计算机硬件系统范文

计算机硬件系统范文第1篇

关键字：GSPN；计算机硬件系统；可靠性

GSPN，也就是广义随机Petri网，它是一种以普通的Petri网为基础，在此基础上对类型形式进行扩展变化而形成的一种较为高级的Petri网，它的一个显著特点就是可以对计算机硬件系统的动态变化运行过程进行准确的描述，并且在很多领域的可靠性分析中得到了应用。

1建模的基本方法

1.1什么是GSPN

从广义的角度来讲，随机Petri网可以定义为一个8元组，即GSPN＝（P、T、I、O、H、M、W0、λ）[1]。这几个元组分别代表不同的含义，P代表的是库所的所有有穷集合；T代表的是变迁的所有集合；I代表的是输入弧的有穷集合；O代表的是输出弧的有穷集合；H代表的是禁止弧的有穷集合；M0代表的是系统初始标识的集合；W代表的是弧权函数的有穷集合；λ是和变迁集合相对应的。1.2GSPN建模元素的用法库所：用来对计算机硬件系统工作过程中的资源和状态进行描述。时间变迁：用来对计算机硬件系统工作过程中的各种事件进行描述。瞬时变迁：用来对计算机硬件系统工作过程中的控制和运行逻辑进行描述。有向弧：用来对计算机硬件系统工作中的状态与时间之间的因果联系进行描述。禁止弧：用来对计算机硬件系统工作中的控制和运行逻辑进行描述。标记：用来对计算机硬件系统的动态行为变化进行描述。

2硬件系统基本单元GSPN模型阐述

2.1库所及其含义

库所结构中，它的含义各有不同，其中，P1表示的是计算机硬件系统处于正常运行状态；P2表示运行出现了异常；P3表示的是出现了临时性故障；P4表示的是硬件系统的故障是永久性的；P5表示的是异常故障计算机可以自动恢复；P6表示的是异常故障不能自动恢复，需要对其进行人工检查和维修。

2.2变迁及其含义

变迁的每一项含义各有不同，其中，T1表示的是计算机硬件系统在运行过程中出现了异常；T2表示的是永久性故障；T3表示的是临时性故障；T4表示的是系统在经过维修后可以正常工作；T5表示的是系统可以自行恢复；T6表示的是不能恢复的故障；T7表示的是转化为永久性故障。我们从实际的计算机硬件系统来看，模型的运作原理是，如果计算机硬件系统基本单元在正常状态下发生了故障，它的基本单元发生了异常，这个异常状况还不确定，可能是临时性的也可能是永久性的，如果是临时性的话，又很可能转化为两种状态，即可以自动恢复和不可以自动恢复，如果是可以自动恢复的话，在系统基本单元下可以自行恢复，如果是不可自动恢复的话，就需要进行人工维修恢复，如果故障转化为了永久性故障时，经过恢复后会进入正常的工作状态。

3系统基本单元GSPN模型设计分析

计算机硬件系统基本单元GSPN模型的描述粒度精度，它的描述也有一定的针对性，对于结构简单单一的硬件系统描述具有很好的效果，对于复杂的则很难描述完整。

3.1简化假设

简化假设的体现主要是在哪些地位较为关键的模型分析来说的，对于这部分的模型分析，要按照既定的流程，首要做的是区分运行状态，也就是属于正常和故障哪一类，然后假设硬件系统中基本单元出现的故障都可以在λ基础上进入到泊松过程中，最后可以把所有硬件系统全部维修成功为条件，直接处于维修率的泊松过程中。

3.2精化模型

从计算机硬件系统基本单位GSPN的自身运作原理和作用来看，它的主要作用是可以反映出计算机硬件系统的故障变化情况，PW表示的是计算机处于正常的工作状态，Pf表示的是它的硬件系统出现了故障，Tf表示的是硬件系统基本单元受到某些因素的干扰发生了故障，Tr表示的是出现的故障经过维修后可以正常运作[2]。

4对于计算机硬件系统的分析

4.1出现的故障分析

在其模型建立后，模型中的矩形S表示的是计算机硬件系统出现了全局性的故障，矩形Yi（其中i＝1、2、3），它所表示的是在第i个功能模块出现了故障异常，那么圆形Xi（其中i＝1、2、3）表示的是硬件系统基本单元出现了故障异常，需要注意的是，这个故障的逻辑关系是这样的：功能模块的障碍以或门逻辑引起了全局性的故障，计算机硬件系统基本单元故障以与门逻辑引起了故障产生。

4.2系统GSPN的可靠性分析

对于它的分析主要是通过模型实现的，也就是计算机硬件系统GSPN可靠性分析的模型，这种模型的运行条件是需要TimeNET软件支持的，通过实际的研究证明，计算机硬件系统的可用度是PSA＝1－P{＃PS＞0}，那么它的功能模块的可用度是PYiA＝1－P{＃PYi＞0}，需要注意的是，i的取值是1、2、3。本文主要对计算机硬件系统的可靠性进行了分析探讨，研究以GSPN为基础，相对于传统的描述方法来说具有明显的优势特性，可以准确描述出简单结构的计算机硬件系统。

参考文献

[1]谷春英,姚青山.基于GSPN的计算机硬件系统可靠性分析[J].微电子学与计算机,2013,30(06):122-125+130.

[2]李宁.基于GSPN的计算机硬件系统可靠性研究[J].电子制作,2015,(11):31.

计算机硬件系统范文第2篇

关键词:计算机;硬件组装;虚拟现实技术;设计;应用

受高校计算机教学中，硬件设备的不完善及更新速度慢等因素的影响，计算机硬件组装与维护教学与计算机硬件的实际发展速度不匹配，对学生的实际操作需求难以满足，因此，有必要在高校计算机教学中，借助计算机硬件组装虚拟实验系统，对教学过程中相关的硬件组装问题利用多种技术方法进行辅助演示，学生通过对演示方法直观的进行观看和学习，其操作能力会进一步得到提高。本文主要借助3D技术、网络技术，对高校计算机硬件教学通过构建虚拟平台，为学生提供更好的学习途径，虚拟系统的操作简单，适应性较强，在实际教学中发挥了重要的作用。

一、系统设计构思

(一)功能介绍

基于教材内容，本文所涉及的虚拟实验系统按照课程内容由浅入深、循序渐进对学习环境进行虚拟，在学习过程中，学生可以从不同的角度对计算机相关硬件模型利用3D技术进行观看和浏览，在具体操作中，对硬件参数及性能的优化配置，让学生可虚拟操作计算机各个部件的拆卸安装等操作。学生在操作过程中如果与到计算机硬件组装中的常见问题或故障时，系统会自动给出解决问题的方法，学生可根据系统提示对错误位置快速做出判断，并按照系统提示继续进行操作。

(二)设计原则

实用性是计算机硬件组装虚拟实验系统设计中的首要原则，要能够确保学生在学习过程中有效的利用，对系统的安全、逼真、易用、共享、交互及扩展等性能要充分进行考虑。安全性指的是对用户操作系统的权限进行控制，并对数据增加备份的功能，避免学生操作过程中误操作导致数据丢失;逼真性指的是系统在操作过程中与实际操作非常相似，对计算机硬件可以借助3D技术构建对应的模型，学生在学习中可以融入到虚拟的实验场景中进行操作;易用性是为方便学生对系统容易了解，且便于学生操作，能够让学生依据教材逐渐对系统熟练操作;共享性指的是师生之间、学生之间在学习的过程中，可以通过网络平台实现学习信息的传输与交流，彼此可对信息进行共享，可通过远程方式使学生之间进行交流，方便教师进行指导;交互性是指用户与系统之间通过各种传输装置，如键盘、鼠标等进行交互，提高了人机交流的效果，同时可借助触摸屏、手柄等与设备进行和谐的交互;扩展性是指，该系统中的硬件模型随着计算机硬件技术的发展，能够方便的加入更多新的硬件元素，借助系统扩展性能，学生能够对更多新的技术有所了解，在计算机硬件技术的发展中学习更多的前沿技术。

(三)运行环境搭建

采用Quest3D技术作为本文设计的计算机硬件组装虚拟实验系统的开发工具，建模采用Sketchup软件与3DMAX软件，采用MySql数据库进行数据存储。

二、计算机硬件组装虚拟实验系统设计

(一)系统结构设计

对该系统设计的时候，系统结构应用C/S架构，包含系统服务器、数据库、用户和共享网络，共享网络将这几部分连接在一起。首先，构建虚拟实验系统，在服务器端借助Quest3D软件完成，实现对用户操作数据进行存储的目的;通过QuestViewer，用户在客户端对硬件组装虚拟应用程序进行执行，从而对计算机硬件组装的三维模拟浏览、演示及操作执行完成;对于共享网络而言，有两种选择，一种是可应用互联网，另一种是可构建机房局域网。此外，系统可以对数据库的最新数据进行下载，具有更新功能，对参数、型号等虚拟硬件进行更新。

