硬件设计论文篇1
质量管理体系国际标准将过程定义为：一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动[7]。过程方法是指组织内各过程的系统的应用，连同这些过程的识别和相互作用及其管理。过程构成要素模型，如图2所示。根据过程定义并结合图2过程构建要素模型可知:一个过程包括输入、输出、相关转换活动、所需资源、过程所处的环境以及检测评价等六要素。其中输入是实施过程的开始，而输出是完成过程的结果，通过使用合理的资源和科学的管理，来对处于一定的环境的过程进行增值转换活动。为了确保过程的结果质量，对输入过程的要素、环境要求和输出的结果（有形的或者无形的）以及在过程中的适当阶段应进行必要的监控和评价。工艺设计过程中的转化活动是由一系列按照时序要求展开的活动，首先是包括审查图纸、产品结构及技术分析、工艺性评价的工艺性分析活动，之后是选择毛坯精度确定余量、绘制毛坯图的确定毛坯及其制造方式活动，然后是划分加工阶段及确定工序顺序的拟定产品的工艺路线活动，最后是确定工序余量计算工序尺寸及公差，选择切削用量，计算时间额定，选择加工设备及工艺装备的详细的工序设计活动。
3工艺设计过程影响因素分析
工艺设计过程是指工艺设计相关的一切活动，信息，数据，资源的总和。它是由一系列子过程工艺设计活动组成。由于每个过程活动的任务和目标不一样，如表1所示。使得不同阶段的活动所需的资源，输入输出，环境等要素也不同。在产品结构性工艺审查，毛坯的选择，工艺方案设计与评价，工装设计，材料与工时定额等活动时要综合考虑企业自身条件，生产设备，生产能力，生产环境，工艺相关经验，工具相关信息，设备相关参数，加工人员技术水平信息等影响因素，还要结合所处的环境和资源等因素，如环保规则，加工生产条件，安全条件，经济性等方面。最后输出最经济，最可行，最合理的工艺设计方案等文件内容指导企业生产制造。
4工艺设计缺陷因素结构模型的构建
为了更好的表达缺陷因素与工艺设计过程的关系，避免工艺设计缺陷的产生，并参考多数企业的工艺设计流程，采用过程方法构建的工艺缺陷因素结构关系模型，如图3所示。从图3可以看出硬件产品工艺设计过程是一个多层次，多步骤和分阶段的设计过程。整个工艺设计过程涉及的影响因素因不同阶段而不同，分布于产品工艺设计过程各个阶段的活动中。工艺缺陷影响因素结构关系模型不仅表达出工艺设计过程中各设计阶段间的逻辑顺序关系，理顺了工艺设计阶段的各个活动的输入、输出，而且还清晰地呈现出设计资源、环境等缺陷因素与工艺设计过程的关系，为以后的工艺设计缺陷的预防和控制提供了理论基础。然而，从整个模型可以看出，影响工艺缺陷的因素比较多，在具体的工艺设计活动中，往往是由于模型中缺陷因素不能合理有效的控制这些因素，增加了工艺设计缺陷的风险。因此，需要进一步定量掌握工艺设计阶段的影响因素对工艺设计活动的影响程度，以及因素之间的互相影响关系，以便更好的，有针对性地采取措施来优化工艺设计过程，提高工艺设计质量。
5工艺缺陷影响因素定量化分析
5.1基于DEMATEL方法的工艺设计缺陷因素分析
DEMATEL（decisionmakingtrialandevaluationlaboratory）决策实验室分析法，是20世纪70年代出现的运用图论与矩阵论原理进行系统因素分析的方法，它通过系统中各因素之间的逻辑关系构建直接影响矩阵，计算各因素对其他因素的影响度以及被影响度，从而计算各因素的中心度和原因度，然后，根据因素所对应的中心度和原因度，得出该因素所属的种类（原因性因素还是结果性因素）。DEMATEL方法关注的不仅是因素之间的两两直接影响关系，还考虑了所有因素之间的间接影响关系，从而获取众多因素中的关键因素。采用DEMATEL方法对影响工艺设计缺陷因素进行量化分析，分析过程直观、明晰，其结果不仅可以表达各缺陷因素之间的量化因果关系，还能根据量化结果对影响因素集进行因果分类和重要程度排序，为缺陷因素控制管理以及识别提供科学依据。
5.2基于DEMATEL方法的工艺设计缺陷因素分析步
骤如下（1）构建各因素间的直接影响矩阵。工艺设计缺陷影响因素表示为Tx，其中x=1，2，3……n，如果因素Ti对因素Tj有影响，则表示为tij。设定影响关系评价标度(如根据较强，强，一般，弱，无五个等级分别赋值)，定义：当i=j时，tij=0表示因素自身对自己无影响；当因素Ti对因素Tj影响很弱时，tij=1；当因素Ti对因素Tj影响一般时，tij=2；当因素Ti对因素Tj影响较强时，tij=3；当因素Ti对因素Tj影响很强时，tij=4。构造因素间的影响矩阵G。影响度Hi为综合影响矩阵D中i行的行和，表示因素Ti对其他所有元素的综合影响值。被影响度Lj为综合影响矩阵T中j列的列和，表示Tj受其他所有因素的综合影响值。中心度Mi为综合影响矩阵T中第i行的行和与第i列的列和之和，表示该因素在系统中的重要性程度。原因度Ui为综合影响矩阵T中的第i行之和与第i列之和的差，表示该因素与其他因素的因果逻辑关系程度，若为正，表示该因素对其他因素的影响大，称为原因因素;若为负，则表示该因素受其他因素的影响大，称为结果因素。（5）根据第四步计算的结果，以Ui为纵轴，Mi为横轴，绘制因素的原因—结果图，得出各缺陷因素的影响度和被影响度排序。
