计算机硬件发展史范文
时间：2023-10-24 17:35:09
计算机硬件发展史篇1
【关键词】共享储存；存储可重构计算机；软硬件通信；网络科学
前言：网络科技的发展日益迅猛，直接冲击到人类对计算机使用效益的满足程度，与此同时科研部门加速了针对计算机性能的开发与技术设备的更新，相关软硬件产品争夺市场份额的竞斗愈演愈烈，使得网络科技面临一种空前的发展快节奏。可重构计算机便是网络科技中新的技术成就之一，这个机种对我国和世界的计算机发展起到过推波助澜的作用，有力促进网络技术的进步与飞跃，是当今网络科技研发领域中很有挖掘价值的研究方向。
一、开发可重构计算机的意义
我国的计算机事业发展至今可谓成就不匪，可重构计算机的使用则占据独特的使用效益与历史地位。可重构计算机在我国科技发展史上一直是对计算机性能研究中的重点课题和主要研发对象[1]。对于计算机进行重构具有诸多效益功能，除了可以提升计算的数据处理能力，还可以实现通信效率的最大化提升，让计算机数据达到资源共享的效果和目的，同时还能优化计算机的系统设计，全面提升计算机的性能和使用价值，为人类提供更便捷的服务。
二、共享存储可重构计算机
计算机是网络科技的骄子，可重构计算机是计算机中的领军技术，而共享存储可重构计算机又是可重构计算机中的精华，是现代科技研发史上一项近乎伟大的发明创作。这个机种的生成便是根据计算机两个关键部分的重构而得来。这两个关键部分并不陌生，就是计算机本体内为人所熟知的软件部分和硬件部分，而且两者均依靠编程即可实现重构[2]。在对这两个部分进行重组以后，即可最大程度地优化计算机程序，让计算机的性能得到最大幅度的提升与优化。毫无疑问，共享资源可重构计算机就是为了处理大规模数据而诞生的产物。虽然从以往的传统科技水平上看，单纯依赖软硬件实现难以实现可重构计算机技术，而今共享储存可重构计算机的问世和发展，有效解决了复杂数据的处理问题，当在普通计算机上实现的时候，只要依靠PCI-Express，通过其处理的相关数据，与FPGA相连，便能够及时访问到计算机系统中的相关内容，进而全面优化数据计算水平[3]。
三、软硬件通信的优化实现
在系统优化的主要实现过程中，PFGA设备是主要原动力，同时辅之以Nios等数据，多种技术设备通力合作，计算的独立方可实现并广泛运用于数据工作。要想提升优化系统性能，保证可重构计算机的良性运作，就必须借助软件与硬件的合力通信，来保障数据访问的独立性，进而实现计算机性能的全面优化。
（一）共享储存的初步实现
在实现可重构计算机的数据共享储存的时候，首先要保证信号功能的全能性与动作的原子性，从而保证数据得以在安全的环境下被有效地访问及使用，数据才能达到被人们共享的目的和愿望。这个过程看似步骤繁多，实际程序和任务并不十分复杂，只不过在操作的过程中需要注意使用总线的锁定功能，从而保证原子的操作控制得以有效执行。
（二）存储的独立访问功能
计算机性能的发挥也具有共性与个性的两面。如果说共享储存功能的实现偏重于共性的一面，那么存储数据的独立访问功能则偏向于个性的彰显，这种功能正体现出共享储存可重构计算机的技术内涵，突出较之普通计算机所具备的得天独厚的优势。做好这一操作环节，首先要对计算机的总线进行翻译，然后依据翻译出的信息查询搜索准确无误的地址让总线和计算机得以相互沟通，两者内在存有的地址能够达成呼应，计算机的运行效率就自然会得到保障。如果两者之间的地址一旦出现空口而产生联系困难或联系危机以至于出现数据处理错误的时候，也不必张皇失措，利用PGD功能对当中错误的信息和页面进行严密检查，即可迅速化险为夷。同时相关的组间也可以对PFGA进行重新计算，从而全面保障并提高计算机处理数据的效率和正确率。
四、优化实现过程中需要注意的问题
然而，前途是光明的，道路却是曲折的，科技飞跃的道路也是如此。依赖硬件设备与软件功能的合力作用，实现共享资源可重构计算机软硬件通信的优化，在分析其可能性因素的同时，自然也要注意其中的问题，进而为计算机的运用提供一个安全可靠的科技平台与使用环境。而究其主要问题的主要着眼点，就是计算机种的一个重要组成部分――硬件操作系统。
（一）硬件操作系统不支持共享存储平台
由于硬件操作系统不支持共享存储平台，使得共享存储的进程通信方式共享环节难以维持，为计算机工作的效率带来阻碍，所以硬件进程与系统其他部分通信只能依靠消息传递方式的形势得以运作，效率相对低下。
（二）进程数据对通用处理器的过度依赖
软件与硬件在工作进程间的数据传输仍然需要通用处理器加以控制，从而使得计算机运作系统的工作成本增加，也增加了GPP的工作负担。加之数据传输受限于GPP获取数据的速度，严重阻滞了硬件操作系统自身的工作效能。这些因素都决定了这种运行方式要想取得高速度与高效率，还需一定的时日。
结论：网络科技注定要在曲折和探索中发展进步，这也就注定了共享储存可重构计算机软硬件通信的优化实现过程也不是一蹴而就的过程，还需要在未来岁月里历经科技创新的洗礼和研究者们的加倍努力。目前，国内外学术界也纷纷涌现出了大量研究关注如何简化与优化共享资源可重构计算机在通信过程中的各个环节以及对处理数据时提高其工作效率和正确概率。伴随着各种可重构科学器物的陆续涌现与广泛使用，共享储存可重构计算机软硬件通信逐渐成为国际计算机领域的新的热点，大有引领未来网络科技的趋向，成为信息时代里的新的里程碑。
参考文献：
[1]荀长庆，杨乾明，文梅，等.共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现[J].计算机研究与发展，2013，8（8）：65.
[2]马畅.共享存储可重构计算机软硬件通信的优化实现之我见[J].计算机光盘软件与应用，2013，12（23）：81.