(二)系统设计流程

在对该系统进行流程设计的时候，主要依据的是计算机硬件组装教材的具体内容，对学生的实际需求进行分析，进行人机交互设计及性能测试、虚拟硬件模型设计及动画制作，完成系统流程设计。需要注意的是，在对需求进行分析的过程中，要将教学大纲及学生学习的特点结合在内，先对系统的功能模块详细确定，对系统各种功能与权限合理的进行划分;在设计相关硬件的接口、模型及参数的时候，对3DWarehouse等模型库内已经存储的现成硬件模型直接进行调用，减少了不必要的系统开发时间，有效的提高了系统开发的效率;在对一些现有模型进行修改的设计或需要细致处理的模型设计中，可以使用Sketchup工具来完成，具有较好的操作便捷性，此外，对模型也可以采用3DMAX软件重新制作，再使用Deepexploration软件对制作好的初始模型进行后续优化处理，使模型的参数、精度与现实硬件产品更加的统一;利用Quest3D软件进行虚拟现实，建立人机交互硬件组装场景，对人与系统的交互功能进行设计与完成。所有流程设计完成以后，对系统功能进行综合测试，测试中对发现的问题进行改进与完善。

(三)系统模块设计

按照计算机硬件组装虚拟实验系统的功能与架构进行分析，可以将系统模块划分为多个子模块，包含理论知识、技能训练与系统管理几个部分。首先，在线管硬件理论知识的学习中，该模块借助图片、文字等说明形式为学生提供了大量的硬件知识，通过对该模块的操作，学生从客户端对任意硬件模型从多个角度进行浏览，在模型既定位置，鼠标移动到该位置后，会将该部分硬件的信息参数显示出来，并匹配相应的文字说明。该模块的主要功能在提高学生的理论知识学习水平，对计算机模型加强浏览。其次，技能训练模块，在该模块中，更重要的是将人机互动的模式体现了出来，系统中包含有图片、视频等元素，学生可在该模块中实现虚拟实验计算机硬件的组装与匹配等，并且系统可根据学生的实际操作情况将最优的选择和匹配结果给出来，让学生进行查看。最后，系统管理模块，管理模块主要的作用就是对系统各构成部分进行有效的管理，针对的是系统的安全运行、用户操作及系统功能进行管理，管理人员对登陆系统的用户可进行增加或删除等措施，及时对硬件模型进行更新，对系统中的各种数据可以进行备份，并且具有监控的功能，确保的系统的安全运行。

三、计算机硬件组装虚拟实验系统的实现

(一)交互界面的实现

在系统交互界面中，系统以导航栏的方式能够让用户对系统菜单内的各种功能快速熟悉，在系统界面的顶部设计快捷菜单，显示模式采用隐形树形结构，主界面顶部显示一级分类，二级分类隐藏在一级分类中，三级分类隐藏在二级分类中，将一级分类用鼠标点击一下，即可将二级分类菜单拉出，如果二级分类中标有“”符号，则表明该项中包含三级分类，对该符号用鼠标点击一次，即可将三级分类中的项目拉出。用户用鼠标点击各项功能时，主画面区显示硬件3S图像，通过鼠标、键盘对主画面区显示的3D硬件图可进行放大或缩小、翻转、移动等操作，学生可对硬件的细节部分清楚的查看，并可通过视频的形式进行观看硬件组装中遇到的一些问题，提高学习的效果。

(二)主功能实现

系统中，用户登录模块的功能非常重要，该模块主要采用Quest3D中的DBValue、DBQuery等连接信道，与数据库内用户信息进行匹配和确认后才能进入到系统中;然后，在操作界面中，动画试验功能则是在虚拟环境下系统可以采用动画的形式将学生对硬件的操作与组装情况进行观察，该功能的实现需要调用Quest3D中的信道来实现;对硬件组装用户在进行虚拟练习的功能中主要通过Quest3D中的setvalue、expressionvalue及userinput节点实现;如果遇到新硬件，系统可将该硬件的参数、图片添加到系统中，然后将该硬件的数据存储的模型数据库内。

(三)故障排除与交互实现

在实际教学应用中，学生在计算机硬件组装虚拟实验系统中具体操作的过程中，如果存在误操作，系统会弹出错误提示，如:学生对计算机硬件组装完成以后，进行模拟开机的时候，弹出开机错误，显示声卡错误、显卡错误或内存条错误等信息。该功能也采用树形结构实现，并且将相应的节点加入其中，可帮助学生快速识别故障位置，任一节点如果安装不正确，计算机虚拟开机则无法完成，并弹出提示框让学生对故障进行查找。

四、结语

在计算机组装学习中，以虚拟的形式将计算机硬件组装实验提供给学生，可降低高校计算机硬件投入的成本，同时也能够降低学生操作的风险，学生的学习兴趣也能得到提升。在对计算机硬件组装虚拟实验系统进行设计与研究中，本文主要应用了各种数据库等软件，与教材内容结合，构建计算机硬件实体3D模型，通过虚拟环境的建立，使学生在计算机硬件组装中的实际操作能力得到提高，对于计算机硬件课程教学意义深远。

计算机硬件系统范文第3篇

关键词：计算机；硬件测试；设计与实现

引言

计算机硬件是计算机系统中各种物理装置的总称，并且按照系统结构的要求可以将其形成一个统一的有机体，从而有利于实现对计算机内各种软件正常运行的有效维护。因此，对数据和程序进行输入和存储，按照程序加工数据是计算机硬件的主要功能。

1计算机硬件测试系统的设计规范

1.1通用设计方面的要求1）基于XML文件对测试时间和次数等通用参数的支持，配置时所输入的文件必须为该形式的文件，其中测试时间指的是测试所能够持续的时长；测试次数则是在指定测试时间内配置所完成的次数，每个测试所包括的不同可选测试项目的配置都是由XML文件指定的。2）每个测试工具只要是硬件相关，便都必须具备硬件显示信息的基本功能，如硬件测试的厂商、端口号、型号以及驱动的版本等，以UI模块的设计为准则实现对每个测试工具UI的设计。测试完成后，程序的返回值只有0与非0两种情况，其中0代表的测试正常，非0则表示测试过程中程序出现自定义的错误。3）测试模块需要设计成自动运行，即不要安装任何软件便可以自动运行，在同一目录内使用测试所需要的非Windows自库文件和相关执行程序。同时，编写者在测试模块要封装成相关测试构件的形式。1.2文档需求测试模块在进行交付和验收时需要提交完整的文档：1）交档的目录需要经过一定的交付流程；2）文档在设计过程中会涉及到多种软件的应用，如高层设计、组织结构、相关的文件关系图、数据流图以及流程图等；3）代码源程序，主要包括各种文件，如资源、程序代码以及其他文件等；4）代码所对应的各种程序设计文档，函数和全局变量的说明、函数输入输出以及关键数据的结构等；5）编译和使用过程中会用到相关的说明书，如各种执行文件的编译和生成、安装包的部署和发行、测试模块所使用的各种说明书以及要求Word和PDF所提供的各种格式以及众多版本等。1.3测试构件测试构件是由运行测试机上众多的个体模块构成的，而测试模块主要是每个单独测试项目所需要的各种文件的集合体以及按照各种要求完成对相关文件和数据的配置，如对处理器、内存以及硬盘的测试等。同时，在服务器或者PC等测试系统中，各种测试项目需要在同一个目录内进行集中统一的存放和管理。但是，测试构件可能是自行开发的也可能是集成第三方开发的，又或者是商业所集成的各种测试工具等。因此，测试构件构成的要求非常严格，不仅能够直接运行各种执行程序文件，支持和满足第三方程序的执行，将各种测试结果的数据收集起来经过整理确保其格式的统一性，并且对于各种商业测试还能实现自动安装以及完成相关的执行处理操作等。1.4目录结构定义测试流程是在测试构件中所引用的最小测试单位，但是如果测试程序是相同的，测试流程和参数不同，则生成的测试构件有很多个。但是这些测试构件所指的测试程序都是相同的，只是所包含的测试和数据配置有所不同。同时，测试构件在系统中是以目录文件的形式存在的，其名称的区分主要是目录名。

