计算机硬件技术基础范文

计算机硬件技术基础篇1

摘要：本文介绍了非计算机专业硬件课程的现状和内容的设计情况，探讨了如何在硬件教学中改革教学法和教学手段，培养学生的学习兴趣和动手能力，从而提高学生自主学习，主动分析问题、解决问题的能力，真正达到学有所得，学有所用。

关键词：非计算机专业；硬件教学；引线法；案例教学

中图分类号：G642

文献表示码：B

1引言

“计算机硬件技术基础”课程是工科专业的必修课程，课程的任务是通过对微机的基本组成、工作原理、接口电路及硬件的连接等知识的学习，使学生掌握分析问题、解决问题的方法，结合上机实践，使学生掌握计算机硬件基础知识和简单的硬件设计知识，为培养和提高学生的动手实践能力和以后学习其他计算机知识打下基础。

2硬件课程现状分析及教学内容

2.1现状分析

对于非计算机专业的硬件课程的教学，不同于计算机专业的硬件教学。

(1) 学时较少，任务繁重。本课程内容实际上包括计算机专业的“汇编语言”、“微机原理”和“接口技术”三门课程，虽然是基础的教学，但内容非常多，对于非计算机专业的学生来说要利用较少的学时而面面俱到，学精学透，不可能也不现实，但要想真正的能让学时系统的掌握课程的精华也不能任意的割舍，因此如何精选内容、调动学生积极性显得非常重要。

(2) 基础薄弱，惧怕学习。学习硬件课程之前要求学生掌握电子电路等先修课程，对于非计算机专业的学生来说他们通常只学习了文化基础和C语言，因此基础相对薄弱。学生害怕计算机硬件的学习，书发下来，一翻看内容就对它产生了恐惧的心里，尤其是去打听上届的师兄、师姐，如果以前不及格的学生多，他们会产生心理负担很重，还没学就患得患失，学习的目的就是为了及格，很难去培养学生的分析问题和解决问题能力，更不用说创造能力。

(3) 毫无兴趣，学习无用。学生对于硬件的学习毫无兴趣、枯燥乏味，由于许多硬件知识没有实物对应，比较抽象，逻辑性强，理解起来有一定困难，因为不喜欢，所以不懂，因为不懂，所以更不喜欢，形成了强式恶性循环。硬件更新很快，现在都是奔腾6的时代了，还讲8086/8088，觉得内容陈旧，毫无兴趣。辛辛苦苦学习下来，觉得毫无用处，根本提不起一丁点的兴趣，学文化基础能懂得电脑的操作，学习C语言还能考个计算机等级证书，学了硬件课程，如果以后不从事电子电路设计，没有任何用处，即使从事电子电路设计所有的知识也要从头开始。

为了解决上述问题，必须要精心设计讲课内容，充分调动学生积极性，让学生自己去发现，去学习，必须真正的把授之以鱼改为授人以渔。

2.2内容简介

为了使学生能从应用角度出发，在理论和实践上掌握微机的发展、微机系统的基本组成和工作原理、存储系统的层次结构、汇编语言程序设计以及接口电路的应用，建立微机系统的整体概念，并考虑到学生本身的特点，本课程学时和内容安排如下：

本课程共48学时，其中讲课28学时，上机实验20学时，上机的内容基本上是以汇编语言为主。课程内容包括：计算机基础知识、数字电路基础、中央处理器CPU、存储器、8086汇编语言指令系统、汇编语言程序设计、I/O接口和总线、中断系统、DMA控制器和典型的接口芯片、模数(A/D)和数模(D/A)转换共11章教学内容。课下组织学生去学计算机的组装、当前芯片最新发展技术动向、单片机原理和设计，以作业的形式组织学生学习和研究。对学生能力培养的有如下要求：

(1) 对计算机系统有更完整的认识；

(2) 掌握微型计算机的结构、工作原理及接口知识；

(3) 掌握汇编语言基本知识，具有一定编程能力；

(4) 能解决实际工作中遇到的计算机硬件方面的问题。

3教学过程的探究

3.1目标明确，确立学习信心

为了能使学生有学习的信心，首先让学生明确，课程内容的特点，只要努力肯定能学明白，能学懂，战略上蔑视敌人，战术上重视敌人。加大平时的得分比例，使学生重视平时的学习和平时作业的完成，让学生不必背着怕不及格的负担去学习，让学生知道只要学就能学会，只要学就不必担心期末的考试的问题。良好的心理是成功的一半，让学生有好的心理暗示，正向的暗示和引导学生去完成硬件课程的学习。万事开头难，给学生一个好的积极向上的开头，良好的开始是成功的一半，有了两半的成功，相信自己一定能学好的。

3.2教学内容采用引线法，神奇化易

华罗庚曾经说过：“神奇化易是妙算，易化神奇不足提”。对于教学内容采用引线法，把硬件的内容穿成串，让学生通过一根线，把所有的内容连起来，使学生有信心和毅力把硬件知识掌握和理解。

教学的主线就是CPU，CPU也是计算机的核心，真正的中央处理单元，通过对CPU的前因(来源)后果(应用)的描述，把整个知识联系起来，把复杂的问题简单化，掌握本质，理解精华。课程内容线图如图1：

3.3实验内容采用案例教学

汇编语言的实验部分采用案例教学法：把所有的实验分成4个案例，案例1顺序程序设计，案例2分支程序设计，案例3循环程序设计，案例4综合程序设计，每个案例包含3个小模块，第一个是老师讲解领着学生去完成，第二个是学生自己完成，教师进行指导，第三个是课下作业，完成后要求写成实验报告，实践证明这种方法取得了好教学效果。除了完成四个案例对应的实验报告，鼓励学生根据自己的能力编一些优秀的作品，由于学生的本身条件制约，虽然学生的作品水平一般，但学生认为收获很大，起到了良好的教学效果。

汇编语言调试环境采用Emu8086。Emu8086是纯Windows环境下的调试工具，集编辑、编译、调试等功能于一身，可以方便的操作，容易看到内存的变化、寄存器的变化，利用他可以隐藏汇编语言的低层细节，把重点精力放到对语言本身的理解和掌握上，入门更快，掌握更好，质量更高。Emu8086的界面如图2。

3.4课外作业突出培养兴趣，走出去，带回来

利用学生对计算机组装感兴趣这一特点，充分利用资源优势，培养学生学习兴趣。沈阳市三好街是中国四大计算机市场之一，派学生去调研了解计算机硬件的最新、最准确、最及时的行情和了解如何对硬件进行组装，并且让学生去选听焦老师的硬件组装课程，使学生在“庖丁解牛”之前先知道一下牛的形状，实践证明这对学生对课程的总体认识起到关键的作用。

精心设计和布置课外作业，因势利导，有利于对硬件知识的把握。如让学生分组调研最新的CPU类型等作业的布置。鼓励学生参加课外活动小组，这学期我班就有一名学生被选入东北大学机器人竞赛的团队里，参加2009年在日本举行的世界机器人大赛。

3.5充分利用网络资源

东北大学计算机中心是省级教学示范中心，拥有先进的计算机和网络的资源优势，充分利用网络资源，找到自己需要的资料。

网上交流，有不会的问题的及时反映出来，及时解答。利用文化基础或C语言的网络平台可以下载课件和提问，2009年我校的毕博blackboard平台对所有教师开放，利用这一平台建设硬件的课程体系，将会起到更为理想的作用和效果。