计算机硬件发展史篇2
一、 发挥展示功能，培养观察能力
《中小学信息技术课程指导纲要》中要求学生建立对计算机的感性认识，了解计算机各个部件的名称和作用。淘汰下来的计算机设备具有直观展示功能，把废旧的硬盘、内存、CPU等实物提供给学生，可以为观察辨认部件提供直观材料。
1. 展示实物，认识部件
心理学的有关研究表明，听和看虽然可以帮助学生获得一定的信息，但远远不如动手操作给人的印象那样深刻和牢固，动手操作更能将有关知识转化为实践行为和能力。淘汰电脑是学生动手操作的实践材料，学生拆卸主机中的CPU、内存、硬盘等设备，在触摸中认识部件，加深印象。通过零距离、多角度的观察，全面认识硬件。
2． 细看设备，了解功用
学生不仅要熟知硬件名称，还需要了解它们的功能。他们可以通过细看硬件设备，在制造工艺上找到该设备具有哪些功能。如电源功能的学习，学生通过仔细观察，可以知道电流通过电源线连接到电源上，电源上的多个插头分别插在主板、硬盘、光驱等设备上，直观了解电源具有为部件提供电力的功能。
二、 发挥记载功能，培养辨析能力
电脑发展史和发展规律是学习内容的一部分，由于学生对计算机发展没有多少经历，在理解这方面知识时缺少感性认识。而淘汰的计算机设备中有各种不同时期的配件，记载着电脑发展史信息，通过对比，直观体现计算机发展规律和特点，可以培养学生的辨析能力。
1． 查找时间，见证发展历史
学历史的人都知道，古代遗留下来的文字资料、器物、遗迹等有形物都是历史的记录和佐证。同样道理，要让小学生感受计算机的发展历史，把早期的淘汰设备作为鲜活的学习材料，来见证电脑发展史。
教师在教学计算机发展史时，出示1994年生产的主板。请学生猜猜主板是哪年生产的？学生在教师的指导下，查找主板上标志的生产日期来验证推测。看着比自己年龄还大的主板，激起浓厚的学习兴趣。
2． 对比设备，感知发展规律
现代学习观认为，只有通过学生自我感悟，才能真正理解相关知识。电脑在发展历史中具有集成度越来越高、性能越来越好、使用越来越方便的规律。学生通过对比不同时期的淘汰设备，挖掘承载信息，辨析电脑发展规律。
教师提供三种不同时期的主板，如图一所示。学生把麦克风、耳机、网线、显示器分别连接在三块主板上，发现生产时间早的主板，需要插入相应的显卡、网卡、声卡等才能实现连接；插孔颜色均为黑色，容易插错；运算速度慢。生产时间迟的主板已经集成了多种外部插卡；插孔用不同颜色标示出来，防止插错；运算速度呈几何增长。通过连接设备，研究性能，形象理解电脑发展规律。
三、 发挥实践功能，培养维护技能
计算机在使用时需要科学维护，保持良好的工作环境。学生缺少维护经验，一般把家电维护要求作为电脑维护要求进行讲解，不能很好地理解这部分理论知识。
新课程理念认为，知识是人在实践中形成并得到检验的，倡导学生主动参与、勤于动手，在实践中学习，改变接受学习、死记硬背的现状。学生通过清理淘汰设备，可以掌握维护技能，认识防潮、防灰尘的重要性。
1． 清理灰尘，掌握防尘技能
灰尘是电脑使用过程中的一大危害，它会导致电脑不能正常工作。为了让学生意识到灰尘的危害，教师打开淘汰的主机，学生发现主板和风扇上覆盖着一层厚厚的灰尘，严重影响热量散发和电脑正常工作。学生深深认识到防尘的重要性，自觉养成防尘习惯。
教师教给学生用刷子刷去主板和CPU散热风扇上的灰尘，再用老虎球吹干净，保持机箱无尘。通过清理机箱的实践操作，学生掌握了简单实用的灰尘清理技能。
2． 清理内存，掌握防潮技能
潮湿的环境会造成电脑元器件氧化，影响性能正常发挥，造成运行不稳定。因为氧化过程比较缓慢，学生不能感受潮湿的危害，防潮意识淡薄。淘汰设备使用时间长，元器件发生氧化作用明显，为防潮教育提供直观材料。
学生卸下淘汰主板上的内存，可以观察到内存金手指（与插槽接触的金属片）上颜色暗黄，有些地方颜色发黑，是空气中水分氧化所致，它会导致计算机无法正常工作。用事实向学生强化防潮的重要性，对已经氧化的设备进行清理，用橡皮轻轻擦去金手指上的黑色氧化物，增加触片导电性，掌握内存维护技能。
四、 发挥可再用功能，培养装机技能
淘汰电脑多数因为性能低下被闲置，它们一般还能正常运行，具有一定的使用功能。发挥淘汰电脑的可再用功能，进行硬件组装、软件安装等一系列实践操作，可以培养学生的装机技能。
1． 培养硬件装配技能
配件是电脑的基本组成部分，一台电脑由多个配件组装而成，学生对装配电脑充满好奇。选择可再用淘汰设备，学习装配技能，大大激发学生的学习兴趣。学生仔细研究CPU、内存、硬盘等设备接口，了解防插错设计，根据插口和插槽相吻合的正确方法组装起来，掌握硬件装配技能。
2． 培养操作系统安装技能
淘汰电脑中的一些闲置设备，仍能正常工作，可以作为学生安装操作系统的实践材料。教师事先对硬盘进行格式化处理，开机后不能正常使用，需要安装操作系统。学生在教师的引导下，学会设置光盘启动，把光盘上的操作系统按照提示安装到硬盘中。在操作系统里安装设备驱动程序，调试声音大小、显示属性、网络连接，完成系统设置。通过安装调试Windows操作系统，学生掌握系统安装步骤和技能。
3． 培养应用软件安装技能
在使用电脑过程中，我们会经常安装不同用途的应用软件，掌握软件安装技能是电脑操作的一项基本技能。学生利用淘汰电脑学习安装软件技能，找到并运行安装文件，根据程序提示操作，最终完成软件安装。通过实践操作，掌握软件安装方法和步骤。
五、 发挥试验功能，培养防毒技能
病毒防治是安全使用计算机的一项重要内容。学生使用计算机时，对病毒的危害缺少体会。如果让学生亲身感受病毒带来的危害，给他们内心以直接刺激，增强病毒防范意识。淘汰电脑具有不怕损坏的优势，可以进行病毒试验，培养学生防治病毒技能。
1． 病毒实验，体验危害
在学生使用电脑中，很少有机会能感受到病毒的危害。教师利用淘汰的电脑，实验病毒发作，给学生以正面教育，培养防毒意识。
学生在没有安装任何防护措施的电脑上，连接教师指定的网站，下载并打开运行软件。结果计算机运行出现异常，文件图标也变成熊猫烧香图案。原来下载的文件中有熊猫烧香病毒，运行软件时激活了病毒，学生通过病毒实验，切身体会到病毒的危害性。
2． 安装防毒软件，掌握防毒技能
通过上述操作后，学生已经体会到计算机病毒的危害，自然想到用防毒软件进行防护。学生安装防毒软件，学习病毒防护设置，及时更新病毒库。学生在教师的指导下，以实验网站进行针对性防治实践，下载软件，对软件进行病毒扫描，发现并隔离有毒文件。通过实践操作，掌握病毒防治方法和技能。
总之，淘汰电脑是一种重要的课程资源，开发并利用这一资源，既勤俭办学，又发挥了目前广泛使用的电脑所不具备的作用，应该引起电脑任课教师的重视。
计算机硬件发展史篇3
??目前，在嵌入式系统应用领域中，不少人对什么是嵌入式系统不甚了解。有些人搞了十多年的单片机应用，不知道单片机就是一个最典型的嵌入式系统；也有些人在解释什么是嵌入式系统时，不是从定义出发，而是列举了嵌入式系统的一些特点，往往不知所云。因此，有必要从现代计算的发展历史，了解嵌入式系统的由来，从学科建设的角度来探讨嵌入式系统较为准确的定义。
1 现代计算机的技术发展史
(1)始于微型机时代的嵌入式应用
??电子数字计算机诞生于1946年，在其后漫长的历史进程中，计算机始终是供养在特殊的机房中，实现数值计算的大型昂贵设备。直到20世纪70年代，微处理器的出现，计算机才出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点，迅速走出机房；基于高速数值解算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象体系的智能化控制。例如，将微型计算机经电气加固、机械加固，并配置各种接口电路，安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来，计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。为了区别于原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称作嵌入式计算机系统。因此，嵌入式系统诞生于微型机时代，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去，这些是理解嵌入式系统的基本出发点。
(2)现代计算机技术的两大分支
??由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中，实现的是对象的智能化控制，因此，它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。
??通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。 而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。