5.3举例分析
以某雨弹发射架的工艺设计为例，影响雨弹发射架工艺设计缺陷的因素众多、关系复杂。按上述方法，从与工艺设计有关过程活动的角度来考虑，同时考虑输入输出类、资源类、环境类以及监测评价四大类工艺缺陷影响因影响因素体系，构建了雨弹发射架工艺设计缺陷因素表以及按DEMATEL方法步骤计算出综合数据，如表2所示。（1）缺陷因素的原因—结果图根据综合影响关系表，以Ui为纵轴，Mi为横轴，绘制因素的原因—结果图，得出各缺陷因素的影响度和被影响度排序。应用SPSS软件将各雨弹发射架工艺设计影响因素标注在坐标系上，如图4所示。（2）分析结果由以上结果从整体所有因素可以看到：（1）雨弹发射架工艺设计的原因因素有24个位于0线以上，依次f1、f2、f3、f4、f5、f7、f8、f10、f11、f13、f14、f15、f17、f21、f23、f24、f25、f28、f30、f32、f35、f37、f39、f40，它们是导致雨弹发射架工艺设计缺陷的主导因素。根据20/80原则，影响度大小排序前五位为f10（工艺流程图）、f13（工序操作指导卡片）、f5（现有生产能力资料）、f7（毛坯方案）、f2（组件明细）、所以，必须采取针对性的措施。（2）结果因素有16个位于0线以下，依次为f6、f9、f12、f16、f18、f19、f20、f22、f26、f27、f29、f31、f33、f34、f36、f38，这些因素受其他因素影响比较大。按被影响度大小排序前三位为f38（成本约束）、f22（毛坯的相关经验）、f12（工序卡片），它们极易受到其他因素的影响，必须加以重视。（3）从工艺设计缺陷因素原因—结果图中也可以分别按类中的因素比较，如输入输出类缺陷因素（正方形表示）中的f10（工艺流程图）、f13（工序操作指导卡片）、f5（现有生产能力资料）中心度值较大，是输入输出类最可能导致工艺设计缺陷的致因因素；从图4可以看出输入输出类因素相对其他类因素大部分都在0线以上，这说明此类因素中原因因素较多，应该给予一定控制。资源类缺陷因素(圆圈表示)中f22（毛坯的相关经验）原因度第二小，说明受其他因素影响最大。环境类缺陷因素（正三角形表示）中f38（成本约束）原因度最小，中心度第三大，说明成本约束不仅受其他因素影响大外，自身影响其他因素也大，应给予控制。监测评价类成本约束（倒三角形表示）f39，f40，都在0线以上，说明此类缺陷因素影响其他因素较多。（4）从整体来看缺陷因素f5（现有生产能力资料）、f10（工艺流程图）、f12（工序卡片）、f13（工序操作指导卡片）、f22（毛坯的相关经验）、f38（成本约束）相对离散，应重点控制监测。以上结果只是针对雨弹发射架工艺设计，对其他硬件产品工艺设计缺陷因素分析可参照此方法，但分析结果因产品而异。
硬件设计论文篇2
存既要存储DSP程序,又要保存对应于不同的伽玛值的查找表数据以及部分预设的显示数据,故选择ST公司的容量较大的M29W641DL,既能保存程序代码,又能保存必要的数据信息。
图2为DSP与闪存的接口电路。因为采用8位闪存引导方式,所以ADSP-21160地址线应使用A20-A0,数据线为D39—32,读、写和片选信号分别接到闪存相应引脚上。
系统功能及实现
本设计采用ADSP-21160完成伽玛校正、时基校正、时钟发生2S、图像优化和控制信号的产生等功能。
1伽玛校正原理
在LCD中,驱动IC/LSI的DAC图像数据信号线性变化,而液晶的电光特性是非线性,所以要调节对液晶所加的外加电压,使其满足液晶显示亮度的线性,即伽玛(Y)校正。Y校正是一个实现图像能够尽可能真实地反映原物体或原图像视觉信息的重要过程。利用查找表来补偿液晶电光特性的Y校正方法能使液晶显示系统具有理想的传输函数。未校正时液晶显示系统的输入输出曲线呈S形。伽玛表的作用就是通过对ADC进来的信号进行反S形的非线性变换,最终使液晶显示系统的输入输出曲线满足实际要求。
LCD的Y校正图形如图3所示,左图是LCD的电光特性曲线图,右图是LCD亮度特性曲线和电压的模数转换图。
2伽玛校正的实现
本文采用较科学的Y校正处理技术,对数字三基信号分别进行数字Y校正(也可以对模拟三基信号分别进行Y校正)。在完成v校正的同时,并不损失灰度层次,使全彩色显示屏图像更鲜艳,更逼真,更清晰。
某单色光Y调整过程如图4所示,其他二色与此相同。以单色光v调整为例:ADSP-21160首先根据外部提供的一组控制信号,进行第一次查表,得到Y调整系数(Y值)。然后根据该Y值和输入的显示数据进行第二次查表,得到经校正后的显示数据。第一次查表的Y值是通过外部的控制信号输入到控制模块进行第一次查表得到的。8位显示数据信号可查表数字0～255种灰度级显示数据(Y校正后)。
