计算机系统结构方向精选(九篇)
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第1篇：计算机系统结构方向范文
通过本课程的学习,使得学生能够掌握计算机系统设计的基本思想和方法,提高分析问题和解决问题的能力,增强专业素养,培养学生的创新思维和创新能力。同时,通过本课程的学习,学生能够理解计算机几十年快速发展的内在推动力,掌握发展规律,从而进一步把握计算机技术和应用的发展趋势。
计算机系统结构教学存在如下问题:(1)教学内容涉及数字逻辑、计算机组成原理、操作系统、编译原理、数据结构、汇编语言程序设计等专业课,综合性强,概念多而抽象;(2)教材内容无法与新技术发展同步;(3)实验教学缺乏。上述三个问题导致了教师授课难和学生学习难的两难局面。为此,本文将基于理论讲授、专题讨论和开放性实验的“三位一体”教学法引入到计算机系统结构的授课过程中。利用精心组织的课堂讲授解决授课内容综合性强,概念抽象的问题;在授课过程中穿插专题讨论,让学生立足于经典的设计方法,探讨新技术的发展;合理安排开放性实验,理论与实践相结合,进一步提高教学效果。
1授课内容安排和授课方法探讨
计算机系统结构与计算机组成原理在课程内容上有一定的重叠,明确两门课程的授课内容,既避免内容上的重复,又保证课程之间的无缝衔接,是提高授课质量的前提。计算机组成原理主要研究计算机各功能部件的组成和工作原理,以及各部件之间的协同工作。计算机系统结构着重介绍如何最佳、最合理的实现软硬件的功能分配。计算机组成原理强调部件细节,而计算机系统结构强调系统全局,重点阐述高级语言、编译、操作系统和硬件结构的关系,及性能分析中各方面的影响,避免对软件层面的忽视[4]。
合理安排系统结构课程的授课过程是提高授课质量的重点。根据授课经验,各知识模块的安排顺序如下:计算机系统结构的基础知识、指令系统、流水线处理技术、存储系统、输入输出系统、多处理机技术。计算机系统结构基础中主要介绍计算机系统结构的概念,包括经典定义和广义定义;计算机系统设计的量化方法,包括Amdahl定律、常见事件优先原则、程序的局部性原理等。指令系统中主要明确指令集在计算机系统中的位置;指令集设计的基本准则,重点介绍RISC和CISC设计的出发点和特点。流水线处理技术中重点介绍流水线性能指标及计算方法;流水线设计时遇到的一些相关和冲突问题,阐述这些问题产生的原因、造成的性能损失和相应的解决方法。存储系统中主要介绍存储层次存在的原因;衡量存储层次的性能指标;Cache优化技术,包括从失效率、失效开销、命中时间等三个方面进行优化的,并在实际中广泛采用的技术;采用一个实例如Alpha 21064或者Opteron介绍经典的存储层次,对前面所阐述的各种存储技术和思想进行总结,加深同学们的理解。输入输出系统中重点介绍输入输出系统的重要性以及RAID。多处理机系统重点介绍Cache一致性问题。
采用适当的授课方法,运用合理的教学手段是提高授课质量的灵魂。由于计算机系统结构课程综合性较强,概念抽象,难以理解。采用传统教学方式,学生会感到枯燥无味,无法维持学习兴趣。因此在教学过程中采用了各种方法激发学生的学习兴趣。比如对于在讲解存储系统中Cache的映像规则时,同学们对于“直接映像”、“组相联”、“全相联”这几种映像规则相联度越高,利用率越高,但是查找越复杂的特点不好理解。此时,可以用同学们进入教室时是按照学号入座还是随便坐的例子来很方便的理解这些特点。
2穿插专题讨论
本课程中引入专题讨论主要基于一下两方面原因。
一方面计算机系统结构技术发展很快,方向很多。但是不可能在原有授课体系中加入过多新技术,也没有更多的课时来系统讲授新技术。另外,教学内容中对新技术的补充有时是把“双刃剑”,教学内容既要跟上技术的发展,是知识不致落伍,又有保证教给学生的是立足于经典知识的思维方法,而不是熟练某些技术细节[4]。为了解决这个问题,我们可以采用专题讨论的形式。每当完成某一章或者某一部分的讲解之后提出相关知识的讨论题目,同学们基于已经学习的基本技术、基本思想,查阅参考资料,对新知识、新技术进行探究,思考,乃至预测其发展方向,并以文献综述、调研报告的形式总结自己的观点,然后在课堂上交流讨论。题目的选择要适当,既新颖又要注意知识的衔接,比如在微处理器结构方面的“指令融合”、“间接转移预测”;存储结构方面的“混合写回策略”;多处理机结构方面“高性能计算机体系结构发展”等。
另一方面,这也是大学教育中以学生为主体,教师为主导思想的具体体现。并且计算机系统结构课程开设在大三下学期或者大四上学期,具有了一定的专业基础。通过引入专题讨论,可以启发学生独立思考,发展学生的逻辑思维能力和独立解决问题的能力。而当学生经过认真的思考,对讨论题目深入理解后,他乐于将自己的成果与同学们分享,从而感染其他学生进一步提出自己感兴趣的问题参与讨论。这样就可以加深学生对于知识的掌握程度,提高学习兴趣[6]。
3实验设计
计算机系统结构课程理论性较强,课程中的流水线技术及相关问题、指令动态调度、存储层次等内容比较抽象,使得学生在学习过程中难以理解,影响学习兴趣。通过实验研究对系统结构进行量化分析,从而更好理解相关内容,是国际上流行的一种方法。
当前国内外存在多种实验方法和手段。有的使用硬件,有的使用软件;有的侧重I/O部分,有的侧重流水部分;有的侧重实际设计,有的侧重理论理解。通过多年的教学研究,本课程组倾向于实验中主要使用模拟器进行模拟实验,帮助学生理解抽象的理论内容,对于流水线、Cache设计实验进行讲解后由学生课下完成。
对于实验内容,以帮助理解理论内容为目的,根据本文第二部分中阐述的课程内容进行安排,主要包括流水线冲突、指令调度、分支延迟、Cache性能分析、Cache一致性协议等。对于具体实验步骤,本文不再展开。
4结语
综上,通过引入三位一体教学方法,在计算机系统结构课程教学中实现了理论和实践相统一,以教师为主导和以学生为主体相统一,新知识新技术与经典思想相统一,较好的解决了该课程教学中存在的部分问题,提高了该课程的教学质量。
参考文献
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第2篇：计算机系统结构方向范文
关键词：CP；CA；教学内容；内容重复
中图分类号：G642 文献标识码：B
1 引言
“计算机组成原理”(CP)是高校计算机专业学生的一门必修的专业技术基础课，它不仅可使学生剖析和体验计.算机的基本组成和工作原理，掌握计算机系统的基本设计技术，而且可培养学生分析和解决数字系统实际问题的能力，同时也是培养计算机系统分析、系统设计和系统集成技术人员的一个有效的教育环节。它在整个专业课的教学中，起到了承上启下的作用，是“微机接口技术”、“汇编语言程序设计”、“计算机系统结构”等后继课程的基础。该课程以计算机5大部件内容为主线，以内部结构和工作原理为重点，介绍计算机内部各功能部件的结构和工作原理及其构成整机的原理。
“计算机系统结构”(CA)是计算机领域中的一门重要学科，它强调从总体结构和系统分析这一角度来研究计算机系统。学习本课程，对于培养学生系统地、自上而下地分析和解决问题的能力和抽象思维能力有着非常重要的作用。本课程通过讲解计算机体系结构的新发展，把国内外体系结构方面比较成熟的研究成果和关键技术融入课程当中，并把前续的“数字逻辑”、“计算机组成原理”、“操作系统”、“编译原理”、“数据结构”、“汇编语言程序设计”等课程中所需的软硬件知识有机地结合起来，从而建立起计算机系统的完整概念。
由此可见CP与CA有着紧密的联系，在现有的教材中甚至出现了比较多的重复，在学生中引起比较大的反应。本文主要针对这一问题进行研究，拟在理顺这两门课的关系，调整好两门课程的教学内容。