??早期，人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装，在大型设备中实现嵌入式应用。然而，对于众多的对象系统（如家用电器、仪器仪表、工控单元……），无法嵌入通用计算机系统，况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同，因此，必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统，这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。
??如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。
(3) 两大分支发展的里程碑事件
??通用计算机系统与嵌入式计算机系统的专业化分工发展，导致20世纪末、21世纪初，计算机技术的飞速发展。计算机专业领域集中精力发展通用计算机系统的软、硬件技术，不必兼顾嵌入式应用要求，通用微处理器迅速从286、386、486到奔腾系列；操作系统则迅速扩张计算机基于高速海量的数据文件处理能力，使通用计算机系统进入到尽善尽美阶段。
??嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路，这条独立发展的道路就是单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。
??因此，现代计算机技术发展的两大分支的里程碑意义在于：它不仅形成了计算机发展的专业化分工，而且将发展计算机技术的任务扩展到传统的电子系统领域，使计算机成为进入人类社会全面智能化时代的有力工具。
2 嵌入式系统的定义与特点
??如果我们了解了嵌入式（计算机）系统的由来与发展，对嵌入式系统就不会产生过多的误解，而能历史地、本质地、普遍适用地定义嵌入式系统。
(1) 嵌入式系统的定义
??按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统应定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
(2) 嵌入式系统的特点
?? 嵌入式系统的特点与定义不同，它是由定义中的三个基本要素衍生出来的。不同的嵌入式系统其特点会有所差异。
??与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。
??与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。
??与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。与上两个特点相呼应，这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
??另外，在理解嵌入式系统定义时，不要与嵌入式设备相混淆。嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备，例如，内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA等。
(3)嵌入式系统的种类与发展
??按照上述嵌入式系统的定义，只要满足定义中三要素的计算机系统，都可称为嵌入式系统。嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。
??有些人把嵌入式处理器当作嵌入式系统，但由于嵌入式系统是一个嵌入式计算机系统，因此，只有将嵌入式处理器构成一个计算机系统，并作为嵌入式应用时，这样的计算机系统才可称作嵌入式系统。
??嵌入式系统与对象系统密切相关，其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等），形成满足对象系统要求的应用系统。因此，嵌入式系统作为一个专用计算机系统，要不断向计算机应用系统发展。因此，可以把定义中的专用计算机系统引伸成，满足对象系统要求的计算机应用系统。
3 嵌入式系统的独立发展道路
(1)单片机开创了嵌入式系统独立发展道路
??嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。
??在探索单片机的发展道路时，有过两种模式，即“Σ模式”与“创新模式”。“Σ模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式，它将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后，集成在一个芯片上，构成单片微型计算机；“创新模式”则完全按嵌入式应用要求设计全新的，满足嵌入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统（单片微型计算机）。MCS-51是在MCS-48探索基础上，进行全面完善的嵌入式系统。历史证明，“创新模式”是嵌入式系统独立发展的正确道路，MCS-51的体系结构也因此成为单片嵌入式系统的典型结构体系。
(2)单片机的技术发展史
??单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
??SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。
??MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。
??Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
??单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
4 嵌入式系统的两种应用模式
??嵌入式系统的嵌入式应用特点，决定了它的多学科交叉特点。作为计算机的内含，要求计算机领域人员介入其体系结构、软件技术、工程应用方面的研究。然而，了解对象系统的控制要求，实现系统控制模式必须具备对象领域的专业知识。因此，从嵌入式系统发展的历史过程，以及嵌入式应用的多样性中，可以了解到客观上形成的两种应用模式。
(1) 客观存在的两种应用模式
??嵌入式计算机系统起源于微型机时代，但很快就进入到独立发展的单片机时代。在单片机时代，嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中，以电子技术应用工程师为主体，实现传统电子系统的智能化，而计算机专业队伍并没有真正进入单片机应用领域。因此，电子技术应用工程师以自己习惯性的电子技术应用模式，从事单片机的应用开发。这种应用模式最重要的特点是：软、硬件的底层性和随意性；对象系统专业技术的密切相关性；缺少计算机工程设计方法。
??虽然在单片机时代，计算机专业淡出了嵌入式系统领域，但随着后PC时代的到来，网络、通信技术得以发展；同时，嵌入式系统软、硬件技术有了很大的提升，为计算机专业人士介入嵌入式系统应用开辟了广阔天地。计算机专业人士的介入，形成的计算机应用模式带有明显的计算机的工程应用特点，即基于嵌入式系统软、硬件平台，以网络、通信为主的非嵌入式底层应用。
(2)两种应用模式的并存与互补
??由于嵌入式系统最大、最广、最底层的应用是传统电子技术领域的智能化改造，因此，以通晓对象专业的电子技术队伍为主，用最少的嵌入式系统软、硬件开销，以8位机为主，带有浓重的电子系统设计色彩的电子系统应用模式会长期存在下去。另外，计算机专业人士会愈来愈多地介入嵌入式系统应用，但囿于对象专业知识的隔阂，其应用领域会集中在网络、通信、多媒体、商务电子等方面，不可能替代原来电子工程师在控制、仪器仪表、机械电子等方面的嵌入式应用。因此，客观存在的两种应用模式会长期并存下去，在不同的领域中相互补充。电子系统设计模式应从计算机应用设计模式中，学习计算机工程方法和嵌入式系统软件技术；计算机应用设计模式应从电子系统设计模式中，了解嵌入式系统应用的电路系统特性、基本的电路设计方法和对象系统的基本要求等。
(3) 嵌入式系统应用的高低端
计算机硬件发展史篇4
关键字：计算机软件、计算机语言、软件开发
自软件开发到现在已有四十多年历史了，在整个软件发展历史过程中，已经取得了划时代的成就，为了更好的理解计算机软件是计算机的灵魂并了解她的今天，这里让我们一起来回顾她的昨天。
我们将悠久的计算机软件历史分成三个阶段：
开创阶段：1955年到1965年
稳定阶段：1965年到1985年
发展阶段：1985年到现在
开创阶段