Baidu是你永远的老师，随时有不会的问题，随时问这个老师，他会告诉你所有的答案。学习积极性和兴趣非常重要，兴趣是最好的学习动力，百度是学生永远的老师，让学生充分利用一个兴趣和一个永远的老师，培养了学生自主学习、查找资料的能力，也提高了学生的分辨是非的能力，起到了事半功倍的效果。

3.6建立考试题库，把好质量关

对于学生的最终成绩包括实验报告、平时作业，当然还包括了最后的期末考试。建立了硬件考试系统的题库，

随机选择考题，通过考试系统来检验学生的学习效果。考试结果表明学生取得了好的成绩，没有不及格的情况发生。

4总结

通过对课程内容的设计，对学生的兴趣的调动，学生变被动为主动，让学生去调研，不仅顺利的完成了教学任务，使学生能发现问题，思考问题，进而解决问题，学生反映良好，取得了好的成绩，学生通过率达到了100%，消除了不及格的问题。

参考文献：

[1] 高晓兴,焦明海. 计算机硬件技术基础[M]. 北京:清华大学出版社,2008.

[2] 李心广,黄红桃. 面向21世纪计算机专业硬件教学改革的研究[J]. 中国现代教育装备,2007(2):41-42.

计算机硬件技术基础篇2

关键词：软件基础;教学探索;高校计算机

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0165-03

一、引言

随着信息技术的发展，计算机硬件基础课程已经成为了理工科专业学生的必修课程，它的综合性和实践性强，是后续专业课程学习的基础。该课程是硬件和软件相结合的一门课程，在硬件设计方面，达到能设计接口电路的水平;在软件开发方面，培养学生使用汇编语言或者C语言进行程序设计的能力，达到能编写接口程序和设备驱动程序的水平。通过该课程的学习，使学生掌握计算机的基本组成结构和工作原理，更重要的是使学生掌握硬件电路设计与应用开发能力，培养学生运用理论知识解决实际问题，因此课程的实践性非常强。

二、计算机硬件基础课程教学中存在的问题

由于该课程教学内容比较抽象，知识点多，学生普遍反应不好学，学习起来缺乏兴趣，这样就更加大了该课程在教学上的难度。主要体现在以下几个方面：

（一）在教学方法方面

传统的教学方法基本以教师讲授为主，学生大多只是被动地接受。由于课程涉及的概念多、专有名词多、接口芯片多，理论基础复杂，往往使初学的学生感觉入门较难。计算机的接口设备之间通常使用汇编语言编程，而该语言属于低级语言，编程复杂，比C语言等高级语言更难掌握，单纯理论讲授使学生难以理解，会使学生觉得枯燥无味，失去学习的兴趣。由于该课程的逻辑性和完整性强，计算机的内部结构是指令系统的基础，不同的CPU采用的指令各不相同，而指令系统又是汇编语言程序设计的基础，指令掌握不好，就会给编程带来困难，各部分知识衔接紧密，一环扣一环，因此，学生必须全面地掌握各个知识点，否则将会严重地影响学习效果。该课程还有一个特点就是硬件电路图多，接口芯片应用举例多，包括各种芯片的内部结构图、时序图、硬件电路图等，接口芯片的应用不仅仅要设计硬件电路，而且要编写应用程序，画出程序流程图等。

由于硬件学习的难度较大，因此在学生中普遍存在重视软件忽视硬件的现象。产生这种倾向的原因是多方面的：一方面是硬件课程掌握起来花费的时间多，个别学生存在急功近利的错误认识等;另一个重要的方面是硬件系列课程的教学改革力度不够，使得目前的教学方法无法与飞速发展的计算机技术接轨，无法满足学生获取新知识的需求。

（二）在教学内容方面

计算机硬件基础课程基本上都是以微机或者单片机为蓝本来学习计算机原理，教材内容覆盖面大。课程往往是以8086/8088、80386或是80486微机的结构为主线，首先讲不同类型微机的硬件结构以及对应的指令系统，然后是基于该系统的汇编语言程序设计，最后是各种接口芯片的结构及应用。但是由于理论学时有限，在教学过程中只能够选择一种微型机芯片或者是某种型号的单片机进行教学，为了适应微型计算机系统的飞速发展，必须改革教学内容，既要强化基础知识，又要加强对学生应用能力的培养;既要把典型的微型计算机原理和架构传授给学生，又要把计算机技术发展的最新水平和状况介绍清楚，使学生能够举一反三、触类旁通，通过学习一种典型的芯片达到对同类芯片的普遍认知，从而具备独立自主的学习能力。其次，随着信息技术的高速发展，微型计算机更新换代频繁、新产品和新技术不断涌现，硬件基础教学中的基础性和先进性、前沿性的矛盾比较突出。当今的微型计算机已经从原来的32位全面进入64位。而现在的教学中还是以16位微机为基础的。因此，该课程内容显得繁杂难学，跟不上时代。

教学内容的改革主要思想是要增加对现代微型计算机系统的介绍。在常规教学内容的基础上，增加现代微机系统中的新技术、新应用和新方法，如USB总线技术、高速缓存Cache技术、多核技术、高性能计算机、计算机体系结构等知识的介绍，以32位微机的典型代表80486和Pentium作为基础教学内容，选用教材也应该反应这种变革，同时兼顾64位微机的介绍。这样既开阔了学生的视野，让学生能更深入地理解软、硬件结合设计系统的方法，又能增强学生将来就业的竞争性。

（三）在实践教学方面

由于计算机硬件基础课程是一门实践性非常强的课程，只有通过实践才能真正地理解其中的知识点，使学生不仅知其然，而且知其所以然。当今社会提倡创新能力的培养，学生如果不通过动手实践，只是死记硬背书上的理论，无法达到教学的目的。但是，由于实践教学中存在的实验设备不足、方法单一，实验内容不能达到学生能力培养的目的，再加上知识点多，学生的学习时间有限，忽视对实验结果的深入分析和理解，导致部分对实践教学内容失去兴趣，往往难以把实验的内容应用在后续的学习和工作中。因此，当前的实践教学无法培养学生必要的设计、创新能力，无法使学生感受到所学知识的应用价值，有必要在这一基础上进行能力培养的扩展。以为国家培养合格人才为目标，重视实践教学的作用，改进教学内容，把实践教学放到和理论教学同等重要的地位。

现在的硬件基础实验多为验证性实验，缺乏综合性实验和设计性实验。学生往往是照抄书上的程序，然后在实验设备上运行来观察运行结果，没有充分发挥学生的创新思维能力，更无法提高学生自主学习获取知识的能力，因此教学效果不理想。目前大，多数高校计算机硬件基础课程都是采用某种类型芯片的实验箱进行，而这些实验箱提供的实验内容为固定模块化的组织形式，学生只需要连接较少的导线，输入现成的程序就可以完成实验，由于实验内容和方法的局限性，学生处于被动接受的地位，从而使学生无法发挥主动性和创造性。