2各测试功能模块的实现

2.1处理器测试1）设计要求。处理器的测试往往分为功能和压力测试，对功能的测试是对处理器厂商、型号、类别、当前运行的频率、支持的指令集合以及标称频率的测试；压力测试则是对单核和多核并行压力的测试。2）总体设计功能的实现。一方面，可以显示CPU的各种信息，鼠标相关信息的安装，如驱动等，左右键的调换以及具体移动的数据；另一方面，还能测试CPU的速度。3）部分代码实现。CPU速度测试的原理原本就十分简单，即在规定时间内统计和记录CPU运行的次数以及变化情况，然后相应地计算出其具体的速度。本模块的模型是对话框形式，通过对各控件变量进行一定的类向导映射，以及定义相关时间类，通过单击相关事件按钮便能够测试速度的功能。另外，完成相应的测试之后，还会在相应的目录下面生成result.txt文件，以此来对本次测试的相关信息进行记录。2.2存储器测试1）设计要求。硬盘是电脑重要的外部存储器之一，不仅拥有超大的容量，并且运行速度非常快，并且其作为机械部件的一种，指标非常多，寻道时间、主轴转速都存在，单碟容量和内部所传输的速率是性能方面的主要体现。其中性能被限制主要与硬盘的子系统有关，虽然硬盘的外存很快，但是其速度相对于CPU内存而言非常慢。另外，存储器的测试主要包括对基本信息和读写的测试。2）总体设计。在Windows和Linux系统中都可以把设备当作相关的文件来操作，对于Windows系统而言，可以将串口1、2当作com1、2传递给CreateFile函数中，其中利用文件放路径的形式将所需要进行访问和操作的硬件设备全部指明是参数COM1和COM2的根本目的。这在一定程度上与所要访问的串行端口十分相似，并且还能实现对磁盘扇区的访问。值得注意的是硬盘操作的标识并不需要用disk1和disk2来标识。基于逻辑扇区在逻辑分区的上面，在对磁盘逻辑分区进行访问的过程中需要指定某种特定的格式。3）算法实现。Windows磁盘本身具有相对较大的缓冲区，在读取相关的磁盘数据时，系统实际读取数据的长度可能会比指定数据长，这样的好处便是当你下次再读取相关数据时，如果缓冲区保留了你所要读取的数据，便不需要读盘直接复制过去即可；在磁盘中写入数据时，系统会自动提醒你将数据复制到缓冲区，待写入成功之后，系统后台会逐渐在磁盘中写入数据。若编写程序时没有对上述因素进行考虑，则所测试的结果可能并不准确。

3结语

本文通过对计算机硬件测试系统设计规范的探究，掌握其在通用设计、文档、测试构件以及目录结构方面的具体要求，在此基础上从处理器和存储器测试两方面对各测试功能模块的实现进行了深入的研究和分析。

计算机硬件系统范文第4篇

关键词:计算机;硬件;故障;处理;维护

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10573-03

Deal with the Trouble of the System of the Hardware

WANG Fan

(Sichuan College of Chemical Technologe, Luzhou 646005, China)

Abstract: Introduce the troubles of the software and hardware. Introduce the methods of solve the troubles. Depend on all kinds of problems and the habit of solve troubles. Include the trouble of turn on the computer and turn off the computer, the trouble of crash, the trouble of display, the trouble of sound, the trouble of storage equipment, the trouble of CPU, the trouble of memory, the trouble of mainboard. Introduce how to judge and solve the problems, how to stick up for the computer, and how to avoid the trouble.

Key words: computer; hardware; trouble; solve; stick up for

随着人类进入信息时代,计算机成为人们不可或缺的重要工具,已经作为一种家用电器走进了千家万户。电脑知识也已经成为当代社会知识结构中的主要组成部分。作为现代信息社会中最重要的工具,电脑的强大和功能,也带来了其结构和运作上的复杂性,因此也不可避免会产生各种类型的问题。但是,计算机知识,尤其是计算机硬件维修知识并没有像计算机自身那样得到迅速普及。对于大部分普通的电脑用户,当故障发生时,一般会找专业技术人员来解决。然而,这些问题可能只是一个可以随手解决的小故障,就有可能让广大普通的电脑用户束手无策,耽误了时间,影响到工作。因此,根据多年工作、生活中的经验,总结了几大类典型的计算机硬件故障的现象和分析处理,希望会给大家带来一定的帮助。

1 主板故障

1.1 主板锂电池失效引起硬盘Type值错误

1) 故障现象

启动微机后上电自检失败,硬盘指示灯熄灭,“嘟嘟”两声喇叭响,屏幕出现:“RAM Battery Low”等出错信息后死机。

2) 故障分析与处理

这是主板上的充电锂电池失效,引起主机参数紊乱而产生的故障。锂电池用来为CMOS供电,在CMOS中存放了机器时钟、日期、软盘驱动器个数、类型,硬盘个数、类型,显示器方式,内存容量,扩展容量等参数。当开机上电自检时,BIOS自动检查CMOS中的参数表,如果不匹配,则自动锁机。锂电池的工作电压为+3V~+6V,如果电池电压不足+3或电池失效,则设置的参数消失。关掉电源后,拔掉所有的外部连线,打开主机盖,用万用表测量电池两端电压,发现不足+3V,更换一新电池即可。

1.2 更换主板后不能识别硬件

1) 故障现象

当更换主板后显卡驱动程序不能正常安装,每次按提示安装驱动程序并重新启动系统后,依然提示显卡安装不正常,只能设置16色。

2) 故障分析与处理

引起这种故障主要是因为更换主板造成系统设置冲突,造成总线控制设备驱动程序不能正常安装,其解决办法是在“控制面板”窗口中打开“系统”对话框,然后在“设备管理器”选项卡中删除带有黄色叹号“!”的项。重新启动系统,系统会自动提示找到各种硬件,按照提示安装各种设备的驱动程序后即可排除故障。

2 CPU及其风扇故障

2.1 CPU风扇导致的死机

1) 故障现象

一台微机的CPU风扇在转动时忽快忽慢,在进行微机操作时会死机。

2) 故障分析与处理

死机的原因是由于CPU风扇转速降低或不稳定所导致,大部分CPU风扇的滚珠与轴承之间会使用油,随着油的老化,其效果就越来越差,导致滚珠与轴承之间摩擦力变大,这就会导致风扇转动时而正常时而缓慢。

可更换质量较好的风扇,或卸下原来的风扇并拆开,将里面已经老化的油擦除,然后再加入新的油即可。

2.2 CPU超频引起显示器黑屏

1) 故障现象

―台微机CPU超频后,开机出现显示器黑屏现象。

2) 故障分析与处理

如果CPU超频过高,将不能正常工作,并造成显示器无法点亮,更无法正常进入到 CMOS中,其解决方法是把CPU跳回原频。对于这种情况,可以把机箱打开,将CMOS电池放电后即可跳回原来的频率,重新启动,显示器恢复正常。

3 内存故障

3.1 开机无显示

1) 故障现象

开机无显示,主机扬声器一般都会长时间蜂鸣(针对Award Bios而言)。

2) 故障分析与处理

内存条原因出现此类故障一般是因为内存条与主板内存插槽接触不良造成,只要用橡皮擦来回擦试其“金手指”部位即可解决问题(不要用酒精等清洗),还有就是内存损坏或主板内存槽有问题也会造成此类故障。

3.2 随机性死机

1) 故障现象

计算机经常在正常使用过程中无故死机。

2) 故障分析与处理

此类故障一般是由于采用了几种不同芯片的内存条,由于各内存条速度不同产生一个时间差从而导致死机,对此可以在CMOS设置内降低内存速度予以解决,否则,唯有使用同型号内存。还有一种可能就是内存条与主板不兼容,此类现象 一般少见,另外也有可能是内存条与主板接触不良引起电脑随机性死机。

4 硬盘故障

4.1 硬盘跳线错误引起的故障

1) 故障现象

一台微机原装硬盘只有40GB,想再加一个160GB的硬盘,因微机本身用的是双硬盘线,于是将160GB的硬盘接在双硬盘线的第2个接口上,接好硬盘电源。重新设置CMOS后通电,屏幕显示: “No operation system Or disk error”。

2) 故障分析与处理

用CMOS里的自动检测硬盘参数功能,发现两个硬盘一个也没有检测到,当去掉160G的硬盘后又恢复正常,于是确认是第2个硬盘的问题。拆下第2个硬盘后发现其跳线处在“Master”(主硬盘)状态,而原装硬盘也是处于“Master”状态,因为微机不能同时默认两个主硬盘。将第2个硬盘的跳线设为“Slave”(从硬盘)状态,通电后再用CMOS检测,一切正常。

4.2 硬盘控制器出错

1) 故障现象

微机启动时提示“HDD Controller Failure (硬盘驱动器控制失败)”。

2) 故障分析与处理

造成该故障的原因一般是硬盘线接口接触不良或接线错误。先检查硬盘电源线与硬盘的连接,再检查硬盘数据信号线与多功能卡或硬盘的连接,如果连接松动或连线损坏都会有上述提示。故障也可能是因为硬盘的类型设置参数与原格式化时所用的参数不符。这种情况,将硬盘的类型设置参数与原格式化时所用的参数设置一致即可消除故障。

