计算机硬件基本常识范文

计算机硬件基本常识篇1

关键词：硬件 教学手段 联系实际

在讲解《计算机硬件基础》这门课之前，学生一般都进行过计算机基础的学习，对计算机有了一定的了解，他们认识鼠标、键盘等硬件设备，还掌握了常用的应用软件的操作。但学生对计算机的系统组成、计算机内部结构的原理认识不是很清晰。而《计算机硬件基础》不仅包括了计算机的硬件组成与原理，还有硬件故障检测和硬件应用这些内容，对学生进一步了解计算机整个体系有很大帮助。那么在计算机教学过程中有哪些方法可以给教学过程带来便利呢？结合近几年的教学经验和大家一起分享一下。

首先是教材的选择，计算机硬件基础讲解的内容有实物，不像其他的理论课，只能照本宣科，或者加一些案例就可以的。现在的学生对于计算机的了解已经是很普遍化了，大多数大学生都可以自己进行配置电脑了，所以单纯的介绍计算机有什么部件组成已经满足不了学生的需求。所以在进行教材选择上面，不仅要有最基本的计算机组成与原理方面的知识，最好教材中还有其他和硬件相关的知识，比如说硬件的故障和维修，计算机的组装，最新的硬件技术等等。

在选好教材的基础上，怎样进行课程的讲解，一开始要转变学生“轻硬重软”的观念，要是学生了解硬件课程和软件课程的关系，它们之间是相互促进的，学好计算机硬件知识，了解计算机的工作原理有利于编写更加高效，合理的计算机程序，比如说学习了内存的分级中知道，CPU中的寄存器相对于内存来说，数据的读写来的更快一些，那么在编程时可以用寄存器时尽量少是用用内存来进行数据的过渡。然后就是教学方法的设计和选择，计算机硬件基础课程前面部分讲解的是计算机硬件的组成，如果只是按照书上的文字或者图片，就算有多媒体教学软件进行辅助，效果也不是很大，不妨可以将这些硬件部件的实物拿到课堂上进行讲解，比如CPU，内存条，显卡等，而且可以将不同型号的部件放在一起进行比较，在无形中也了解了计算机的发展。在讲发展的时候，惯性思维下学生都觉得稍微了解一下就可以，而在实物的接触中这种了解会更加深入。

有了部件实物的第一印象后，作为计算机专业的学生还需要了解这些部件的原理，以及怎样运用这些部件实现计算机的功能。这些东西都是比较枯燥的，原理是看不见的只能通过老师的讲解，或者自己看教材掌握，这时候需要老师在讲解的过程中运用不同的教学手段来加深学生的理解，可以将原理的讲解和日常生活联系起来进行比喻。比如说在讲解CPU和存储器之间进行读写操作的时候，很多学生对于读和写的方向每次都分不清，在这里读和写都是对于CPU而言的，我们可以把CPU比喻成我们的大脑，存储器比喻成书本，读的过程就是把书本的信息向人脑中传输的过程，也就是存储器向CPU传输信息；而写就是将人脑中的信息记录在书本的过程，是将CPU的信息传输给存储器的过程。这样的比喻学生就明白多了。对于讲解操作过程方面的内容，可以侧重对过程中出现的问题重点讲解和解决，也就是说整个过程老师可以不叙述，让学生根据教材中的步骤直接进行，这样不同的学生会在整个过程中有不同问题出现，可以互相解决，也可以老师辅导。因为老师的思维毕竟不同于学生，不能想到所有的问题。这样既掌握了学生的整体学习水平，也可以提高学生解决实际问题的能力。

而对于《计算机硬件基础》中硬件故障和维护这一部分，除了在讲解内容之外，可以让学生去电子市场或者实验中心，亲身去体验一下维修计算机的过程，通过课上的讲解了解了一下计算机常见的故障现象之后，对症下药，将问题解决。在这过程中会发现一下由于硬件的发展而产生的新的硬件问题，也可以试着去解决。这样一来不仅掌握了原有的知识，同时也提高了发现问题，思考问题，解决问题的能力。

对于计算机硬件应用方面的讲解可以从日常生活中着手。现在大多数家庭中的产品很多，其中的硬件部分也不在少数。学生了解了计算机的硬件组成后，可以让学生试着去掌握一些电子部件的原理基础上弄明白整个器件的工作原理。为以后的硬件的设计有一个基本的概念，因为随着生活水平的提高，对于硬件的需求也会越高，怎么样是用现有的硬件来进行设计不同功能的器件解决实际的问题，这是学习这门课的目的。

上面的介绍中不仅有老师教的方法，还有学生学的方法，我认为教学是一个相互的过程，现在的教育已经不是传统的填鸭式教学，现在侧重开放式教学，启发式教学，案例式教学这些手段都是为了学生学习和掌握知识做准备的。

上好一门课不仅包括课前教材的选择，课堂教学方法的设计，不要忘记还有教学效果的检验。现在的学校对于《计算机硬件基础》课的考核还是以考试为主，为了更好的实现课程目的，我觉得可以加重对动手能力的考核，比如单独进行计算机的组装，或者在学校配套设施允许的情况下进行一个小型的硬件系统的设计，这个设计可以在一开始上课的时候就可以布置，随着学习的深入原理的掌握，整个系统的功能以及所用到的硬件都会确定好，最后就是将硬件进行连接，设置从而完成这个系统的设计。

计算机硬件基本常识篇2

关键词：高职学院；《计算机组装与维护》课程；存在问题；改革

一　《计算机组装与维护》课程的教学目标

《计算机组装与维护》课程是一门内容丰富、实践性强、集计算机软件、硬件于一体的课程，在高等职业院校的计算机相关专业中，是非常重要的专业课，其教学目标是通过该课程的学习，使学生熟练掌握现代计算机系统结构、计算机硬件系统中各部件的性能参数、计算机硬件系统的组成结构和对计算机市场行情的分析，掌握计算机的装机过程与常用软件的安装调试，并能理论联系实践，在掌握微机维修维护方法的基础上，判断和处理常见的故障。

二　《计算机组装与维护》课程教学中面临的问题

随着计算机技术的飞速发展，计算机技术的应用领域不断扩大，社会需求大量的计算机技术的相关人才，特别是计算机维护方面的人才非常缺乏，为此各高等职业院校的计算机相关专业都开设了《计算机组装与维护》课程，其目的是为社会培养能解决实际操作问题的技能型人才。但由于多种原因，在该课程的开设过程中存在如下方面的问题：

1　教学大纲的编写不够科学化。教学大纲是根据教学计划的要求，课程在教学计划中的地位、作用，以及课程性质、目的和任务而规定的课程内容、体系、范围和教学要求的基本纲要。笔者经过系统的调查和分析，发现部分高专院校所开设的《计算机组装与维护》课程的教学大纲制定很随意，没有经过系统的验证和科学的分析，仅仅根据个人的观点和几本教科书，没有经过专家的论证。用此大纲来指导教学，会严重影响教学质量。

2　实验环境落后。《计算机组装与维护》课程的教学目标是把学生培养成为既懂理论又能熟练操作，还能处理计算机故障，进行日常维护的应用型人才。因此，在该课程的教学中，不仅要传授学生理论知识，更重要的是要教授学生解决计算机故障的能力，能够独自分析故障、排除故障，所以，实验的环境非常重要。笔者走访了部分高职院校，就该课程的实验环境进行了系统的分析和比较，发现大部分院校的实验条件只是已经被淘汰的计算机硬件，实验设备不系统，仅仅是通过该设备讲解系统的组装与维护等知识，学生无法获取计算机新技术，缺少对计算机新设备的感性认识，满足不了教学需求。

3　缺少实验指导教师。由于该课程教学目标主要是培养学生的实践动手能力，学生需要做的实验比较多，这要求需要专业的实验指导教师，指导学生完成实验内容，仅仅依靠任课老师，没有辅助实验人员的协调是很难完成教学任务的。所以，在该课程的实验教学中需要增加实验指导人员，以协助任课教师完成教学任务。

三　《计算机组装与维护》课程教学改革的内容

1　制定科学的、系统的教学大纲。首先要进行科学调查，了解社会对该层次人才的需要，组织专家进行科学论证。笔者认为教学大纲应重点突出学生实践操作能力的培养，主要包括如下内容：