3图像优化
为了提高图像质量,ADSP-21160内部还设计了图像效果优化及特技模块,许多在模拟处理中无法进行的工作可以在数字处理中进行,例如,二维数字滤波、轮廓校正,细节补偿频率微调、准确的彩色矩阵(线性矩阵电路),黑斑校正、g校正、孔阑校正、增益调整、黑电平控制及杂散光补偿、对比度调节等,这些处理都提高了图像质量。
数字特技是对视频信号本身进行尺寸、位置变化和亮,色信号变化的数字化处理,它能使图像变成各种形状,在屏幕上任意放缩,旋转等,这些是模拟特技无法实现的。还可以设计滤波器来滤除一些干扰信号和噪声信号等,使图像的清晰度更高,更好地再现原始图像。所有的信号和数据都是存储在DSP内部,由它内部产生的时钟模块和控制模块实现的。
4时基校正及系统控制
由于ADSP-21160内部各个模块的功能和处理时间不同,各模块之间存在一定延时,故需要进行数字时基校正,使存储器最终输出的数据能严格对齐,而不会出现信息的重叠或不连续。数字时基校正主要用于校正视频信号中的行,场同步信号的时基误差。首先,将被校正的信号以它的时基信号为基准写入存储器,然后,以TFT-LCD的时基信号为基准读出,即可得到时基误差较小的视频信号。同时它还附加了其他功能,可以对视频信号的色度、亮度、饱和度进行调节,同时对行、场相位、负载波相位进行调节,并具有时钟台标的功能。
控制模块主要负责控制时序驱动逻辑电路以管理和操作各功能模块,如显示数据存储器的管理和操作,负责将显示数据和指令参数传输到位,负责将参数寄存器的内容转换成相应的显示功能逻辑。内部的信号发生器产生控制信号及地址,根据水平和垂直显示及消隐计数器的值产生控制信号。此外,它还可以接收外部控制信号,以实现人机交互,从而使该电路的功能更加强大,更加灵活。此外,ADSP21160的内部还设计了I2C总线控制模块,模拟FC总线的工作,为外部的具有I2C接口的器件提供SCLK(串行时钟信号)和SDA(双向串行数据信号)。模拟I2C工作状态如图5和图6所示。
系统软件实现
在软件设计如图7所示,采用Matlab软件计算出校正值,并以查找表的文件形式存储,供时序的调用。系统上电
硬件设计论文篇3
目前常见的视频压缩方法有MPEG－1、MPEG－2、MPEG－4、H．261、H．263等。考虑压缩技术的成熟度和该压缩卡的主要用途，本文采用MPEG－1作为压缩标准，研制了基于PCI总线的MPEG－I压缩卡。该卡适用于视频监控、视频会议等多种应用场合。该卡加上一台主机、摄像头和软件可构成一个完整的视频采集压缩系统。
1系统特点
（1）支持BNC、RCA、S－VIDEO视频接口；
（2）支持PAL和NTSC制式；
（3）可对视频实时预览，最大分辨率可达720×576×32；
（4）可对声音进行同步监听；
（5）可对音、视频信号进行MPEG－I压缩，生成MPEG文件和VCD文件；
（6）用户可编程MPEG－1编码设置，可支持CBR和VBR；
（7）可一机多卡同时工作；
（8）可从动态影像中捕获单帧，生成JPG和BMP文件；
（9）支持Win98／Win2000。
2系统硬件设计
2．1系统组成
该系统主要由视频解码、音频解码、压缩核心和PCI接口等组成，其总体框图如图1所示。
2．2视频解码设计
视频解码部分主要完成模拟视频到数字视频的处理，以供后面预览、压缩用。视频解码芯片常用的有SAA7110、SAA7113和SAA7114等。本方案中采用Philips公司的SAA7114。SAA7114有六路模拟输入，内置模拟源选择器可构成6×CVBS、2×Y／C2×CVBS、1×Y／C和4×CVBS；两路模拟预处理通道，内有抗混迭滤波器；CVBS或Y／C通道含完全可编程静态增益控制或自动增益控制功能，对CVBS、Y／C通道可进行自动钳位控制；能自动检测50Hz／60Hz场频，并可自动在PAL和NTSC制式进行切换；能将PAL、NTSC和SECAM信号解码及模数变换得到符合ITU－601／ITU－656的数字电视信号。该芯片是目前视频解码芯片中接收视频源的宽容性及视频解码图像质量最好的一种。其通过I2C接口，进行初始化设置。
本系统采用ImagePort作为数字视频输出端口，数字视频格式采用ITU－656AI11（PIN20）作为BNC／RCA输入脚，AI12、AI22作为S－VIDEO输入脚。
图2SAA7146A方框图
2．3音频解码设计
音频解码的数据一部分提供给SAA7146A作声音监听用，另一部分用于压缩。考虑到成本，本系统采用BURR－BROWN公司的PCM1800E。该芯片是双声道单片ΔΣ型20位ADC单＋5V电源供电，信噪比为95dB（典型值），动态范围95dB（典型值），内嵌高通滤波器，支持四种接口方式和四种数据格式。其采样频率为32kHz、44．1kHz和48kHz可选。
本系统采用从模式，20位I2S数据格式。主时钟由SAA7114提供。
2．4MPEG－1压缩部分设计