4.3 磁盘引导扇区出错误

1) 故障现象

系统加电后无法正确引导,屏幕显示如下:

Non-system disk or disk error

Replace and strike any key when ready

2) 故障分析与处理

这类故障是由于硬盘引导扇区出了问题而引起的,当引导DOS时,DOS引导扇区的引导程序将从根目录的开始扇区读取目录的前两个目录项,并和数据区保留的两个DOS系统文件名相比较,看是否相同。如果其中有一个文件名不相同,就会出现上述故障现象。

5 显示卡与显示器故障

5.1 显示卡能自检但黑屏

1) 故障现象

一台微机开机后屏幕无任何显示,但有自检声。

2) 故障分析与处理

观察显示器指示灯发现灯为桔黄色,显然是显示控制信号未能正常传输至显示器,检查显示器与显示卡的连接情况,未发现接触不良现象。检查显示卡与主板插槽之间的接触,发现有松动现象,重新安装显示卡并拧紧螺丝后开机测试,显示正常。

5.2 CRT显示器偏色

1) 故障现象

显示器左边发红,右边发青。

2) 故障分析与处理

显示器偏色一般是因为显像管被磁化,可以使显示器自身的消磁功能或用“消磁棒”之类的设备消磁,如果无效,可能就是显示器的质量问题,应尽快更换或送专业维修点维修。

5.3 CRT显示器开机后缺绿色

1) 故障现象

显示器显示画面缺绿色。

2) 故障分析与处理

显示器缺少某种颜色可能是由于RGB三种信号的输入端缺少某种颜色信号,或从RGB输入端到显像管之间的三个阴极的通道某个环节上发生故障。这个通道包括信号处理电路、视频放大电路、保护和显像电路。这是显示器的质量问题,应尽快更换或送专业维修点维修。

5.4 液晶显示器出现水波纹和花屏问题

1) 故障现象

显示器出现水波纹或花屏。

2) 故障分析与处理

将显示器接到另一台电脑上,确认显卡本身没有问题,再调整一下刷新频率。如果排除以上原因,很可能就是该液晶显示器的质量问题了,比如存在热稳定性不好的问题。出现水波纹是液晶显示器比较常见的质量问题,自己无法解决,建议尽快更换或送修。 有些液晶显示器在启动时会出现花屏问题,给人的感觉就好像有高频电磁干扰一样,屏幕上的字迹非常模糊且呈锯齿状。这种现象一般是由于显卡上没有数字接口,而通过内部的数字/模拟转换电路与显卡的VGA接口相连接。这种连接形式虽然解决了信号匹配的问题,但它又带来了容易受到干扰而出现失真的问题。究其原因,主要是因为液晶显示器本身的时钟频率很难与输入模拟信号的时钟 频率保持百分之百的同步,特别是在模拟同步信号频率不断变化的时候,如果此时液晶显示器的同步电路,或者是与显卡同步信号连接的传输线路出现了短路、接触不良等问题,而不能及时调整跟进以保持必要的同步关系的话,就会出现花屏的问题。

6 声卡与音箱故障

6.1 找不到已安装的声卡

1) 故障现象

一块主板自带声卡近来不能发声,重装声卡后仍然不能找到已安装的声卡。

2) 故障分析与处理

可能板载的声卡在BIOS中被禁用了,只需在BIOS的“Advanced Chipset Features”设置中将“Onchip Sound”选项由“Disabled”改为“Auto”即可。

6.2 系统显示声卡正常但声卡无声

1) 故障现象

系统显示声卡正常运行,但声卡没有声音。

2) 故障分析与处理

声卡与其它插卡有冲突。解决办法是调整PnP卡所使用的系统资源,使各卡互不干扰。有时,打开“设备管理”,虽然未见黄色的惊叹号(冲突标志),但声卡就是不发声,其实也是存在冲突,只是系统没有检查出来。这时删除声卡的驱动程序,然后重新安装即可排除故障。还有一种情况:安装了Direct X后声卡不能发声了。说明此声卡与Direct X兼容性不好,需要更新驱动程序。

以上几大故障类型是广大计算机用户经常遇到的硬件问题及解决方法。在这里把这几类具有典型意义的故障类型及解决方法根据自己的掌握综合整理出来,希望能给诸位朋友一点帮助。

参考文献:

[1] 黄平山.妙手良医――电脑软、硬件故障速查与排除[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2] 孙景轩.计算机主板维修实用技术[M].北京:电子工业出版社,2007.

[3] 王爱英.计算机组成与结构[M].4版.北京:清华大学出版社,2007.

[4] 唐朔飞.计算机组成原理[M].2版北京:高等教育出版社,2008.

[5] 孟兆宏.电脑硬件组装与维修应用教程[M].北京:电子工业出版社,2009.

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

[7] 陈镇.电脑软硬件维修从入门到精通[M].北京:机械工业出版社,2009.

计算机硬件系统范文第5篇

关键词：计算机硬件；维护原则；维护方法

计算机是人们日常工作、学习、生活的重要工具，为人们的生活带来了非常显著的变化。计算机硬件系统集成度高，可实现功能丰富，是计算机各功能实现的主要载体，承担着多种任务。但是在应用过程中计算机硬件不可避免的会出现一些问题，有些硬件问题通过断电重启即可修复，但是有些硬件一旦出现故障则会无法进行修复，从而影响到计算机的日常使用。为确保计算机长时间、稳定性运行就必须依照科学合理的维护原则和保养方式对计算机硬件进行维护与管理。

1 计算机硬件的维护原则分析

对计算机硬件进行维护要以对硬件具有初步的了解为基础，再次基础上依照相应的维护原则，采用适当的维护方法即可完成对计算机硬件的维护，确保计算机的正常使用。

1.1 预防为主，防治结合

计算机硬件的维护更多的体现为一种预防性维护，而不是在硬件爱你出现故障后再对其进行维护，这是因为当硬件出现故障时，大多数情况下该故障是不可修复的。计算机硬件维护中的预防主要是指在日常应用中养成良好的操作习惯，定期清理计算机应用环境，确保计算机处于良好的运行环境中。

在操作习惯方面应该从细节着手，逐渐熟悉计算机硬件的性能及维护方式。如按照正常的关机方式关闭计算机，尽量避免经常性非正常关机，关闭计算机后应同时断开计算机电源。在开机时尽量在连接电源一段时间后再开启计算机，避免因电压突然升高所带来的电源老化加速。

同时，还应该充分了解和掌握计算机的工作特性和工作要求，避免在恶劣天气下使用计算机或将计算机联网，以防因雷击导致计算机硬件出现不可修复性故障；避免短时间内频繁开启和关闭计算机，以防硬件快速上电断电导致硬件或软件故障。

1.2 注意清洁环境

计算机长期运行在高温环境下会加速元器件的老化，降低硬件设备的运行稳定性。计算机长期运行在肮脏环境下会使得大量的粉尘附着在硬件设备表面，影响散热，为计算机长期高速运行带来安全隐患。为保养好计算机硬件，应该将计算机放置在通风较好的工作环境中，避免显示器等设备长期受阳光直射，同时还应该定期做好环境的卫生工作，保持环境的清洁。

此外，计算机放置环境的空气湿度过高容易造成硬件电路板元器件和触电的短路或发霉等情况，这些情况对计算机硬件而言都是具有非常大的危害性的。计算机方式环境的空气湿度过低容易使得计算机硬件运行过程中出现静电现象，这些现象轻则会导致软件出现信息错误，重则会击穿硬件设备某些敏感元器件。

2 计算机硬件的维护方法分析

2.1 合理分配资源

计算机开机后会根据硬件属性进行资源分配，该分配工作大多数情况下是由操作系统自动完成的。但是在某些特殊情况下对于某些非即插即用型设备需要手动对其进行资源配置，以便于硬件设备能够被正确驱动。需要进行手工配置设备可以在计算机系统中的设备管理器程序中找到，对于没有正确安装的设备，系统会使用惊叹号进行标注，更新或者指定该设备的驱动可完成设备的安装，修改设备的输入输出范围等标签可以消除设备冲突情况。

2.2 计算机主机的维护

计算机主机中包含计算机运行所需的处理器、显示器、内存、稳压电源等核心设备，是计算机硬件系统的“心脏”。各硬件通过主板建立连接，进行数据传输。在对主机进行维护时可以做如下两方面处理：日常操作中要正确开关机；无故障或不需要维护时尽量保持机箱整体封闭，避免主机运行中产生的静电吸入更多的灰尘；计算机主机箱附近尽量不要放置盛有液体的容器；维护操作时确保主机已经切断电源；解决硬件故障首先通过重新拔插硬件的方式进行故障排除，若故障依旧存在再采用逐个替换的方式进行故障排除；定期对主板、显卡等设备进行除尘等。

2.3 显示器的维护

（1）液晶面板表面涂有专门的涂层，该涂层可用于保护眼睛和防止太阳光反射，因而在日常使用中最好不要直接使用手或者沾有油脂的物体去碰触液晶屏幕，以避免破坏屏幕表面的涂层，需要擦拭屏幕时可配合使用专业的屏幕清洁剂与清洁布；（2）液晶显示器的除渍应该以部分擦拭为指导原则，避免频繁性大面积擦拭，允许条件下可以为液晶屏幕粘贴屏幕保护膜；（3）计算机处于长时间空闲状态时尽量关闭液晶屏幕，液晶屏幕是由三原色以阵列的方式排布形成的，不同的颜色的寿命不同，通常绿色的寿命最短，故为提升显示器的使用寿命，在不需要的情况下可以关闭屏幕。

2.4 其他计算机硬件的维护

计算机硬件系统中相关配件的维护要求不高，只需要按照正常的使用操作进行应用即可。需要注意的是，计算机中的硬盘结构复杂，器件精密，在使用中应尽量轻拿轻放。

[参考文献]

[1]许美玲，张迎辉.计算机硬件维护原则与方法问题探讨[J].科技向导，2013（5）.