一是计算机硬件知识，包括硬件知识性能的掌握和组装；二是计算机软件知识，包括磁盘的分区与格式化、系统的安装，常见应用软件的应用与维护等知识；三是计算机系统故障的分析及解决知识，主要包括计算机硬件故障和软件故障等知识。

2　教学内容的设置。教学内容的设置要突出基本技术的学习与基本技能的培养，重点要培养学生基本理论的掌握和动手实践技能的培养，具体主要包括如下内容：

(1)硬件系统：主要包括主板、CPU、内存、外部存储器、显卡与声卡、键盘鼠标及机箱电源、其他外部设备等，该知识应结合当前市场流行的主流产品讲授。介绍常用的和当前实用的技术，介绍在硬件组装连接的过程中容易出现的问题与常见错误。

(2)软件系统：包括操作系统的安装、驱动程序的安装、应用程序的安装等。此部分还要介绍流行的安装方法和技术(如克隆技术)，重点要进行常规方法和流行方法的利弊分析。

(3)计算机系统管理与优化：本部分包括BIOS的设置方法、硬盘的分区格式化、数据的备份与恢复、注册表的备份与恢复、病毒的预防和杀毒软件的使用、系统优化软件的应用和硬盘修复工具等软件。

(4)故障的检测与排除：本部分以硬件故障的检测为主。学生应掌握硬件故障与软件故障的判断方法，掌握基本的硬件故障检测方法、常用检测工具的使用等。

3　教学手段的改革。教学的组织形式以实训基地现场教学为主，尽可能多地为学生提供动手操作的机会。在教学的过程中应启发学生的逻辑思维能力，应以学生为中心，教师为主导，结合实际，使理论教学和实践技能真正融为一体。在教学环节的设置上应加大实践教学环节的比例，加大考核的比例，而考核应以技能考核为主。可以安排专门的技能训练，如计算机硬件系统的组装、磁盘分区与计算机操作系统安装、应用软件的安装与使用、故障检测与排除等实训项目。为了及时地了解计算机市场动态，培养学生学习该课程的积极性，可以组织学生进行社会调查和市场调查，通过调查与分析，了解将来的工作岗位的工作内容及要求，提高学生学习的目的性和自觉性。学生的实验环境不仅仅是在实验室，可以结合市场分析，带领学生到计算机市场中去了解和掌握计算机最新知识，激发学生学习的积极性。

4　教学环境的改革。由于高职高专普遍存在学生多，教学资源少的问题。为了实现该课程教学目标，要求开设该课程的班级人数不能太多，应控制在40人以内。有的院校因为教师缺乏，采取了合班上课的方式，学生人数达到了80人左右，造成了实验环节的严重失控，影响了教学效果。由于课程的特点，需要做大量的实验以提高学生的实践动手能力，比如磁盘分区实验、系统安装实验、病毒检测与病毒分析实验等，如果让学生在真正的物理机上面做实验，容易造成硬件设备的损坏，投入比较大，对于经费的投入也造成一定的压力。另外在平时上机的机器上面做实验，会对其他课程的上机造成很大的影响，但如果不让学生做实验又会影响学生的应用能力的提示。解决方法可以使用VMwareWorkstation，其虚拟出的计算机可以完成我们所有的软件操作，与真正的物理机器几乎是一样的，而且对现有的物理机器不会造成任何影响。

计算机硬件基本常识篇3

关键词：实验内容；考核方式；应用；兴趣

1引言

随着计算机应用的不断普及，学生动手组装计算机的热情也在不断高涨，兼容PC机以其价格低廉(相对于品牌机)而深受在校大学生的喜爱，学生通过这门课程的学习，不仅能掌握计算机硬件的理论知识，更为自己能独立组装计算机(DIY)而对该课程产生了浓厚的兴趣。目前，很多高校开始把“计算机组装与维护”作为选修或开放实验课程来开设，其目的是为了培养学生的实践动手能力，掌握一技之长。由于现行的理论或实验教材，作者从编写到出版，需经过一段较长时间，但计算机的各个部件在不断升级，性能日益提高，带来了计算机新技术、新产品与相对滞后的教材内容相矛盾，要使学生能跟上硬件发展的步伐，传统的实验教学内容和考核方式已不能适应课程发展的需要，要使实验内容跟上市场计算机硬件的变化，学生能产生该门课程兴趣，对该课程的实验内容和考核方式的改革势在必行。

2课程的特点和要求

学生学完“计算机组装与维护”课程后，所要达到的目标是：使学生掌握计算机硬件的基本知识和基础理论，能用所学知识选购和组装计算机，具备计算机软、硬件安装、调试和维护的基本技能，常用软件的使用，局域网的搭建。

该课程的特点：(1)课程内容多、知识面广，包括计算机组成部件、硬件安装、硬件测试、系统BIOS设置、优化、硬盘的分区规划、软件安装、局域网的建设、计算机日常维护。(2)知识更新快，具有鲜明的时代特征。新知识、新产品不断出现，只有不断更新教学(实验)内容才能满足学生了解新产品和新技术的要求，做到与时俱进。(3)课程注重实践，培养学生的实践能力，根据该课程的特点，要达到学习的效果和课程的目的，必须通过大量的实践教学环节来完成。

3实验内容改革

计算机组装与维护是一门实践性较强的基础课程，要求内容新、更新快，对教师的要求也很高，需要不断学习和提高。该门课程一般总学时32，占2个学分，结合本课程的特点，摒弃过去的先讲后练，甚至是只讲不练，在充分利用实验室计算机资源的基础上，进行实验内容和考核方式的改革，采取边讲边练，或者是先练后讲的教学模式。在课程的学时安排上，我们是理论为12学时，实验为20学时，基本内容大致分为6个独立的项目，现分别说明。

实验1.认识硬件(4学时)。通过理论讲解，使学生对计算机的主要硬件(主板、内存、CPU、硬件、光驱、显示卡、显示器)的性能指标，工作原理有一个感性的认识，通过网上计算机硬件价格、性能的查询；结合市场调研，要求学生写出计算机硬件的调研报告[3]，在某个价位的配置清单等手段，使学生从感性上对计算机组装产生兴趣。

实验2.计算机组装与维护(4学时)。计算机组装与维护实验进行拆装的成本较高，破坏性较大，为此，我们采取的方法是利用现有实验室原有资源，例如我们采用03年购买的清华同方机型进行拆装，要求明确目标、拆装顺序、拆装过程中的注意点(曾经有学生拆硬盘上的螺丝)；在此熟练的基础上，给予指导，我们准备了15套目前较流行的计算机产品组装，进行分组实验，经过教师检查，方可上电。使得学生既掌握了计算机组装的步骤，又能接触到新产品，不至于用到的都是过时产品。

实验3.常见故障的分析与判别(2学时)。由于现行的计算机维修，主要是板卡级的，替代法也是常用的方法之一，在本次实验过程中，要求学生能对实验2中的常见的一些故障能进行分析、判断，在相互讨论的基础上，自己能独立排错，以便解决实验过程中遇到的问题。通过本次实验可以培养学生的团队合作精神和独立分析问题和解决问题的能力。

实验4.系统的安装(XP和WINDOWS2000Server)(4学时)。通过本次实验，使学生掌握系统分区、硬盘格式化、BIOS的设置、系统的安装、网线的制作方法，利用H3C的交换机组建一局域网。

实验5.有关系统相关软件的使用(4学时)。该实验涉及四个方面的内容，要求学生必须掌握，涉及软件的下臷和使用。

(1)系统的备份(GHOST的使用)。

(2)系统的优化(WINDOWS优化大师的使用和注册表的了解)。

(3)系统的测试(SisoftSandra的使用)。

(4)常用杀毒软件的使用(瑞星、金山毒霸、卡巴斯基)

实验6.多媒体软件的安装与使用(2学时)。内容涉及

(1)图像处理软件

(2)声音

(3)播放器的安装与使用(豪杰、realPLAY、暴风影音)

4考核方式的改革

通过该门课程的学习与实践，我们在考核方式上也进行了相应的改革，传统的考核方式是7+3模式，即理论占70%，实验占30%；我们采取的方式是3+7模式，即理论占30%，实验占70%。理论考核为辅、动手操作为主。笔试考核为辅、实践操作比重高于笔试，各单项实验项目独立计分。这不仅使学生在考核上把风险分散到各个实验项目中去，也不必担心考试通不过，再次重修，真正使学生的实践动手能力得到提高；在实验的考核方式上采取多种形式。