计算机在1946年出现时，占地2百余平方米，用电数千瓦，价值百万美元，而运行速度只有每秒千次，但它却为破译密码和武器弹道运算立了大功。六十年代大型计算机已发展到每秒百万次以上，能够进行快速复杂的计算，随着科研、金融和政府部门的需要而逐步形成了较大的计算机市场。
而计算机软件历史真正开始是在美国和欧洲的实验室里，大多数研究结果也产生于实验室。它们多数来自于学术界，其余产生于政府和私人公司。
在1955年到1965年这个期间，运算速度越来越快、价格越来越便宜的新计算机不断涌现，软件工作人员就需要不断针对不同计算机写出新的软件。这种变化速度令软件人员应接不暇。
在此阶段，计算机硬件向着专门用途发展，科学与商业领域需要的是完全不同的机器硬件。商业计算机具有变字长的特性，即有“清字标记”和“置字标记”，指令集为十进制。而科学计算机使用的是固定字长，当时定36位为一个字，而不是采用二进制计算。这种不同用途的机器使用不同字长，这给编程带来难以想象的困难。
频繁重写相同的软件触发了另一思想——软件移植，工业界中的软件研究人员试图将一台机器上汇编语言自动移植到另一台，但是却失败了。原因是60%或80%代码较容易移植，而余下的40%或20％必须人工移植，又是较复杂的代码，因此非常困难。多年来仍然不能完全解决问题，直到高级语言的产生。最早的FORTRAN语言在五十年代中期诞生的，五十年代后期出现了第一版COBOL语言，而ALGOL语言产生于六十年代早期。当时，高级语言不能被编制人员所接受，他们认为真正的编程人员应当使用汇编语言。
之后，软件业从计算机工业中独立出来，成为一枝新秀。那时，硬件厂商开放了他们的系统软件（由于没有这种开放，不能进一步推销他们的产品），有几个公司开始提供定制软件的服务，然而那时没有专门经销软件的公司。由于软件免费，用户相互赠送，使软件不断重用与推广，并鼓励共享软件的发展。例如，IBM科学用户组织SHARE提供了软件重用的目录清单，包含了三角函数分类和合并计算的多个数学程序，并对进入了SHARE目录中的软件产品，能给予此领域的最高荣誉。
60年代初期，学术上还没有计算学科、计算机科学和信息系统，然而却在实践中产生了以后称为“软件工程”的萌芽。软件工作者开始学习模块编程的方法，并涵盖了基本数据结构有关的子程序，从而使其易访问。现在，人们称为数据提取，并进一步拓宽到面向目标，但是那时的软件人员就已经意识到它的思想与价值。
此阶段，曾经出现过软件危机。即软件方面投入的资金和人力无法控制，软件开发完成的时间无法确定，软件的可靠性等等。例如，1962年7月22日美国飞往金星的火箭控制系统中的指令，DO5I=1，3误写成DO5I=1.3，使火箭偏离轨道，被迫炸毁。
此阶段是激动人心的年代，随着计算机硬件以令人生畏和惊奇的快节奏发展，计算机软件在计算机业中越来越占据着重要的地位，她开创了自己的事业，从计算机业中独立出来。
稳定阶段
这期间，出现了IBM等计算机大公司，是大型机硬件导向占主导地位的阶段。此时计算机成为专业人员使用的专门设备，普通老百姓用不了，也用不起。年产量不足数万台，市场有限，这样IBM360计算机将软件工业带入了稳定发展阶段。
IBM360采用了系列机的思想，开创了CISC时代（复杂指令系统计算机），目的能使指令系统兼容。新型机或高档机的指令系统在原有机型上只能扩充而不能减少任何一条指令，以达到软件兼容的目的，这样就导致日趋庞大的指令系统使计算机硬件的研制周期变长、运行速度慢、可靠性差、难以调试和维护。为了改进，提出了RISC（精简指令系统计算机）技术。RISC技术使指令数量大大减少，再加上一些其他措施（如指令系统面向寄存器，使数据能直接存储），从而大大减少指令执行所需要的周期数，极大的提高了计算机的计算速度。同时IBM360机为软件领域带来了重要发展。它使科学与商业应用合二为一，且同时使用十进制和二进制两种算法，它不再有讨厌的变字长。
随后，又产生了笨重的工作控制语言（JCL），使程序员只要把卡片塞进读卡机，然后按“启动”就可以运行程序。JCL要求用全新的语言编写程序，它能告诉计算机和操作系统按人的需求做相应工作。JCL太繁琐，这也许因为它包括了科学和商务所需的一切服务功能。然而JCL是360机上最不受欢迎的程序语言。
随着360机汇集科学和商务应用在一台计算机上，IBM也希望将所有的计算机语言合成一种语言。PL/1就这样诞生了，它不仅包含科学计算FORTARN和商务计算COBOL语言的功能，而且还具有新生语言ALGOL的功能。
除了IBM360带来的软件发展外，在稳定阶段，形成了软件的独立经销。几个敢于冒险的软件商开始销售他们的软件产品。这在当时极其不易，因为硬件厂商为阻碍软件发展，防止软件分离以形成独立行业，故意将软件的价格压得很低，无利润可赚。随着软件领域的稳定发展和新软件产品的问世，它们逐渐成为公司和市场的商品，价值连城。软件维护与更新也成为一项日益重要的工作。从而形成了计算机软件市场经济。
稳定阶段中开始出现了计算机学科的学术讨论。第一个计算机科学程序在六十年代晚期奠基，不久以后又编制了第一个管理信息系统程序。当时计算机软件工程还没有从计算机学科中分离出来，直到微型计算机年代才独立成为一门学科。尽管当时没有形成学科，然而软件工程研究一直在进行，重点聚集在计算机语言的问题上。
在此阶段，一些计算机科学家大力宣传他们引入的新思想。人工智能就是第一个竭力宣扬的学科，即称之为“有知觉”的机器，可以模仿人类大脑的功能，并期望代替人类大脑去做任何事情。
随后又出现了“控制领域”的议题。反控制反垄断的战斗打响了，美国司法部门IBM公司，声称它发展太快，且正在垄断计算机行业。当时，许多人将硬件工业比喻为“白雪公主和七个小矮人”，这里IBM是白雪公主，其他计算机硬件小公司是七个小矮人。例如RGA、GE和Xeroe等等公司。这些小公司逐渐萎缩，直到从计算机行业中消失。标准化组织也成为当时反控制反垄断的急先锋。它坚持只有统一计算机标准，各个公司才能参与并达到公平竞争。
同时，软件商与硬件商也开始竞争。硬件商努力保持软件的低价，以阻碍软件行业的形成。但是无论怎样阻挡，总有一些软件商脱颖而出，成为胜利的娇娇者。
此阶段由于计算机硬件变化节奏缓慢一些，属于较平稳的年代，计算机软件随着平稳发展，并确立软件在市场的重要地位，成为商品并逐渐变得被人们理解和接收。
发展阶段
此阶段是再一次激动人心年代，计算机已经普及和无处不有，同时软件业在计算机行业成为不可缺少部分并取得了辉煌胜利。
这个阶段是软件发展过程中最重要的时期。因为PC机和工作站以半年更新一代的令人目不暇接的速度，势不可挡地入侵小型机、中型机甚至大型机领域，从而使计算机无处不在，计算机走出了象牙塔，走进了平常百姓家庭，走进了普通人办公室。在家里、办公室、银行、邮局等生活工作的周围，处处可见计算机的应用业绩，普及流行速度极快，蓬勃向前。
过去存在的大量问题被解决了。老的JCL问题已经由友好用户、友好程序界面解决。图形用户界面（GUI）普及与流行，业已成为八十年代计算机领域最伟大的功绩。以前的FORTRAN和COBOL语言都没能解决用户界面的友好问题，而可视化软件编程才改变了这一现状。
由于VLSI的迅速发展，RISC的控制器又很简单，这就使RISC能集成在一个芯片上。CISC控制器需占芯片面积50%以上，而RISC的控制器仅占6-10%，这使RISC芯片具有极高的性能。到九十年代RISC技术被引入了到PC机内，使同样功能的计算机成本只有CISC的一半不到。随着VLSI进一步发展，已使巨型机上使用的并行处理技术能融入到RISC中。一方面采用新材料、新工艺，进一步提高主频，另一方面采用了超级流水线技术、并行流水线技术和超长指令字VLIM技术，极大地提高了RISC芯片的并行处理能力，使RISC进入了具有划时代的时期。
软件作用和价值牢固地树立起来了。人工智能、知识工程、专家系统以及神经网络领域的研究得以发展与深化。软件市场在世界范围内比较快的速度增长，在美国犹他州已出现以软件为主的第二高技术产业区。目前软件的发展速度已超过硬件产业，占信息产业的主导地位。美国垄断世界软件市场的格局，一时很难发生变化。微软公司软件巨头比尔.盖茨在五年前已成为美国首富，现在又是世界首富。随着市场分割，过去反控制反垄断的竞争也被分解了。IBM公司成为大型机之首；Intel公司是计算机芯片之王，也可以称为计算机硬件之王；Microsoft公司成为微机软件之冠。但是希望成为大型机软件之王的竞争仍然在继续。
软件特性体现为：软件进入结构化生产时期，以结构化分析和设计，结构化评审，结构化程序设计以及结构化测试为特征；从八十年代中期开始，软件生产进入以过程为中心的开发阶段；从1995年开始，逐步进入以软件过程，面向对象和构件重用等技术为基础的软件工业化生产时代。
此阶段软件业绩为：
1）软件重用技术