[2]叶丽丽.略谈计算机硬件维护原则与方法问题[J].软件，2013（6）.

[3]苗蕾.浅谈计算机硬件维护原则与方法[J].硅谷.2011（01）.

计算机硬件系统范文第6篇

关键词： 中职计算机硬件教学 系统性 实践性

一、当前中职学校计算机硬件教学存在的问题

中职学校计算机原理与数字电路课程作为计算机课程的重要组成部分，对于学生素质的培养是至关重要的。但是从当前的教学课程设置来看，对于这个部分的关注度显然是不够的，特别是硬件相关课程是难点，其大概的原因不外乎以下三点。

1.计算机硬件的技术和设备水平发展异常迅速，导致当前的课程和教材及实验设施都无法跟上其速度。处理器的技术、存贮的技术及网络的发展都是迅速而日新月异的。因而这种快速的发展便造成了期间的关联程度降低。

2.计算机的体系结构体现强系统性，但是相关教学活动却没有与之对应，缺乏足够的实践性和操作性。目前，中职学校的计算机硬件课程大多是以课程大纲要求为标准，而不是以计算机的整个体系结构为主线，因而这种现象亟待改革。

3.计算机科学的教育所针对的对象是需要具备软件和硬件的设计能力的学生，对于软件的掌握，是较容易实现的，但是对于硬件的掌握则是较难的，因而在教学中这个部分的效果很差。并且当前的实验设备大多是由实验箱组成，无法体现出硬件的设计思想。因而对于计算机硬件的充分学习，对于其原理进行掌握，并且结合计算机的硬件技术的发展，学习计算机技术的系统性和实践性，是我们需要着重突破的问题。

二、计算机硬件教学的系统性与实践性

1.推动科学的教材体系建设。当前情况来看，计算机及应用专业的硬件课程面临两个问题。一方面是教材的内容划分混乱，内容严重重复，形成学生重叠学习的情况，一个简单的例子在于微型计算机基本原理的内容几乎频繁出现。另一方面，教材的内容的逻辑性的依据在于依照计算机科学的逻辑来发展，但是没有依照计算机的硬件技术的系统性。应当依据发展的观点分析整个计算机的硬件体系。在计算机的技术发展的阶段里，其计算机的原理和工作过程是变化较小的，但是其硬件设置的性能有巨大变化。一方面是电子元件性能的发展，所谓计算机的发展阶段就是依照电子元件的发展阶段来区分的。另一方面的性能就在于，流水线及各种处理系统的不断完善和完备。计算机的指令系统是计算机硬件技术中不变性，所以其变化性比较微小。

从前文的分析可以知道，有必要按照这个逻辑重新进行计算机硬件课程体系的设置，将课程的开展分为三个层次，前两个层次以基本原理的教学为主，到第三个层次则体现对计算机计算的发展。具体操作来看，可以这样理解：（1）数字逻辑，对于数字逻辑的理解，应当更加突出对于电路设计逻辑的讲解而不是当前的重点关注器件的理解。除了之前的教学内容里有关数字电路的内容之外，还应当增加对于EDA的理解。（2）计算机的基本原理和编程语言的理解。基本原理的内容本身是作为一个先导性的内容，因而其内容的设置以语言的需要为依据，不要过于冗杂，否则便会丧失其简洁性。（3）计算机系统的组成与运作原理。计算机的硬件管理课程主要包括对于计算机的组成部分，比如各个硬件设施的原理，更要突出强调系统的设计。（4）微机的接口和外设，从应用层面，可以给予扩展，并在安排教学计划的时候，可以预留相关的课时。（5）高性能的计算机系统结构。这个部分与计算机的组成与设计是一脉相承的，主要在于计算机的基本组成在性能上的提升，与计算机技术发展的前沿紧密相关，因而要体现在课程教学上。

2.注重课程的内容设计，追求连续性。对计算机的硬件和软件进行设计，是计算机专业的学生所必须具备的能力，中职学校较注重对软件的设计能力的培养，在学校的课程当中较多涉及此部分内容。但是对于硬件部分的教学却显得较为稀少，因而在课程设计部分的改进路径在于，加强对硬件教学的发挥，使得学生真正理解计算机的结构的系统性，并保证相关的设计能力。在教学过程中要较多地针对能力的培养，教导学生对于关键因素的关注，比如时序、频率、干扰等。

根据传统的数字电路一般都是根据集成电路进行装联的，但是根据布线和连线等问题的影响，对于其效果也是千差万别。但是不断发展的EDA实际上解决了上述问题。因而在课程的设计上要适当地加入EDA的内容，特别是ISP的技术大大提高了设计效率。另外，还要传授学生明白软件编程与硬件编程之间的相通之处。所以课程的内容不仅要包括对于单一的软件或者硬件的知识的传授，还要包括软件和硬件互相转化的机制。很多硬件的功能可以通过软件的发展给予替代。因而对于指令和语言及相关的传输系统的设计就显得尤其重要。良好的系统不仅会使得设计的效率大幅度提高，更会使得整个计算机的硬件和软件及辅助系统体现更多的系统性。高度的系统性和实践性正是高性能计算机的固定追求。合理的课程和教学会大大增强学生的创造能力。

三、根据计算机硬件的系统性构建硬件实验室

出于对于计算机硬件的实践性的追求，硬件实验室是必不可少的。这是计算机硬件教学的实践性和系统性的要求。对于计算机硬件实验室的建设来说，首先要考虑的因素在于对于计算机硬件技术的基本原理的不变形，其系统性及技术的渐变发展特性这些因素，与此同时，要兼顾相关的软件程序的配套性。实验室从核心到，从简单到复杂，从单机到多机要同时构建，并且辅助以配套的指令程序系统、微程序及驱动程序的设计。具体而言包括如下几个方面：（1）运算器、微程序控制器、寄存器及指令系统的设计等构造CPU。（2）存储器和相应的数据、地址及控制总线的设计等构造存储系统。（3）外设、接口、中断、DMA及相应的接口驱动程序的设计等构造I/O系统。上述部分是计算机系统的基本组成，后面部分是从指令系统和体系结构等方面提高计算机的整体性，为计算机硬件技术的发展留下扩展的空间。在实验室，学生一方面要完成硬件课程所要求的验证性实验及设计性的课题，另一方面要使学生理解计算机硬件的系统性及性能提升的方法，理解计算机系统的进化史。

四、结语

所谓计算机硬件结构的系统性在于计算机技术发展的基础性资源，对于计算机的硬件教学来讲，要调整思想，坚持对系统性和实践性的追求，不但要使得学生掌握好计算机硬件的基本原理，而且要学会计算机的设计理念。要让学生主动探索计算机技术的发展和研究方法，启发创造性思维并产生良好产品。

参考文献：

[1]谢安裕.计算机硬件教学实践性与系统性结合研究.中国新技术新产品，2011.2.

[2]赵健.计算机硬件教学创新初探.新西部（下旬刊），2011.8.