三、基于“口袋实验室”的实践教学新模式

以往学生做硬件类实验都必须在硬件基础实验室里进行，用到的实验器材包括面包板、电源、万用表、示波器等，但是由于实验仪器陈旧、老化，实验内容落后于技术的不断发展。而且由于学生人数远远多于实验设备数，往往是几个学生一组做一个实验。甚至有时候由老师将实验过程和结果向学生展示，而学生得不到充分的应用实验设备的机会。随着新技术的发展，目前的小型硬件开发板已经可以通过USB接口连接到电脑上，再配合图形界面的闪存编程器和调试工具等就能完成硬件基础实验，让学生的实验不再局限于在传统的实验室进行。

国内一些高校已经开始推行“口袋实验室”的教学创新，口袋实验室是将名片大小的实验板卡发到每个学生的手上，装在口袋里可以随身携带，随时操作，在完成各种基本实验的基础上，激发学生的兴趣，发挥学生的独创精神。清华大学、华中科大、浙江大学等国内名牌高校已经开始大力推行口袋实验室的实践和创新，其他高校也紧随其后。比如，华中科技大学电信系的150名学生每人拿到了德州仪器（TI公司）捐赠的一块能揣进口袋，仅有名片大小的LaunchPad开发板，学生可以在寝室、图书馆等地轻松做实验。清华大学学生则获得了Xilinx公司捐赠的Spartan 3开发板。浙江大学的学生以分组的模式开展，每个小组使用一块开发板。为使学生真正掌握所学内容，不设实验室实验，学生分组后发给实验板和软件，课下自行安排，不设统一的作业，由分组学生自行讨论后制定设计课题，以发挥学生的创造性和积极性。不设笔试性考核，进行全部学生参加的各组自选课题大作业演示和答辩，期末的答辩和演示成为教和学的最好检查。国内其他一些高校也开始了口袋实验室的创新尝试，使用的开发板大多以Xilinx，Altera公司的FPGA板卡为主。

借鉴其他高校的成功经验，我们在计算机硬件基础课程的教学过程中开展了“口袋实验室”的创新研究，按照方案制定、授课实践、形成结果、总结推广的步骤实施。其中，方案的制定需要决定硬件开发板的选型和配套开发软件，由于FPGA芯片具有静态可重复编程以及动态系统重构的特性，可以像软件一样通过编程来修改硬件的功能。学生可以通过硬件描述语言完成各种数字电路到高性能CPU的设计。使用FPGA还可以缩短设计时间，特别是当电路有少量改动时，FPGA的优势更加突出，因此，采用FPGA芯片进行口袋实验室的选型优势较为明显。与开发板配套的软件资源丰富，并且要提供丰富的实例以供学习分析。除了给学生提供硬件开发板和配套的软件以外，编写基于FPGA的硬件实验参考教材供学生学习参考。开发板的管理采取学生分组借用的方式，建立损坏赔偿机制，促使学生养成认真细致的工作作风。学生可以选择在宿舍、机房、实验室等场合进行实验。

在实验内容的设计上分为三个类型，验证性实验、设计性实验和综合性实验。紧贴硬件基础课程的理论教学过程，要求学生完成存储器设计实验，I/0中断实验、输入输出接口实验、A/D和D/A实验等基本理论实验。并且及时更新实验内容，循序渐进地培养学生的实际动手能力，为学生开展自主创新活动提供条件。为此，可以将多个独立的验证性实验内容组合成一个综合实验的方式来实现，如将5255并行芯片、8254定时器及8259的中断实验，综合成一个由中断及定时器控制的彩灯循环显示电路的综合设计性实验，培养学生的系统设计能力和独立工作能力。还可以利用当前应用广泛的PCI、USB线以及Windows驱动程序编写等内容，要求学生分组进行设计课题的制作，设计课题由学生自选题目，该题目可以与每年进行的全国大学生电子设计大赛项结合，以发挥学生的创造性和积极性。对于综合性和创新性实验，学生需要撰写实验报告，总结个人实验的结果和体会，通过实验报告的撰写可以培养学生对科技活动的总结能力，科技论文的写作能力。并且采取课堂汇报的方式，由学生讲解、演示，教师提问的方式进行考核。学生通过课题设计熟悉用语言实现数字系统的多种方法，学会工程调试的基本思想，理解数字系统设计的整体概念，体会团队合作的重要性。使学生具有了一定的软硬件开发能力，还可以让学生了解当前计算机应用领域的先进技术，接受新的设计思想和方法，培养学生自主创新能力，可以更好地适应今后的工作和学习，达到良好的实验效果。

四、结束语

计算机硬件基础课程是一门理论性和实践性都很强的课程。随着计算机技术的不断发展，课程的内容也产生了很多新的元素，这就要求改进传统的实践教学模式以适应素质教育和鼓励创新能力培养的要求。基于口袋实验室的计算机硬件课程教学模式可以在学时数有限的约束条件下，为达到较好的教学效果提供支持，体现学生自主学习的新思路。解决计算机硬件基础课程重理论、轻实践的弊端，改善硬件类课程实验设备不足、教学力量薄弱的瓶颈，增强学生的动手能力。

参考文献：

[1]刘多文.关于计算机硬件实验教学改革的思考[J].电脑知识与技术，2010，（19）.

[2]熬志光.非计算机专业“计算机硬件技术基础”课程教学研究[J].计算机教育，2009，（10）.

[3]黄雷，南建国.“计算机硬件技术基础”实践教学改革探讨[J].军队院校计算机基础教学探索研究，2010.

计算机硬件技术基础篇3

【关键词】电子计算机；自动控制；技术原理

随着我国社会生产信息化与自动化趋势的不断推进，电子计算机控制技术的应用得到了广泛应用。在这一情况下，做好计算机控制技术的基础理论研究，用于促进控制技术的有力发展，就成为了当前自动化控制技术与计算机实用技术研究者的重要研究内容。在这一研究中，技术人员以计算机控制系统组成、特点与设计技术为基础，结合新型控制技术的运行原理开展了控制技术原理研究，为计算机控制技术的发展与实用性提高提供理论研究支持。

1计算机控制技术概念分析

电子计算机控制技术的应用，来源于计算机技术的高速发展。技术研究者在研究中将这一技术定义为以下内容：计算机控制技术是以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础的自动化控制技术，其运行的核心为计算机控制技术。所以计算机控制技术，在实际运行中包括了综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络控制技术等多项技术内容。在自动化控制研究中，计算机控制技术的应用可以很好提高自动控制精密度与控制效率，降低控制管理成本。

2控制系统运行原理研究

在计算机控制系统包括了硬件系统和软件系统两个主要系统。自动控制过程即是通过两个控制系统的配合完成。下面我们分别就这两个系统的运行原理进行研究。

2.1硬件系统运行原理

计算机自动控制系统的作用是通过对控制数据信息分析，在通过数据信号完成自动控制的计算机及相关控制设备。在实践应用中，技术人员将其分为通用机系统与控制机系统，两个组成系统。通用机系统在运行中主要是按照软件程序，通过主机对控制数据进行计算、分析、存储以及控制命令的工作。而控制系统则是将通用机系统的命令，发送到控制设备中，完成对自动化系统的控制过程。所以在计算机控制硬件系统中，控制机系统实际上是通用机系统的外延系统，负责完成通用机系统的命令，同时将所控制设备产生的数据信息反馈到通用机系统，完成控制系统与被控制设备的数据交换过程。