(1)分组讨论(实验2)

(2)调研报告(实验1)

(3)实验报告书

宽松式的实验环境，学生在课内安排实验如不能及时完成的话，可以利用业余时间，由学生本人提出预约申请进行补做，达到规定的要求，分项目进行单独计分，目的只有一个，就是通过实践的练习，确实把按大纲规定的要求落到实处，使学生能在轻松学习的基础上掌握一项技能，体现学以致用的原则。

5结束语

目前，计算机已广泛应用于各行各业，因此懂得计算机的软、硬件安装，常见的报错信息、检测方法，日常的维护和保养，“计算机组装与维护”势必将成为学生比较感兴趣的课程之一，尤其对于民办本科的学生来说，加强实践动手能力的培养已成为大家的共识，通过对实验教学的改革，目的是为了提高学生的学习兴趣；通过考核方式的改革，消除学生对该门课程由于理论考试不及格而带来的负面影响，使学生能快乐学习，体会实验过程所带来的快乐和成功感，确实让这门课程变成大家想学又愿意学的一门课程，事实证明，通过本学期对该门课程的改革，无论从内容上还是考核方式上，都取得了很好的效果，学生反映较好，收效甚大。

参考文献:

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[5]孙中胜,高长宝.微机组装升级与维护[M].北京:清华大学出版社,2005.

[6]周苏等.大学计算机专业基础课程实验教学的改革与创新[C].大学计算机基础程报告论坛论文集2005[M].北京:高等教育出版社.

[7]李秉璋等.以提高应用能力为目标进行计算机专业课教学[J].计算机教育,2006,(12):28-31.

[8]范跃进.面向创新型国家建设的应用型创新人才培养模式探索[J].中国大学教学,2006,(9):24.

Thereformofthecontentandmethodsofexaminationin“Computerassemblyandmaintenance”

TAOJian-ping

(SchoolofNanXu,JiangsuUniv.ofScienceandTechnology,Zhengjiang212004,China)

Abstract:InordertoenhancetheEffectoflearningthecomputerassemblyandmaintenance,inthepracticecourses,contentandassessmentfromtheexperimentscarriedoutonthewayofreform,sothatstudentsstudyintherelaxedatmosphere,Theynotonlyincreasetheinterestinlearningcoursesbutmastertheskills.

计算机硬件基本常识篇4

摘 要：针对当前计算机硬件类专业人才缺乏的现象，以及高校在计算机硬件类人才培养中存在的“欺软怕硬”问题，阐述硬件类人才培养现状及问题存在的原因，从计算机硬件类课程体系、实践环节、学科竞赛方面提出计算机硬件类人才培养的改革思路，希望与同行探讨。

关键词：计算机硬件；硬件课程；实践教学；学科竞赛

计算机硬件类专业人才培养是一项系统工程，我们须在社会大背景、专业教学大环境下思考计算机硬件类专业人才培养的问题。计算机硬件类人才培养具有一定共性，即教学规律，也有一些新模式和新措施。笔者在多年教学经验基础上，思考计算机硬件类专业人才培养，希望对计算机硬件类专业人才培养起到一定的借鉴作用。

1 硬件类人才培养现状

计算机专业涵盖的范围越来越广，计算机硬件类课程体系是计算机专业的重要组成部分，主要包括计算机组成原理、操作系统、计算机网络、计算机系统结构、接口技术等课程，它们是计算机专业中的技术核心课程，具有理论性强、应用范围广且与实际工程联系紧密等特点。然而很长一段时间内，许多本科院校计算机专业培养的学生特色不明显，存在“博而不精”、“欺软怕硬”等问题，使得计算机专业在硬件课程的设置、教学知识体系和内容等方面存在着诸多不尽如人意的地方，教学质量难以保证，多数学生的硬件能力都比较差，基本无法胜任计算机硬件方面的相关设计和应用工作[1]。加上缺乏引导和创新能力的培养，学生学习硬件类专业知识存在仅仅一知半解，只认识表面，不能深入本质、学以致用，不能系统认识等诸多方面问题，造成学生学习被动，缺乏踏实精神，工作后丧失适应能力和创新能力。这无疑为高校硬件

类专业人才培养敲响了警钟。我们应该立即采取措施解决计算机硬件类课程教学中存在的问题，才能有效提高硬件类人才培养的质量。

2 改革思路

2.1 调整现有硬件类课程结构，建立硬件课程群

计算机硬件类课程在计算机科学与技术教学中占有很重要的位置，对计算机专业学生全面掌握计算机知识体系、深入认识计算机科学内涵起着不可估量的作用。其课程一脉相承，构成一条连续坚固的知识链，相关的软件类课程与之配合，形成大学阶段计算机知识的完整结构，为以后计算机开发应用和深造打下良好基础。

传统计算机类硬件课程体系的设置不是专门针对计算机专业，而是面向电子工程、自动控制、计算机等多个专业的通用体系。因此，在内容上几乎面面俱到，对培养通才有好处，但是针对性不强，造成课程教学中课时不够，许多知识点讲不深、讲不透。计算机科学与技术是一门不断更新、快速发展的学科。为使计算机科学与技术专业的人才培养与社会需求相适应，近年来，许多高校对计算机硬件类课程教学计划也在不断进行调整，但调整的多是课程名称和内容，体系结构本质没有太大变化，使课程内容之间的划分不清晰，造成课程设置和课

程内容重叠，在先修和后修课程衔接上脉络不清，比如有些学校的软件工程专业在学习计算机硬件系统基础课程时，往往没有先修数字电路基础课程，导致学生要学好该门课程比较吃力，同时课程内容上又存在与计算机接口通信课程重叠现象，造成学时资源浪费。因此，对现有课程体系进行必要的改革，及时根据计算机的技术发展调整培养计划，设置硬件课程群，更新现有硬件课程内容，建立清晰课程脉络，培养学生坚实硬件基础知识和创新能力，显得尤为重要。

我校针对教学与实验内容滞后于计算机科学技术发展、学生好“软”怕“硬”等切实问题，在人才培养方案上进行了较大的改革和创新，从基础课抓起，逐步培养学生的“硬件学习”兴趣，逐步将计算机新技术和新方法纳入到新课程体系的建设中来。按照硬件课程特点建立了硬件课程群，修改了硬件课程群培养方案，设置了纵向分层优化的课程体系，包括基础课程、实用课程、创新课程三个层次，硬件课程群的课程构成及学时分布如表1所示。

同时，根据计算机技术最新发展趋势，针对现有硬件课程不足进行课程改革，主要是对原有课程进行整合、调整，理顺课程的脉络，同时根据计算机技术发展需要增加一些能够满足社会需求的理论和实践课程。因此，在新的课程体系中，保留计算机组成原理、计算机系统结构、微机系统与接口技术等计算机专业必修课程，对这些课程内容作些微调。比如在计算机组成原理课程中，除讲述计算机存储系统、指令系统、控制器等基本内容外，增加了计算机多核技术内容。在系统可编程单片机原理及应用课程中，将系统可编程思想融入到单片机原理课程中。同时，显著增加实践环节学时的比例，不仅为重要的专业基础课程设置独立的课程设计实践环节，而且90％以上的专业课程均含有实验或上机学时。

2.2 改革现有硬件类课程实践教学体系

硬件类课程实践教学是保证和提高人才培养质量的一个重要环节，硬件类课程实践教学体系在计算机硬件类人才培养方面起关键作用。在实践教学中，应树立“以学生为主体，教师为主导”的新教育观，坚持知识、能力和素质协调发展的实践教育理念和以能力培养为核心的实践教学观念，以“提高学生工程实践能力、工程设计能力、创新意识与创新能力，培

养学生综合素质”为人才培养的宗旨，致力于培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。

在计算机硬件课程教学中，实践环节往往容易被忽视，或为最薄弱环节，其教学效果也不太好，对计算机硬件教学产生关键影响[2]。目前，高校在计算机硬件实践教学中普遍存在的问题如下。

1) 实验设备及条件相对滞后。

计算机硬件是实践性很强的学科，在计算机硬件教学中，硬件课程的实验设备投资大，通常每门课程都需要配备专门的实验设备，多数高校在硬件课程及实验条件建设方面都明显不足，设备相对落后，实践教学时间严重不足，培养出来的学生大多不具备基本电路设计、调试和实践的能力。