计算机硬件系统范文第7篇

关键词：嵌入式计算机 硬件抽象层 操作系统 隔离机制

中图分类号：TP316.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）07-0049-03

随着软件在嵌入式计算机设计中的比重越来越大，为了减少开发成本，软件的可重用性设计就成为嵌入式计算机领域研究的重要问题。特别是应用于安全关键领域的软件，需要投入大量的时间和精力对新开发或移植后的软件进行验证和确认。在软件架构设计阶段进行可重用设计，可大大减少验证和确认工作量，从而降低开发成本，缩短开发周期。

根据摩尔定律，相同面积硅片上的晶体管封装数量每18个月左右就会增加一倍，而成本却成比例递减。在这一规律驱动下，新器件不断出现、旧器件不断停产，计算机硬件更新的速度很快，但使用嵌入式计算机的系统或设备的生命周期往往很长。在系统或设备漫长的服役期中，如果嵌入式计算机中的器件因故障等原因需要更换，常面临元器件的停产、断档，只能用其它相同或相似功能的器件来替换，替换后的验证和确认往往代价较大。如何保证让原来经过验证的软件可以不加修改地在新的硬件平台上顺利运行是我们面临的新问题。

随着嵌入式实时操作系统地广泛使用，通过设计硬件抽象层，建立硬件抽象层与操作系统的接口，可以分离硬件和软件，从而较好地解决上述问题。

1 软件结构模型

硬件抽象层封装了底层硬件的详细信息，为上层软件提供对低级资源的抽象访问。硬件抽象层不仅从逻辑上与操作系统进行分离，而且从空间上进行分离，硬件抽象层、操作系统能够独立编译，分别生成不同的映像。这种结构的好处是：在CPU的体系不发生改变，而仅仅芯片和硬件接口更改的情况下，操作系统和应用程序映像不需要重新生成。但这种分离结构使硬件抽象层、操作系统和应用映像间无法直接进行接口互访，需要通过一定的机制完成映像间的接口互访。软件结构模型如图1所示。

2 硬件抽象层的结构及功能

在上述软件结构模型下硬件抽象层的体系结构如图2所示，其功能如下：

（1）负责完成系统的引导和相关数据结构的初始化，并且启动用户配置的启动映像。

（2）映像管理。为了有效的对映像实施管理，硬件抽象层包含了一个映像管理模块用于完成映像的管理，管理映像的固化、擦除和加载。映像管理模块直接使用设备驱动完成对存储设备的访问。

（3）硬件抽象层的核心是所有体系结构芯片和设备相关的驱动程序，这些驱动将利用配置的方式提供给操作系统映像使用，当更换硬件平台时，只要更换合适的硬件抽象层就可以了。

（4）硬件抽象层包含一个目标机调试模块。这个调试模块可以完成基于硬件抽象层的软件的加载和调试。调试会使用设备驱动提供的功能完成与主机端的通信，并调用映像管理模块的函数进行映像相关操作。

3 硬件抽象层与操作系统接口的定义

硬件抽象层与操作系统接口向操作系统提供了一组标准服务来保证操作系统的硬件无关性，并作为操作系统访问硬件的桥梁。本文硬件抽象层与操作系统接口的定义主要参考了NATOSTANAG4626。根据功能的不同硬件抽象层与操作系统接口可以分为以下7组，如表1所示。

4 隔离机制的尝试

目前国内自主版权的操作系统中还没有完全满足图1所示的软件模型的操作系统，该模型是一个理想模型，本文选用嵌入式系统中广泛使用的VxWorks操作系统开展硬件抽象层与操作系统隔离机制的研究。

将硬件抽象层与操作系统接口函数加入VxWorks操作系统，改造后的软件结构如图3所示，操作系统内核Wind对硬件的操作只能通过放在操作系统层的函数库来选择合适的接口函数，然后通过调用该函数来访问硬件抽象层中经过改造的BSP函数（即与硬件操作相关的函数），从而实现了隔离机制。

5 验证与测试

硬件抽象层与操作系统接口的引入将原来VxWorks操作系统的功能分为两部分，一部分是接口之上与硬件无关的通用操作系统，另一部分是接口之下的硬件抽象层软件。将原来操作系统直接访问硬件资源变成为通过硬件抽象层与操作系统接口来访问，软件结构如此革命性的变化，其功能的有效性以及这种改变对系统实时性的影响将是验证与测试面临的主要问题。

由于篇幅所限，功能测试的方法及过程略去，重点介绍性能测试。评价嵌入式实时系统的性能指标多用特定操作的执行时间表示。执行时间的测量通常有两种方法：软件方法和硬件方法。其中软件方法是在被测试的软件两端添加时标，软件执行完成后读取记录的时标进行计算；硬件方法通常是使用示波器等测量工具测量指定的测试点，通过读取软件执行过程中产生的硬件信号波形来计算执行时间。软件方法比较简单，但时间精度不高；硬件方法与之相反，它有着测量工具所能达到的最高测量精度，但测量过程往往比较复杂。

根据本文对操作系统改造的影响范围，我们将主要测量系统初始化时间、中断响应时间和异常响应时间，通过这三个时间指标来分析添加硬件抽象层与操作系统接口后对系统性能产生的影响。其中系统初始化时间测量对精度要求不高，使用软件方法，其他两项指标的测量使用硬件方法。

5.1 系统初始化时间的测量

系统初始化时间是指从系统上电开始到启动函数usrRoot（）作为系统的根任务之间所用的时间。本文使用VxWorks中自带的时标读取函数vxTimeBaseGet（）来测量。函数vxTimeBaseGet（）可获取系统执行中的tick数，tick的频率为系统时钟频率的1/4。本文所选用的测试平台系统时钟为32MHz，因此tick的频率为8MHz。除去系统调用时压栈、出栈的过程，使用函数vxTimeBaseGet（）测量的时间精度可以达到微秒级，满足系统初始化时间测量的需求。

测量使用的主要代码如下：

UINT32 high，low；

UINT32 high1，low1；

UINT32 high2，low2；

vxTimeBaseSet（0，0）；/*计数清零*/

vxTimeBaseGet（&high1，&low1）；/*获取开始时间*/

…… /*系统初始化代码*/

vxTimeBaseGet（&high2，&low2）；/*获取结束时间*/

high=high2-high1；

low=low2-low1；

5.2 中断响应时间的测量

中断响应时间是指从中断产生到系统获知中断，并开始执行中断服务程序（ISR）的第一条指令所持续的时间。中断响应时间是系统实时性的重要指标，采用硬件方法对其进行测量，测量所选用的示波器精度可达纳秒级，确保测量精度满足需求。

在开始测量前，首先在中断处理程序的开始处添加一条语句，其作用是将硬件平台中的一位离散量从0置为1，作为进入中断处理程序的标志。然后示波器的通道A连接硬件平台的中断请求信号INQ，通道B连接离散量信号DIO，当中断产生时将触发示波器进行记录，截取示波器通道A和通道B的波形，进行测量和计算。图4为硬件方法测试示意图。

使用上述测试方法完成系统初始化时间、中断响应时间和异常响应时间的测量，测试结果如表2所示。

由上表可知添加硬件抽象层与操作系统接口后，系统的初始化时间、中断响应时间和异常响应时间与添加前的系统相比都有一定程度的增加，这是因为改造后的系统多了一层硬件抽象层与操作系统接口的函数调用，但这些时间指标仍保持与原来相同的量级。本文使用的测试环境处理器为PowerPC603E，如果选用性能更强的处理器，由于使用硬件抽象层与操作系统接口带来的性能损失将可以得到进一步缩小。测试结果表明本文研究的硬件抽象层与操作系统接口达到了设计的期望。

6 结语

目前国内针对硬件抽象层的研究刚刚起步，尚未形成相关标准。本文充分考虑嵌入式计算机的特点和要求，对硬件进行抽象，制定了相关接口，从而实现操作系统和硬件的隔离。通过对VxWorks操作系统的改造，验证了隔离机制，为嵌入式计算机硬件抽象层与操作系统接口的研究提供了一些可以借鉴的经验。

参考文献

[1]NATO.STANAG 4626-2005 modular and open avionics architecture（Part II： software）[S].Brussels： Military Agency for Standardization，2005.

[2]A.S.Wake，Integrated Modular Avionics：Software Architecture Concept[R]， Technical Report BAE-BSE-SP-RES-000009，2003.

[3]黄永葵.SAEAS4893《通用开放式体系结构（GOA）框架》评析[J].航空电子技术，2007（1）：40-46.

[4]梅宏，申峻嵘.软件体系结构研究进展[J].软件学报，2006（6）：1257-1275.

[5]褚文奎，张凤鸣，张育等.基于COTS的军用软件保障问题研究[J].系统工程与电子技术，2007（12）：2166-2170.

[6]涂刚，张波，阳富民.《嵌入式操作系统移植技术研究》[J].计算机应用研究，2007（2）：83-85.

[7]韩立宏.《嵌入式实时操作系统性能测试方法》[J].指挥控制与仿真，2008（2）：98-101.

[8]陈卓，王田，梁新元等.嵌入式系统开发[M].北京：电子工业出版社，2009.