本系统中MPEG－I压缩芯片选用ZAPEX公司的SZ1510。该芯片基于TI的TMS320C54xDSP内核，能对ITU－601／ITU－656数字电视信号和PCM音频流进行MPEG－1实时压缩，可生成多种流，如音频基本流、视频基本流、音视频复合流等。
该芯片外接27MHz晶振，可支持多种主机接口，可工作在复用或非复用、Intel或Motorola类型总线。通过输入管脚HCONFIG1：0和SysConfig寄存器可设置成六种总线接口类型：Intel8051类型的数据／地址复用的8位总线、Motorola类型的数据／地址复用的8位总线、Intel8051类型的非复用的8位数据总线、Motorola类型的非复用的8位数据总线、Intel8051类型的非复用的16位数据总线和Motorola类型的非复用的16位数据总线。支持I2S声音接口。
本系统中采用Intel8051类型的非复用的16位数据总线。
2．5PCI接口部分设计
本系统中PCI接口芯片选用SAA7146A，该芯片并不是通用的PCI接口芯片，而是一个多媒体桥（MultimediaBridge）。方框图如图2。该芯片符合PCI2．1规范。它有八个DMA通道，三个视频，四个音频，一个DEBI（DataExpansionBusInterface）。还具有两路视频通道，可对视频数据进行缩放，一路可无级缩放HPS（HighPerformaceScaler，其纵向可达1：1024、横向可达1：256；另一路有级缩放BRS（BinaryRatioScaler支持CIF和QCIF格式。
音频接口以I2S为基础，通过编程控制以支持MSB－FIRST的不同格式及不同的时序格式。
本系统中该部分主要实现功能如下：
（1）通过DEBI接收SZ1510产生的MPEG－1数据，传输到内存；
（2）通过视频接口，接收SAA7114输出的视频解码信号，并进行亮度、色度、饱和度的控制，并实现无级缩放功能实现视频预览功能；
（3）通过音频接口，接收PCM1800E输出的PCM编码信号，传输到内存，实现声音监听功能；
（4）提供符合PCI2．1规范的接口，将板上数据传输到主机内存。
3软件设计
软件设计主要包括驱动程序设计和应用层的API设计。驱动程序主要负责与硬件打交道，应用层API主要负责与驱动程序接口。由于设计了应用层的API，应用程序可很容易在上面进行开发。
3．1驱动程序设计
为了支持Windows2000和Windows98采用WDMWindowsDriverModel驱动程序。WDM作为微软的最新驱动程序模型与传统的Win3．x和Win95使用的VxD驱动完全不同。WDM可支持电源管理、自动配置和热插拔等。WDM驱动的设计可以采用DriverStudioDS、Windriver、DDKDriverDeviceKit等。本系统驱动采用Windows2000DDK借助VC6．0设计。
3．1．1MPEG－I压缩部分
在驱动中，重置SZ1510后，就可以装载相应工作模式的微码；根据需要，设置好相应寄存值后就可以启动SZ1510对视频数据进行MPEG－1编码。每当产生的压缩数据超过SZ1510内部的FIFO门限后，SZ1510产生相应中断，内核调用中断例程，在中断例程中调用中断延迟例程DPC，在中断延迟例程中接收产生的压缩数据。SZ1510提供两种方式提取数据，一种用I2C总线接口方式，另一种用DEBI方式。
在本系统中，采用DEBI进行压缩数据的传输。考虑到压缩数据产生的速度，本系统开了32页大小的缓冲区，在中断延迟例程中填充该缓冲区。每当填满8页大小后，产生一个事件通知应用层进行数据读取。通过这种方式，可以避免压缩数据的丢失。
其流程图如图3所示。
在驱动中，压缩数据的提取方式将极大地影响生成MPEG文件的质量。如果处理不当，将导致马赛克、跳帧等现象。
3．1．2驱动程序中用户缓冲区的访问
驱动程序访问用户内存主要通过缓冲I／O和直接I／O。缓冲I／OI／O管理器创建一个内核模式拷贝缓冲区，并把用户缓冲区的内容拷贝到该缓冲区中，并在IRP首部的AssociateIrp．SystemBuffer域中存储该非分页内存地址。驱动程序可简单地读写该块内存。直接I／O，I／O管理器为输入数据提供一个内核模式拷贝缓冲区，对输出数据提供一个内存描述符（MDL）。为了使用缓冲I／O或直接I／O在创建设备时，必须设置设备对象的Flags域中的DO＿BUFFERED＿IO标志位来使用缓冲I／O或设置DO＿DIRECT＿IO标志位来使用直接I／O。
在本驱动中由于缓冲I／O和直接I／O都被使用，DO＿BUFFERED＿IO标志位和DO＿DIRECT＿IO标志位都被设置。
在定义IOCTL码中，对缓冲I／O使用METHOD＿BUFFEERED对直接I／O使用METHOD＿OUT＿DIRECT。
3．2应用层API设计
硬件设计论文篇4