2) 实验内容和社会需求脱节。

计算机硬件是一门更新换代速度非常快的学科，社会需求针对性非常强。由于教学内容和实验条件相对滞后，导致实验内容和社会需求脱节，培养的学生不能迅速适应社会需求。

3) 创新能力培养不足。

现有的计算机硬件实践环节多数以验证性实验为主，即学生往往根据教师提供的实验方法和实验步骤进行验证，缺乏自主创新意识。通常实践环节结束之后，学生也不会进行发散思维，达不到学生创新能力培养的目的。

我校在计算机硬件课程实践教学环节中已经探索出一条新思路，依托部级计算机基础课示范中心，培养适应国家经济社会发展急需的多层次、复合型、应用型、创新型计算机人才，在硬件类人才培养中提出“追踪计算机新技术，遵循‘TRY’实践教学新方法，构建实验实训新体系，培养具有创新精神、脚踏实地的应用型人才”的实践教学理念。同时，积极跟踪计算机学科发展，优化整合计算机系列实践课程教学，坚持以学生为本，让学生在做中学，在多次、多种、开放性试验中学会学习，学会探索、学会创新，锤炼学生严谨的学风、顽强的工作作风、合作精神和科学态度；培养具备实践能力、创新能力的多层次应用型人才。

在实践教学改革中，积极推动实验课程体系、教学内容、教学模式和教学方法等方面的改革，培养基础扎实、视野开阔、具有适应能力和创新意识强、高素质的应用型人才。为此，我们坚持以实验室建设尤其实验资源的整合、共享和开放为基础，以实验教学体系和实验管理体制的改革为核心，以建立一支稳定、高素质的实验教学队伍为主力，以完备的实验条件为保障，改革和完善实验中心的管理体制，依靠科研促进实验教学，全面提高实验教学质量。

我校的计算机硬件类实践环节由校内实践与校外实践两个方面有机组成。校内实践包括课程设计、工程训练与毕业设计等环节，以“DIY”为教学理念，促进实验从验证型到设计型、从实验室到学生寝室的转变，结合学科建设，重点培养学生的知识综合运用能力与系统分析设计能力。

校外实践鼓励学生到校企共建的实训基地完成工程设计、毕业设计和实训实习等环节，重点培养学生的工程实践能力与团队协作能力；改革现有学校主导的学生考核评价机制，建立用人单位共同参与的综合评价机制，提高学生评价的有效性、准确性与科学性。

同时，积极探索新的计算机硬件类实践教学方法。为实现培养“既会动手，又会动脑”的计算机应用人才的目标，计算机科学与技术专业的教师在实践教学过程中采用丰富多样的实验教学方法，内容如下：(1)“TRY”实验教学法。“TRY”是以学生多试为主的实验教学方法。改变传统的以教师讲解、学生验证为主的实验方法，鼓励学生动手实验，自己总结规律。(2)交互讨论式教学法。教学中师生之间、学生之间互动讨论，可以充分调动学生的积极参与性，尤其在设计与综合实验中，教师引导学生讨论实验方案、方法。(3)开放式自主实践教学法。开放部分实验室，学生自选实验选修项目，学生自主选择指导教师。(4)目标驱动教学法。教师给出实验项目和目标，主要由学生根据任务目标完成实验的各个环节，如资料查找、实验方案设计、仪器调试、实验结果测量与处理等。(5)课外科技活动指导方法。开设计算机硬件学生兴趣小组，配备经验丰富的教师指导学生的科技实践活动。(6)参与教师科研项目方法。大三学生即可参与教师的科研项目，教师指导其进行相关的学习与研究，边学边用，活学活用。

2.3 通过学科竞赛扩大硬件学习影响力

大学生学科竞赛是促进创新型人才培养的有效手段之一。我校积极鼓励学生参与国内外各类科技竞赛，如大学生“挑战杯”、电子设计竞赛、嵌入式系统设计大赛、智能车大赛，激发学生学以致用的兴趣。对获得国家和省级各类学科竞赛等级的学生，给予成绩、学分和物质奖励。建立计算机硬件学生科协和各种竞赛组织、集训的长效机制，分为智能汽车小组、嵌入式竞赛小组、挑战杯小组、创新设计小组，搭建学生参加科技竞赛、训练的基础平台，形成一个“传、帮、带”的梯队，扩大竞赛的影响面，达到以点带面的良性循环效果，增加学生学习硬件课程的兴趣，加强学生创新能力的培养。

在学生科协辅导形式上，改变传统授课模式，辅导教师采用专题讲座形式，将各种知识和能力介绍给学生，充分发挥学生主观能动性，结合自身优势和特点，弥补不足，努力实现学科交叉，将计算机、电子、控制、机械等知识和应用能力融入其中。

如在智能汽车小组中，涉及计算机科学与技术、电子科学与技术、自动控制等专业的学生。计算机科学与技术专业的学生在实现小车控制过程中，结合自身在图像处理、算法等方面的优势，努力掌握电路知识和经典控制算法，在机械调校过程中掌握基本机械设计和调试能力，潜移默化中掌握硬件类人才所需要的各种知识和能力，成为社会所需人才。实践证明，通过学科竞赛形式，计算机硬件科协从最初十数人发展成为现今上百人规模，包括了大一到大四各个年级的学生，将大批计算机专业学生从电脑游戏旁吸引过来。

在培养学生能力的同时，我们也取得了一定成绩，包括全国Intel杯嵌入式竞赛一等奖、全国大学生“挑战杯”竞赛二等奖、全国智能车比赛二等奖等。目前，计算机硬件科协的大四学生大都继续攻读研究生深造，或进入国内外知名IT企业从事硬件技术研发工作。

3 结语

近两年来，我校在计算机硬件类人才培养方面初见成效，学生“欺软怕硬”现象逐步改善，更多的学生开始喜欢并选修诸如计算机硬件系统基础、单片机原理、嵌入式系统开发等硬件相关课程。同时，学校为这些学生提供了专门的实验室及良好的开发实验平台，让学生通过实际动手操作，更好地掌握硬件类相关课程。同时，越来越多的学生加入到硬件科协，热衷于参加电子设计竞赛、嵌入式大赛及智能车比赛等对硬件要求较高的大学生科技竞赛活动中，逐步形成一种热爱硬件类课程学习的良性氛围。

对于计算机相关尤其是计算机科学与技术专业学生来说，光学习计算机编程等偏软课程远远不够，应该对计算机底层有深刻认识，形成一套完整的知识结构，方能满足社会需求。因此，教师应该在现有基础上加强对学生的引导，使其认识到计算机硬件类课程的重要性。目前，我校计算机硬件类专业人才的培养尚处于探索阶段，但是社会对硬件类人才的需求却与日俱增。如何采用一些有效改革措施，培养社会急需的高素质硬件类专业人才，是当前需要解决的紧迫问题，笔者对这个问题提出了思考，希望起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1] 黄剑玲,廖剑华. 计算机硬件系列课程教学改革的探讨[J]. 教育探索,2009(3):31-32.

[2] 胡景春,叶水生,韩旭,等. 计算机科学与技术专业硬件教学实践环节的综合研究与建设[J]. 实验技术与管理,2010,27(3)：12-14.

Exploration of Computer Hardware Special Talents Training

ZENG Hong, LI Ertao, DAI Guojun

(National Computer Teaching Lab of Basic Courses, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018,China)

Abstract: The purpose of this paper is to analyze the reason for the current situation that there are not enough computer hardware engineers, and the problem that the universities do not pay enough attention to computer hardware education. After that, a set of revolution solutions, including the computer hardware course system, practice link, and subject contest, are introduced.