2.2软件系统运行原理

如果将硬件系统比喻为控制系统的躯体与器官，软件系统则是计算机控制系统的神经系统，负责指挥计算机控制系统的正常运行。自动控制软件系统在实际运行中，包括了系统软件与应用软件两个组成部分。系统软件是计算机软件运行的基础，负责对应用软件提供支持，同时负责对系统自身运行提供帮助。如计算机各类操作系统、计算机运行的监控软件、语言与数据处理软件等，都是系统软件的组成部分。而应用软件则是通过程序运行，完成通用机与控制机系统发出的各项控制指令，完成对被控制设备的控制工作。

3计算机控制系统实践操作原理

在计算机控制系统运行中，硬件系统与软件系统的配合工作过程大体如下。

3.1控制系统设计

技术人员在计算机控制设置中，首先需要做好控制系统的设计工作。其主要工作内容包括以下程序。首先确定系统需要的控制任务说明书。在控制系统设计开始前，技术人员需要了解被控制设备的技术参数、运行原理，以及设备生产加工工艺流程、精度要求、设备运行需要实现的功能等各项技术指标。除此之外，技术人员还需要对设备运行环境、操作技术人员素质等外界因素进行信息统计、分析，制定出有效的控制设计任务说明书。这一过程是控制系统设计的基础工作，对于设计过程起到了有力的支持作用。

其次制定系统总体方案设计。在任务说明书基础上，技术人员即可对系统控制总体方案进行设计。方案设计的内容包括了以下内容。一是根据任务书内容，选择硬件与软件系统。根据任务书内容，技术人员在成本、技术指标等条件下，选择合理的计算机硬件主机、周边设备，以及系统软件与应用软件。其选择因素包括了系统控制质量与效率、系统整体造价与工时限制等几个主要因素。二是合理配置硬件与软件系统。在系统硬件与软件系统选择完成后，技术人员还应在方案设计中充分考虑硬件与软件系统是否匹配，合理配置计算机系统使其发挥出最佳效果。三是完成设计方案。在完成以上工作后，技术人员需要将控制系统总体方案落实在文件中。在设计方案文件中应包括硬件系统微处理器选择、计算机内外存储器容量选择、接口电路类型与连接方式、控制系统传感器类型、控制系统应用软件开发环境的配置以及硬件系统配置设计与调试工作内容等主要方案内容。

最后是完成控制系统应用软件设计。在硬件与软件总体设计方案基础上，技术以方案要求与控制工作实际过程出发，开始应用软件的设计工作。软件设计的内容包括了软件控制功能设置，以及控制功能运行的逻辑与时序关系。应用软件设计过程中，技术人员需要用软件流程图表述出来。再按照流程图内容，设计出应用相应的应用程序，搭建控制应用软件系统。

3.2控制系统主要方式简析

控制系统在设计完成后，即可进入控制管理阶段。在这一阶段，控制管理可以分为程序控制、反馈控制以及应急控制三个主要组成部分。程序控制主要是按照应用软件程序，由通用机系统向控制机系统命令，再由控制机系统控制被控制设备完成指令。反馈控制主要由被控制设备发出反馈信号，再由控制机与通用机系统进行分析，再根据分析结果做出控制指令。这种控制模式需要与监控系统配合进行。应急控制主要是在设备故障、自然灾害等突况下，控制系统采用的应急转换、手动控制等特殊的控制方式，是应对突发紧急情况下的控制措施。由于这种控制方式较为特殊，一般不会采用。

4结束语

计算机自动控制技术的核心在于系统设计与运行两个主要内容。为此技术人员以计算机控制技术系统组成为切入点，结合其设计与控制方式，开展了技术专项研究。为计算机控制技术水平的提高打下有力的基础。

参考文献

[1]于文新,楚书来.计算机控制技术在自动化生产线上的应用[J].煤炭技术,2013(08).

[2]祁立勋.浅谈计算机控制技术原理及发展趋势[J].信息与电脑(理论版),2010(08).

计算机硬件技术基础篇4

关键词： 大学计算机基础 实验教学平台 设计

1.引言

“大学计算机基础”公共基础课是高等学校理工科及经济类各专业的重要基础课程。公共基础课的教学质量，对学生综合素质的提高，再学习潜力的培养及学生的创新能力、研究能力、实际工作能力的提高影响极大。据调查统计，现在就业单位对学生的计算机技术要求越来越高，特别是文科学生的计算机应用能力的要求发生了很大的变化，比如数据处理能力（电子表格和数据库），多媒体数据的处理，网络应用能力（网络检索，信息安全等）。［1］传统教学模式，必须加大对师资力量的投入、培训费用的投入，以及对教育环境（例如校舍、培训场所等），才能够适应如此快速增长的学习需求。这些稀缺的资源几乎永远不可能得到解决，所以必须寻求一种新的教育方式。

网络的发展带来了各种机遇，网络技术的进步和媒体化的特征让学习获得了新的载体。各高校也都依靠高速发展的计算机和网络技术开发了相应的教学平台，在平台中整合了多种形式和格式的教学资源。并提供交互性的学习场所，形象生动的多媒体教学课件和可选择性的自主学习资源，在一定程度上激发了学生的学习积极性和学习兴趣，缓解高校课程内容多、学时少的矛盾，同时也提供了“共性”与“个性”的教学环境，使知识层次不同的学生在学习的过程中能各取所需。

2.我校大学计算机基础课教学现状

我校大学计算机基础课程在学时（20理论+20实验）少、设备有限的情况下，不可能系统地讲授所有内容，学生的实践机会不能同步，理论知识与本专业实践环节脱节，很多学生认为该课程只要学会WindowsXP、Word、Excel、PowerPoint等软件的基本操作就行了，对于计算机的应用价值及其在未来专业学习中所起到的作用并没有什么认识。在实验教学中，往往是在重复验证性的实验过程，缺乏创新性实验，计算机理论知识的应用能力也没有被激发出来，这给我们的教学带来很大的挑战。［2］提高课程教学质量的关键在于探索与之相适应的实验教学平台，将课堂教学和网络辅助教学相结合，构建我校计算机基础课网络辅助实验教学平台成为本课程教学改革的最佳途径。

3.网络辅助实验（NAE）教学平台的设计

我们针对我校计算机类公共基础课教学的特点，加强教师的主导作用，强调实践环节，以培养学生的能力为中心，提高学生的计算机基本素质和应用计算机解决实际问题的能力。［3］构建虚拟与现实结合的实验平台，使计算机虚拟信息与实际教学环境相结合，引导学生获得更为全面的计算机知识和技能。［4］

3.1网络辅助实验教学平台的设计

实验教学平台主要包括开放实验平台、硬件实验平台、创新与研究实验平台、立体化教学资源库四部分。

3.1.1开放实验平台

开放实验平台构筑了全方位提高学生创新实践能力的四层次实验体系，即：基础实验、仿真实验、设计实验和综合实验。基础实验主要是验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识，使学生建立对计算机的基本原理、技术和方法等的感性认识，使学生能够掌握常用操作系统和办公应用软件的使用。仿真实验主要是利用Matlab仿真软件设计和实现的演示实验，以帮助学生在实验过程中更直观地看到实验的步骤和实验结果。综合实验主要结合我校各专业的特点，突出课程内容的专业性和职业指向性的应用案例，开设了适应理工、经济类专业发展要求的实验，增加特色实验案例，如Word文档的高效排版、Office综合应用实验、网络搜索计算机最新发展情况及前沿科技信息、文件传输，等等。设计实验主要是学生科技创作等实践性教学及学生作品的展示。开放实验平台的四层次实验体系，满足了各专业不同层次学生的需求，和我校的分层次教学的模式相匹配，更好地了因材施教的理念。