软件重用的目的是使非结构化、非标准化程序变为结构化、标准化，并形成大量能重用的计算机构件和模块。软件重用技术使软件的开发基本上变成了搭积木，把需要的对象和功能模块拼起来即可。它节省了大量的人力与物力，减少了重复开发。这种技术可以应用在数据库管理和信息系统管理上，MicrosoftAccess等软件均采用此软件技术，它们集成了大量应用的基本构件和模块便于重用。
只有可维护性软件才有可能最大限度地重用，而重用部分越多，维护成本越低，效率就越高。不可维护性到可维护性软件的重构是维护方法学的关键。最大限度地重用现存软件是软件维护方法学的重要思想原则。可重用是可维护性的基本属性和最大特征。
就软件重用而言，可有四个层次的重用：
（1）开发过程重用
主要指开发规范、开发方法及工具、软件标准等的重用，也称为开发支持环境重用。
（2）软件构件重用
这里软件构件指文档、程序及数据。应该将软件构件可重用性作为主要设计指导思想。
（3）用户业务知识重用
用户现存系统的业务处理过程、特定专业领域的需求特征等知识的重用。
（4）市场知识重用
应用领域标准、行业标准、市场规律知识的重用。
2）面向对象技术
八十年代中期以来，各个领域的发展和变化越来越快，对应用软件不断提出新的功能要求，这就使以功能为基础的软件体系改动较大，甚至推倒重来。八十年代末发现，使用面向对象技术能极大的提高软件的可维护性。而且它还有很多其他的优点，例如提高软件开发率，提高软件的可靠性和安全性等等。面向对象技术获得了极大欢迎，终于成为九十年代软件界最大的热点。随着发展，面向对象技术形成了OOP（面向对象编程）、OOD（面向对象设计）、OOA（面向对象分析），成为完整的软件开发方法学。
现实世界中的事物抽象到问题空间就称为对象。在面向对象技术中，对象被定义为“对一组信息和在其上的操作”，其中的信息就是数据，它反映的是对象的属性状态，操作则是对对象的处理。面向对象系统就是由对象组成的复杂系统，系统中所有对象的状态共同构成系统的状态，对象总是从一个初始状态出发，在对象之间的相互作用过程中不断改变着自身的状态。一个对象请求另一个对象执行某一处理或回答某些信息的要求称为“消息”，对象与对象之间的相互作用就是通过消息来实现的。
面向对象技术的最大优点就是软件的可维护性好。
3）集成工具与CASE技术
今天，已将过去单个的工具集成在一个系统中，用于软件开发，形成了集成工具。例如，我们经常使用的字处理工具，它只有一个工具菜单，但是却包含拼写检查、语法检查、词库和字词计数等功能。我们期待用于软件开发的系统收集了所有必需的工具，它必须支持文本和图像，也含有相关的数据库，能自动移植并进行计算机低层设计等。编程系统不仅含有编译程序，还应该支持编辑、调试与测试，最好能支持程序建立并在建立过程中检测它们的结构。
而CASE技术，即称谓“支持软件工程方法学的计算机辅助手段”。它为实现从软件工程诞生起就面临着如何组织人员进行集体作业和如何逐步代替人进行编程的两大任务。而且首先是解决前者———确定有次序、有效率、科学的工程作业方法，然后才能一步步用计算机取代各工程阶段的人工编程。软件工程的最终目的就在于软件自动化。
CASE技术有两个突出特点，使开发支持工具与开发方法学统一和结合起来，通过实现分析、设计、程序开发与维护的自动化，提高整个软件开发工程的效率。如果方法驱动器理论得以实现，软件自动化将成为现实。尽管目前真正实现的还仅限于方法指导系统，但CASE的迅速发展仍超出了辅助软件工程的范围。
综上所述，CASE的发展有待于软件工程方法的发展。它不仅给传统软件工程方法以新生，也推动着各种软件工程方法的演变、合并和淘汰，为新软件工程方法理论实用化开辟着道路。所以今后的软件工程应是“方法学+CASE技术”，两者共同协助开发人员控制和管理软件。当方法驱动器理论变为现实后，CASE与软件自动化可能会变成同义词。虽然今天的软件自动化尚不完全，但为了区别传统软件工程，我们以更明确的CASE软件工程概念来表述CASE与软件工程方法学的结合。
4）图形用户界面
用户界面一般是由菜单窗口和对话框等元素构成，它为用户提供了一个使用软件交互过程的环境，它提高了软件的使用效率，灵活便捷，并且易于修改维护程序，充分体现了“所见即所得”图形界面的现代软件设计风格，使用户能以简单自然的方式与软件系统交流信息；提供对键盘及鼠标两种输入设备的双重支持；引导用户正确、快速、方便地使用软件系统；易学易懂，尽可能地减少用户必须记忆的信息。
八十年代图形技术有了迅速的发展，出现了不少优秀的图形软件工具，例如，X-Windows、MicrosoftWindows和MacintoshWindows都是建立在图形用户界面的技术上，他们提供了图形交互所需的各种手段与方法。
AutoCAD是又一个优秀的图形软件工具。它提供了图形显示控制、图形编辑和存储以及三维绘图、三维动态显示、阴影与透视等功能。随着图形用户界面的成功，不少高级语言也增加了图形功能，使这种可视化编程日益广泛与流行。
5）多媒体技术
它是曾经被炒得沸沸扬扬的话题，也是计算机科学在九十年代的一个热点。多媒体技术是将文字、声音、图形、视频图象集成在一起的技术。它包括多媒体计算机原理、多媒体数据库、多媒体通信和多媒体表现技术等等。它的一个重要方面是将图像、图形、声音、文字等集成一体，再按1比10或1比30压缩比进行图象数据压缩，最后以高质量再现给用户。
由于多媒体技术提供了更多的交互手段，给人以更多的方便，所以有着极其广阔的应用前景，如电视、电子游戏、电子报刊、电视会议等等。正因为如此，多媒体技术不仅是计算机科学的热点，而且也是国民经济以及社会生活许多领域的热点。
然而在整个计算机发展历史过程中，软件领域仍然存在一些问题，相对于微处理器芯片和内存设备而言，计算机软件只是在不断发展而没有进行大的改革。例如，编程人员都知道，自从第一台IBM和第一个Intel电子芯片问世以来，硬件结构的软件部分──指令集和中断结构就没有发生大的变化。在程序设计语言中也没有大的变革，现在用得最多的语言仍然是十五年前C和C++，甚至是四十年前的FORTRAN和COBOL语言。第四代语言并没有达到某些人预先声称“无需程序员的编程”的功能。整个软件领域发展限制在一个应用领域──数据库上。
不过也有一些希望的象征。面向对象程序设计是一项新的技术，前景看好，它以一种完全不同方法来构造软件；客户/服务器技术和Internet/Intranet技术，它们大大地推动了软件行业的改革。Internet的TCP/IP协议使成千上万个不同的操作系统和应用程序能相互通信，使得网络访问容易，浏览众多的数据库和站点信息，从而产生了较大经济效益和社会效益。当谈起计算机软件的现代历史，Internet/Intranet将作为人-机通信原理的里程碑，而WWW、HTML、VRM和Java将是这个里程碑的组成部分。
软件行业的成功，尤其是1995年以来的迅速崛起的Internet/Intranet技术为主的网络软件以及数据库挖掘、人工智能、神经网络等软件，为人类进入二十一世纪奠定了坚实的基础。新世纪将是一个更全面的信息化时代，计算机的普及与使用将会更广更宽，从而对计算机软件的需求更高，本世纪的成果与经验，将带入下一世纪，并不断被软件人员发展、完善，以适应新世纪人类的需要，并发扬光大。
结束语
计算机硬件发展史篇5
关键词：计算机组成原理；哲学思想；唯物辩证法；教学
中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)12-21765-02
In Computer Teaching Philosophy View
LIU Zhi-fang
(Tangshan teacher’s college,Tangshan 063000,China)
Abstract:According to "Computer Organization Principle" this curriculum characteristic and the author teaching process practice, it is proposed in the curriculum contains the philosophy thought in "Computer Organization Principle", and introduces the philosophy thought "Computer Composition Principle" in the curriculum teaching, has the enormous promoter action to the teaching process implementation and student's study.
Key words:Computer Organization Principle; Philosophy view; Materialistic dialectics; Epistemology；teaching.
