说明了以上几款软件的平台适应性差。驱动及操作系统所涉及知识面较大，特别是操作系统不同的配置会提供不同的软件环境，这要求我们提高这方面的技术，除了不断提高我们的技术水平并及时求助地区局外有没有更好的办法尽量减少软件出现问题的几率呢？

（二）各种软件是运行在操作系统之上，操作系统就是一个平台，这个平台为各种软件搭建舞台，不好的舞台，再好的演员，水平也不能发挥尽致。在各种各样的软件故障里，操作系统问题是个主要问题，因为它一方面与硬件打交道，一方面还要为应用软件提供服务。好的平台就是使用正版操作系统，目前有一少部分用的是过时的98，如网上常见到的ghost版本的xp，都经过各种优化，即进行了一些预定用途的删减或设置，其实也许他认为使用者是家用，而我们实际是办公用，这样不该删的减了，造成了功能的缺失，更有甚者个别高手还藏病毒木马于其内，我们珍贵的气象数据随时都有可能遭到盗窃或破坏。解决这些问题的办法就是安装正版操作系统，一旦安装了正版的操作系统，就可以及时升级去挡那专搞破坏的病毒、木马的袭击。业务用软件安装前要了解其安装环境及要求并进行稳定性、兼容性测试。

三、小结

第8篇：计算机硬件及软件范文

关键词：实践教学；虚拟机；Vmware；Xen

作者简介：卫耀军（1971-），男，河南洛阳人，湖北工业大学工程硕士，（湖北武汉430068）西安电力高等专科学校，高级工程师；张亮（1982-），男，江苏海门人，西安电力高等专科学校，讲师。（陕西西安710032）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）10-0112-02

随着我国高等教育规模的不断扩大，计算机类实验实训设备由于数量上的不足导致设备过度使用而不能及时得到必要的维护，加上计算机新技术层出不穷、发展迅速，设备淘汰更新速度非常快等原因，使得各高校在计算机类实验实训设备的场地和经费投入上都明显不足，严重制约了各工科类专业特别是计算机类专业教育质量的提高。在诸如计算机软硬件基础、Linux/UNIX操作系统、计算机网络技术、网站建设与维护这些实践性要求比较强的计算机类课程教学过程中，经常会遇到软件与硬件系统不兼容、安装调试不同类型操作系统会破坏原系统且操作系统间不能随意切换、硬件系统配置和软件调试会影响系统的正常运行等诸多难题。如何在场地和经费投入都得不到充分保障的情况下，更加有效地利用现有设备，通过不断改进和完善实践教学方法、教学形式和教学内容，培养出满足社会需要的基本素质好、应用能力强和具有创新精神的专业人才已经成为各高校教师面临的重要课题。计算机实践教学中引入虚拟机（Virtual machine）技术将可在一定程度上解决这一难题。

一、虚拟机技术简介

虚拟机技术通过在现有计算机平台上添加一层虚拟机监控程序（Virtual Machine Monitor，简称VMM）或监管程序（Hypervisor）实现对计算机硬件系统的虚拟化，如虚拟处理器、虚拟内存管理器（MMU）和虚拟I/O系统等。从应用程序的角度看，程序运行在虚拟机上同运行在其对应的实体计算机上一样。虚拟机技术使得一台物理计算机可以生成多个不同的虚拟机，分别运行多个不同或相同的操作系统。

根据虚拟机架构的不同和是否需要修改客户机操作系统内核，虚拟机技术分为完全虚拟化（Full-virtualization）和泛虚拟化（Para-virtualization）两种。采用完全虚拟化的VMM可以让虚拟机模拟出和真实硬件完全相同的硬件环境，因此任何已有的操作系统都可以不经修改直接运行在完全虚拟化的VMM上。因此具有很好的兼容性和同时支持异种操作系统或不同版本操作系统的能力，但是以牺牲性能为代价。相反，泛虚拟化通过需要修改客户机操作系统内核提升了虚拟机的性能，但由于需要修改操作系统内核，不开源的操作系统就无法运行在泛虚拟化的VMM上，所以兼容性不够好。

二、虚拟机在计算机实践教学中的应用

目前，在各高校计算机房，特别是公共机房的计算机中大都装有各类软硬件保护卡或还原卡，目的是防止学生对计算机系统进行随意修改，破坏使用环境，以减少机房管理人员的维护工作量。在不增加任何硬件成本的情况下，要想“突破”保护卡或还原卡的限制，以解决类似Linux操作系统这样一些需要经常对计算机系统进行“写”操作课程的实验和实训问题，唯有使用虚拟机技术。