2 教学内容的研究
在cP与CA系列教材中，两门课程出现重复的内容有：计算机系统的层次结构和计算机系统的性能指标；浮点数据的表示、寻址技术、指令格式的优化设计、复杂指令系统(CISC)和精简指令系统(RISC)：高速缓冲存储器(Cache)和虚拟存储器工作原理和地址的映像与变换；输入输出系统的原理和方式、中断系统的工作原理：流水线工作原理。重复的结果不仅占用了CA课程宝贵的课时，而且使学生产生了厌学情绪。CP与cA两门课程究竟如何分工?该不该重复?又该怎么重复?是教学中值得研究的问题，也是亟待解决的问题。
在课程内容的选择上，以教学大纲为依据，按照学科知识体系的完整性和适时性原则组织课程内容。在内容上做到没有知识的简单重复、没有重要知识的缺失，同时要删除已过时知识，并补充新知识，从内容方面激发、吸引学生的学习兴趣。本文重点研究分析重复内容的必要性、可完善性和创新性。
对于计算机系统的层次结构，在CP中作为概述来介绍，以了解微程序在计算机系统层次结构中的位置，可以更好地理解软件、硬件、固件的地位和作用；而在CA里则是从概念和功能上将计算机系统看成多级层次结构，这样有益于理解各种语言的实质和实现途径，探索虚拟机新的实现方法和新的系统设计。所以计算机系统的层次结构的概念在CP课程和CA课程中是必需的内容。
关于计算机系统的性能指标，由于在CP中讲述的是冯・诺依曼体系结构各组成部分的工作原理，所以了解各组成部分的性能指标是必要的；而在CA课程中用性能指标来衡量计算机系统的标准，所以有必要更深入分析CPU时间、MIPS、MFLOPS和成本指标。
对浮点数据的表示，在CP课程中介绍了浮点数据的表示格式和表示范围，在CA课程中不必再重复，只需介绍浮点数的基数的选择、表数精度和表数效率，然后介绍浮点数的IEEE 754表示；当然对于高级数据的表示，在CA课程中是必需的。
对于指令系统，在CP中介绍指令的格式、寻址方式和操作码的扩展编码方式，最后介绍CISC和RISe的概念和示例；在CA课程中主要介绍指令格式的优化，CISC和RISC设计的关键技术。
输入输出系统的原理和方式、中断系统的工作原理在两门课程中是重复最多的一部分，CA较CP多出了通道处理机和输入输出处理机简介，可以归入CP课程。但考虑到中大型计算机的输入输出系统在计算机系统结构中是很重要的部分，所以可以将通道处理机和输入输出处理机在CA中介绍，同时将CP中的系统总线简介也归于系统结构，并从系统设计的角度去介绍。
高速缓冲存储器和虚拟存储器工作原理以及地址的映像和变换在两门课程中也是重复较多的。在CP中可以仅介绍其工作原理；而在CA课程中重点在于其性能分析，深入学习替换算法及其实现，分析提高存储器系统命中率和性能的方法。
对于流水线工作原理，在CP中仅介绍了流水线、数据相关和控制相关的概念，但在CA中要学习流水线处理机、超标量处理机与超流水处理机，其中包括先行控制技术、流水线原理、流水线性能分析、非线性流水线的调度方法、局部数据相关和全局数据相关、超标量超流水超长指令字处理机和向量流水和向量处理机，其内容远多于CP，因此这部分内容完全归入CA比较合理的。
在CA与CP中的未重复的内容，比如向量处理、SIMD并行计算机、SIMD计算机的互连网络、多处理机将作为重点内容在CA中介绍。而在以上分析中，由于CA课程的内容部分归入了CP，所以可以在CA课程中添入新的内容，比如多处理机算法，包括并行搜索算法、串行算法到并行算法的转换、同步并行算法和异步并行算法，并行程序设计语言及其实现方法。最后可以介绍计算机体系结构的新发展，包括数据流计算机、数据库机与知识库机以及面向函数程序设计语言的归纳机。
以上对CP与CA两门课程的重复内容进行了分析研究，拟在理清两门课程的关系，合理解决两门课程的内容重复问题。
3 解决方案
解决该两门课程内容重复的宗旨在于把握CP注重原理介绍，而CA注重高性能设计和并行处理。通过对两门课程的内容的研究和分析，调整后的内容如表1所示。
将表1中CP的第2、5章与CA的第2章、CP的第7章与CA的第3章、CP的第4章与CA的第4章分别进行比较，虽然在章名上有些类似，但其内容并没有重复。一个注重原理，另一个侧重系统性能、并行处理系统以及进一步提高计算机性能的新技术。CP是CA的基础，CA是CP的扩展，从提高计算机系统结构性能的角度出发，从单处理机走向并行处理机，走向新型体系结构的计算机，这正是CA的研究方向，展示了计算机系统结构研究的美好前程。
第3篇：计算机系统结构方向范文
《虚拟机：系统与进程的通用平台》一书的作者James E. Smith& Ravi Nair敏锐地观察到了现代计算机体系结构发展趋势的这一重大变化，从计算机体系结构研究者的角度，以计算机系统接口抽象层次中两个最重要的接口――应用的二进制接口(Application Binary Interface, ABI)和应用程序接口(Application Program Interface, API)为边界，将计算机系统资源的各种虚拟化技术划分为进程虚拟机和系统虚拟机两大类展开讨论，清晰地展现了虚拟化技术各种方法的各个层面和各类应用。
教材结构：
第1章首先引入了计算机系统接口的抽象定义，讨论了虚拟化与各层接口的关系。然后从计算机体系结构的概念出发，对各种不同类型的虚拟机进行了分类总结，将虚拟机分为两个主要类型：进程虚拟机和系统虚拟机。
第2章至第6章侧重讨论进程虚拟机。第2章讨论在目标指令集体系结构(Instruction Set Architecture, ISA)上仿真源指令集体系结构的相关问题，并以一种CISC源指令集Intel IA-32、一种RISC目标指令集IBM PowerPC为例来说明；然后以Shade系统为例介绍了二进制翻译技术。第3章讨论进程虚拟机的实现问题，包括指令集的仿真和主机操作系统接口的仿真，最后介绍实例FX!32系统。第4章讨论通过代码优化获得更好的仿真性能的技术，包括各种程序剖析技术，此外还讨论了代码重排序技术，最后介绍了Dynamo动态二进制代码优化器。第5章介绍高级语言虚拟机的体系结构，特别是它们支持面向对象编程和安全的特征，这一章介绍了当今两个重要的面向对象虚拟机――Java虚拟机和微软的CLI。第6章进一步讨论高级语言虚拟机的实现问题，并以Jikes RVM作为实例研究说明本章的概念。
第7章至第9章侧重讨论系统虚拟机。第7章介绍协同设计虚拟机，并以Transmeta Crusoe处理器和IBMAS/400处理器的实例研究结束本章。第8章涉及经典的系统虚拟机及其实现方法，包括本地虚拟机和宿主虚拟机。此外还讨论对计算机系统三个主要资源：处理器、存储器、I/O的虚拟化技术，以及如何用硬件来提高虚拟机的性能。本章给出的研究实例包括：VMware和Intel VT-x(Vanderpool)。第9章讨论多处理器系统的虚拟化问题，包括对不同指令集的客户和主机平台多处理器系统的虚拟化。
第10章介绍了虚拟机技术新兴的应用领域，重点介绍了在安全领域(讨论入侵检测系统的原理以及虚拟机在系统攻防方面的应用潜力)、移动计算环境(讨论了商业上的应用：VMware的VMotion)、以及计算网格(展示典型的系统虚拟机对新兴网格系统出现的重要作用)方面的应用。
附录为本书的主要章节提供了计算机系统结构的背景资料，讨论了处理器、存储器、I/O在计算机系统中的作用。
第4篇：计算机系统结构方向范文
关键词:计算机组成原理;实验教学;可编程器件;实验评价