计算机硬件系统范文第8篇

【关键词】局域网；硬件资源管理；系统开发

【中图分类号】TP309 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0211-01

一、计算机硬件资源管理系统的构成

资源管理是近代管理学的一个重要组成部分，是一个正在不断发展的学科，其在计算机系统方面的定义随着计算机技术和通信技术的不断发展而更新，现阶段计算机资源管理主要是指计算机设备、人以及其他通信手段组成的资源管理系统。由于通常计算机分为硬件部分和软件部分，因此计算机硬件管理系统其实是资源管理的一部分，或者是大系统下的一个子系统，主要负责计算机硬件各种资源的综合管理。计算机硬件资源管理系统的构成主要有两部分，一是系统管理的对象，二是管理对象的实现，也就是如何让实现管理。首先，计算机硬件资源管理系统的管理对象肯定是计算机的硬件，但是系统管理的资源并不是指实物，而是能够代表实物的数据，这种数据才对系统有价值。硬件是我们使用计算机的基础，硬件资源的一手资料也来源于硬件本身，例如门禁系统、打印机、硬盘等等，而这些硬件都对应着一些特征数据，例如门禁系统就能提供上机人数、金额、位置；打印机则提供要打印的内容、打印数量、打印规格等；硬盘则包含了对容量和存储内容的更改。这些数据才是资源管理系统所需要的数据，才是真正有用的资源。其次，计算机硬件资源管理系统是依靠硬件设备之间的一些联系和构成规则来实现管理。资源管理系统要明确两个因素才能实现对资源的管理，一是各要素和整体之间的关系，二是整体和运行环境的关系。以门禁、打印和硬盘为例，这三个部分是相互独立的，但是他们和整体的关系就是学生的基本信息，这些信息存放在数据库中，这样就建立了两者之间的关系，而各部分在操作之后还会把数据反馈给数据库。

二、计算机硬件资源管理系统的设计概述

（一）计算机硬件资源管理系统的设计原则

计算机硬件资源管理系统的设计需要遵循以下几个原则：整体性、先进性、经济性和可发展性。整体性主要是指系统的完整性，企业的管理是一个闭环系统，最终的目标是实现系统的完整，计算机系统虽然不会涉及到各个方面，但是必须在设计之初考虑到各个方面；先进性主要是针对计算机技术的飞速发展而设定的，也与系统安全紧密关联，往往更新的技术更有利于系统安全，不受外界侵袭，而先进性也有利于延长系统寿命；经济性，对于一个系统而言，多么庞大和高端并不是衡量成败的指标，很多系统盲目追求高端导致后期维护和管理异常困难，最终被废弃。所以资源管理系统要根据实际需要，既保证系统的安全，又要经济实惠；可发展性主要是指系统随着技术的更新而不断改进和扩展。

（二）计算机硬件资源管理系统的开发方式

目前计算机硬件资源管理系统的开发方式主要有四种形式，即购买现成软件包、自行开发、委托开发和联合开发。几种方式的选择需要综合考虑企业的实力和环境，最主要的是企业的经济情况。购买现成软件包是最直接的方式，一般是一些简单的管理系统，而且都是通用软件。优点是时间短、费用少，但是需要二次设计，这就比较麻烦。自行开发需要企业有较强的系统分析和程序设计人员，还需要一支专业的维护队伍，适合大型且安全性能要求高的企业和单位，例如研究所、计算机企业、重点大学等。优点是自己开发费用节省，而且一般会比较适合本单位使用，方便后期维护。但是也可能个受制于自己业务而忽略系统的优化性能。委托开发一般是企业没有设计的专业人才，只能依托其他专业队伍来完成，一般双方会签订商业合同，保证双方的利益。优点是省事省时，开发的系统技术水平较高，缺点是费用高，系统维护需要开发单位的长期支持。联合开发是介于自行开发和委托开发之间的一种方式。

（三）计算机硬件资源管理系统的设计策略

在设计策略上主要是注意开发的方法，根据对以往系统设计的分析，有几种方法是不可行的：组织结构法，这种方法比较机械的划分系统，没有考虑系统的完整性；数据库法，需要根据现有系统进行设计。目前比较好的设计方法有：自上而下的设计方法，这种方法从企业管理实际出发，从整体需求开始，逐渐将企业的需求从抽象到具体，逐步实现整个系统。而与之相反，自下而上的设计方法则是类似于搭积木的思想，逐层来实现系统。而现在这两种方法总是结合使用，首先完成整个系统的逻辑模型，然后寻找最优的物理模型，从逻辑模型到物理模型的实现就结合了自上而下和自下而上的设计思想。

三、局域网内计算机硬件资源管理系统的总体方案设计

硬件资源管理系统的设计方案确定首先要明确系统的管理目标，也就是系统的需求分析。需求分析对于系统的设计占有重要地位，只有全面合理的需求分析才能保证系统真正实现功能。计算机硬件资源管理的需求分析需要解决四个问题，即任务概述、运行环境和功能需求、性能需求，这些根据局域网内硬件资源的不同而定，因此在此不再累述。需求分析之后就可以根据实际需要将系统划分为几大模块，然后在确定系统方案。这里以学校机房的管理为例进行分析。机房的管理主要分为这样几大模块：门禁系统、打印系统、硬盘空间系统和财务管理系统。门禁系统分为登录部分和运行部分。登录部分负责学生上机操作的管理，主要是向服务器发出请求，运行部分负责学生运行计算机硬件，并将运行数据发给服务器。硬盘空间系统主要负责学生上机时个人硬盘和公用硬盘的管理，包括对硬盘的访问，以及查询和修改等。打印系统主要负责学生对于打印需求的管理，包括收费自动打印、收费手动打印和免费打印。财务系统则负责学生上机的收费管理，以及将学生对硬件的使用数据进行收集和记录。

计算机硬件系统范文第9篇

关键词：比喻教学法、硬件系统、理论基础

信息技术是一门理论与实践联系密切、发展迅速、实践性强、应用广泛的学科。只有掌握牢固的理论知识，才能更好的去参与实践活动，实现理论与实践的相结合。随着计算机技术的发展，人类正步入信息时代，利用计算机及其网络，负责任地获取信息、处理信息和展示信息，是信息时代中小学生必须具备的素养之一[1]。教师作为知识的传播者、课堂的组织者，要求教师具备良好的教学语言水平，因为语言作为课堂师生交流互动的重要手段，是课堂教学取得高效率的关键。比喻法教学是一种比较特别的教学方法，教师要善于运用语言技巧，以达到教书育人的目的。本文将比喻教学法用于计算机硬件系统教学中，取得较好的效果，现报告如下。

一、比喻教学法的含义

比喻教学法是一种打比方的方法，它将两个本质上有异曲同工之处的事物相联系。通常的做法是，选择一个学生熟悉的事物，将其引申至未知或抽象的事物，达到让学生更好地认识新事物的目的[2]。恰当的使用比喻教学法，能起到化繁为简的效果，便于学生理解和记忆。

二、比喻教学法的重要性

计算机硬件系统相关知识的教学对象极其广泛，包含初中生、高中生、大学生。对于处于这个偏远山区的初中生来说，有一大部分从来没有接触过计算机，有一小部分同学会懂得计算机最基本基础操作，极度缺乏对计算机相关理论知识的了解，就更不用说理论与实践的相结合。但是在信息技术学科的教学中，又存在着大量的基础性概念和理论知识，教师若是照着教材去讲述相关知识，往往会使课堂变的枯燥、无味；也使得学生无法更好的掌握相关知识，提不起学习的热情，影响整体的教学质量，曾经作为计算机专业的大学生是深有体会的。这时候若是能够恰当的运用比喻教学法，把繁琐、抽象的知识用通俗易懂、贴近生活的事物来描述，易于学生理解和记忆，极大程度提高了教学质量。

三、比喻教学法在具体案例中的应用

1、计算机系统的整体感知

在学习计算机硬件系统前，要对计算机系统有个整体的感知，为更好的学习相关知识打下基础，教材对计算机系统给出的定义：计算机系统是由硬件和软件组成的有机整体。硬件是计算机的实体部分，它由看得见摸的着的电子元件、各类光、电、机设备的实物组成。软件是由人们事先编制的具有各类特殊功能的信息组成，它是看不见摸不着的。软件的功能和作用是评价计算机系统性能的重要指标，同时软件系统的发挥必须依托于硬件支撑，二者缺一不可[3]。为了使学生理解这一概念，我们使用如下方法类比。

我们把计算机系统，比喻成一个人类，那么计算机硬件就好比人类的躯体，是可以看的见摸的着的实体，计算机软件就好比人类的灵魂、思想。是比较抽象的，是看不见摸不着的东西。一个人若是没有思想，没有灵魂是不行的，空有思想和灵魂也要依托于健康的躯体，只有二者统一才能说是一个完整的人，计算机系统也是如此（如图3-1所示）。这种比喻以通俗易懂，贴近生活的事物阐述了计算机系统的构成，软件、硬件的定义，以及二者相互协调，缺一不可的关系。