Key words: computer hardware; hardware course; practice teaching; subject contest

基金项目：2009年浙江省新世纪教改项目(yb08029)。

计算机硬件基本常识篇5

关键词：硬件课程；内容衔接；优化整合；模块化

1 背景

计算机技术的发展是以电子技术为基础，以硬件技术为前提，这给计算机专业硬件系列基础课程内容的教学提出了更新、更高的要求。高等院校已经普遍认识到计算机专业硬件课程教学的重要性。在教学过程中，教师采用各种方式进行相关课程的教学改革，更加注重课堂教学的效果，学生学习硬件知识的主动性比以前都有所提高，这个势头令人欣喜，但是师生们共同的付出与期望回报的目标相比，还相距甚远。究其原因，课程之间内容的衔接和整体优化问题值得我们从事硬件系列基础课程教学的同行们得以深思。

目前高校计算机专业硬件系列基础课程主要包括：电子技术、数字逻辑、汇编语言程序设计、计算机组成原理、微机原理和接口技术等。这些课程虽然特点不同，各有侧重，但它们不仅存在前后衔接的层次关系，而且存在相互渗透的交叉关系。在教学过程中，由于过分强调某一门课的完整性和独立性，忽略了课程之间内容的衔接和整体优化[1]，这严重影响了硬件课程教学效果的提高和专业人才培养的质量，必须采取相应的措施扭转这种倾向。近几年，我们在教学过程中针对这些问题，采取了相应的对策，收到了非常好的教学效果。

1 计算机硬件系列基础课程教学中存在的主要问题

1.1 课程间缺乏有机联系，学生不能驾驭整个知识体系

高校计算机硬件系列基础课程，学生要经过若干个学期学习，才能掌握其内容。硬件系列的每门课之间既相互联系，又相互独立，各自的内容也比较多，教师在教学过程中往往只注意到每门课的重点，而没有关注各门课之间的联系[2]。对于学生而言，对各门课的知识理解尚且不深，运用也不熟练，他们只能在每门课各自的范围内看到一个个不太完整的计算机硬件系统的模型。有的课程理论性太强而显得抽象，有的则是知识点太多而容易顾此失彼，这使得学生难以将几门课程的内容相互融会贯通，无法全面了解计算机硬件系统的组成、结构及功能。

1.2 过分强调各门课的完整性和独立性，部分内容交叉重复

计算机硬件系列课程从知识结构上看，它是构成计算机系统知识中物理结构及体系结构的完整的知识模块，在教学过程中应该从全局考虑，将其作为一个整体统一安排，而目前计算机硬件系列基础课程教学中，大多数教师存在过分强调每门课程的完整性和

独立性，忽视了课程之间内容的衔接和知识的整体优化，导致有些教学内容重复，而有些应该讲授的内容却被忽略掉，导致教学效果不好。例如，在电子技术课程中花费大量的时间进行电路的化简、计算，却没有时间来分析二极管、三极管的特性和A/D和D/A转换的工作过程，而这些内容对计算机的后继课程是相当的重要。又如，在汇编语言程序设计课程中，教师过分强调用汇编语言如何编写复杂的循环、分支程序，如何用汇编语言来实现C中那些求最大公约数、最小公倍数以及排序、查找算法。而忽略了这门课程承担着一个重要的任务，它是为计算机组成原理、微机原理与接口技术等课程的学习提供一些基础知识，要让同学们通过这门课的学习，建立起内存的空间概念，了解指令系统如何组成，只有掌握这些知识，后继的课程学起来才能循序渐进。再如，像中断系统和存储器系统，在计算机组成原理、微机原理与接口技术、汇编语言程序设计等课程中都涉及到，而教师讲解都不完整，学生在学习过程中既感觉重复，又似懂非懂。诸如此类的问题很多，在此不一一列出。

1.3 硬件师资力量薄弱

目前，高校相当一部分计算机硬件系列基础课教师是从学校毕业直接进入高校教师队伍，他们经历读硕或读博的过程，本身接受的是精英教育，习惯从书本到书本，从理论到理论。工程实践的经历与经验较少，教师本身对工程实践经验匮乏。例如，有些从事硬件教学的教师对硬件的时钟、脉冲宽度、三态门、总线周期等基本概念及相互关系，并非全面、真正地掌握，这些直接影响硬件的课程教学，同时导致他们对教材的再处理能力下降。有的教师只能照本宣科，至于自己所讲的内容在整个课程体系中到底占据什么样的地位，有什么样的作用，都不了解。另外，学生们当初对这些年轻的高学历教师寄予厚望，实际的教学效果欠佳，严重影响了学生们的学习兴趣，自然学习硬件的积极性就下降了。

2 解决问题的途径

针对以上在硬件基础系列课程教学过程中普通存在的问题，根据我们平时在教学中的经验和体会，笔者提出以下几点建议，旨在提高硬件基础课程的教学质量，供同行们参考。

2.1 注重硬件课程之间的联系，对硬件系列课程内容进行整体优化

如果能很好地解决硬件系列基础课程内容之间衔接的问题，就可以提高授课效率，同时能改善教学效果。我们采取将相关性较强的课程组合在一起构成一些知识模块，这样能较好地解决课程内容整体优化问题。例如，将数字逻辑与电子技术合并(并非合成一门课)构成电子技术知识模块，将相关课程的教师组织在一起进行讨论，确立各门课的授课内容，构建知识的前后衔接，写出相应的教学计划和实践教学环节大纲，这样既可以使学生受到完整的电子技术综合能力设计的训练，又避免了某些内容重复讲授。又如，将汇编语言程序设计、微机原理与接口技术及计算机组成原理合并构成计算机应用技术知识模块，进行知识组合。汇编语言程序设计不再是一门独立的学科，它是计算机组成原理和微机原理与接口技术等课程的先导课程，与其他课程有着密不可分的联系，通过这三门课的教学，逐步揭示计算机硬件系统的基本工作过程。如果能从整体上把握教学，就可以让学生了解硬件系统完整的工作原理，在基础层次上彻底了解硬件系统。对于这几门课程，主要整合方式有：

1) 把汇编语言程序设计和计算机组成原理结合，侧重于计算机硬件的五大部件、寻址方式和指令系统的理论性教学[3]。这样有利于把计算机组成原理中介绍的一般性的知识和具体的微机系统联系起来，给学生打下牢固的理论基础。

2) 把汇编语言程序设计和微机原理与接口技术相结合，侧重于硬件编程能力的培养。这样有利于学生透彻地了解微机系统，并具备扎实的硬件编程能力，有利于单片机和嵌入式等后继相关课程的学习。

通过上述结合，对课程内容进行了精练，避免大量的内容重复，同时也解决了课时少和内容多之间的矛盾。

2.2 加强实践教学，拓展学生的创新思维能力和动手能力

计算机硬件系列课程教学由于课时的限制，我们采取在实验课上只安排一些重点实验，部分容易操作的实验由学生课后完成，实验课后组织同学进行分组集中汇报。近两年，我们将大二、大三的每个学期的最后一周安排成实践周，进行一些综合设计性训练。例如，大二的第一学期，我们会在电子技术和数字逻辑课程结束后，提出一些选题，将学生分组，让学生进行综合设计。同学们看到自己设计的表决器电路、信号灯控制系统，在Verilog HDL中的仿真结果和实际系统完全一致，产生巨大的成就感。再如，在汇编语言程序设计和计算机组成原理完成后的实践周里，我们的同学设计出了多条指令的微程序将其存到EPROM中，然后用汇编语言编写相关的应用程序，调用自己编写的微程序，看到预期的结果，他们终于明白了，为什么汇编中自己不能随心所欲地造指令格式。这些都证明了实验课和硬件理论课处于同等重要的地位。

学习之余，我们鼓励学生积极参加第二课堂的学习活动，组织电子设计竞赛课外活动小组，鼓励学生积极参加各种竞赛，接收本科生参与教师的科研课题，如暑期创新实验等。在近几年的电子设计大赛中，学生也收获了不少奖项。2011年10月，在安徽省“炜煌杯”大学生单片机应用技能大赛中，我院派出的6支代表队中，一支队伍取得一等奖、一支队伍取得二等奖、四支队伍取得了三等奖的好成绩，并且还荣获了最佳组织奖、团队二等奖等。

实践证明，上述做法对我们计算机专业学生扎实掌握计算机硬件系列课程的知识，提高他们的学习兴趣起到一个非常重要的作用。在近几年毕业论文的选题中，我们看到了一个非常喜人的现象，选择硬件课题的学生呈逐年上升的趋势，这说明学生们已经有实力控制硬件了。

2.3 加强师资队伍建设

要培养适应信息化社会所需要的创新人才，教师首先要有创新性，要对学科专业知识有独到认知与领悟，为此需要教学和科研相长。要做好一个教师，不能只研究教学法，最根本的是要把教的东西搞透，做到深入浅出，才能把课讲好讲活。教师好不好的标准，十分重要的一条是看他在科研上有没有成绩，课上有没有启发性的东西。有一流的科研，才有一流的教学水平。教师教学也不能锁定在一门课程上，甚至固定在一本书里，鼓励教师分别在硬件系列课程、软件系