计算机组成原理课程是计算机学科的一门专业基础课,主要内容包括计算机构成及其各个部分如何协调工作[1]。在整个计算机专业课程体系中,计算机组成原理是起着承上启下的作用[2-3],它以数字逻辑课程为基础,而自身又是计算机系统结构、编译原理、操作系统等课程的基础。同时计算机组成原理又是一门与实践结合很紧密的课程,课程实验一直是教学中的一个重点,各高校也很重视,在实验上投入了大量的精力。
2009年11月在南京召开了“计算机组成与结构课程群”的实验教学研讨会,会上讨论了国内实验教学的进展和不足,本文立足于此次会议,结合各校的实验教学环节,以计算机组成原理课程为例,对实验教学进行研究。
1课程设置
目前,国内大多数高校都将计算机组成原理作为第一门专业课程安排在数字逻辑课之后,主要内容包括:计算机系统的基本概念、指令系统、处理器组成(运算器、控制器等)、存储系统、输入输出系统、流水线技术等[1,4]。组成原理一般会安排在大二下学期甚至大三上学期,这样就不可避免地造成与其他专业课程同时开课,使得学生在没有掌握计算机组成之前就开始更高层次的专业课学习,这样无法体现计算机组成原理的专业基础课作用。
为了解决这些问题,一些学校在课程设置上学习了国外大学的做法,开设了一门计算机入门性质的课程,如清华大学和中国科技大学开设了计算机系统导论课程,课程系统地介绍了计算机专业的一些入门知识:最底层的器件逻辑门电路微结构指令集结构程序算法问题域。这样,学生对计算机有了概括性的基础知识,这样就可以避免课程安排的问题了,同时,教师在计算机组成原理课上就可以更加深入地介绍计算机的组成和工作原理了。
各校一般都在计算机组成原理课程中安排试验[4-5],课程的总课时中有专门的实验课时,让学生在学习理论课的同时完成实验,这样做的好处是让学生能够将理论学习和实验操作同时进行,加深对知识的理解,但是由于进度安排的问题,综合性的大实验(如处理器设计)只能被安排在学期后段,学生需要短时间内投入大量精力才能完成。对于一些无法单独在组成原理课程中实现的更大规模的课程设计型实验,需要学生掌握系统结构、编译原理、操作系统等课程的知识,也需要更多的实验课时,为此,一些学校开设了专门的计算机综合实践课程,如东南大学的计算机系统综合课程设计、中国科技大学的计算机系统原型设计等,这些课程综合了计算机学科多方面的知识,以计算机组成原理为实验基础,进一步拓展了实验的领域。
中国科技大学华夏班在课程设置上参考了国外大学的一些方案,面向计算机系统结构学科发展前沿,强调前瞻性、先进性和实践性,探索出了计算机组成课程群课程设置(见表1)的新方向。
从课程设置中我们可以看出实验在总课时和总学分中所占的比重很大,几乎占到了二分之一,并且计算机系统原型设计是一门实验课程,分为A和B两个部分,A为CPU设计,B为系统软件设计,二者结合起来就是一个完整的计算机系统原型。清华大学在课程设置上也与其类似,只是没有专门的实验课程,内容也简化很多,主要着重于计算机组成原理的相关内容。
2实验设置
目前国内的计算机组成原理课程实验都已经逐
渐向处理器设计这一方向靠拢,差别只在于实验的方式和难度。表2是参加此次会议的几个学校课程实验设置情况。
从表2可以看出,计算机组成原理课程的实验已经由以前的验证性部件实验逐渐过渡到处理器设计及计算机系统搭建这一层次上,具体体现在以下几个方面:
1) 使用可编程逻辑器件作为实验平台[2],这样能够大大提高实验的灵活性和可操作性,根据学生能力的不同安排不同层次和难度的实验,充分发挥学生的主观能动性,在实验内容和形式上不断创新,同时也激发了学生的兴趣,实验样式也不再呆板和单调。但是,这样需要有更加完善的实验评价机制,做到公平和公正;还需要学生掌握硬件描述语言和相应的EDA工具软件,这些就需要对课程内容进行适当的调整或者得到先修课程的支持。
2) 指令集基本上都是MIPS或者类MIPS的,其好处是指令系统成熟,格式规整,有很好的技术和文档支持。使用这类的指令系统,学生能够更好的掌握和理解,设计出来的处理器结构也更加规范,而且有很多相应的设计文档和实例可供参考;其次,如果想要进行更高层次的实验内容,就需要相应的编译器等工具的支持,MIPS指令系统在这一点有很大的优势,有了这些工具开发难度能够大大降低。因此目前来看采用MIPS指令系统是一个很好的方案。不过这样也有一些缺点,采用统一的指令系统限制了学生在指令系统设计上的灵活性,使得设计出来的处理器过于类似,过多的设计资料也使得学生可以更加容易偷懒,使得实验效果降低。
3) 基本上将流水线等知识应用到实验之中[5]。由于各个学校都在不同程度的推进计算机组成原理课程改革,普遍将流水线、高速缓存等内容加入了教学计划中,实验中也相应的加入了这些内容;同时MIPS指令系统能够很好的支持流水线的设计,现有的资料和教材大多也是围绕着流水线处理器设计展开的,因此流水线处理器的设计已经成为了各个学校实验的基本内容。在清华的计算机组成原理实验中并没有规定一定要实现流水线,要求学生完成多周期或者流水线处理器的设计,仅过几轮实验教学,学生普遍选择了流水线处理器的设计,因为多周期处理器的设计并不比流水线处理器设计简单很多,而且相应的设计资料较少。不过有一点是值得商榷的,就是为了组成原理实验有更好的显示度,在实验中加入了不少其他课程的内容,比如编译、操作系统等内容。这些内容安排在单独的综合实验课程中还可以,放到组成原理课程实验中就有些喧宾夺主了,学生会投入太多的精力在这些内容上,组成原理实验还是应该以理解计算机组成及工作原理为目的,不需要完成其他课程的内容,只有少数能力较强的同学在完成了基本内容后,才值得鼓励去做这些事情。
4) 实验规模较大,需要多个同学分工协作来完成。在以往的计算机组成原理实验中大多数是以验证性的实验为主,学生往往可以独立完成,但是处理器设计这一类的实验单靠个人完成对学生的压力太大,这就需要学生组成一个驼队来完成实验,这样不仅能够减轻学生的工作量,还可以培养他们团队协作的能力。一个团队规模控制在2～3人比较合适,人数太多会造成有人懈怠,达不到实验目的。
3实验管理和评价
由于计算机组成原理实验内容和形式的更新,具体的实验管理方式和评价机制也有了很大的改动。以前是以实验室为主的实验模式,学生根据实验室安排的实验内容和时间来完成规定的实验;现在则是实验室根据学生的实验进度和需求,提供相应的实验支持,包括设备、场地以及人员等。
以清华大学的组成原理课程实验为例,前两个验证性的实验安排在实验室统一完成,帮助学生熟悉软件工具和实验设备,然后再安排课程大实验。大实验过程中会将实验设备发放给学生,让学生能够在宿舍进行实验,同时实验室保证一定的开放时间,方便学生来实验室做实验。在整个过程中安排三次集中的实验课程,实行小班教学,目的是能够更好的掌握学生目前的实验情况,控制实验进度和解决学生遇到的一些实际问题。在整个实验过程中,实验室的主要作用就是后勤保障和监督进度,协助和督促学生完成实验。
由于实验内容和形式的变化,实验已经不能简单的通过检查实验数据来评定一个实验完成的程度,需要从多个方面进行评价。对于我们的大实验,首先会提供一套标准的测试程序,通过这些程序来检查实验结果是否正确;然后学生需要针对自己的处理器提供自测程序来体现自己设计的处理器的特点,这些测试都是需要教师或助教现场检查的,检查的同时会询问他们在设计及实现的过程中是否独立完成以及各自的分工,以便确定是否存在抄袭现象、工作量分配是否合理。对于完成较好或者有所创新的小组给与加分奖励[7],并鼓励其在实验总结课上展示自己的成果。将这些汇总然后结合实验报告及平时实验情况,就能够给出一个比较全面公平的实验评价结果。
在这种实验管理模式和评价机制下,能够很好的提高同学的积极性和对实验的整体把握程度,教师也能够掌控好实验进度和学生掌握情况,达到很好的实验效果,不过这需要教师和助教通力合作,所花费的精力也比较多。