硬件：计算机系统里看得见摸的着的设备躯体：人体内，看的见摸的着的器官

软件：各类特殊功能的信息组成，它是看不见摸不着的灵魂：指生命；人格，良心；精神、思想、感情等、它是看不见摸不着的

二者关系：软件的功能和作用是评价计算机系统性能的重要指标，同时软件系统的发挥必须依托于硬件支撑，二者缺一不可二者关系：一个人若是没有思想，没有灵魂是不行的，空有思想和灵魂也要依托于健康的躯体，只有二者统一才能说是一个完整的人

2、计算机硬件系统的学习

通过观察计算机，结合多媒体电教工具的展示，引出一部计算机从外观上看包含：主机、显示器、鼠标、键盘、音箱、摄像头、打印机、扫描仪等，除了主机以外的设备我们称作“外部设备”。引出计算机硬件系统=“主机+外部设备”，主机=“中央处理器+内存储器”，外部设备=“输入输出设备+外存储器”（如图3-2所示）。

图3-2计算机硬件

懂得相关的知识体系，下面用比喻教学法来阐述相关知识，这里把计算机硬件系统比喻成人类的躯体进行讲述，具体如下：

中央处理器CPU：CPU是计算机的核心，由运算器和控制器组成。就如同人类的大脑控制着我们的思想和言行一样[4]。计算机的任何操作，都在cpu的控制下完成，运算器用来完成各种算术运算和逻辑运算；控制器的作用是分析指令程序、控制协调计算机各部件按程序指令工作。

存储器Memory：分为内存储器（内存）和外存储器，是一个记忆设备，用来存放数据和程序的。好比人类大脑的记忆功能，当要用到的知识大脑里面没有或者忘记了，才会去查看书籍。电脑也是一样的，CPU根据不同的层级来访问存储器，先访问内存储器，然后才去访问像硬盘、可移动磁盘等外存储器。

输入设备（Input device）：是计算机与用户或其他设备通信的桥梁，是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。如同比人类的眼睛和耳朵，是人类沟通世界，获得信息的主要手段之一。

输出设备（output device）：是计算机的终端设备，把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。如同人类的手和嘴巴，把大脑要表达的信息表示出来。

主板Motherboard：硬件系统的其他部件全部都是直接或间接的通过主板相连接的。连接线：好比人类的骨骼、韧带一样把身体的各个器官连接在一起。

电源线和数据线：连接主板与各个硬件用的，电源线是电脑供电的途径，数据线是负责主板和各部件数据的传输。就如同人的血管和神经，血管是血液流通的途径，养活身体的各个系统；神经负责把大脑和骨髓个兴奋传送到各个器官。

计算机硬件知识的学习，各个部件的名称、功能是重要的理论基础。为了学生更好掌握相关知识，以图表的形式更好的来诠释比喻教学法（类比如表3-3所示）。

计算机硬件系统人类躯体（比喻描述）

中央处理器CPU：计算机的任何操作，都在cpu的控制下完成大脑：人类的任何行为，都是在大脑支配下完成的

存储器Memory：记忆设备，存放数据记忆功能：记忆存放信息

输入设备：计算机输入数据和信息的途径眼睛和耳朵：获取外界信息的手段

输出设备：表达计算机的信息嘴巴和手：表达自己思想

主板：连接其他各部件骨骼和韧带：连接身体各个器官

电源线：为电脑供电的途径血管：养活身体各个系统途径

数据线：负责主板和各部件数据的传输神经：把大脑和骨髓个兴奋传送到各个器官

3、内存和硬盘的认知

刚刚接触电脑的学生，对硬盘和内存的概念很容易混淆。内存是内部存储器的缩写，它是用来调取硬盘的数据供CPU处理，暂时存放数据。硬盘是外部存储器的一种，是用来储存所有的数据。我们用比喻教学法进行相关概念的阐述，如果把硬盘是仓库，那么内存就可以理解成来仓库提货的货车，CPU就象一个加工厂。仓库是永久性存放货物用的，货车只把仓库的东西运到加工厂进行加工，只是临时存放货物用的。经过这样一比喻，便于学生理解，加深了学生对内存和硬盘的认知（类比如下表3-4所示）。

四、使用比喻教学法应该注意的事项

首先，比喻要以浅喻深，喻繁于简，喻体要贴近生活，易于学生理解的。其次，比喻应当贴切、要能很好的阐述本体的特点。再次，比喻要用简洁的语言去阐述，化繁为简。最后，比喻要形象生动形象生动是对比喻的典型性和趣味性的要求。形象生动才能吸引人，才能活跃课堂气氛，才能使学生在轻松中理解抽象、陌生的事物，才能取得较好的教学效果[5]。

实践证明，把比喻教学法应用到计算机硬件系统的教学中，能使抽象知识具体化，使枯燥知识变得形象生动，易于学生掌握相关的知识，教学效果良好。教学有法，但教无定法。教师作为教育教学工作的组织者，应不断的探索好的教学方法，应用到教学课堂中去，为做好教育教学工作而努力。

参考文献：

[1]王晓东福建省中学信息技术[M]第1版福建教育出版社，20084

[2]徐学福论类比教学模式[J]广西师范大学学报，1998年02期

[3]魏玉梅计算机组成原理[M]第1版西安交通大学出版社，20048

[4]董柏泉等电脑入门[M]第1版西安交通大学出版社，200411

计算机硬件系统范文第10篇

【关键词】嵌入式计算机 硬件抽象层 操作系统接口 隔离机制

1 研究背景

嵌入式计算机的系统与设备具有很长的生命周期，在其漫长服役过程之中，嵌入式计算机期间一旦出现故障需要更换，常会碰到所需元件停产或断档情况，只能将其他类似器件作为替代品，而器件更换又将付出验证与确认的重大代价。所以，如何将通过检验的软件不加修改的运行在新硬件上，是当前急需解决的重要问题。

2 软件结构模型

软件结构模型如图1所示，硬件抽象层会对底层硬件信息进行封装，并为上层软件提供低级别资源抽象访问权限，在此基础上，硬件抽象层能对操作系统进行逻辑上与空间上的分离，硬件抽象层与操作系统均具有独立编译能力，且能生成完全不同的映像。这种结构优点在于：CPU核心体系不会轻易发生改变，所改变的仅有硬件接口与芯片，重要的操作系统和应用程序均可保留原貌，无须重新安装生成。而该结构缺点也极为明显：硬件抽象层与操作系统以及应用映像通过空间分离，无法直接进行接口互访，需通过机制完成转化，方能进行接口互访。

3 硬件抽象层结构模型

具体功能有以下几点：

（1）系统引导。完成相关数据初始化后启动用户配置映像；

（2）映像管理。硬件抽象层具有固化管理映像、擦除管理映像、加载管理映像等功能，该映像管理模块能通过设备驱动直接进行储存设备访问；

（3）硬件抽象层具有驱动所有体系结构设备与芯片的核心作用，设备驱动能为操作系统提供相应配置方式；

（4）硬件抽象层通过调试模块，能够对软件进行加载与调试，调试目的在于连通设备驱动与主机端之间的通信，并对相关函数进行映像操作

4 隔离机制

当前而言，国内自主版权操作系统鲜有能够完全满足图1软件模型的系统存在，这是因为该模型实际上是立项模型。而本文将采用VxWorks操作系统对硬件抽象层与操作系统隔离机制进行研究。作为嵌入式操作系统应用最广泛的系统，VxWorks经改造后如图2所示。Wind内核只会通过操作系统层函数库对接口函数进行选择，再通过系统层函数库函数访问硬件抽象层中经过改造的BSP函数，从而实现隔离机制。

5 实验

VxWorks操作系统经硬件草香曾与操作系统接口引入后，被分为两个部分：一部分是硬件抽象层如案件；另一部分则是通用操作系统。软件测试包括时标计算，硬件测试则是通过读取软件在执行过程中所产生的硬件波形，计算其执行时间。软件测试较硬件测试更为简便，但精度不如硬件测试准确；硬件测试在精度上优于软件测试，但测试过程太过复杂。本文测试对象为系统初始化时间、中断响应时间和异常响应时间，系统初始化时间精度要求较低，因此采用软件测试法，其他两项数据采用硬件测试法。

6 结束语

本文基于予嵌入式计算机基本特点与工作要求，将硬件抽象化，最后通过相对应接口，完成硬件和操作系统之间隔离。VxWorks操作系统改造后，对隔离机制验证，帮助嵌入式计算机硬件抽象层和操作系统接口研究工作提供了可靠经验。

参考文献

[1]王彦刚，吕遵明，万留进等.基于SCA规范的硬件抽象层应用程序接口分析[J].计算机应用，2014，（z2）：219-223.

[2]崔晓鹏，胡中豫，张豪等.SCA中CORBA与硬件抽象层技术研究[J].现代电子技术，2011，34（6）：32-35.

作者单位