列课程中交叉上课，进而软硬件课程交叉。

为了提高教师自身的素质，我校鼓励教师积极申报各种纵向和横向课题，通过参与科研项目，提高自己的动手能力。另外，学校有计划地把教师送到一些开发公司、企业和科研单位，直接参与计算机产品的应用开发。例如，我们多次利用暑假派出一些教师参加由计算机实验仪器生产商组织的产品研发研讨班，通过这样的研讨，教师的视角高了，对原理的理解更透了，讲起课来不再空乏无味，因为他们有来自现场的实例，有更高层次的研发视角，同学们学习相关课程的兴趣也浓了。同时，教研组安排有实力、有经验的老教师帮助经验少的年轻教师，安排年轻教师给老教师带实验、当助教，年轻教师的业务水平提高更快。

要想培养出优秀的学生，这对教师提出了更高更具体的要求:

1) 教师应具有广泛的知识面、深厚的专业知识，在科研工作中不断地提高自己的业务能力；

2) 实行开放式教学模式，将单一的课堂讲授扩大到学生自学、讨论、科研和实践中；

3) 实行启发式和讨论式的教学方法，来激励学生的求知欲和想象力，发展学生的求异思想。这些要求都是我们教师要去身体力行的。

2.4 加强协作精神的培养

计算机学科知识和技术更新速度快，需要人与人广泛地合作与交流，为此在教学工作中，我们不论年老年少，不论知识层次如何，良好的合作与协作会使我们知识更加丰富。

3 结语

计算机技术是迄今为止发展最为迅猛的一个技术领域，这给计算机硬件系列课程的教学提出了更高更具体的要求，但计算机硬件课程的教学改革是一个系统工程，需要长期的大量的实践才能逐步达到目标。本文仅是笔者多年在计算机硬件系列基础课程的教学过程中收获的一些教学经验和体会，希望这些认识能对计算机硬件系列课程的教学改革有所帮助。

计算机硬件基本常识篇6

[关键词]硬件 软件 计算机

一、引言

计算机在商业和家用方面已经普及使用,有台式的、有手提便携带式的、有微型的、还有中型的和大型的等,对计算机维护和维修的基本要求就是利用软硬件知识去保证机器正常使用。为了保证家用计算机不影响正常的生活,我们对家用台式计算机为主体进行分析。

二、家用计算机的使用要求

现在,通常的家用计算机主要是青少年用于配合学校学习而购置的,硬件以单CPU台式机为主,配以微软系统软件、OFFICE软件和防病毒软件为主。实际上,青少年把计算机用于学习的时间不多,多是用于上网浏览和打游戏。所以,他们使用的硬件往往是比较近代的产品,配置也比较高新;对应用技术软件则要求不多,至多在添加设备扫描仪的同时加上图形(例如PHOTOSHOP)软件。

三、家用计算机的维护要求和目的

1.硬件的维护要求和目的

越高档的计算机,它的硬件就越要求好的运行环境,好的环境就需要好的维护措施,才能防止运行环境变坏,才能保证计算机运行良好。所以,提出下列要求:

(1)定期检查电源散热风扇是否运转正常,灰尘多时要拆开清洁。目的是防止电源风扇停止转动而影响电源部件的散热需要。

(2)定期清洁软盘和光盘驱动器的磁头与光头(如半年一次)。目的是防止磁头或光头因为灰尘或脏物造成读盘出错。

(3)定期检查CPU、显示卡等部件上的散热风扇是否运转正常。目的是防止风扇停止转动而影响CPU和显示卡等主要部件的散热需要。

(4)计算机要定期进行使用,避免长期放置不用。目的是防止计算机元件因为接触不良或电容失效而影响需要使用时无法工作。

(5)开机时应先给外部设备加电,后给主机加电;关机时应先关主机,后关各外部设备,开机后不能立即关机,关机后也不能立即开机,中间应间隔15秒以上。目的是防止电源电压对计算机元件的意外冲击而损害。

2.软件的维护要求和目的

(1)开机后,系统软件没有完成进入正常使用时,不能立即关机。目的是防止不但容易损坏软件,也会容易导致硬件损坏。

(2)基本应用软件安装使用正常后,马上进行系统区域备份工作(可利用GHOST软件备份到另一硬盘区域或另一个硬盘,还可以刻录到光盘上或U盘上)。目的是为快速修复系统软件作好预备工作。

(3)必须安装有防病毒软件后才能复制非本机的文件进入本机和上网浏览,防病毒软件发出提示时,不能确认的不要允许通过,防病毒软件必须要定期升级更新。目的是防止病毒软件损害计算机内的软件甚至是硬件,病毒软件几乎每天都在更新,所以防病毒软件也要求能自动更新。

(4)随时或定期做好自编文档、自拍图片和录象等备份工作(方法参照第2条)。目的是防止因为计算机系统软件或硬件的损坏而导致自己的劳动果实丢失。

(5)不要随便删除系统盘上的软件。目的防止系统软件链被意外损害而系统无法正常工作。

(6)同类型的软件不要全部安装使用,只挑选一种。目的是避免软件冲突,例如把2个以上防病毒软件安装在同一主机,就可能因为双重工作甚至相互争先而导致软件运行速度下降,严重的会引起停机不工作。

(7)执行软件工作,没有必要的话,尽可能不要同时执行同类型的多任务工作。目的是防止CPU工作量大,耗能也大,速度也会降低,软件容易出错。例如同时进行多任务复制或下载工作,一个任务只需要30分钟,两个30分钟的任务,不等于在30分钟同时完成,而可能会变成需要60分钟才能完成,三个以上的任务就更加难以确定了,除非主机性能等各方面因素都良好会有例外。

(8)关机时按系统软件的要求进行操作,不要直接使用硬件按钮简单地进行关机。目的是避免系统软件出错或损坏,导致下次开机不能使用,或要花费较多的时间启动软件自动进行扫描检查。

四、家用计算机的维修要求

今天,计算机硬件和软件变得更加密不可分,许多原先由硬件实现的功能改由软件实现。对计算机来说,软件成份占了相当部分。很多软件故障,客观上也表现为硬件的故障。有些故障是可以明显而容易地区分到底是硬件还是软件上的问题。有些则需要作一定的工作才可以判定到底是软件故障还是硬件故障。这就要求维修人员既要具备硬件知识,又要具备相当的软件知识。因此,提出下列要求:

(1)熟悉计算机硬件各部分功能,熟悉硬件自带软件的使用,熟悉组装过程。

(2)熟悉计算机通用系统软件的快速安装与使用,熟悉常用软件的安装和使用(例如office等软件)。

(3)会使用测试卡、万用表等工具检查硬件基本数据状态。

(4)会对比分析硬件的正常与否,用替代法判断硬件的好坏。

(5)会使用工具软件检测硬件的性能。

(6)会使用工具软件调整或修复可以进行修复的硬件,如BIOS数据,硬盘物理部分损坏等。

(7)会分析检测主机关联设备的正常与否,会检测常见设备的正常与否,如打印机。

(8)会分析主机故障的原因是属于硬件引起还是软件产生的。

(9)需要熟悉局域网有关硬件和软件的安装和应用,会分析网络故障的原因是由硬件还是软件引起的。

(10)对每次出现的故障和维修结果,要进行记录和总结,积累维修资料,多翻阅学习计算机软硬件书刊,以提高维修的效率。

参考文献:

[1]王佩珠.电工电子学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1993,(5).

[2]张毅忠,关富宜,郑存陆.微型电子计算机系统鼓掌检修200例(第1版)[M].广州:广东科技出版社,1991,(1).