4结语
随着实验技术的不断进步,计算机组成原理课程实验在内容和形式上已经发生了很大的变化,各个高校都有着自己的发展思路,但是大的方向是一致的,总体说来就是实验已经由验证型实验过渡到设计型实验,内容也变成了在可编程芯片上进行处理器设计,进而形成一个简单的计算机系统,可以说是计算机组成原理课程实验已经由验证计算机各部分功能逐渐过渡到设计及搭建计算机系统这一层面上。
参考文献:
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Investigation and Research on the Experiment Teaching of Computer Organization Course
LI Shan-shan, QUAN Cheng-bin
(Lab for Computer Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
第5篇：计算机系统结构方向范文
关键词： 江南大学 《计算机组成与系统结构》 实践教学 实践现状 应对方案
一、引言
当前，随着物联网技术和产业的持续发展，嵌入式技术已成为信息产业中发展最快、应用最广的计算机技术之一，被广泛应用于网络通信、消费电子、医疗电子、工业控制和交通系统等领域。资料显示，在2009年中国软件业收入的9513亿元中，嵌入式占了将近20%，而且每年都以近40%的速度增长。嵌入式系统是以应用为中心的软硬件混成专用计算机系统，需要设计人员统筹考虑软硬件设计，以最大限度地适应应用系统对功能、成本、体积、功耗、可靠性等方面的要求。传统的软件、硬件分别进行的设计方法难以满足嵌入式系统的设计需求，而需要设计人员进行软硬件的综合考虑和协同设计。
然而和上述趋势对应的是，目前计算机类本科专业软件方面的教学和实践都实施得较好。学生除了课堂学习外，还可以利用学校和自己的计算机充分进行软件编程的实践和训练。而且软件类课程C语言、数据库、网络等相对直观和容易理解，容易入门。但对于硬件类的课程尤其是计算机组成与系统结构，学生普遍反映内容较为抽象，如果没有适合的实践环节将课堂概念和实际工程联系起来，学习效果将难以得到保障。因此，探索适合计算机组成与系统结构的实践教学工具、教学方法和配套机制，加强学生理论学习和实践环节的联系，建立形象直观、便于理解的学习途径至关重要。本文重点讨论江南大学计算机组成与系统结构的实践教学实施现状，在此基础上提出改进方向，为增强计算机组成与系统结构的教学效果作有益探讨。
二、《计算机组成与系统结构》实践教学现状分析
当前国内计算机类本科专业硬件主干课程设置有两种模式：一种是数字逻辑与数字系统（技术基础课）计算机组成原理（专业基础课）计算机体系结构（专业课）。大多数重点院校采用这种模式。另一种是数字逻辑与数字系统（技术基础课）计算机组成与体系结构（专业基础课）。江南大学及国内其他许多本科高等学校采用第二种课程设置模式。
《计算机组成与系统结构》课程综合了《计算机组成原理》和《计算机体系结构》两门课程的要求，要求学生掌握计算机系统各个部件的组成原理，最终从系统、整机的角度理解计算机的结构与组成，是计算机类本科专业的专业基础课程，以及计算机硬件与结构方向非常重要的一门课程。这门课程的建设与教学质量直接关系到人才培养中计算机硬件与结构方向教育的成效。尤其是在当前嵌入式系统日益流行，软硬件一体化设计需求不断扩大的背景下，计算机组成与系统结构课程能否达到预期效果显得更为重要。
目前在教学实施过程中，学生普遍反映该门课程内容较为抽象，难以和一个具体的可见的系统相联系理解整个的运行过程，学习效果欠佳，依然停留在为应付考试的习题练习为主的方式上，通过课程的学习无法锻炼搭建完整电路系统的能力。这些问题急需通过实践环节有针对性地解决。
传统的计算机组成原理采用的实验设备是在开放的电路板上用插线的方式搭建逻辑，学生通过将对应的引脚互联起来构成特定的数据通路。这种方法无需编写程序，可以直观地显示计算机内部结构和运行情况，但对学生的影响仅仅停留在实验室阶段，不能和企业的实际开发相结合，没有更多的实用价值。
随着硬件可重构技术的发展，越来越多的计算机组成原理实验课采用了基于FPGA的实验装置。基于FPGA的优点在于学生可以通过自己的逻辑设计得到专用芯片，并通过实验板上的I/O观察芯片的运行情况，更接近实际CPU的运行状态。目前，根据不同学校学生能力的强弱，基于FPGA的组成原理实验采用了两种不同的输入方式。
一种是基于原理图的设计方式。学生通过连接原理图的方式，构成自己想要的逻辑电路。将该电路下载到FPGA芯片后构成特定的芯片，通过实验板上的I/O观察芯片内部的运行情况。这种方式的优点是直观、易于理解。缺点是随着系统变得更加复杂，原理图输入的方式耗费时间太长，连线也容易出错，不太可能用于搭建复杂的系统。
另一种是基于硬件描述语言VHDL/Verilog的设计方式。优点是可以利用现有的资源搭建较为复杂的系统，甚至多级流水线的CPU，可以极大地提高学生的硬件设计能力。缺点是对学生的要求比较高，需要有硬件描述语言的基础。
三、《计算机组成与系统结构》实践教学工具的选择
通过上述分析，可以看出基于硬件描述语言和FPGA的组成原理实验方式由于可与将来的企业实际开发相结合，具有较强的实际意义。学生可以通过VHDL搭建复杂和完整的硬件系统，对于理解计算机组成原理和计算机的运行情况有非常现实的意义。关键问题是，应该如何选择适当的基于FPGA的开发环境和教学方法，以适应不同水平的学生的具体需求。
由于现在基于硬件描述语言已有许多公开源代码的资源可以加以利用，因此在进行计算机组成与系统结构教学和实践中，可以围绕某一种有代表性的CPU进行学习和实验。如国内外有一些学校选择以MIPS处理器作为教学和实验的对象。学生可以根据自己的掌握程度借鉴或自己设计某个模块，最终形成完整的CPU。同时还可以在此基础上通过汇编程序进行系统结构的实验。通过这样的方式，学生可以将课堂讲解的内容完全与实际的CPU系统关联起来，从而为将来的硬件系统设计奠定良好的基础。而且由于所选用的开发语言和环境都和企业实际使用的一样，可以缩短将来的工作中的学习时间。
四、《计算机组成与系统结构》实践教学机制探讨
选定了适当的实践语言和工具之后，还要有适合的配套管理和运作机制才能保证实践教学的效果。现在传统的实验室都是学校购买设备后由实验室人员管理和维护，并配合任课老师在上课时间为学生提供实践教学服务。由于实验设备数和上课时间有限，学生并不能完全完成和理解实验内容。因此，我认为可以采取多种方法改善这一状况。
1.Xilinx/Altera等FPGA提供商建立联合实验室，随时可获得提供商提供的一些最新资料和技术服务，同时确保实验室可以在课外对学生开放，可以借鉴以往机房的管理方式，让感兴趣的学生付费使用设备。
2.为学生配备或鼓励学生购买低价FPGA设备，将实验室带回宿舍，随时可以进行FPGA系统的开发和调试。
3.企业建立培训协议，抽出整段时间送学生到专门的FPGA企业进行集中强化训练，积累实际项目经验。
将上述几种方法相结合，可以使计算机系统设计课程的学习效果达到现在软件开发的学习效果，为嵌入式系统软硬件的开发培养合格的人才。
五、结语
本文分析了江南大学《计算机组成与系统结构》课程的实践环节教学的现状和存在的一些具体困难，并从几个方面提出了应对方案。当然，这些方法依赖于计算机组成与系统结构考核方式的相应改变。只有在教学内容、实践形式和方法、体制和具体实施等多方面协调一致，整体推动，才能取得预期的结果。
参考文献：
［1］任春明，刘军.计算机组成原理实验教学的思考与改进.实验技术与管理，2006，10.