计算机越来越普及、电脑的家庭持有率越来越高、人们对电脑的依赖程度也越来越深，但电脑对于不少人来说还或多或少存在一定的神秘感，大多数人对计算机硬件还具有畏惧感，不过大部分人对掌握计算机维护与维修知识都有越来越强的迫切感。
因此，开设“计算机组装与维护”课就显得日益重要。
2 同类教程中存在的不足
笔者参阅了“计算机组装与维护”的同类教程，有以下的看法。
（1）不少“计算机组装与维护”教程大约以三分之二的篇幅介绍具体的硬件，介绍市场上硬件产品的选购。由于PC机硬件的更新速度极快，不少书中介绍的硬件产品在市场上往往已经淘汰。这样的教程在课堂上讲授，给人有教程已老化的印象。
（2）计算机系统的论述不是采用系统的方法，而是分别介绍PC机的各个硬件，接着分别介绍各个硬件的维护和维修，这样的论述不太符合教学规律。介绍一种硬件之后紧接着讲述这种硬件的故障，显得很孤立，系统性不足。计算机是一个系统，是否应从系统的角度引导读者去认识故障、判断故障的所在和故障的成因？
（3）适合高职高专用的“计算机组装与维护”教程较多，讲授纯操作、讲授纯应用。而适合本科生用，既介绍操作和应用，同时又讲授相应的计算机理论，具有一定理论深度，采用上跟计算机硬件的发展介绍相应理论知识的教程欠缺。
3 “计算机组装与维护”课程设置
“计算机组装与维护”是一门实用性很强的专业课，不论理科学生、工科学生，还是文科学生都需要学，都用得上。笔者认为：
（1）“计算机组装与维护”是大学计算机基础的重要后续课程。
（2）“计算机组装与维护”是微机原理课在实践和操作方面的补充。
（3）“计算机组装与维护”的重心在于结合操作和应用讲叙相应的理论知识，应做到让学生知其然，并且知其所以然。
（4）应站在普通用户的角度认识计算机硬件和软件的关系。让学生能把“微机原理”课中学到的理论知识与具体的计算机操作和应用结合起来，从应用的角度理解理论，成功地分辨应用中遇到的硬件问题和软件问题，从而有效地解决它们。
3.1 为“大学计算机基础”的深入与提高
“计算机组装与维护”定位于“大学计算机基础”课的深入和提高。所以，课程内容应紧扣计算机的基础理论，相对地要跟上计算机硬件的发展，但又要做到不能成为产品介绍书；教程要把握计算机的发展方向，结合计算机科学，以一定的理论深度、一定的前瞻性（硬件发展的方向）介绍计算机的硬件及其发展。
（1）强调计算机系统结构的概念：计算机系统构成的概念，计算机由主机和外部设备组成的概念，计算机系统由系统软件和应用软件组成的概念。
（2）从众多同类产品中总结出具有共性特征的产品予以介绍，尽量避免具体产品的介绍，最大限度减少PC机硬件快速改朝换代对教材建设带来的负面影响。如主板，从架构方面分类有Slot 和Socket架构。Socket架构的产品有Socket 370、Socket 432、Socket 478，Socket T（即LGA775）等。
（3）结合PC机的硬件产品的发展介绍计算机的发展以及计算机的发展方向。如CPU的发展从X86到Pentium，从PⅡ、PⅢ、P4到双核等。
（4）从用户自然辨别的角度、直观的方式将故障分为黑屏故障、蓝屏故障、死机故障，以及安装故障、启动故障、运行故障、关机故障等，讲述相应故障的排除方法。
3.2 “微机原理”课操作实践方面的补充
“微机原理”课程讲述数制、控制器、运算器、存储器、输入输出接口等计算机科学的理论知识，这些理论知识一般比较抽象。“微机原理”课中所讲述的数制有别于人们日常生活中熟悉的十进制，所讲述的运算原理不能从一块CPU的外形看出其中的控制器和运算器，无法感性地认识输入输出的接口是如何完成数据的传输的。
“计算机组装与维护”讲述硬件和软件的组装。学生通过DIY可以直接接触计算机的硬件，经过系统软件和应用软件安装的操作实践，可以通过显示器直观、形象地浏览到软件系统。若教程再能完好地结合计算机的硬件产品，以浅显易懂的语言讲解与该硬件相关的计算机理论知识，就能很好地做到帮助读者理解深奥的计算机理论，更好地应用计算机去解决各种专业的问题。如，结合CPU及其产品的介绍，讲解摩尔定律、讲解计算机的体系结构；结合网卡讲解数、模和模、数的转换理论；结合声卡及音响的输出讲解何为5.1声道、7.1声道等。这样与硬件产品有机结合的讲解，直观性强、课程生动、能很好地做到“微机原理”应用实践与补充的作用。
3.3 “计算机组装与维护”的重心在于理论叙述与应用操作并重
计算机是人类脑力劳动的工具，应用离不开理论，学习应贵在操作、重在实践。所以“计算机组装与维护”的重心应定位于计算机理论的叙述与应用操作并重。
（1）人们要顺利地完成一件工作（操作），需要概念清晰、流程清楚。计算机的软、硬件组装操作包含的知识和内容很多，必须要让读者建立起完整的、清晰的软、硬件组装流程的概念。
（2）计算机的主存由内存条构成，内存管理知识有基本内存、扩展内存，分页、分段、保护模式管理，虚拟内存、动态数据交换等。系统是否在优化的环境下运行与主存储器的管理相关，内存的管理通过操作系统实现。系统优化的方法有减少内存驻留程序、系统配置实用程序、虚拟内存设置等，以此达到理论叙述与应用操作并重的要求。