计算机硬件基本常识篇7

关键词：EDA技术；计算机专业；硬件体系；实验教学

中图分类号：G642 文献标识码：A

1计算机硬件类实验教学面临的问题

计算机技术不断进步与发展，若计算机硬件类实验教学仍采用传统的实验教学模式和传统的实验平台，开设自主性、综合性、创新性实验就面临一些问题和困难。

1.1硬件设备投入高，硬件项目开发周期长

硬件实验平台的建设需要大量的资金投入，而且硬件类实验消耗很大，需要持续的资金投入做保障。此外，硬件课程建设周期也较长，硬件实验项目开发也非一蹴而就，实验教师需要完备的理论知识和扎实的电子学知识，而且需要反复的实验和长期的实践，才能自如的设计实现，这一过程比掌握一门计算机语言或一种计算机软件开发工具要难得多和慢得多。实验设备的更新速度及实验项目长周期开发难以满足新技术、新方法的更新步伐。

1.2教学实验台的设计针对性强，硬件线路相对固定，实验内容受硬件设计的制约

很多教学实验台的设计针对性强，是针对某门课程而开发设计的，硬件线路部分相对固定，其扩展性很有局限，更新实验内容受硬件设计的制约。硬件实验设备的高投入和实验器件的大消耗，在没有足够资金投入的情况下，在现有硬件设备上进行实验内容的更新，开设自主性、综合性、创新性实验难以实现。

1.3硬件实验教学彼此脱节，缺乏系统化的实验体系

计算机专业硬件类课程必修课程一般包括数字逻辑、计算机组成原理、计算机接口与通信技术、计算机体系结构、嵌入式系统设计，选修课程一般包括单片机原理及应用、数据采集、计算机控制技术等。这些课程之间彼此存在内在的联系，学生通过这些课程的学习，应当能逐步建立起整个计算机系统设计的概念，掌握计算机系统的设计技术，掌握计算机的控制应用。但在具体课程和实验安排中，却往往忽略并割裂了这种内在联系，实验内容没有从模块化、系统化的角度整体考虑计算机系统设计和控制应用的要求。因此，分析这些课程之间的内在联系，设计阶段性、模块化、系统化的实验教学内容，建立计算机硬件实验教学体系，对于培养学生的计算机系统设计能力和应用设计能力十分重要和必要。

2构建基于EDA技术的计算机硬件实验教学体系

EDA技术的迅猛发展，以及可编程逻辑器件PLD的出现及不断推旧出新，为解决上述矛盾提供了一个良好的契机。EDA技术不仅是一种先进的硬件设计技术，而且将在计算机专业的硬件体系实验教学中发挥其重要作用。采用EDA技术可以实现硬件设计软件化，其实以软件实验替代硬件实验的方法也将是计算机硬件设计技术的发展方向，在美国一些著名大学的计算机硬件实验室，包括计算机组成原理实验早已不用那种传统接插式箱式实验台，采用EDA技术进行硬件实验，通过可编程逻辑器件进行修改和重构，实现系统编程和硬件逻辑设计的软件化，设计方法较灵活。由于所有的实验都在计算机上利用软件来完成,不需连接导线，修改测试极为方便，可大大提高实验效率。与通常的实验手段相比，“软件化”实验无器件损耗，可节省实验经费，并减轻实验管理人员的维护工作量。采用EDA技术将为学生进行自主实验、综合实验和创新实验提供广阔的发展空间的同时，全面提高学生工程实践能力和学习硬件设计的兴趣。因此，构建EDA技术贯穿于计算机硬件实验教学体系十分必要。

2.1研究计算机专业硬件类课程之间的关系，设计递进层次的实验结构

要合理设置计算机实验课的结构，在强调计算机实验课之间的逻辑顺序的同时，注意知识内容的相互衔接，上下呼应，以保证学生知识的增长、学生能力的发展和社会需求三者之间的统一。建立基于EDA技术的基础设计、综合设计、应用研究设计三个递进层次的实验结构。

基础设计：主要掌握基本技能、基本方法的运用，加深对理论知识理解。例如，数字逻辑实验课程中组合逻辑和时序逻辑电路的设计，计算机组成原理实验课程中功能部件的设计，计算机接口实验课程中I/O接口部件的设计，学生用EDA软件原理图和硬件描述语言的方法在设计或描述这些功能时，必须清楚部件的结构与性能，充分理解理论知识。以基础设计实验替代验证性实验不仅让学生掌握基本技能和方法，更能透彻理解理论知识。

综合设计：综合所学的知识，应用现代化的设计思想，设计计算机的硬件系统。如将计算机组成原理、计算机接口技术与计算机体系结构实验课程结合，学生用硬件描述语言完成中断控制器、总线控制器的设计，及RISC、CISC的CPU优化设计。综合设计实验可以在单科单个实验的基础上，进一步将计算机硬件课程的实验内容打通，建立统一的平台，完成多科目的综合应用。实现更加复杂的计算机硬件系统的设计，达到对整个计算机硬件知识的融会贯通。

应用研究设计：进行软、硬件综合设计，能够根据需要设计出一定规模的计算机硬件应用系统实例，此时的计算机硬件实验就不仅仅是单个或综合的实验教学了，而是一个总的计算机硬件应用系统的设计项目或软、硬件综合设计。学生以接近于实际应用环境，完成高质量综合设计为训练手段，使学生建立系统的概念与工程的概念。如基于SOPC的嵌入式设计项目，以掌握计算机硬件结构与应用系统设计作为主要训练目的，使学生对计算机的整个硬件系统、软件环境有较全面、较系统的掌握，才能完成设计任务。

2.2以EDA技术为纽带构建阶段性、层次化的实验教学体系

仔细研究计算机专业硬件类课程之间的关系，构建阶段性、层次化、系统化的实验体系。EDA技术好比纽带，将那些分散的计算机专业硬件类课程有机地连接起来。具体可构建如下几个层次的实验:

(1) 数字逻辑层次实验

完成常用组合逻辑和时序逻辑电路的设计，以及具有一定实用功能的逻辑系统的实验。通过这些实验使学生熟悉EDA设计的的全过程。

(2) 计算机组成原理层次实验

主要完成运算器、存储器、CPU等大规模器件的设计，通过计算机的功能部件或整个计算机系统的设计实现过程，锻炼学生的工程实践能力。

(3) 计算机接口与通信技术层次实验

完成计算机I/O接口部件的设计，侧重于硬件逻辑实现，如定时/计数器、中断控制器、DMA 控制器、并行接口、串行接口和VGA显示器的控制电路等。

(4) 计算机体系结构层次实验

完成诸如RISC、CISC和总线控制器等的设计，实现计算机的各种组成部件或整机系统，追求结构的优化和性能的提高，培养学生进行性能分析和测试的能力。

(5) 嵌入式计算机系统层次

主要完成嵌入式系统的硬件、软件的设计和软硬件综合设计、多机容错系统设计、多机并行算法设计等，使学生能熟练进行嵌入式系统应用程序开发和运用嵌入式操作系统进行任务调度和管理，最终设计出一个完整的嵌入式系统。

3实现基于EDA技术的计算机硬件实验体系的措施

3.1增设EDA技术课程是当务之急

EDA技术课程以应用为主，主要介绍当前可编程逻辑器件PLD设计的主导思想和设计方法，以及PLD的体系结构、硬件描述语言HDL、EDA开发工具和数字系统的设计方法。实验教学是EDA课程的一个重要实践环节，通过一系列由浅入深的、不同层次(如基础设计型、综合设计型、应用研究型)的实验，学生可在较短时间内掌握EDA技术的原理和方法，熟悉EDA设计的全过程。

EDA是以PLD及其开发板为硬件平台，以硬件描述语言HDL和EDA技术为开发工具，以软件设计的方法实现硬件的功能。EDA课程的意义不仅仅在于教会学生掌握某种HDL语言和某种EDA工具的使用，更重要的是引导学生掌握现代数字系统设计的方法与思想，能够用形式化的方法来描述硬件电路，并能综合运用先进的EDA技术对设计进行仿真、综合和测试、验证，从而培养和提高学生的硬件设计能力。国外加州大学伯克利分校、斯坦福大学、威斯康辛大学等高校早已经在计算机专业应用EDA技术进行数字系统的设计和CPU的设计。国内著名高校近年也在计算机专业开设了EDA技术课程，开始应用EDA技术进行计算机系统的设计。在计算机领域应用EDA技术是计算机硬件设计技术的发展方向，对于还没有开设EDA技术课程或在计算机硬件系统设计还不能自如应用EDA技术的计算机专业，应该尽早增设EDA技术课程。

3.2精选实验内容，优化实验设置

精选一些基本的实验作为计算机实验的必修内容。在内容选取上，可以打破传统的模式，如以基础设计替代验证性实验，实验内容以训练的性质、层次进行分类。在实验类型的设计上，强调实验项目的设计，拟定方案、调试方法等由学生独立完成，使学生在基础知识、基本方法和基本技能上得到系统的训练，提高学生的主动性。