［2］李彩虹，屈志毅，刘刚，马俊.“计算机组成原理”实验课教学模式探讨与实践.高等理科教育，2006，2.
［3］陈媛，黄贤英.基于EDA技术的计算机组成原理实验教学探索.重庆工学院学报（自然科学版），2007，2.
［4］方恺晴，石琳，林亚平.EDA技术在计算机组成原理实验中的应用.实验技术与管理，2001，3.
第6篇：计算机系统结构方向范文
[关键词]计算机应用 技术
中图分类号：TD235.4+7 文献标识码：TD 文章编号：1009914X（2013）34035701
当今社会，计算机应用涉及到了数据处理、家庭和办公自动化、远程信息控制和信息系统构建等多中领域，分别需要不同的技术支撑和技术应用范围。而如何有效的掌握知识，促进能力，拓展创新，是推广和使用信息技术的必由之路。
从计算机的发展历程看，也是知识和技术应用不断推陈出新和过程，随着多媒体技术和信息高速公路技术的出现使用，计算机的功能更大的被发掘出来，甚至在某些方面取代了人工，成为重要的角色。
一、全面掌握应用知识，提高应用技术能力
所有计算机技术的应用是以掌握相关的知识为前提的，这种知识可以使理论的，也可以是操作的，可以集中学习，也可以边学边做。在当前计算机的应用领域，关乎到日常工作和生活的有很多，像计算机教学、平面设计、软件开发与应用、信息工程师和系统管理等，除了要求掌握基本通用的知识外，专业方面的知识也甚为关键。
每个计算机工作的技术应用人员，需全面系统的掌握计算机知识应用的理论体系，以完整夯实的基础带动应用能力的发展，遵照社会需求，确定自己的发展方向和目标，反复巩固基本的应用知识，反复操练应用技能，将理论和实践相结合。
知识的掌握和能力的运用，在实际工作中，会面临到很多新的情况，这就需要能融会贯通，随机应变，通过知识的变式和创新，能力的在发展去解决工作中的问题，计算机知识和能力的变通性和替代性很强，没有单一的要求，需要计算机应用操作人员触类旁通。
二、以重点为核心，以多元化发展为方向
计算机的应用技术的分工日渐细密，而且各个工种是相互配合和合作的形势展开，每个人只需重点掌握一项计算机技术的应用就可大有作为，成为自己的关键，每个人根据自己的情况当确立重点，在不同的工作领域确定不同的自我应用技术。
以重点为核心，以多元化发展为方向，计算机技术应用的重点性和全面性是相辅相成，不可分割的，因为计算机技术本身都存在有本质的和密切的联系，不存在单一技术领域，都是知识某一部分的合成，像在平面设计方面，同时运用到了“办公自动化、网页制作和PS”等基本知识，您只懂得平面的创意或设计是远远不够的，必须有相关的技术支持，这样才能达到目的。
应用型和技术型是互相统一的，要理论知识和技术并重，重点突出和全面发展兼具，这样才会有效的发挥出个人应用技术的效能。
三、有效拓展能力，推动应用创新
在当前计算机教育中，应用人才的培养与学术研究和市场需求存在一定矛盾，从某种程度上说，只重视理论而忽视技术能力和创新实践的培养，这样的应用仅仅停留在知识应用的表层，无法深入到技术能力深处，无法推动应用创新。
在实际工作中，遇到实践操作和技术应用的问题，往往不能有效迅速的解决，这就是确乏经验的表现，经验是学不到的，是在实际应用工作中感悟到的，是个人的自我思考和体会。
在知识学习和运用的同时，必须辅之以计算机的实践操作，感受能力的体现，不断总结经验，提高应用技术的熟练度，方能化繁为简，形成真正的能力，这是从现实中磨砺出来的。在能力提高的同时，通过完善理论体系和能力体系，完全会有自己独特的创新和感悟，来解决日常生活中遇到的主要问题。而知识和能力应用的嵌入式和混合式发展，要求计算机从业者有着全面的知识底子和互通的理论融合。针对某一问题的解决，做到多样化和多重性，以求可以找到更好的解决问题的措施，而且能起到熟练技能和选择优化的效果。
四、计算机技术
计算机技术的内容非常广泛，可粗分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术和计算机组装技术等几个方面。计算机技术包括：运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统、中央处理器（CPU）设计、流水线原理及其在CPu设计中的应用、存储体系、总线与输入输出。计算机作为一个完整系统所运用的技术。主要有系统结构技术、系统管理技术、系统维护技术和系统应用技术等。计算机领域中所运用的技术方法和技术手段。计算机技术具有明显的综合特性，它与电子工程、应用物理、机械工程、现代通信技术和数学等紧密结合，发展很快。
第一台通用电子计算机ENIAC就是以当时雷达脉冲技术、核物理电子计数技术、通信技术等为基础的。电子技术，特别是微电子技术的发展，对计算机技术产生重大影响，二者相互渗透，密切结合。应用物理方面的成就，为计算机技术的发展提供了条件：真空电子技术、磁记录技术、光学和激光技术、超导技术、光导纤维技术、热敏和光敏技术等，均在计算机中得到广泛应用。机械工程技术，尤其是精密机械及其工艺和计量技术，是计算机外部设备的技术支柱。随着计算机技术和通信技术各自的进步，以及社会对于将计算机结成网络以实现资源共享的要求日益增长，计算机技术与通信技术也已紧密地结合起来，将成为社会的强大物质技术基础。离散数学、算法论、语言理论、控制论、信息论、自动机论等，为计算机技术的发展提供了重要的理论基础。计算机技术在许多学科和工业技术的基础上产生和发展，又在几乎所有科学技术和国民经济领域中得到广泛应用。
1.系统结构技术
它的作用是使计算机系统获得良好的解题效率和合理的性能价格比。电子器件的进步，微程序设计和固体工程技术的进步，虚拟存储器技术以及操作系统和程序语言等方面的发展，均对计算机系统结构技术产生重大影响。它已成为计算机硬件、固件、软件紧密结合，并涉及电气工程、微电子工程和计算机科学理论等多学科的技术。
2.系统管理技术
计算机系统管理自动化是由操作系统实现的。操作系统的基本目的在于最有效地利用计算机的软件、硬件资源，以提高机器的吞吐能力、解题时效，便利操作使用，改善系统的可靠性，降低算题费用等。
3.系统维护技术
计算机系统实现自动维护和诊断的技术。实施维护诊断自动化的主要软件为功能检查程序和自动诊断程序。功能检查程序针对计算机系统各种部件各自的全部微观功能，以严格的数据图形或动作重试进行考查测试并比较其结果的正误，确定部件工作是否正常。
4.系统应用技术
计算机系统的应用十分广泛。程序设计自动化和软件工程技术是与应用有普遍关系的两个方面。程序设计自动化，即用计算机自动设计程序，是使计算机得以推广的必要条件。早期的计算机靠人工以机器指令编写程序，费时费力，容易出错，阅读和调试修改均十分困难。