（3）当前计算机最重要的外存储器是硬盘，所以，结合硬盘实物（或图片）讲述磁存储知识效果好。通过硬盘讲述磁道、扇区、簇、文件系统以及文件的链式存储等外存储理论知识。结合外存理论的阐述，介绍硬盘分区、格式化等具体的应用操作知识，对外存的介绍同样达到理论叙述与应用操作并重。
（4）与BIOS相关的计算机理论知识，主要涉及ROM和BIOS的功能和作用、BIOS在PC启动运行中与系统的关系等。应用操作则讲述BIOS系统设置，以及不同版本BIOS的系统设置操作等。
（5）注册表是PC机的管家。理论上，介绍注册表所采用的树状数据库结构，以主键、子键和值项的方式组织数据和管理信息。注册表的应用主要包括注册表的备份与还原，注册表编辑器的使用，创建、修改表项和值项等；由于注册表是管家，所以注册表还事关系统的安全。
4 结束语
相对来说，“计算机组装与维护”是一门新课。笔者将其定位于微机原理课的实践和补充的看法是否恰当，理论叙述与应用操作同等比例的定位是否合适，如何结合计算机的配件讲解相关的理论、介绍相应的操作应用，能否做到以通俗易懂的语言讲解计算机的理论知识等，都有待于实践的检验和有待于专家们的进一步探讨。
硬件设计论文篇5
1 计算机硬件
计算机硬件通常来讲，主要是指计算机系统中的各类由电子、机械和关电元件组成的物理部分。这些物理部分按照一定的功能要求，组合成为了一个具备一定能力的基础部件。而这些基础部件通过有机统一的整合，就成为了计算机。从部件基本构成来看，计算机一般由主机和为外部设备组成。主机包含了内存、主板、光驱、cup、扩展卡和连接线等部分，外部设备主要包括了键盘、鼠标以及其他配件。
2 探究计算机硬件设计安全的发展过程
计算机应用技术对计算机硬件发展具有重要影响。在20世纪70年代，由于硅片成本较高，因此人们更重视将硅片进行简化，实现计算机硬件的共享。直到20世纪80年代，人们开始重视提高芯片运行速度，直至90年代，人们开始追求计算机硬件电力减耗工作。当前对于计算机硬件的安全研究不仅包括对计算机数据、通信及存储的安全，还重视对计算机信任、数字版权及用户隐私的安全管理。计算机芯片是计算机硬件系统的重要组成部分，如果芯片受到网络攻击，如拒绝服务、非授权拷贝及篡改等，会导致计算机硬件出现极大的损伤。非授权拷贝攻击方式主要通过对芯片信息进行复制，从而获取芯片副本，篡改则指的是改变芯片等软件程序代码，出现计算机系统敏感数据被窃取及系统故障等问题。当前计算机数据中心、移动通信、嵌入式设备等计算机硬件仍受到物理或软件的攻击，因此需要采用新型数据加密技术，加强计算机硬件安全性。
3 分析计算机硬件的设计安全
计算机硬件安全的性能基本决定于设计阶段，目前多样化设计和工程变异等安全方案是提升计算机安全性的主要策略，其最大的特征就是能耗小成本低。工程变异的方向是解决c1时序和芯片老化，其不仅包括了传统的cMoS技术，还计算机硬件的设计安全探究
潘 雄
（武汉市建设工程设计审查办公室 湖北 武汉 430023）
[摘 要]随着科学技术的发展，计算机不断发展，计算机硬件安全性是计算机信息安全系统的重要内容。本文简要介绍了计算机硬件及计算机硬件设计安全的发展过程，分析了计算机硬件的设计安全与计算机硬件O计安全的措施。
[关键词]计算机硬件；安全性；设计
中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0125-01包括了纳米技术、光纤技术和等离子技术等新兴技术。所以，工程变异在计算机设计安全中得到了十分高效的应用。但是，其也会给计算机恶意攻击检测以及一些其他工作带来较高的难度。目前，检测木马、设置全新的安全原语和集成现有芯片已经逐渐成为计算机硬件设计安全的主要研究对象。就目前计算机硬件设计安全工作来讲，对硬件木马的处理成为了重点工作。硬件木马主要针对一些原始芯片，发动嵌人式或修改式的恶意攻击行为，给计算机内部的数据信息造成泄露或损坏的风险。在另外一个方面，不可复制技术也是加强计算机硬件设计安全的有效措施。其基于工程变异，能够为计算机硬件安全保护提供优良的保障。总的来说，计算机硬件的设计安全程度直接决定了其在使用过程中的安全性能，对其整体安全性做出了硬性的限制。
4 计算机硬件设计安全的措施
4.1 做好内置安全确认工作
内置安全确认，主要是在计算机芯片的测试和制造过程中运用PUF（Physical Unclonable Functions）技术和EPIC（Ending Piracyof Integrated Circuits）技术通过电路设计方式来保护硬件IP。计算机硬件内置保护的流程工作大体如下：原始设计好的IC在IC制造厂采用PUF技术后得到芯片变异了的PUFID，经过EDA工具编译后得到物理版图，先前得到的PUFID与加密后的IC数据信息合成得到校验密钥，接着可以在IC的物理版图中预先选择关键区域，将校验密钥加密后的验证模块附加在原始设计好生成保护的IC版图，最终用于IC产品制造。这样在充分了解内置保护工作之后，相关的工作人员可以做好确认内置安全工作，保证计算机硬件的设计安全性。