3.1.2硬件实验平台

硬件实验平台环境，为学生提供一个更为方便直观的系统，无需担心硬件本身的具体特性。此平台的实现可弥补理论教学过程中存在的不足，改变了以往只能观摩无法亲自动手进行硬件实验的局面，把不可视的变成可视化，将先进知识普通化，打破了学生对计算机的神秘感。硬件实验平台，主要是为硬件基础实验和网络基础实验提供必要的硬件环境，设置了从基础硬件实验到高级的多种实验，包括四个分类主题展示区（例如微机各类型硬件的展示、微机系统组装实验、模拟组网实验）、一套多媒体播放系统和一套开放结构计算机综合性能测试平台。

3.1.3创新与研究实验平台建设

此平台为计算机基础好、并对计算机实际应用开发感兴趣的学生提供必要的软硬件环境。学生自主设计实验题目，由教师进行具体指导。这为学生营造一种学习研究的氛围，激发了想象力和创造力。

3.1.4立体化教学资源库

网络辅助实验（NAE）平台主要包括的具体内容有实验指导书、网络课程，还包含自学需要的素材库、试题库等丰富的教学资源和软件，它们各自自成体系又相互关联，各种教学形式互相补充又充分发挥了各自的优势，满足了各专业不同层次学生的需求。

3.2网络辅助实验（NAE）教学平台的建设重点解决的问题

3.2.1因材施教、个性发展的培养。开放实验平台的四层次实验体系，为计算机基础知识和技能有较大的差距的新生提供了各自发展的空间，培养其学习兴趣。

3.2.2计算机技术更新快。计算机和网络技术在不断进步，各种信息的传播速度也在不断加快，这就需要大学计算机基础课程教授的内容也要具有灵活性和新颖性。教师需要从科研项目中提炼出新的实验项目，不仅要和各学科专业相关，而且要能跟上信息时代的发展。

3.2.3计算机实践能力的提高。实验教学平台不仅能提供学生常规实验，而且通过仿真技术设计了在课堂教学中无法展示给学生的实验条件和环境，弥补了以往硬件环境教学的不足，提高了学生计算机实践能力。

4.结语

计算机课程是实践性强的课程，计算机知识与能力的培养在很大程度上信赖于学生上机的实践与钻研。实验教学是理论教学的验证、补充与延伸，更是实践能力和创新精神培养的重要途径。我们在强调实践能力、突出计算机类公共基础课特点的基础上，设计并实现网络辅助实验（NAE）平台，满足不同层次学生的计算机基础技能水平，提高学生对实践教学的重视程度，促进学生学习和实践的积极性和主动性，促使学生朝着提高自身基础技能的方向发展。

参考文献：

［1］达列雄.大学非专业计算机基础教学研究［J］.科技信息（学术研究），2008，（30）.

［2］拓守恒.基于Flex+Spring+Hibernate框架技术的RIA教学测评系统的设计与实现［J］.电脑开发与应用，2009.9.

［3］沈克，蒋建国，彭太乐.基于增强现实的人机物理交互仿真系统研究［J］.计算机仿，2008，25，（4）.

［4］潘常春，陈兵.大学计算机基础教学中网络辅助教学的研究与实践［J］.广西教育学院学报，2009.3.

计算机硬件技术基础篇5

关键词：中职学校 计算机 教学效果 因素

一、重视对学生学习兴趣的培养

掌握扎实的计算机基础知识与应用能力是一个合格的专业型人才不可缺少的。对于中职学生来说，计算机这门课程并不一定要具备扎实的基础，学生的学习内容基本上是重新开始。兴趣比基础更重要。在兴趣的引导下，学生如在课堂上能紧跟老师的教学思路，完成一定量的理论和上机作业，可以轻松地掌握计算机基本操作技能。在多年的教学实践中，笔者观察到，对计算机怀有一定兴趣的同学，在上机操作与考试中成绩明显领先。那怎样培养学生对计算机课程的兴趣呢？

1.根据学生心理特点选取教学素材

中职学生活泼好动，充满朝气，喜欢接触新的事物。老师在选取教学素材时，要考虑到中职学生的心理特点，选取他们喜欢与熟悉的内容，巧妙地引入到课堂教学与实践中去，能有效地促进学生的学习兴趣。

2.通过有竞争性的活动与比赛提升学生学习兴趣

在课堂教学中，笔者尝试在课堂上开展小型的计算机知识竞赛，采用小组比赛，分必答题与抢答题两种类型，邀请学生一起参与主持与记分，学生兴趣深厚，气氛活跃，效果良好。

3.结合计算机应用实际选择教学内容，设计操作实例和任务

计算机的发展迅速，应用日新月异，计算机课程本身为一门工具性的课程，应根据当前计算机应用的主流（而不是根据教材）来选择计算机课堂教学内容，让学生学有所用，能应用于实际工作与生活中。学生在操作任务的设计上，也应该考虑实用性原则，让学生通过完成相应的操作任务，掌握解决实际问题的能力，同时也让学生在操作中收获自信，提高协作能力。

4.组织相关的计算机兴趣小组

在中职学校中，可以根据开设的计算课程，开设相关的计算机兴趣小组，通过小组活动来进一步培养兴趣与提升能力。

二、重视“云计算”等新技术的学习

现代科学技术不断发展，“云计算”作为信息技术领域的一项前沿技术，走进社会多个行业，引起了一系列的行业变革。中职院校是我国培养专业型人才的重要摇篮，其教学工作的质量与实效性直接决定人才的基本素质，对于我国经济发展有着至关重要的意义。“云计算”作为一项新技术，在中职计算机基础教学中进行应用，是新时期计算机基础教学工作的发展新需求，也是必要举措。通过“云计算”的应用，从计算机软硬件环境入手，通过互联网技术，可以对现有计算机基础教学工作进行创新，对传统教学工作中存在的弊端进行革除，是新时期提高教学工作实效的重要举措。

1.软件教学

在软件教学工作中，必须将“云计算”技术进行有效的应用，将教学内容与新技术进行融合。在进行操作系统教学中，教师要对传统教学内容进行合理的压缩，适当对于“云计算”设备的操作进行讲解，例如 WINDOWS 操作系统中“云计算”应用技术的讲解。在应用软件的教学上，教师可以以office 系列软件为例，通过在线办公的实现，让学生了解“云计算”技术对于办公带来的便利，通过对相关技术应用过程中的优势与劣势分析，让学生认识到“云计算”技术的概念。另外，软件教学的过程中，教师也要积极地对手持终端设备中“云计算”技术的应用进行教学，并且联系实际生活中的需求，提高学生的学习兴趣。

2.硬件教学

硬件教学是计算机基础教学中一个重要的内容，也是学生接触计算机时的第一部分内容。计算机硬件随着计算机技术的不断发展获得了突飞猛进的发展，计算机处理器从以往的低频、单核，发展到了现在的高频、多核，处理能力得到了大幅度的提高，应用领域也得到了极大的拓展。与此同时，随着技术的发展，各种新型硬件设备的出现，结合互联网技术，形成了一个新的互联网生态体系，智能电器的出现，有力地说明了这一现象。教师在教学过程中，要与时俱进讲解新鲜事物，让学生了解计算机硬件的发展历程，并且展望计算机领域的发展趋势。在硬件教学中，融入“云计算”概念，让学生真正认识到“云计算”技术对于社会生活的改变和积极的意义。