综上所述，在计算机的应用和技术操作过程当中，首先要夯实基础，以此培养能力，提高技能，达到知识和能力的融会贯通和综合应用，从而提高素质，然后以计算机主干核心知识构造自己的应用体系，确定目标，将计算机的多功能化融会到日常生活当中，有效解决各种为题，打造更广阔的发展前景。
参考文献
[1] 孙晓风.网络改变生活――突飞猛进的计算机网络[M].上海交通大学出版社，2004，7
[2] 李辉.信息处理技术与工具[M].清华大学出版社，2005，8
[3] 计算机专业知识教材编写组.计算机专业知识核心[M].人民出版社，2011，1
第7篇：计算机系统结构方向范文
关键词：课程体系建设；计算机硬件；教学质量
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-00××-××
在当前高校计算机专业本科生中普遍存在这样的问题：对计算机硬件课程的学习不感兴趣；认为有些计算机硬件课程很抽象，不知道怎样才能学好；与已经从事计算机技术开发的毕业的同学交流后，认为学校对计算机硬件课程的设置不合理，对将来从事计算机技术开发帮助不大，而对将来从事计算机技术开发帮助很大的计算机专业课程学校反而不重视，教学时间太短，没有深入地教学；④教学方式缺乏对本科学生发现问题、分析问题、解决问题的能力的培养。学生对计算机硬件课程的学习积极性不高，学习效果差。高校的计算机专业学生中重视软件课程的学习，而轻视硬件课程的学习，其结果是许多学生的硬件能力比较差，不能胜任计算机硬件方面的技术设计。因此，对于如何设置计算机专业硬件课程，已成为我们要重点关注的一个问题。计算机科学与技术学科除了具有较强的科学性外，还具有较强的工程性，因此，它是一门科学性与工程性并重的学科。如何合理地调整计算机硬件课程设置，为计算机专业学生将来从事计算机硬件方面的相关技术设计奠定具有发展潜力的基础，是摆在计算机专业老师面前的一个重要问题。计算机专业学生在进行工程设计，计算机硬件技术开发时，普遍感到所掌握的计算机理论知识与实际工作能力存在不足。主要体现在没有实际工作经验；缺乏项目的开发能力；缺乏团队协作精神；缺乏与同事沟通方法。如何在计算机本科生教育阶段培养和提高学生的素质与能力，是老师重点关注的问题。
在传统教学模式中，教师就是向学生传播知识。而在现代教学模式中，教师不仅向学生传播知识，更重要的是培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。为培养21世纪计算机硬件高技术人才就必须加强学生计算机硬件创新能力的培养，不断完善计算机硬件课程教学改革专业课程体系建设。
为此，本文针对当前计算机专业硬件课程设置存在的问题，根据计算机专业各研究方向对计算机硬件课程建设，构成完整的计算机硬件课程体系建设，对本科生教学方式教学改革，培养本科生发现问题、分析问题、解决问题的能力，激发学生的学习热情，培养创新素质进行研究。
一、计算机硬件课程体系建设
（一）充分认识计计算机硬件课程建设的重要性
计算机硬件及应用技术已是IT领域不可缺少的支柱技术，已经广泛渗透到移动通讯、消费电子、无线网络、工业控制和军事国防等各行各业，无时无处不在影响每个现代人的生活。能够综合应用软件和硬件，系统研发的工程师成为计算机行业最为紧俏的人才，其培养也越来越受到高校、企业、研究机构与培训中心的重视。
（二）计算机硬件课程体系建立
ACM和IEEE-CS共同推出了Computing Curricula 2001，系统地列出在计算机专业学生应该掌握的课程，我们以此为蓝本，并根据我院在计算机硬件研究领域和研究方向，建立计算机硬件课程体系中的主干课程：《计算机原理与汇编语言程序设计》，讲授计算机组织和工作原理，以及汇编语言程序设计；《微型计算机原理及接口技术》，讲授微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构和工作模式；《计算机控制》，讲授计算机控制的理论知识和设计技术；《单片机与嵌入式系统》，讲授单片机工作原理和编程方法、嵌入式系统基本概念和设计技术移植；《计算机系统结构》，讲授计算机体系结构的基本思想、基本概念、设计原理、设计方法与评价分析方法。由这5门课程构成计算机专业硬件课程体系。
当今计算机硬件和软件技术飞速发展，计算机专业基础课程体系教学在成熟和稳定的同时，要不断加入新的内容和新的技术。为此，必须对主干课程设计其课程的主线，并沿主线更新教学内容、突出新技术。
二、改进教学方法，提高学生的创新能力
人类具有学习的自然倾向或学习的内在潜能，学习是学习者内在潜能的发挥。所以教学的任务是为学习者创设的一种有利于学生学习潜能发挥的情境。教师不应该采用权威式的教学方式，不应采用强制式的指导教学。教学活动是教师和学生共同活动的过程，教师在教学过程中发挥着设计，主持，调整教学过程的主导作用，调动学生的主动性和积极性。学生是教学过程中认识活动的主体。在教学过程中应体现学生的主体地位，发挥着教师的主导作用。
第8篇：计算机系统结构方向范文
关键词硬件软件系统课程设置实践操作应用
1 引言
计算机越来越普及、电脑的家庭持有率越来越高、人们对电脑的依赖程度也越来越深，但电脑对于不少人来说还或多或少存在一定的神秘感，大多数人对计算机硬件还具有畏惧感，不过大部分人对掌握计算机维护与维修知识都有越来越强的迫切感。
因此，开设“计算机组装与维护”课就显得日益重要。
2 同类教程中存在的不足
笔者参阅了“计算机组装与维护”的同类教程，有以下的看法。
（1）不少“计算机组装与维护”教程大约以三分之二的篇幅介绍具体的硬件，介绍市场上硬件产品的选购。由于PC机硬件的更新速度极快，不少书中介绍的硬件产品在市场上往往已经淘汰。这样的教程在课堂上讲授，给人有教程已老化的印象。
（2）计算机系统的论述不是采用系统的方法，而是分别介绍PC机的各个硬件，接着分别介绍各个硬件的维护和维修，这样的论述不太符合教学规律。介绍一种硬件之后紧接着讲述这种硬件的故障，显得很孤立，系统性不足。计算机是一个系统，是否应从系统的角度引导读者去认识故障、判断故障的所在和故障的成因？
（3）适合高职高专用的“计算机组装与维护”教程较多，讲授纯操作、讲授纯应用。而适合本科生用，既介绍操作和应用，同时又讲授相应的计算机理论，具有一定理论深度，采用上跟计算机硬件的发展介绍相应理论知识的教程欠缺。
3 “计算机组装与维护”课程设置
“计算机组装与维护”是一门实用性很强的专业课，不论理科学生、工科学生，还是文科学生都需要学，都用得上。笔者认为：