1.计算机系统维护实验

由于虚拟机中的一块硬盘仅对应于真实主机上的一个文件，在虚拟机中对硬盘的任何操作都不会破坏真实的硬盘分区和数据，因此在虚拟机下可以放心地进行诸如磁盘分区、格式化等破坏性比较大的危险操作。同样，在虚拟机下也可进行诸如BIOS设置、网卡等基本硬件添加删除之类的系统维护实验。

2.计算机操作系统安装、维护实验

在Windows/Linux操作系统的教学中要涉及到系统安装、系统设置及网络服务配置等操作，其中有几个比较危险的实验操作在真正的物理计算机上来实现有一定的难度和不现实性，如系统安装、硬盘配额、文件系统的创建与使用、系统启动模式设置和网络服务配置等，这些操作会改变甚至可能破坏计算机系统，使计算机无法正常工作。对于初学的学生而言，做此类实验时更容易造成对计算机系统的破坏，这都严重影响到教学效果。采用虚拟机技术后这些问题将得到很好解决，同时也提高了教学质量和学生的学习效率。另外，在虚拟机上的操作有实际操作无法相比的优势。

3.动态磁盘管理实验

动态磁盘中有简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷和RAID-5卷，而除简单卷外，跨区卷、带区卷、镜像卷的创建都至少需要两块物理磁盘，RAID-5卷至少需要三块磁盘。如果教师在上课时只讲解这五种卷的原理，不在课堂上演示它们的创建、恢复等操作，更不让学生进行相应实操实验的话，其教学效果将大打折扣。在虚拟机下可以不费吹灰之力就轻而易举地为系统添加多块硬盘，一切操作都可以随时随地进行，将会极大地提高学生的学习兴趣。

4.计算机局域网实验

计算机局域网实验不但需要多台计算机，而且还需用到集线器或局域网交换机。通过虚拟机技术，可以在一台计算机上虚拟出多个虚拟机，进而实现在单台计算机上组建局域网环境。这样每个学生在一台计算机上就可以进行各种局域网实验。在此环境下，学生可以放心进行各种操作，产生更好的实验效果。

三、常用虚拟机软件及应用实例

VMware和Xen是目前最具代表性的两种虚拟机软件。目前，Vmware无疑是商业虚拟机软件领域当之无愧的领头羊，在虚拟机软件市场上占有很大的份额。但在开源领域，一个叫做Xen的GNU GPL变体在众多开源虚拟机软件项目中脱颖而出。它是英国剑桥大学计算机实验室开发的一个基于X86架构、发展最快、性能最稳定、占用资源最少的开源虚拟化技术，与Linux是一个完美的开源组合，以高性能、占用资源少著称。

Vmware是一个标准的完全虚拟化产品，可以完全模拟出X86架构的真实硬件环境，在本地运行多个操作系统，但是这样做也使得它的性能降低了20%。即便是当今高端CPU的速度，在同时运行多个操作系统时Vmware虚拟机的性能也是一个很大的问题。

而Xen从一开始就是一个支持泛虚拟化（在Xen中称为“半虚拟化”）的虚拟机软件，只需对客户机操作系统内核稍作改动就可使用Xen API（应用程序接口），性能损失大约在2%～8%之间。从Xen和VMware的运行基准显示，Xen性能在某些方面几乎要高一个级别。而且从3.0版本开始，Xen也提供了对完全虚拟化的支持，当然这需要有完全虚拟化技术的CPU硬件支持（Inte VT或AMD VT），这使得Xen有了更为广阔的使用空间。因此Xen赢得了包括IBM、AMD、HP、Red Hat和Novell在内的众多世界级软硬件厂商的高度认可和大力支持，如在Redhat Enterprise Linux 自5.0版本起，内核版本提升到了2.6.18，正式提供了对Xen虚拟化技术的支持。下面介绍一下在CentOS 5.6（CentOS是Linux发行版之一，它来自于Red Hat Enterprise Linux依照开放源代码规定释出的源代码所编译而成）操作系统下创建Xen虚拟机的实例。

1.以Xen的内核运行CentOS

在CentOS启动时选择Xen内核启动，如图1所示。

2.创建Xen虚拟机

Xen虚拟机可以通过图形方式创建，也可以通过字符方式创建。字符方式使用命令xm，可以直接键入xm查看输出的命令参数信息。通过图形方式创建比较直观简便，如图2所示，单击“虚拟系统管理器”打开虚拟机管理工具。

进入到虚拟系统管理器的界面，默认会显示一个ID为0的节点，又叫做Domain0，当前状态是“运行中”。这个节点就是安装了CentOS的物理服务器，通过管理界面可以看到物理节点拥有的CPU和内存数量。在管理界面的下方还有“删除”、“新建”、“打开”等几个按钮，单击其中的“新建”按钮即可进入Xen虚拟机的创建向导，即创建新的domain。