实验教学项目的设计，应开展多种类型、多种层次、多种目的实验，如基础设计型、综合设计型、创新设计型或应用研究型。合理设置计算机实验课的结构，注意知识内容的相互衔接，前后呼应。如在计算机组成原理层次实验，学生需掌握EDA技术的原理和方法，熟悉EDA设计的全过程；在嵌入式计算机系统层次实验，学生需掌握嵌入式处理器组织结构，如NiosII CPU软核或MicroBlaze CPU软核。

3.3抓好计算机硬件师资队伍建设

要培养高质量的学生，就必须有高水平的教师。教师是实践教学改革的关键，其知识结构、业务素质、实践能力、敬业精神将影响学生久远。从事计算机硬件教学的教师需要具备丰富的计算机系统知识、扎实的理论功底、一定的工程实践经验。值得思考的是，在当今实践教学内容更新迅速，实践教学指导难度加大，社会用人单位急需实践能力强的应用型人才的情况下，高等工科院校的实践教学教师仍然被定义为“教辅人员”，在岗位津贴、晋升职称、项目申报等方面仍然处于弱势地位。这种现象与重视实践教学和提高人才培养质量并不合谐一致。需要尽快转变传统的观念，抓好计算机硬件师资队伍建设，一方面积极引进计算机硬件人才；另一方面定期进行新技术培训、实践教学方法培训；此外，加强与企业单位横向合作，鼓励老师走向社会，多参加科研项目的研究，不断更新知识，提高业务水平，为实践教学改革与应用型人才培养打下坚实的基础。

3.4建立开放式EDA实验室

可编程片上系统SOPC(System On a Programmable Chip)使得在一个芯片上实现一个完整的计算机系统成为可能。SOPC集成了硬核或软核CPU、DSP、存储器、I/O及可编程逻辑，采用基于SOPC的实验平台，使学生调试、验证自己的设计项目成为可能，为学生的自主实验提供广阔的发展空间。比如软硬件协同设计实验，面向DSP等实际应用的实验，基于SOPC嵌入式系统设计实验等，使学生能够应用EDA技术完成大型硬件的原型设计，或进行创新性课题的研究。

由于PLD自身的特点，学生最初完全可以在计算机上借助于EDA工具完成设计输入、编译、仿真和综合，这样学生在普通的计算机上即可完成PLD设计的大部分工作，最后再到EDA实验室进行编程下载和验证。借助EDA技术学生能完成涉及多门硬件类课程的实验，在不同的学习阶段，学生学习了相应的硬件课程后，就可以采用EDA技术，自行设计与本课程相关的实验设计或复杂应用系统设计。

采用这种模式开设硬件系列实验，建立一个一定规模的EDA实验室，配备一定数量的SOPC实验台和配套的计算机。这并不需要很大的实验室，也无须与学生规模相配套的实验设备，在计算机上安装各种成熟高效的EDA工具，实验室作为开放式实验室，可以是实验时间开放和实验内容开放，为计算机专业学生提供一个良好的硬件环境和软件环境。EDA技术的应用贯穿于计算机硬件体系实验教学，学生的自主设计能力和创新意识将得到极大提高，这无疑对培养具有创新意识的人才有着重要的作用。

4结束语

计算机科学是一门实践性很强且发展迅猛的学科，实践环节是计算机学科建设与发展的重要组成部分。构建合理

的计算机硬件实验体系，对培养学生良好的计算机硬件基础，提高学生设计、应用计算机的能力至关重要。构建系统的EDA技术的实验教学体系，实行开放式实验教学，有利于增加新技术、新方法的实践应用；有利于随时更新实验内容，开设自主性、综合性、创新性实验。建立EDA技术的实验教学体系必将极大地推进计算机专业硬件实验教学内容和教学形式的改革，为创新人才的脱颖而出创造条件。

参考文献：

[1] 万晓冬,王友仁等. 计算机硬件系列课程体系改革探讨[J]. 电气电子教学学报,2007,(2):4-6.

[2] 郑秋梅. 计算机专业硬件系列课程的改革与实践[J]. 石油教育,2002,(2):69-71.

[3] 艾明晶. EDA课程在计算机专业硬件体系实验教学中的作用[J]. 实验技术与管理,2005,(10):88-91.

[4] 徐煜明. 计算机专业硬件教学的研究与改革[J]. 常州工学院学报,2007,(3):83-86.

[5] 罗家奇,李云等. 计算机硬件系统实验教学改革的研究[J]. 实验室研究与探索,2007,(8):98-100.

计算机硬件基本常识篇8

计算机硬件基础是计算机大类专业的一门专业必修课，涉及到计算机组成、结构、原理。学完该课程后学生应当掌握数字逻辑基础、计算机系统的基本组成、计算机数据表示、计算机各硬件部分的组成及功能、计算机的工作原理、计算机组装与日常维护等。学好了计算机硬件基础，学生在今后学习高级程序设计、数据库等应用课程时将会领悟得更加透彻。

二、计算机硬件基础职业教育教学存在的不足及改进办法

计算机硬件基础课程现阶段存在的最大不足之处是：重理论，轻实践。受到传统教学的影响，高职课堂还是以理论知识为主、实验课为辅，这就造成了学生上课积极性不够高，即使听懂了也没有办法通过实践巩固所学知识。比如，学生虽然知道计算机由哪些部分的组成，但是依然有大部分同学不知道如何拆开主机箱，不能具体说出机箱内各个部件的名字。其次，课程设计枯燥乏味，不能激发学生自主学习的热情。计算机硬件基础有大量的理论知识，只有通过科学、有趣的课程设计，才能吸引学生兴趣，进一步提学习质量和效率。要做好计算机硬件课程教学，可以注意以下几点：

（一）任课教师要重视学生思想

教学不仅是传授知识，也是培养学生思想和能力的过程，所以教师在教授课程知识的同时，也应当注意加强学生思想教育和能力培养，融入思政元素，树立国家正面形象。为了加强学生良好行为习惯的养成，可以适当提高学生平时成绩占比，给学生一定自由发展的空间。

（二）突出学生主体

《计算机硬件基础》作为计算机大类专业的基础课程，必须对课程理论知识有全局的把控，包括计算机的基本组成、结构和工作原理以及计算机组装与维护的基本技能的学习。同样重要的是，要通过实践课程激发学生的自主学习兴趣，全面地理解计算机的组成结构和工作原理。

（三）尊重个体差异

在教学过程中，倡导自主学习，也要尊重学生群体中的个体差异。因此，要建立合理的评价体系：在平日的教学过程中以学生的表现为主，主要是培养学生的自觉性和学习信心；课程的终结评价应当着重考查学生的基础知识和知识应用能力。这两部分评价都是为了促进学生的知识应用能力和健康人格的发展。

（四）拓展学习渠道

注重理论与实践相结合。在任课教师引导下，学生可以分组对知识点进行分析、案例演示，学会归纳总结，达到增强对计算机组成和工作原理的理解的目的。教师可以先进行基础知识的讲解，开展分组讨论，促进学生对所学理论的理解和运用；充分利用多媒体、网络、视频等现代教学手段，有条件的甚至可以组织参观计算机生产基地等，充分调动学生学习积极性。

(五)强调工学交替

学习借鉴“四环相扣”教学改革成果，课程教学目标应当围绕能力标准，课程本身按模块设置，教学过程充分工学交替，考核评价采用理论教考分离与过程考核相结合，避免教师单方命题。

三、市场对计算机硬件人才的需求情况

通过在当今主流应届生招聘平台进行了解，社会市场对计算机硬件方面需求的人才主要需求量同样巨大，一般要求应聘者需要掌握以下技能：（1）了解数字和模拟电路基础知识，具有数字电路设计经验；（2）了解嵌入式系统开发和软硬件架构；（3）具有单片机、ARM等处理器硬件设计基础；（4）具有独立完成模块调试、故障诊断、维修能力；（5）熟悉计算机编程；可以看出，高职计算机专业学生在学好编程的同时，若能在硬件方向有所造诣，求职竞争力会更加大。任课教师在授课的过程中，可以将就业市场需求为驱动，系统规划计算机硬件课程教学实施，激发学生自主学习的热情。

四、结束语