（1）“计算机组装与维护”是大学计算机基础的重要后续课程。
（2）“计算机组装与维护”是微机原理课在实践和操作方面的补充。
（3）“计算机组装与维护”的重心在于结合操作和应用讲叙相应的理论知识，应做到让学生知其然，并且知其所以然。
（4）应站在普通用户的角度认识计算机硬件和软件的关系。让学生能把“微机原理”课中学到的理论知识与具体的计算机操作和应用结合起来，从应用的角度理解理论，成功地分辨应用中遇到的硬件问题和软件问题，从而有效地解决它们。
3.1 为“大学计算机基础”的深入与提高
“计算机组装与维护”定位于“大学计算机基础”课的深入和提高。所以，课程内容应紧扣计算机的基础理论，相对地要跟上计算机硬件的发展，但又要做到不能成为产品介绍书；教程要把握计算机的发展方向，结合计算机科学，以一定的理论深度、一定的前瞻性（硬件发展的方向）介绍计算机的硬件及其发展。
（1）强调计算机系统结构的概念：计算机系统构成的概念，计算机由主机和外部设备组成的概念，计算机系统由系统软件和应用软件组成的概念。
（2）从众多同类产品中总结出具有共性特征的产品予以介绍，尽量避免具体产品的介绍，最大限度减少PC机硬件快速改朝换代对教材建设带来的负面影响。如主板，从架构方面分类有Slot 和Socket架构。Socket架构的产品有Socket 370、Socket 432、Socket 478，Socket T（即LGA775）等。
（3）结合PC机的硬件产品的发展介绍计算机的发展以及计算机的发展方向。如CPU的发展从X86到Pentium，从PⅡ、PⅢ、P4到双核等。
（4）从用户自然辨别的角度、直观的方式将故障分为黑屏故障、蓝屏故障、死机故障，以及安装故障、启动故障、运行故障、关机故障等，讲述相应故障的排除方法。
3.2 “微机原理”课操作实践方面的补充
“微机原理”课程讲述数制、控制器、运算器、存储器、输入输出接口等计算机科学的理论知识，这些理论知识一般比较抽象。“微机原理”课中所讲述的数制有别于人们日常生活中熟悉的十进制，所讲述的运算原理不能从一块CPU的外形看出其中的控制器和运算器，无法感性地认识输入输出的接口是如何完成数据的传输的。
“计算机组装与维护”讲述硬件和软件的组装。学生通过DIY可以直接接触计算机的硬件，经过系统软件和应用软件安装的操作实践，可以通过显示器直观、形象地浏览到软件系统。若教程再能完好地结合计算机的硬件产品，以浅显易懂的语言讲解与该硬件相关的计算机理论知识，就能很好地做到帮助读者理解深奥的计算机理论，更好地应用计算机去解决各种专业的问题。如，结合CPU及其产品的介绍，讲解摩尔定律、讲解计算机的体系结构；结合网卡讲解数、模和模、数的转换理论；结合声卡及音响的输出讲解何为5.1声道、7.1声道等。这样与硬件产品有机结合的讲解，直观性强、课程生动、能很好地做到“微机原理”应用实践与补充的作用。
3.3 “计算机组装与维护”的重心在于理论叙述与应用操作并重
计算机是人类脑力劳动的工具，应用离不开理论，学习应贵在操作、重在实践。所以“计算机组装与维护”的重心应定位于计算机理论的叙述与应用操作并重。
（1）人们要顺利地完成一件工作（操作），需要概念清晰、流程清楚。计算机的软、硬件组装操作包含的知识和内容很多，必须要让读者建立起完整的、清晰的软、硬件组装流程的概念。
（2）计算机的主存由内存条构成，内存管理知识有基本内存、扩展内存，分页、分段、保护模式管理，虚拟内存、动态数据交换等。系统是否在优化的环境下运行与主存储器的管理相关，内存的管理通过操作系统实现。系统优化的方法有减少内存驻留程序、系统配置实用程序、虚拟内存设置等，以此达到理论叙述与应用操作并重的要求。
（3）当前计算机最重要的外存储器是硬盘，所以，结合硬盘实物（或图片）讲述磁存储知识效果好。通过硬盘讲述磁道、扇区、簇、文件系统以及文件的链式存储等外存储理论知识。结合外存理论的阐述，介绍硬盘分区、格式化等具体的应用操作知识，对外存的介绍同样达到理论叙述与应用操作并重。
（4）与BIOS相关的计算机理论知识，主要涉及ROM和BIOS的功能和作用、BIOS在PC启动运行中与系统的关系等。应用操作则讲述BIOS系统设置，以及不同版本BIOS的系统设置操作等。
（5）注册表是PC机的管家。理论上，介绍注册表所采用的树状数据库结构，以主键、子键和值项的方式组织数据和管理信息。注册表的应用主要包括注册表的备份与还原，注册表编辑器的使用，创建、修改表项和值项等；由于注册表是管家，所以注册表还事关系统的安全。
4 结束语
相对来说，“计算机组装与维护”是一门新课。笔者将其定位于微机原理课的实践和补充的看法是否恰当，理论叙述与应用操作同等比例的定位是否合适，如何结合计算机的配件讲解相关的理论、介绍相应的操作应用，能否做到以通俗易懂的语言讲解计算机的理论知识等，都有待于实践的检验和有待于专家们的进一步探讨。
参考文献
第9篇：计算机系统结构方向范文
1计算机技术概述
计算机技术就是在计算机方面使用到的技术方法及手段,其涉及的技术较为复杂且广泛,大体上可以划分成计算的系统技术、部件技术、器件技术和组装技术等。
1)系统技术计算机之所以能够运行并发挥功能,其主要技术支持就是系统技术。可以说计算系统技术是计算机能够当做一个完整的系统而得到运用的基础,其技术可以从结构、管理、维护和应用等几方面分成不同的系统技术,每项技术也相应地具有不同的功能。系统结构技术的功能主要体现在功能的效率上和性价比上,也就是说系统结构技术能为计算机系统提供优秀的计算效率和合理的性价比。系统管理技术则是表现在操作系统上,通过操作系统的管理能够有效地加强计算机的吞吐量和计算效率,以提高操作的便捷性,为计算系统创造稳定的运行环境,从而使计算机系统运行成本降低。系统维护技术主要由自动维护与诊断技术组成,而其中自动化是系统维护技术的关键,需要通过系统中的软件来实现,包括功能检查程序、自动诊断程序等。系统应用技术是目前计算机系统技术应用和开发最为广泛的技术,根据应用领域的不同,系统应用技术也分成不同的技术,但基本上其技术都与程序设计自动化及软件工程技术有着联系,也主要是通过这两方面来实现技术的实践与应用。
2)部件技术系统技术是计算机技术内在的发动机,而部件技术则是保证“发动机”能够正常运行的硬件条件。随着科技的发展计算机的体积向着微型化发展,但其部件却变得越来越复杂和精密。同时,各个部件包含了众多的信息内容且相互联系,这些部件产生作用主要就是通过信息存储、信息输入和输出及信息的运用和控制等技术来实现。