4.2 做好外置辅助安全的检测工作
目前外置辅助安全的监测工作主要采用RAS技术进行，依靠可信的密钥管理部产生公开密钥和私用密钥。公开密钥主要是加密芯片的数据信息并将其集成储存到标签电路中，私用密钥主要储存在密钥储存器里，而密钥储存器主要用于外置辅助安全的检测。此外，安全验证芯片也是用于检测外置辅助安全的。检测时，密钥储存器主要经RFID读取芯片上集成的标签电路的数据信息，进而通过安全验证芯片的检测来检测芯片。
4.3 研发计算机硬件时重视安全设计
在计算机硬件的安全设计过程中，不单单要注意技术层面的保护检测，更要注意其他方面的问题，比如设计理念、工作侧重点和设计人员等。在计算机硬件的研发进行时，质量和性能得到保障的前提下需要注意加强设计研发人员对计算机硬件的认识，加强对计算机硬件安全性能的注重，从内置和外置入手，做好安全设计，形成计算机硬件安全性评估机制，做好对硬件安全性能的评估，同时从输入、存储和输出设备三个方面进行评估，及时发现安全风险解决隐患。
4.4 在计算机硬件设计安全中重视创新技术
计算机硬件的安全设计之所以会出现较多的问题，是由于计算机硬件的安全设计技术发展滞后，适应不了时代的发展。因此，需要注重创新技术，完善并发展现有计算机硬件的安全设计技术，结合实际情况和实践经验，及时完善不足之处。同时，建立起完整的计算机硬件安全技术系统，做好计算机硬件各部分的有机结合，加强各技术的协助。此外，还需要开展新型的计算机硬件安全技术，可以将微生物理论、光学理论和量子理论应用到计算机硬件安全技术中，这样才能实现计算机硬件安全性能的快速提升。
5 结语
计算机硬件安全是计算机信息系统正常运行的重要保障，我们需要重视计算机安全检测设备的研究，从计算机内置安全管理及外置辅安全检测方面，制定合理有效的计算机硬件检测方案，不断提升计算机安全性能，推动我国计算机信息安全系统的发展。
参考文献
硬件设计论文篇6
随着科学技术的迅猛发展，科技创新成为生产力发展与综合国力的重要基础和标志。这种新的形势又为相关教学提出了更高的要求：（1）军队信息化建设中硬件控制电路基本上采用自主研发和自主设计的方式，因此军校技术型人才应具备这种能力。（2）学员更加注重软硬件的结合发展，目的是能够整合在校所学的相关知识，以便更加顺利地进行与硬件相关的毕业设计，或是参加我院乃至所全国举行的各种控制和计算机类竞赛。所以本文从学生兴趣出发提出任务驱动下软硬件协作教学方法，该教学方法以任务驱动为出发点目的是调动学生学习的积极性和创新性[1]，并结合软硬件设计教学试验，由浅入深，循序渐进，从验证性试验到设计性实验，最后进行综合性实验，并指导课堂教学，形成学为所用的“学用一体”得教学新模式如图1所示。
1 任务驱动
精心设计任务是实施任务驱动教学的关键所在。每次上课之前，以教学内容为主导，设计教学内容为主体，让学生知道每次课“要讲什么”， “能解决什么”，“能做什么”，以激发学生学习兴趣为出发点，设计合理的、典型的、覆盖性强的任务，及时分散难点和重点，以学生现有能力为基础，培养学生主动思考、主动学习、主动解决问题的能力，挖掘学生的创造力。
传统的教学方式通常是“三步走”，即：引出概念解释概念实例说明。使学生缺乏创造思维，只是停留在“学懂”，而并非知道我为什么要学，所学有能做什么。而在任务驱动教学方法下实施的教学方式采用“三大步、六小步”的策略，使知识更系统，教学内容更明了，更容易激发学生的创新特质，形成“任务指导教学，教学引导任务”的教学模式，如图2所示。
2 软硬件协作教学方法的实现
计算机硬件课程与软件课程均是理论性和实践性很强的课程，特别是软硬件知识相互交叉与结合，更具较强的工程实践性，在培养学生自主学习和创新思维方面具有一定的优势[2]。随着军队对高素质人才的要求提高，基本所有硬件电路以及相关设备都采用自主设计、自主研发的方式，因此软硬件知识相结合[3]，具有较强的工程实践特征，在培养学生的创新能力上具有一定的优势。
采用软硬协同的教学方式，打破了传统的“专业性授课模式”，利用知识点的相似性进行教学，学员不仅在获得知识的同时，也能利用学科间的联系进行发散思维，培养学员的自主学习、自主创新的能力。为此，该文结合任务驱动的实验带动性和软硬件协同知识的交叉性，进行了一系列的教学实践改革。
3 任务驱动下软硬件协同教学方法在硬件课程的实现
通过教学改革，将人才培养从注重知识传授转变到培养创新能力上来，以促进课程教学质量的提高。课堂教学由功能引出或者说在任务驱动下完成一次课程的讲解，采用软硬件协同的方式进行讲解让学员知道知识得关联和连续性。软件和硬件相结合旨在理解硬件中语言的设计，从而最大的发挥硬件设备的功能。
3.1 硬件方面