3.网络教学

网络技术的不断发展，对于计算机的应用有着至关重要的影响，改变了现代社会的信息交互方式。在“云计算”技术应用不断发展的今天，各种智能设备、平板电脑、手机等移动终端的应用，让人们可以随时随地接入互联网，满足数据处理与信息交互的需求。教师可以针对网络技术的发展进行教学，并且引入当前火热的移动网络的“4G 技术”，通过结合身边生活的实例，让学生了解网络技术的发展情况，在学习传统网络知识的基础上，提高对网络技术发展的认识，让学生的综合素质得到有效的提高，并且确保学生的理解能力可以与时俱进，让学生在日后工作的过程中，具有良好的学习能力与适应能力。

三、中职计算机基础教学的发展方向

中职学校培养的是直接就业的专业型人才，毕业生应该具备某个职业所要求的专业素质与技能，而且还应能较好地适应社会，具备必需的职业发展能力。在信息技术应用十分普遍、应用层次日渐提高的今天，扎扎实实地学好计算机的基础知识与技能，对于中职生的就业与职业发展都具有积极作用。

在课堂教学内容的设计上，要将理论与实践有机结合，积极寻找社会中“云计算”技术的应用需求，与实际需求相结合，以培养学生实践能力为主要目的，有效提高学生日后的就业能力，让学生可以第一时间走上工作岗位。专业内容的设置还要积极为本专业教学工作服务，并且保证教学过程的与时俱进，新技术与传统基础技术进行结合，让学生在了解基础知识的前提下，获得良好的拓展能力。

四、结论

计算机硬件技术基础篇6

关键词：物联网；课程体系；理论与实践

中图分类号：F253.9 文献标识码：A

物联网是继计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮，将催生一个巨大的新兴产业。目前，国内大约有20家本科院校开设了物联网专业或物联网工程专业，国内学校开设的物联网专业通常包括传感器原理、近距离无线传输技术、二维条码技术、物联网安全技术和物联网组网技术等相关教学课程。

1 物联网专业基础课体系

由于物联网专业是新兴学科，所以各个学校所设置的课程也是千差万别。在经过充分的调研和分析基础上，形成了物联网专业基础课体系。该体系分成两大模块：理论基础、实践基础。其中理论基础模块分成公共基础和学科基础；实践基础模块分成硬件基础和软件基础。

1.1 公共基础模块

对于该模块，不同的学校差别不是很大，最主要的分歧是在高等数学和工科数学分析这两门课程的选择上。一般情况下，工科数学分析不仅包含了一般理工科“高等数学”的全部内容，通常还会加强和拓宽微积分的理论基础，注重无穷小分析思想的应用，在数学逻辑性、严谨性及抽象性方面也有一定的要求和训练。各个学校可以根据本校的实际情况进行选择。

由于线性代数在科学研究中的非线性模型通常可以被近似为线性模型，使得线性代数被广泛地应用于自然科学和社会科学中。线性代数一般是理工类专业必学的数学基础课程。概率论与数理统计课程对于无线传感器网络的路由、定位等技术的研究中有很多应用。大学物理课程是大学理工科类的一门基础课程，通过课程的学习为后继专业基础与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础。该模块的所有课程及课时安排可以用表1来描述。

1.2 学科基础模块

对于该模块，不同的学校差别较大，在课程的种类、数量以及相同课程的课时安排上不尽相同。该模块的所有课程及课时安排可以用表2来描述。

物联网专业是基于计算机科学和其它相关学科发展而来，而数据结构课程在计算机科学中是一门综合性的专业基础课，数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件三者之间的一门核心课程。数据结构这一门课的内容不仅是一般程序设计（特别是非数值性程序设计）的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序的重要基础。

计算机组成原理课程是计算机专业中必修的一门专业基础课程， 本课程系统地介绍计算机的组成结构及各组成部分的工作原理，培养学生硬件分析和设计的基本技能和方法。计算机网络课程对于物联网专业尤为重要，计算机网络是物联网存在和发展的基础，该课程主要介绍计算机网络的基础知识，从计算机网络的基本概念入手，介绍通信的基本原理，计算机网络的基本概念及组成，体系结构，网络设计与组网技术，Internet技术及TCP/IP协议，网络操作系统的使用，计算机网络安全及应用等方面的知识。操作系统课程是在物联网中应用非常广泛的嵌入式操作系统的前导课程，操作系统决定着物联网工作的效率。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。数字逻辑电路课程是计算机科学与技术专业及相关本科专业必修课程，属于专业基础课。其目的是使学生掌握数字电路与系统的工作原理，学会使用标准的集成电路和高密度可编程逻辑器件，掌握数字逻辑系统的基本分析与设计方法，为进一步学习计算机组成与体系结构原理、嵌入式应用系统开发等课程打下良好基础。电子线路基础课程主要的授课对象是电子信息、通信类及其它相近专业本科生。

1.3 硬件基础模块

在现有的高校物联网课程设置中，对于该模块的课程要求是差别最大的。我们是以偏计算机方向为基础进行研究设置的，本模块可用表3来描述。

工科物理实验课程的目的是使学生具有正确处理实验数据的初步能力；了解常用仪器的性能，并学会使用方法。针对物联网专业的特点应在试验中结合计算机技术、光纤技术、传感器技术、光谱技术、扫描隧道显微技术、X射线衍射技术和超声探伤技术等和物联网关联密切的技术。电路分析基础课程是测控、电子、通讯、电气信息类等各专业的一门主干专业基础课。通过本课程学习，使学生掌握电路分析的基本理论和基本分析方法，具备必要的实验技能。嵌入式系统与单片机课程是一门应用设计类课，也是一门工程实践性很强的课；必须设置实验课，加强实践环节。如果有条件的话，可以做到开放实验室，还应做出课程设计，给学生以实际题目让学生完成，从而真正做到学以致用。提高学生的实际设计和动手能力，以满足社会对学生在单片机知识和实际设计能力方面的需求。

数字系统设计与硬件描述语言课程就是介绍如何利用VHDL等硬件描述语言来设计和验证一个复杂的数字系统的方法。C语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言，编写工作系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。数学实验，就是利用计算机系统作为实验工具，将数学基本理论运用到实际生活中的重要基础课程，对于培养学生的编程能力，提高数学建模水平起着至关重要的作用，可见数学实验课程是非常重要的一门数学应用基础课程。工程制图基础课程的目的是使学生掌握制图的基本原理和方法，培养学生的绘图和读图能力，为进一步学习专业课及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

2 结束语

本文所探讨的物联网专业基础课程的设置主要是在计算机专业的基础之上结合电子、通信等专业进行的分析；不同的学校可以基于自己不同的专业特点、专业储备来进行调整，在这里希望能起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1] 刘海涛，马建，熊永平. 物联网技术应用[M]. 北京：机械工业出版社，2011.

[2] 王汝林，王小宁，陈曙光，等. 物联网基础及应用[M]. 北京：清华大学出版社，2011.

[3] 张鸿涛，徐连明，张一文，等. 物联网关键技术及系统应用[M]. 北京：机械工业出版社，2011.