3)器件技术如果说部件技术是计算机系统运行的保证,那么器件技术则为计算机系统提供物质基础。计算机设计和诞生的过程中包含了许多复杂的逻辑线路,既有基层线路,也有高层线路。基层线路主要有三种,与线路、或线路和反相器,在基层线路的基础上,高层线路又可以分为组合逻辑及时序逻辑。而两层逻辑线路都需要通过电子器件才能得以实现。并且从计算机发展历史来看,其变革的标志都体现在电子器件技术的革新。目前在计算机各项技术都成熟的前提下,计算机的变化和发展大部分都是在优化电子器件技术。
4)组装技术组装技术在计算机技术中起着连接的作用,是各项技术构成整体的纽带,与计算机各方面性能有着重要的关系。例如计算机系统的稳定可靠性、信息传递的时效性、维修和调试的便捷性及生产工艺性等。此外,计算机器件技术的变化发展对组装技术影响意义极大,一旦计算机器件发生变革,其组装技术必然随之改进,目前组装技术逐渐向着微型化趋势转变,这就对组装密度提出了更高的要求。同时随着计算机性能的提高,其功耗和发热情况也逐渐增加,组装技术中制冷和散热则成为时下计算计算机技术发展亟待解决关键问题。
2通信及通信技术的发展概况
通信是自古就有,而为了工业发展的要求,通信才演变成为一个专门的行业。至今为止,通信业成为普遍性最高的行业之一,其业务类型纷繁复杂,通信方法也在不断改进,变得越来越先进。究其本质而言,通信技术实际上就是为了实现信息在空间及时间两个维度上的无失真传递,简单来说就是将不同形式的信息利用通信网络将发信者的信息快速安全、准确有效地传输给收信者。
1)古代的通信方式古代通信方式主要是通过邮驿制度来实现,此时的通信更多是为了方便国家的管理和军事情况的上报,正是由于这种通信制度的出现,使古代的远距离信息传递变为了可能,也为现代通信业的规范化和制度化起着积极的促进作用。而邮驿制度之前,古代通信制度并没有统一的规定,通信方式以方便性和明显性为主,比如飞鸽传书、烽火狼烟和非洲的鼓点接力等。
2)现代通信的诞生现代通信诞生的标志是电报的发明,使人类的通信方式变得更加快速和方便,也促进之后有线电报的诞生奠定了技术基础。而贝尔发明的电话机则是真正将人类的通信带进了一个全新的时代,其不仅从技术使人类通信的距离有了突破性的进展,而且还促使通信向着一个行业发展,从而加强了通信的普及度。到了20世纪,通信技术进一步发展,使通信方式更加丰富,比如收音机和电视机的出现。而且为了加强通信技术的研究,也产生了许多通信的理论研究,比如控制论和信息论等。
3)20世纪80年代后通信技术发展20世纪80年代后通信技术发展主要表现在三个方面,即数据传输通道、数据传输技术和通信技术多方向。由于传输材料的革新与发展,数据传输通道不再仅局限于单一的通道传输,而是向着有更多材料可以选择,例如电缆、双绞线和光纤等。加上光波技术的发明,更使通信不再受到地理环境和距离的限制,可靠性更是得到长足的发展。数据传输技术的发展使通信技术变得更为先进,也为通信的可靠性和安全性提供了保障,比如基带传输和频带传输等实现了通信可以在不同数据传输通道中进行传递,同步技术和多路复用技术等提高了通信传输的速度,编码和加密等技术增加了通信传输的安全性可靠性,数据通信网和协议等技术则使通信技术可以与其他技术融合,促进通信方式的先进性和多样性。通信技术的多方向就是传统通信技术细化的同时,新技术也在不断产生。例如电报细分成用户和智能两类电报,电话细分为自动电话、可视电话和IP电话等,新技术包括移动无线通信、数字电视和多媒体等各种通信技术。
3计算机技术与通信技术的融合
现代通信技术最显着的特征就是通信技术中融合了计算机技术。因为将计算机技术广泛地应用与通信业中,现代通信的发展速度极速上升,同时也让用户体验到现代通信不同类型的优质服务,也体现出了计算机技术在现代通信中的重要性。
1)计算机通信技术计算机通信技术是计算机技术和通信技术融合的成果,与计算机计算的发展有着重要的联系。现阶段,计算通信的网络技术与多媒体的通信技术是计算机通信技术的研究重点。计算机通信实际上就是将计算机作为通信的载体,从而实现各个计算间、计算机及其终端间或者其他外接设备间数据交换。计算通信中交换的数据信息包括了众多的形式,例如文件、图片、视频、语音、电子表格等。按照距离来讲,计算通信可以分为近距离通信和远程通信,近距离通信一般可以满足一些不太复杂的计算机通信
。因此,其技术要求并不高,只要计算机或者终端设备有串行口或者并行口,通信电缆的连接就可以实现数据的传输。而远程的计算机通信则较为复杂,需要以计算机通信网络作为平台,然后根据既定的规则将多台计算机与通信设备连接起来,并以一定的通信介质为载体,才能进行传输数据。因此,计算机通信技术的实现都由一套系统构成,包括数据的终端设备、通信设备、传输通道和通信软件等。 2)信息技术21世纪是一个信息化的时代,其缘由就是信息技术对社会发展的革新。在众多的高新技术中,信息技术有着重要的地位。计算机技术也不例外,信息技术可以算是计算技术的核心,而计算技术则是将信息由技术转为产品的“加工厂”。各种信息资源存储在计算机中,利用计算机的收集、整合和加工等功能,将资源转为产品,从而为人们提供了新经济时代下的信息产品。因此,就计算机技术与通信技术融合来讲,前者可以算是人类身体中的神经元细胞,而现代化的通信设备则相当于神经系统,两者的融合就构成目前全球化的通信网络系统。在这种融合下,信息资源成为了行业甚至国家发展必争的战略资源,同时,随着现代通信技术的不断发展与进步,信息传输的范围将逐渐扩大,而传输时间则会逐渐缩减,信息资源的重要性随之加重。
3)WIFI技术WIFI技术是计算机技术中一项重要的无线网络传输技术,目前也普遍应用与通信技术。WIFI技术也就是IEEE802.11协议,其主要优势有传输速度极高、无线接入、成本低、组网方式简单、设备功耗低等。WIFI技术传输功能的实现主要是通过AP及无线网卡来实现。首先,AP作为网络的接入点,WIFI网络覆盖的区域作为热点区域,然后为通信终端装置无线网卡,只要终端在WIFI网络覆盖的区域内就能由AP接入到互联网,从而实现信息的传输。目前,城市中许多地方都安置了无线网络路由器,WIFI网络覆盖区域也是不断扩大,许多行业都开始设计产品时都搭载了WIFI模板,尤其是在通信领域中。除了PC、手机、数码相机等通信产品外,家庭中的各种电器产品也相继增添了WIFI功能。就目前的形势来看,通信行业已逐渐向着4G时代迈进,通信信息的传递速度和效率也将走上更新的一个台阶,而WII技术作为一项无线、高速、成本地的计算机网络技术,必然将广泛融合到新的通信时代下,今后WIFI网络覆盖的面积也将随之提升。