在创建新虚拟机向导中单击“前进”按钮继续，在“名称”栏中输入要创建的domain的名字，例如vm01（这个名字可以任意选择），如图4所示。

按照创建新虚拟机向导指引就可一步步完成一台计算机的“硬件”选取与安装，包括磁盘、内存、网络等。

创建完成后，检查一下前面各项参数，如果无误就可单击“完成”按钮，退出创建新虚拟机向导并启动操作系统安装程序。安装程序将依次检查各个参数是否正确，包括安装源（这里以通过“CD-ROM”安装XP为例）能否被调用到、磁盘空间是否足够、内存是否足够等，如果没有问题则启动该虚拟机（domain）的控制台。于是熟悉的XP操作系统安装界面就出现了，如图5所示。其安装过程和在物理机上的安装过程一样，此处不再详述。

四、结论

利用虚拟机技术可以“扩建”现有的计算机房，创建多操作系统的实践教学环境，承担传统的实践教学平台难以完成的实操训练任务。虚拟机技术在计算机实践教学中的深入应用不但提高了教学效率，节省了经费，更为提高教学质量提供了新的辅助教学手段。

参考文献：

[1]李学杰,金志刚,戴居丰.虚拟技术研究和实现[J].电子测量技术,2007,(30).

[2]刘爱军,耿国华.基于X86的虚拟机技术现状、发展及展望[J].计算机技术与发展,2007,(11).

第9篇：计算机硬件及软件范文

关键词：电路设计；逐次渐近；ADC；比较教学

中图分类号：G642.41 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）22-0127-03

Abstract：Students have some difficulties in learning electronic technology and other hardware principle and design method while teaching computer science. And also the ability of program design could help students understand circuit theory and design ideas. Therefore， a kind of comparative teaching of computer hardware circuit design by software was presented. It guided students to understand the ADC circuit principle and design ideas through program algorithm and basic knowledge of digital circuits in teaching of successive approximation ADC circuit theory. It has been shown that the method could help students more effectively understand circuit knowledge.

Key words： circuit design； successive approximation； ADC； comparative teaching

1 引言

计算机专业的硬件知识课程通常包括电路原理、模拟电子与数字电子技术等课程。从实际教学过程看，由于实验条件、物理知识等多方面的因素，学生普遍反映电子技术的学习较为困难。甚至严重情况下，会影响学生对硬件电路设计的兴趣，这不利于学生综合素质的培养[1-2]。另一方面，软件设计由于对动手操作条件要求不高，编程锻炼的机会多，不少同学掌握程度较好，从而培养了兴趣。

学习通常都是利用已有知识去理解新知识的过程，如果新知识和已有知识在很大程度上具有相似性，或者通过合理的比较，建立新知识与已有知识之间某种紧密的联系，学生在理解上就相对容易。自信心也可能会从已掌握知识迁移到新知识上。比较是根据一定的标准，把有某些联系的两种或两种以上的事物加以对照，确定事物同异关系的思维过程和方法[3]。本文所谈论的比较教学方法就是在此概念框架下定义的，在相关教学中已经被成功采用[4-5]。

因此，本文以数字电子技术教学中的重点知识“逐次渐近型ADC”为例，在对原理概念做简要介绍后，引导学生用算法、程序语言的形式将设计的思想表达出来，再利用基本组合和时序电路将软件形式表达的设计思想“翻译”成初步的硬件电路。通过对软件和硬件初始化、运行方式等的比较，对初步的ADC电路进行优化调整，最终形成经典的逐次渐近型ADC电路设计。

2 逐次渐近型ADC简介

ADC是将模拟信号转换成数字信号的器件，以方便计算机等数字系统进行信号处理，是计算机系统与外部物理世界交互的重要部件，也是数字电子技术课程中的重要知识内容。根据构造原理的不同，ADC的种类很多，例如并联比较型ADC、反馈比较型ADC、双积分型ADC、V-F变换型ADC，以及∑-ΔADC等。其中逐次渐近型ADC是一种反馈比较型ADC，它具有转换速度较快、体型小、构造成本低等优点，因此是目前ADC产品中用得较多的一种。图1和图2分别是逐次渐近型ADC的原理框图和电路原理图[6]。