计算机硬件技术基础篇7

关键词：职业技术院校 计算机教学 改革

随着计算机技术的飞速发展和计算机应用的日益普及，社会的信息化对毕业生的信息素质要求越来越高，用人单位对毕业生的计算机应用能力要求也不断提升，这就对职业技术院校的计算机教学提出了越来越高的要求。计算机技术水平的高低和计算机应用能力的强弱，已成为今天衡量毕业生质量和水平的重要尺度之一。

一、职业技术院校计算机教学中存在的问题

1.教学定位失准

为了满足社会对人才的需求，职业技术院校应该准确定位计算机教学的性质和重点，要跟上技术进步的速度、满足社会的真实需求、合理安排教学内容、提升教学的实用性等。准确的定位计算机教学不但能够帮助计算机教学水平的提升，还能够帮助职业技术院校的综合发展。因为计算机在当前社会中的作用实在太重要，已经深入到了各行业的各角落，这就要求职业技术院校重新审视自己的计算机教学。另外，当前院校间的教育竞争已经进入了白热化的程度，学生的计算机水平和运用技能已经成为衡量院校教育时代性的重要指标。不过实际情况是，部分职业技术院校并没有准确定位计算机教学，也没有认识到计算机教学的重要意义，所以严重抑制了计算机教学的潜力，造成了学生实际运用计算机的能力很差、就业竞争力低、社会评价不高的局面，这样必将阻碍职业技术院校的正常发展。

2.学生的基础参差不齐

职业技术院校的学生的计算机基础参差不齐。因为职业技术院校的学生来源非常复杂，所以学生的计算机水平也存在很大差异。虽然当前的基础教育阶段都会安排一定的计算机教学，可是受到学校硬件条件的限制，尤其是受到教师素质的限制，不同学校间的计算机教学水平相差巨大，从而使得学生的计算机水平严重分化。这种状况使得职业技术院校进行计算机教学的安排时，面临许多问题和分歧。对计算机基础好的学生来说，他们已经拥有了一定的计算机运用能力，如果教师教学的时候，还是强调基础知识，那么必将导致这部分学生提不起学习的兴趣，严重的还会开始排斥计算机课，进而影响正常的计算机教学；对计算机基础差的学生来说，如果教师教学的时候对基础知识一笔带过，那么必将导致这部分学生掌握不了计算机的基础操作，同样提不起学习兴趣，甚至厌学。计算机教师教学的时候，如果处理不好这两种学生之间的平衡，就极易造成教学困境。

3.教学设备难以满足学生的学习要求

计算机学习与其他学科的学习有所不同，学生在学习其他学科的过程中，主要是进行理论知识的学习，而计算机学习不仅要进行理论知识的学习，更重要的是，学生应该学会在理论知识的指导下，如何有效地进行实际操作。学生想要熟练地进行计算机操作，就必须有大量的上机练习，而对于很多职业技术学校而言，机房并不充足，勉强能够满足课堂教学的需要，没有多余的机房供学生进行上机练习。有些学校的机房在课余时间是不对学生开放的，不利于学生实际操作能力的提高。

二、计算机教学改革的途径

1.合理利用资源

学生的知识结构和应用能力应以“学生有一技之长”为主导思想，在课程设置上，注重社会实效，增强应用技能培养，减少理论课程，多开设计算机应用软件课程，一定要突出专业特色。增加了《FLASH动画设计》、《计算机组装与维修》等实用性课程，而且在第一学期就开设《PHOTOSHOP》等学生感兴趣的课程；教师也采用合作性教学方式，不分课程不分班级，所有专业教师共同搜取教学参考资料、积累教学经验及素材、练习题等，用心积累专业资源库，彻底达到教材、教法及教学资源的共享，并注意将这些资源的收集、处理和使用的能力整合到学科能力之中，为教学作长远打算。

2.从学生的实际情况出发进行教学

2.1树立以人为本的教学理念。

从学生的实际情况出发，对学生进行因材施教。在课堂教学的过程中，对于教师而言，不能因为某个学生的基础好就对学生进行有效的指导，对于那些基础不好的学生就不管不问，广大教师一定要树立以人为本的教学理念，重视每一个同学，尊重每一个同学。在计算机教学的过程中，教师要针对每个学生不同的基础，采取不同的指导方法，顾及到每一个学生，对学生进行因材施教。对于基础较差的学生，教师可以让学生从比较基础的知识学起，对于基础好的学生，教师可以指导学生在课余时间看一些有助于其能力进一步提高的书籍，使不同的学生都能有所进步，从而提高计算机教学的有效性。

2.2指导学生掌握正确的学习方法。

很多学生在计算机学习的过程中会陷入两个极端：其一，过分注重理论知识的学习。学生认为只有学好计算机理论知识，才能学好计算机这门课。其二，过分注重实际操作。部分学生认为计算机学习就是电脑使用，只要会使用电脑，就是学好了计算机这门课。这两种认识都存在一定的不足。教师要让学生知道，只有把计算机理论知识与实际操作都学好，才能真正学好计算机这门课。学生既要努力地掌握理论知识，还要在理论的指导下，多进行上机操作，而教师要用正确的学习方法去指导学生，避免学生走弯路。

3.提高教师的综合素质

虽然教师的计算机技术水平很高，但是，由于很多计算机教师都没有进行专业的教学训练，因此，在如何进行有效教学方面存在一些不足。广大计算机教师的优点是专业基础知识很扎实，不足之处是对如何进行更有效的教学还比较生疏。职业技术学校要根据教师特点，对其进行教学培训，让计算机老师掌握更多的教学技巧，不断提高计算机老师的教学水平，增强其教学的艺术性，使学生更愿意学习，调动学生学习的激情，培养学生的学习兴趣，最终达到提高课堂教学效率的目的。

4.加大计算机教育硬件和软件的投入

计算机技术发展日新月异，表现在硬件的升级换代和软件的层出不穷。并且这些硬件和软件迅速应用于计算机的使用之中。因此加强硬件和软件建设对于职业中专计算机人才培养来说是必需的，决定着培养出来的计算机人才能否迅速适应实际工作的需要。很难想象，一个学习DOS系统的人能迅速适应WINDOWS时代的需求。因此，职业中专应该充分利用国家目前对职业教育的重视，从多方面筹集资金，加强硬件与软件建设，使得计算机教学不会与实际工作需求脱节。当然考虑到学生走向工作岗位以后，还有个再学习的过程，硬件与软件建设也没有必要追求最新最尖，以免增加不必要的经济负担。

三、总结

综上所述，对于职业技术院校来说计算机教学至关重要，其教学质量的好坏直接影响着学生的计算机操作与运用水平，进而影响着学生未来就业过程中的竞争力。因此，学校和计算机教师都应该提高对计算机教学的重视程度，探索教学的改革与创新。

参考文献：

计算机硬件技术基础篇8

关键词：计算机；硬件；课程体系；实践教学

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）04-0045-02

硬件课程是计算机科学与技术专业课程的重要组成部分，是培养学生实践探索兴趣、科学研究素养、工程创新能力、团队协作精神的重要手段。在教育部实施的高等学校教学质量与教学改革工程中，提出要大力推进高校教学的改革与创新。通过深入分析国家人才培养需求、国家科技计划需求、学科建设需求、地方区域建设需求以及计算机科学与技术发展需求，在计算机专业建设过程中，不断完善硬件课程体系结构，课题组从确定课程群、定位具体课程入手，通过对知识单元划分和重组，整合了硬件课程的教学内容，改革了硬件课程的实验方式，对计算机专业课程体系进行了优化，取得了良好的效果。