1 引言
“计算机组成原理”是计算机学科的一门非常重要的专业基础课，是“操作系统”、“接口技术”和“计算机系统结构”等课程的先修课程，具有理论性强，内容多，难度大等特点，学生理解显得很吃力。但将贯穿在计算机组成原理课程中的哲学思想挖掘出来并运用于教学中，将对教学的实施和学生的创新能力培养起到事半功倍的作用。
“哲学是关于世界观的学问，是世界观的系统化和理论化。”[1]它是研究自然界、人类社会、思维三大领域的普遍本质及其规律的科学。计算机是研究将现实世界用计算机进行处理、存储和表现，并能反映现实世界的具体科学。哲学为计算机科学的研究提供了理论基础与背景，提供了世界观和方法论基础，促进着计算机科学的不断发展。
2 哲学思想在计算机组成原理中的体现
任何科学学科的发展都是在哲学思想的导引下进行的，计算机也不例外。尤其在计算机组成原理课程中，哲学思想与原理无处不在。
2.1 内部的矛盾性促使技术的发展在计算机组成原理中的体现
事物发展的动力在于事物内部的矛盾性，矛盾的同一性和斗争性在事物发展中起着重要作用。计算机组成原理中，讲到系统整体上分为硬件系统和软件系统，硬件与软件在功能上是等价的。但二者之间又是对立的，硬件要求软件要短小精悍，运行效率要高，而软件则要求硬件大空间，电路快，支持的功能多，性能稳定。正是这种矛盾性，软件促使硬件技术不断进步，而硬件技术的发展又推动了软件的进步，目前硬件可满足软件实现的功能越来越多，软件系统也越来越完善。双方在矛盾运动中，不断提升着自身的档次和品位。
与此同时，在计算机组成原理课程中，还体现着矛盾发展的不平衡性。早先计算机硬件制作、生产成本高，主要矛盾为软件占用硬件资源的多少。随着硬件的发展，主次矛盾发生转化，这主要表现在人们不断追求计算机速度的加快，因为资源已不成问题，人们希望其越快越好。软、硬件作为矛盾双方，是相互影响、相互作用，主次地位在一定条件下是相互转化的。
2.2 否定之否定规律在计算机组成原理课程中的体现
辩证唯物主义认为事物的发展是经过两次辩证的否定，由肯定阶段到否定阶段，再到否定之否定阶段，从而使事物的发展表现为螺旋式上升和波浪式前进的过程。计算机组成原理课程中，在虚拟存储器管理方式这节内容中很好地体现了这一思想。如虚拟存储器管理方式最早是段式管理，后来应用中发现很多缺点，发展成为页式管理，而页式管理中又有新的矛盾，为此发展为现在普遍使用的段式页管理。它是以段式管理为主，但又与原来的段式管理不同，是带有改进与创新的。“仿佛是对旧事物的恢复”，而整体却是螺旋式上升的。
2.3 在计算机组成原理课程中体现事物之间的相互联系性
计算机组成课程中，主要讲解计算机的基本组成与工作原理，而其组成本身就体现了事物之间的普遍联系性。计算机本身是物理与数学两大学科发展与交叉而产生的。又如计算机与通讯技术的结合形成了计算机网络这样一个崭新的通讯系统，计算机与数学的交叉产生了“计算数学”这样一个新的研究领域，计算机网络与数据库的结合实现了远程数据共享及协同工作等，这些发现和发明无不体现事物之间联系的普遍性。
3 哲学思想引入教学有助于学生各种能力的培养和思维的扩展
唯物辩证法是用联系的、发展的观点看世界，它研究自然、社会和人类思维发展的一般规律。在计算机组成原理课程的教学中合理地运用唯物辩证法及其基本规律的哲学思想，对教学过程的实施与学生的学习有以下重要作用。
（1）帮助学生了解计算机。教师将计算机科学理论在实践中的产生、发展的历史介绍给学生，不仅有助于学生分析问题、解决问题能力的培养，而且能激发学生的学习积极性和兴趣。
（2）引导学生把计算机的五大组成部分统一结合起来，建立起计算机科学知识的结构框架，从整体上理解和掌握计算机科学的精髓。
（3）能使学生在学习中善于发现知识的内在联系，能从不同的角度分析所给问题，掌握灵活多变的方法。
（4）使学生知道学习过程是一个由量变到质变的积累过程，对于计算机这门理论抽象、实践性强的学科，不能急于求成，而要耐心学习、逐步提高。
（5）有助于培养学生的创新能力。如在计算机组成原理课程中讲解有关内存与CPU之间的矛盾问题及解决方法中，为了解决CPU与内存间速度不匹配而又不增加大量成本的情况下，计算机中采用了加入CAHCE技术，很好地解决了这个问题。又为了解决内存容量不足而又不大量增加成本的情况下，采用外存储器（硬盘），并加入了虚拟内存技术，成功的解决了这一问题。将这些思想让学生深刻领会，有助于提高学生分析问题、解决问题的创新能力。
（6）提高学生的思维能力。辩证唯物主义认识论有着一系列科学的逻辑思维方法，如分析与综合、归纳与演绎。从抽象上升到具体、历史的与逻辑的统一。掌握了这些科学的逻辑思维方法，学生的思维会更开阔，学习方法会更灵活。
4 结束语
辩证唯物主义认识论深刻地阐述了实践与理论之间的关系，指出了人类认识发展的普遍规律，强调了非理性因素在人类认识过程中的积极作用。计算机组成原理课程中无处不蕴含着哲学，而且计算科学的发展也在不断推动着哲学的发展。由于计算机高度抽象，内部原理性东西不可见，使学生学习困难，枯燥乏味。将哲学融入计算机教学中，在教学过程中运用唯物辩证法的思想观点，不仅使学生能系统全面地掌握计算机专业知识，还能够将计算机理论等相关教学活动变得生动具体，使学生在学习中形成辩证的思维方式、掌握科学的思维方法、培养自己的创新精神与能力、坚固自己的专业基础知识，最终能成为计算机专业的高级人才。
参考文献：
[1]谢辛现，王道君．哲学原理[M].北京：广播电视大学出版社，1998.
[2]王爱英．计算机组成原理[M]（第三版）.北京：清华大学出版社．1999.
[3]李萍、盛建伦．《计算机组成原理》教学方法探讨[J].宁夏工学院学报（自然科学版）．1997，10.
计算机硬件发展史篇6
关键词：网络辅助教学；计算机组装；硬件选购；高职教育
中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 19-0000-02
1 课程现状分析
《计算机组装与维修》课程分为硬件选购，硬件组装，软件安装及维护，故障维修四大块内容。其中硬件选购要求学生掌握计算机各硬件性能参数，了解当前主流硬件产品性能及价格，具备电脑硬件选购及配置的能力。
计算机硬件更新频繁，而教材信息因出版时间的限制，总是跟不上硬件的更新。即使选择最新的教材，内容都是一、二年前甚至更早的硬件知识，到毕业参加工作时又过几年，知识更是陈旧，最终造成理论与实际严重脱节。
针对教学内容脱离市场需求，理论与实践脱节，无法满足就业岗位技能要求的情况，必须对教学内容进行改革，但教材更新的局限性是无法更改的，只能从教学方法上进行改革。经过摸索和实践，提出网络辅助教学的方法来改进教学并取得良好效果。
2 网络辅助教学的方法
2.1 整体教学设计和方法。在课程中，用传统授课+网络辅助的方法教学，以传统授课为基础，以网络辅助为拓展，两种方法互相促进，各有所长。两者结合即可实现即掌握理论，又具备实践技能。
传统授课可参照教材讲解计算机的硬件构成，以及每种硬件的主要性能参数、衡量指标。重在概念和方法的掌握，不要求教材是最新的，只要能把基本的概念和知识点讲解清楚就可以了。
网络辅助在传统授课的基础上，通过网络查询最新产品的性能参数并比较。重在硬件性能、价格、参数等详细数值的熟悉。同时利用网站的“硬件配置单”页面，可真实的了解、选购硬件，直接模拟装机一线的工作环境和市场环境，加强实践练习，实现“上课即上岗的练习”。从而实现理论与实践的完美结合。
2.2 教学实例。下面以CPU为例，讲解网络辅助教学的方法。