逐次渐近型ADC的基本设计思想是：它是对计数型ADC在转换速度上的改进，对于外界模拟输入信号，逐渐计数累加，通过DAC产生输出一个与模拟信号相等的电压信号，此时输入给DAC的数值就是ADC的转换结果。值得注意的是，计数累加不是每次加1个单位，而是采用类似“二分查找”的原理，由高位到低位逐渐取1比较，如果DAC的输出大于外界模拟信号，相应的位置0，否则保留置1，直至到最低位比较结束。

传统的电路教学方法，会对照着原理图给学生讲解思想和电路的组成。学生领会上比较困难，特别是即使搞清楚原理，对电路的设计过程、来龙去脉也是不清楚的，从而产生对电路设计的神秘感和恐惧感，不利于进一步学习。

3 利用软件设计的比较教学

3.1 程序和电路的运算方式比较

通常的程序设计，是一种串行的思维方式，设计者仿照CPU指令的执行方式。学生写出程序设计的算法，再转换成具体的程序设计语言，供计算机编译执行。从实践教学过程看，在这一点上，在入门时，较电路设计更容易为学生所接受。以下内容介绍逐次渐近型ADC电路设计的软件比较教学过程。通过这一过程，让学生自己很自然地“设计”出逐次渐近型ADC。

3.2 逐次渐近型ADC的软件算法表达

用算法和程序表达计算机系统的处理过程，将有助于加深理解，也更便于未来的工程实现。逐次渐近型ADC可理解为一个将浮点型（表示模拟信号）转换成一定位数的整形数（表示数字信号）的函数模块。可以用伪码来表达这一过程，为了便于计算机程序语言实现，我们取转换结果为8位无符号整形。

算法1 BitADC8

输入：浮点数input

输出：8位无符号整形数iAdcResult

处理：

BEGIN

1，iAdcResult初始化为0，当前比较位BitNum初始化为最高位，即BitNum赋值为7（表示取最大值的一半，从中间开始比较）；

2，转换目标值iAdcResult的当前位BitNum置为1与输入浮点数比较；

3，如果iAdcResult大于input，置iAdcResult的当前比较位为0；

4，当前位BitNum减一，如果BitNum>=0，去第2步，否则输出iAdcResult；

END

学生对上述算法的理解是不太困难的，也可以较方便地用C语言来实现，如下面的函数BitADC8所述。需要说明的是，在C语言中有标准的函数可以实现这样的转换，这里是为了说明原理，故不采用现有的标准函数或者强制类型转换实现[7]。

int BitADC8（float input）

{if （input < 0 ） return -1；

if （input > 255） return 255；

unsigned char iAdcResult=0；

int BitNum=7；

while （BitNum >= 0）

{iAdcResult = iAdcResult | （1

if （iAdcResult > input）

iAdcResult = iAdcResult & ～（1

BitNum--；}

return iAdcResult；}

3.3 电路设计

学生写出BitADC8以后，基本对转换的原理有了较为深刻的理解，下面讨论如果从BitADC8函数中引导逐次渐近型ADC的电路设计。

逐句逐句地用数字电路中基本的组合和时序电路模块来理解BitADC8，最后形成逐次渐近型ADC电路与函数BitADC8的语句对比联系，如下图3所示。图中一共标注了5处对比模块，可以清晰地看到，软件算法能够帮助我们理清电路设计的思路，从而有助于我们进行硬件电路的设计。

当然，硬件电路和软件模块在表达和执行上还是有区别的，本质可能一一对应。局部细节的调整需要设计者自己去琢磨、理会。例如，或门G4和G5初始化时清零作用，还有软件串行执行和硬件电路并行执行的区别等。但这不影响两者的比较理解，设计的联系性还是比较紧密，具有重要意义。

4 结论

文章以逐次渐近型ADC电路原理教学为例，介绍了硬件电路设计的软件比较教学方法的应用。从实际教学效果来看，能够起到帮助学生掌握电路设计思路的作用，也有助于将来在EDA等课程中学习VHDL等硬件描述语言，更重要的是通过学习迁移帮助提高学生电路设计的信心，

参考文献：

[1] 任英玉， 王萍. “模拟电子技术”课程质量提升探讨[J]. 电气电子教学学报， 2016（2）： 36-38.

[2] 李月乔， 宗伟. “模拟电子技术基础”教学方法的思考与体会[J]. 电气电子教学学报， 2007（5）： 97-99.

[3] 丁邦. 反思教学论研究――基于比较教学论的视角[J]. 课程・教材・教法， 2012（9）： 26-31+49.

[4] 徐钦桂， 杨桃栏. 比较教学法在操作系统教学中的应用与实践. 计算机教育， 2010（10）： 95-99.

[5] 陈锟， 田晓梅. 用Matlab进行插值法比较教学研究[J]. 电气电子教学学报， 2012（2）： 98-100.