一、计算机专业硬件课程体系的建立

计算机硬件技术是计算机领域不可缺少的支柱技术，计算机硬件课程主要为学生讲述计算机硬件的基本原理和使用方法，为学生在硬件方面奠定扎实的理论基础。这些年的就业形势显示，计算机行业最紧俏的人才是能够综合应用软件和硬件进行系统研发的工程师。因此，黑龙江大学计算机科学技术学院很早就发现了课程建设，尤其是计算机专业硬件课程体系建设的重要性，并一直致力于此。

黑龙江大学计算机科学技术学院自2008年以来，从核心课程教学改革的研究入手，结合本科专业人才培养方案修订，根据学院的实际情况，参照《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》，针对人才培养目标的不同，按照科学型、工程型的不同教学要求，重新修订了学院现有的人才培养方案，对教学及实验教学内容进行了重新定位，以知识点为最小知识粒度，安排相应的教学实施方案。之后，课题组意识到硬件课程群建设的必要性和紧迫性[1]，一致认为应该将数字逻辑、电子技术、计算机组成与结构、计算机体系结构和微机原理与接口的一系列课程整合成为一个课程群，并将其与C、C++、数据结构、计算机算法、操作系统等一些软件课程的先后给以排序，理清了计算机专业硬件课程体系的基本课程顺序。2010年，黑龙江大学计算机科学技术学院在原有基础上采用EDA技术为计算机专业硬件类实验课程提供平台基础，围绕计算机专业硬件课程体系，课题组通过重组实验教学环境，按照实验的难度和课程内容设计配套的实验内容，构建反映当今计算机科学技术水平和加强学生工程实践能力培养的系列实验课程教学新体系。

二、计算机专业硬件课程体系的构成

2005年，ACM（美国计算机机械协会）和IEEE/CS（国际电气电子工程师协会计算机学会）联合提交了CC2005，该报告从学术的视角，将计算学科分为计算机科学（CS）、计算机工程（CE）、软件工程（SE）、信息技术（IT）、信息系统（IS）等5个专业学科，并针对本科生的教育，提出相应的知识领域、知识单元和知识点，给出相应的参考教育计划和课程设置[2]。课题组以此为蓝本，结合学院的实际情况，确定了计算机硬件课程体系中的主干课程：（1）电子技术；（2）数字逻辑；（3）汇编语言；（4）计算机组成原理；（5）微机原理与接口。计算机系统结构课程群：（1）单片机原理与嵌入式技术；（2）计算机系统结构；（3）多核程序设计；（4）嵌入式程序设计。具体构成如图所示。

三、整合课程内容，优化课程体系

课题组在计算机专业硬件课程体系建设的过程中发现，硬件系列课程之间存在着很强的逻辑关系。从知识结构上看，计算机硬件系列课程是构成计算机系统知识中物理结构及体系结构的完整知识模块。从教学角度上看，需要从全局考虑，将其作为一个整体统一安排，而在体系内部，可以按照知识单元和知识点进行更深程度的细化和分类，并逐一整合。这样既可以更好地明确各门课程之间在教学上的协调，又保证了硬件课程体系的整体性和系统性。

以“计算机组成原理”这门课程为例。在运算器基本原理部分涉及 “数字逻辑”课程中所讲授的组合逻辑电路、时序逻辑电路；在存储系统部分涉及“操作系统”的虚拟存储器的知识；在指令系统部分涉及 “汇编语言”的知识；在控制器部分涉及“计算机系统结构”中关于流水线的知识；在I/O系统部分涉及 “微机原理与接口”的中断技术的知识。如果不将课程设置方案具体落实到知识点的整合和重组，任课教师就无法把握好教学的重点，学生也不能真正从整体的层次上把握系统的构建和各个部分的设计方法、原则。

课题组根据目前的社会需求和学院的实际情况，以课题梯队为核心，重组了计算机硬件系列课程体系，由主讲教师负责组织课程梯队教师的集体研讨，修订教学大纲，对教学及课程实践内容进行定位，对相互重叠、重复、交叉的教学内容进行整合优化之后，基本做到了课程之间的无缝衔接，即前导知识无断层，同时也避免了课程内容重复讲授的现象，形成了一套衔接合理、重点突出、层次分明的课程体系。

四、加强实践教学，拓展学生能力

围绕计算机专业硬件课程体系，课题组系统地整理了计算机专业硬件课程的内在联系，从实验结构角度出发，整体考虑计算机系统设计和控制应用的要求，设计出阶段性、模块化、系统化、递进层次的实验教学内容。

课题组采用EDA技术，就计算机专业硬件实践课程的特点以及EDA技术的优势，改革现有实验方式，结合Quartus Ⅱ软件，利用VHDL语言和Verilog HDL语言，除完成计算机专业硬件基础课程之外，还支持FPGA设计（Field-Programmable Gate Array，现场可编辑门阵列），使计算机专业硬件课程实践教学方式发生质的变化，极大程度地减小了软件系统对硬件系统扩展性的制约，减少了软件系统对硬件系统的依赖，为计算机专业硬件课程体系的建设提供了平台支持，打下了坚实基础。

由于EDA技术中采用从上向下的设计理念，使得电路的设计具有很强的逻辑性，也提高了学生的动手能力和创新能力，成就感也提高了学生对计算机专业硬件课程学习的积极性和主动性。新增的硬件综合实验环节，学生可以综合运用所学到的知识和EDA技术，通过理论设计、逻辑分析、仿真分析、模拟分析，最终设计出实际的电路。在整个硬件综合实验过程中，所涉及的知识面广，实验内容的动态性、实时性和综合性较强，使学生的创新意识和工程实践能力得到了极大的提高。课题组根据学生的实际情况，创造性地选择和设计实验题目，对硬件系列课程实验进行精心编排和设计，极大地改善了硬件实验课程的教学效果，以学生系统、全面地掌握硬件知识为目的，强化了学生对知识的运用能力、解决实际问题的能力，以及动手能力和创新能力。

通过几年的探索与实践，黑龙江大学计算机科学技术学院计算机科学与技术专业的硬件课程体系建设取得了一定的成效，主要解决了计算机专业硬件课程之间的定位问题，从整合优化相关知识点的角度出发重组了课程的教学内容；采用EDA技术，结合Quartus Ⅱ软件，利用VHDL语言和Verilog HDL语言实现计算机专业硬件综合实验，建设了具有系统性、科学性及先进性的计算机专业硬件系列课程体系。在今后的工作中，学院将从增设计算机硬件综合课程、加强硬件师资队伍建设、改进教学方法和教学手段等方面入手，进一步完善计算机专业硬件系列课程体系，提高学生的学习兴趣，满足未来用人单位的具体要求，为社会培养出合格的计算机专业人才。

参考文献：

[1]吴卫江，赵建辉，刘博.也谈计算机硬件课程群建设

[J].计算机教育，2012，（1）.

[2]ACM/IEEE Joint Task Force on Computing Curricula.

Computing Curricula 2005[M].the Overview