2.2.1 传统教学步骤。（1）讲授计算机中CPU的概念、作用、发展历史、分类。通过PPT演示，实物展示、讲故事的教学方法来讲授。可通过和人大脑的对比来讲解CPU的概念。通过计算机工作原理来说明CPU的作用。通过实物展示加强学生的认识。亦可引入IT发展中的趣闻轶事来讲解CPU的发展历史，如十大经典CPU、八个叛逆的天才、Intel和AMD的恩怨等故事，提高学生的学习兴趣，再在故事中穿插不同时期CPU性能的比较，在听故事过程中学生就记住了教学内容。（2）讲解CPU性能参数，掌握衡量CPU性能的方法。因CPU性能参数众多，应有重点的进行讲解，对CPU的性能参数进行梳理，讲解最主要的性能参数，最新的性能参数可以在网络辅助教学中再讲授。
讲授中可考虑以下概念和知识点：字长（位数）、多核心技术、主频、外频、倍频、缓存、前端总线、制作工艺、针脚、多媒体指令集等。
此阶段的教学概念多，需要记忆的理论知识多，可以充分使用多种教学手段进行教学。重要的是让学生掌握单一参数下比较CPU性能的方法。
2.2.2网络辅助教学步骤。（1）教会学生网络辅助教学的意义和操作方法。在传统教学的基础上，学生理解了CPU性能指标的含义，再通过网络信息介绍最新型号的CPU，比较当前市场上各种不同档次的CPU。通过网络介绍的CPU产品永远是当前主流产品，掌握了这个方法，就可以随时获得最新CPU产品的资料以备选择。（2）获取并分析最新产品信息。最新硬件产品的信息可以通过专业IT类网站的硬件产品栏目获得，推荐著名站点中关村在线网站（.cn）的产品报价栏目、产品排行栏目，网站中产品的性能、参数信息准确、新产品更新及时，往往还有专业评测报告以及用户评测，可以从多方面多角度去了解产品。其它IT类网站一般均有此类栏目，也可以采用，如太平洋电脑（.cn），it世界网（.cn）等。表一是通过网站获得的新款CPU酷睿I7的主要参数。
至此，CPU的教学内容完成，学生通过传统教学方法学习了理论，形成了知识骨架，通过网络辅助添补了最新的内容。计算机其它部件也用这种方法进行讲解。最终再综合起来进行整机的硬件选购。
2.3 网络辅助教学的功能。
2.3.1 新产品、新技术的查询、了解。计算机硬件日新月异，教材信息陈旧老套，通过网络查询，可以获取最新的计算机硬件产品资料和新能参数，了解最新的技术指标。弥补了教材的不足，减少了教学和工作应用上的差距。
授之予鱼不若授之于渔，教会学生网络查询的方法，以后就可以迅速了解最新产品，适应计算机硬件的快速变化。
2.3.2 模拟装机配置单。可以把网站提供的装机模拟栏目当作一个实验室，非常方便的让学生实践了装机配置设计的过程，在此过程中，网站强大数据库随时提供了产品的详细信息以供比较和参考。最终完成装机配置单后还可以将自己的配置单于网络上，不光本班的教师和同学可以进行在网上评价、交流，还可以听取众多网友或高手的评价和意见，取长补短，不断改进。不断的改进过程对学生来讲就是最好的学习过程。
2.3.3 购机实践。在教学中结合学生购机需求，大胆引入真实的计算机选购项目内容，把虚拟练习的装机配置单变成真正的购机单。全班共同分析欲购机同学的需求，精心选购硬件产品，在班内进行分析评比，选出最佳的配置单，再通过网络选购硬件产品，买回后在老师指导下组装。学生积极性非常高，课内课后都仔细研究硬件产品，比性能，比价格，比稳定性，比售后服务，课堂上的被动学习变成了课内课后的主动学习。实践装机技能得到大幅度提高。通过购机实践，实现了课堂向商场的转变，实现了课堂作品向企业产品的转变。
3 存在的问题
3.1 学生上网控制问题需要引起重视。网上信息包罗万象，放任学生进行网络查询时有不少不良信息被有意或无意的浏览，可以通过上网白名单进行控制，白名单中加入允许浏览的网站即可，但此方法通过搜索引擎进行网络查询不方便。
3.2 提前做好信息的筛选。海量的网络信息要求我们必须要有取舍，会筛选和处理。必须掌握信息筛选的方法，才能在茫茫的信息海中快速找到自己想要的信息。教师应在上课前做好相关内容的预查工作，提供较可靠的信息途径给学生才能省时省力，提高教学效果。
4 结语
通过传统教学和网络辅助教学的结合，解决了计算机组装与维修课程教材陈旧的弊端，适应了计算机硬件产品较快更新的教学要求。可以说传统教学建立了知识体系骨架，网络信息辅助教学添补内容。传统教学是定性学习，网络辅助是定量学习。再通过It网站各栏目功能灵活应用到教学中，实现产品比较，装机配置模拟，实践采购等内容的学习，大大提高了课程的学习效果。
参考文献：
[1]孙焕志.高职高专教学中网络辅助教学的探索与思考[J].理论观察，2010，6.
[4]陈莉.E时代网络辅助教学与课堂教学融合模式探析[J].学院，2011，8.
计算机硬件发展史篇7
[关键词] 虚拟现实技术
有学者认为,虚拟技术是指以网络技术、多媒体技术等具有物理实体特征的信息技术为物质基础,建构虚拟技术场域的技术中介手段。这种分析比较明确地表述了虚拟技术实体不是虚拟的,作为存在于现实空间的技术表现形态,它是具有物理特征的技术,虚拟技术的“虚拟”性在于是建构虚拟技术场域,即网络虚拟空间的技术中介手段。虚拟技术实现了波普尔所描述的世界1、世界2和世界3的高度契合与统一,在理论上具有同构性,从这个意义上说虚拟技术是具有革命性的技术形态。也有学者认为,所谓虚拟现实技术,是指在计算机软硬件及各种传感器(如高性能计算机、图形图像生成系统,以及特制服装、特制手套、特制眼镜等)的支持下,生成一个逼真的、三维的、具有一定的视、听、触、嗅等感知能力的环境,使用户在这些软硬件设备的支持下,能以简捷、自然的方法与这一由计算机所生成的“虚拟”世界中的对象进行交互作用。
从词源看,“虚拟”一词是由英文virtual reality(虚拟现实,又译虚拟实在)派生出来的。在英文中,表示“虚拟的”词语并非unreal(不真实的)、visional(虚幻的)、pretended(虚假的)或fictitious(编造的),而是virtualiter,意为“具有可产生某种效果的内在力的”,源于拉丁语“virtus”、“virtualis”。中世纪神学家兼逻辑学家邓?司各脱曾赋予这个词最初的哲学含义。他从唯史论的基本观点出发,认为事物的概念不是以形式的方式,而是以产生某种效果的内在力量或者能力的方式涵盖其经验性的内容,从而构成形式上统一的现实。因此,事物的概念就是一种虚拟的现实。他试图用“虚拟的”这个词来沟通形式上统一的实在与人们杂乱无章的经验之间的鸿沟,他把虚拟实在赋予事物或过程经验的某些方面,把经验等同于实在。从这个意义上来说,人类思维、意识的发展过程,人类运用概念、符号进行抽象思维来认识自然的过程,就是一个不断虚拟化的过程。人的历史和经验,要依靠文字虚拟过程来传递、保存。印刷文字和图像的物理持性中,包含了虚拟化了的人类经验,使得人不必亲身经历,便可以继承祖先的历史和经验。显然,这种借助意识、概念和符号的虚拟是现实在人脑中的表现形式,同时也是人认识现实世界的方式。
牛津大学出版社出版的《牛律辞典》(1989)对目前计算机及通信等科技领域里经常使用的“virtual”解释是:“not physically exiting as such but made by software to appear to do so from the point view of the program or the user。”可以翻译为:一种由软件生成的非物理存在,但从程序和用户角度来看像真的一样。虚拟特指用0、1数字方式去表达和构成事物及其关系。商务印书馆出版的《牛津高级英语学习词典》(oald)中对“虚拟的”(virtual)一词的解释是:实质上的,但尚未在名义上或正式获得承认。《美国传统辞典》对virtual的解释是:“existing or resulting in essence or effect though not in actual fact,form,or name”,意为“虽然没有实际的事实、形式或名义,但在实际上或效果上存在和产生的”。
“虚拟”一词的当代用法,来自计算机技术和软件工程。在计算机技术中的虚拟存储器、虚拟服务器和企业管理中的虚拟组织等语汇中,“虚拟的”意味着“虽然是无形或非正式的,但在功能上相当于……”。因此具体地说,虚拟就是用数字方式去构成这一事物,或者用数字方式去表达这种关系,从而形成一个与现实不同但又具有现实特点的数字空间。
计算机科学家用“虚拟内存”来代表计算机以这种方式设置的ram(随机存取存贮器)。虚拟内存技术不添加硬件即可扩展计算机的数据存储,例如,在个人计算机上,虚拟内存可以是ram的一部分,仿佛它就是硬盘存储空间。这种虚拟磁盘可以像硬盘那样来用,但却不用受实际的机械磁盘的物理限制。随着计算机和信息技术等的发展,虚拟的意义有了扩展。正如美国学者迈克尔?海姆(michael heim)所指认:“‘虚拟’一词的涵义后来变成了任何一种计算机现象,从计算机网络上的虚拟邮件到虚拟工作组,到虚拟图书馆甚至虚拟大学,可谓应有尽有。在每种情况下,这个形容词所指的是一种不是正式的、真正的实在。当我们把网络空间称为虚拟空间时,我们的意思是说这不是一种十分真实的空间,而是某种与真实的硬件空间相对比而存在的东西,但其动作则好像是真实空间似的。”从数字化虚拟技术的实践应用来看,虚拟技术在电子计算机领域已经获得了非常广泛的应用。“虚拟内存”(virtual memory)、”虚拟存储器”(virtual storage),“虚拟主机”(virtual host/virtual server)、“虚拟光驱”、“虚拟终端”(vpc)、“虚拟专用网”(vpn)成为经常被使用的电子计算机术语。
这些计算机专用术语基本上可以解释为:以电子计算机硬件技术为技术基础,以软件技术为技术解决方案,在计算机或网络上建构出来的具有真实硬件功能的虚拟的技术存在方式。这些技术存在方式是建构虚拟世界的技术基础。我们可以发现,虚拟技术既包括硬件技术也包括软件技术,是硬件技术与软件技术高度契合的数字化关系表达方式。今天软件工程师们一般是在一种不是正式的、不是真实的但又是实际的意义上来使用这个术语,也就是说相对于自然的、物理的存在来说,虚拟实在让主体在感觉层面上产生具有效果上的等同性。同时软件工程师们也没有把虚拟实在所构成的空间环境简单地称为可能世界,因为在现实世界中许多不可能发生的现象在计算机系统中能够发生,虚拟蕴含着比可能更宽泛的哲学内容。
从认识论的角度来理解,“虚”是一种主观存在,特指大脑对“实”的感知、认知和加工以及在此基础上形成的意象和意境。意识是大脑的本能,意识运动的机制形成人类大脑的思维。人类通过思维形成对“实”的意象和意境。从本质上来看,“虚”是存在于大脑之中的东西。“虚”的主体或精髓——意识或思维——不能以外在的形式精确再现。但却可以通过语言、动作、表情、文学艺术等形式对其进行描述,我们可以广义地称其为“虚拟”。 正如尼葛洛庞帝(nicholas negroponte)在《数字化生存》中所说:“虚拟现实能使人造事物像真实事物一样逼真,甚至比真实事物还要逼真。”
参考文献:
[1]刘友红:人在电脑网络社会里的”拟生存”[j].哲学动态,2000.1:15
[2](美)保罗·莱文森 何道宽译:数字麦克卢汉:信息化新纪元指南[m].北京:社会科学文献出版社,2001:97
计算机硬件发展史篇8
【关键词】高校；计算机硬件；课程教学
随着我国计算机控制技术的提高，社会中对计算机硬件专业人才需求也是越来越大，因此在高校教学中，应该改进其计算机硬件课程教学模式，提高学生对计算机硬件知识的掌握能力以及实践应用能力，提高计算机硬件课程的教学质量。本篇就主要探讨改进计算机硬件课程教学的实践策略，以下就做具体介绍：
一、高校计算机硬件课程教学现状
（1）教师存在的问题。绝大多数的教师在计算机硬件课程教学中，不仅缺乏对硬件产品的研发实践经验，计算机硬件课程教学中，理论性强、应用广还与实践联系紧密，而且由于现在计算机硬件的更新换代速度快，故此在教学中教师对计算机硬件的掌握程度较低，因此在对学生教课中不仅不能激发学生兴趣，还将会降低课堂教学的质量。
（2）缺乏实践教学。对于计算机硬件课程教学中，其作为一门技术型实践性很强的基础课程，教学中会因为课时限制以及一些客观条件的限制，使得在教学中缺乏实践教学的应用，不仅不能很好的培养学生的硬件动手能力，也不能激发学生的硬件学习兴趣，还有就是会降低学生对计算机硬件知识的理解能力，这些都将会影响高校学生在计算机硬件知识方面的提高。
（3）硬件课程体系不完善。对于当前高校的计算机硬件核心课程中，不仅包括《数字逻辑》、《计算机组成原理》等课程，同时计算机硬件也是教育可以教学中的核心课程，针对目前高校教学中，其课程结构不合理。并且在硬件核心课程中，不仅缺乏联系，而且课程教学之间结合也不够严密，硬件课程知识中对于一些知识点又出现重复教学的弊端，这些问题都将给高校计算机硬件课程教学带来一定困难，降低计算机硬件课程教学质量。
二、高校计算机硬件课程教学改革措施
（1）教学体系的改善实践。针对高校中计算机硬件课程，应该从整体上把握硬件课程的体系结构，并且能够遵从“循序渐进，由浅入深”的原则，将计算机硬件体系划分为基础、应用以及提高这3个层次，分别用来提高学生的计算机硬件知识；在教学中教师应该注重培养学生的实践能力以及创新意识，教学中教师应该为辅，学生应该为主，加强学生综合运用知识解决问题的能力，提高学生对计算机硬件的实践技能，可以有效发挥学生在计算机硬件学习中的主观能动性。
（2）改善教师水平。对于课程教学中，教师要经常和学生进行互动，并且还可以灵活采用网上答疑以及在线测试等教辅手段，促进学生在计算机硬件学习中的提高，提高学生的学习效率，激发学生的学习兴趣。强化实践教学，开展综合性课程设计，应用现代教育技术实施到计算机硬件课程教学中。利用现代化教学手段进行硬件课程教学，在改变教学手段的同时，也可以有效改进教学过程，提高学生的计算机硬件知识水平，扩展硬件课程体系，使学生学到最新的硬件技术知识，强化学习的计算机硬件课程教学效率。
（3）改善教学方式实践。在教学中，可以采取启发式教学，针对计算机硬件教学，教师应该培养学生的独立思考于解决问题的能力，例如在课堂中讲汇编语言程序设计的时候，教师可以要求学生编写一段硬件程序，引导学生做一些对于硬件接口芯片的扩充实验不仅会加深学员对汇编语言的理解，还可以激发学生的学习热情。
针对实践教学中，可以根据现阶段学生学flas设计与制作课程，使学生制作一个渐变式折扇打开动画，如下图1中就是折扇打开到一半的状态：
图1打开折扇的flas
教师还应该仔细设计实验环节，增加实践教学课时，丰富实践教学内容，提高硬件实践教学在学生心目中的地位，使学生可以对硬件课程教学提升兴趣；先为学生讲解主要的知识点，包括FLASH图形绘制技巧、位图填充及调整、多层元件补间动画、遮罩的应用等原理，之后可以为学生介绍具体的操作方法，如下：先找一面纸折扇图片作基础素材，使用Photoshop把图片底做成透明的，并从图片中“抠”下扇柄图片，打开flash软件，点“文件”――“新建”――输入画布尺寸，之后点“文件”――“打开图象”，将折扇拉到工作区，点“添加帧”，需要12个空白帧，在第1帧点“变形工具”，选中扇子复制粘贴，第2帧复制粘贴折扇图片，直到13个帧都有折扇图片，通过一系列设置之后，就可以做出折叠扇子的动画效果，既有趣也生动。
综上所述，针对高校计算机硬件课程教学大纲以及教学内容、教学手段与方法进行创新，不仅可以提高学生学习计算机硬件知识的积极性，还可以提高学生的实践动手能力，学习计算机硬件知识的积极性，还可以提高学生的实践动手能力，提高学前教育专业教育科技中计算机硬件课程的教学水平，有实际的应用价值。
参考文献：
[1]史素娟.高校计算机硬件实验教学管理探索[J].计算机光盘软件与应用，2013（21）：241-242