任务引入硬件芯片，让学生知道“要学什么”，“能做什么”。封装的芯片使其不能像其他实物一样能看到芯片的每一部分，因此在讲授时要做到知识的全面以及内部结构间的联系与分散，随着讲授的不断深入，让学员理解教师所讲的内容以及利用知识能解决什么，形成“学用一体化”，通过教学带动学生主动思考，结合实验教学，不仅使学生对授课内容在实践中得到深入，并进行创造性的设计。
3.2 软件方面
首先通过全国或学院性的机器人设计比赛，将软件知识的设计思想应用到硬件，利用知识点相似性映射教学，例如，在硬件课程的学习中，遇到得第一个难点就是汇编语言，而软件中的C语言，既是前行课程又是学习汇编语言的基础，而驱动硬件芯片的“动力”又是语言，因此C语言类比汇编语言，再通过语言驱动硬件进行工作，就能形成统一、而又系统地授课方式。让学员在现有知识的基础上进行相似记忆，更容易理解硬件知识，从而才能真正地实现软硬件的协同教学。
3.3 实验设计
实验是任务驱动下软硬件协作理论与实践相结合的重要环节。实践环节目的是让学生了解知识的连续性，而软件教学方法和硬件教学方法的结合，使学生对教学内容的理解具体深入，有助于学生进一步理解前面所学知识。实验环节的设计必须注重三点，由易到难，循序渐进，学用一体。
⑴验证性实验
在授课之前教员先针对这堂课的知识点，安排验证性的实验任务，让学员对这次的课堂内容有个初步的认识。引导他们学会如何发现、如何思考、如何解决问题的方法，培养学员自主学习的习惯以及创新意识和创新能力。
⑵设计性实验
由教员作牵引，引导学生的发散思维，结合生活中的例子，自己查找材料，在验证性实验的基础上，根据芯片特性自主设计小实验，目的在于更加熟练的掌握芯片功能，提高学生对知识的系统理解，有效实现知识的重构。例如十字路口的定时器，让知识更具体、更形象，更易解决生活中的简单例子，旨在调动学员自主学习的能力和实验的创造性。
⑶综合性实验
融合所有的设计性实验，最后进行综合性实验，使难问题简单化、实践应用使得知识不断得到创新。让学生知道自己所学将来如何所用，并应用在何种领域。通过各学科知识间的融合进行综合性的实践，也能锻炼学生进行调查研究、查阅文献、分析论证、制定方案、设计或实验、分析总结等方面的能力。
⑷优化理论教学内容，培养学员自主学习的积极性。“任务驱动”下教学方式，重在让学员带着问题去学习，使学生的学习目标明确、具体，以此为出发点，学员可以发散性地理解当堂课的内容，进而提高课程的授课效率和授课质量。在完成一项任务后，一定要与学员及时交流、讨论并点评，及时对学员的学习情况做出反馈和评价。
4 结束语
通过对学生实施计算机硬件课程实验教学的新模式，充分利用现代化教学手段，合理组织实验内容，精心设计课外实验，使某班次的学生在期末考试中取得了优秀率33.33% ，良好率60%的好成绩 ，并在同年得全国机器人大赛取得了全国第二的好成绩。通过这次实践让学生从学习的“配角”，变成学习的“主角”，由教员做知识的牵引者，利用学科间的交叉性，激发学员自主学习的兴趣，调动学员对知识的创新能力，让学员知道现在学的是什么，未来能做什么，形成“学用一体”的教学方式，从而提高学员的计算机综合设计、创新能力，为军队信息化、装备信息化服务打下坚实的基础。
参考文献：
硬件设计论文篇7
1引言
数字电路、微机原理与接口技术、单片机原理与应用、计算机组成原理和嵌入式系统等硬件课程是计算机、电子信息类等相关专业的专业基础课程。这些课程都具有理论性强、技术性强、理论与实践结合紧密等特点。但是这些课程也存在着内容抽象，难以理解，以及实验环节薄弱[1]，难以跟理论匹配的困难。对此，各个学校进行了积极的探索[2-4]。近年来，随着应用型本科院校的深入开展，本校的信息学院结合面向系统能力培养的课程群建设，对计算机硬件类课程进行了积极的改革与探索，旨在让学生建立计算机系统的概念，提高大学生计算机工程实践能力，培养学生的动手实践能力和创新能力。在此基础上，进一步探索理论教学和实验教学改革举措。本文以计算机专业中硬件课程的开展为例，结合本校的实践及教学中存在的问题，从理论教学体系和实验教学体系两个方面对硬件类课程的教学进行探索。
2问题分析
计算机专业的硬件类课程教学存在诸多问题，下面从几个方面分别说明。1）思想认识偏颇作为计算机专业的学生，给人的第一感觉是软件编程，硬件似乎并不是本专业的强项。基于这种片面观念，无论是在决策阶层还是在广大学生的学习过程中,都或多或少的出现了“重软轻硬”的倾向[5-6]。在某一程度上，这是与培养全面发展的应用型人才相背离的，由此造成了学生后续学习深造或职业发展道路上的硬件瓶颈。当然，在这种问题的背后,也隐藏着硬件课程教与学中存在的一些问题。2）理论为主，理解困难一般高校计算机专业的硬件课程是为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。该类课程的特点是概念多、较抽象和涉及面广，其整体实现思想和技术又往往难于理解。比如微机原理与接口技术课程中的微处理器，介绍微处理器的基本组成原理和内部工作机制，这些都是看不见摸不着的东西，学生学习起来就非常的枯燥，难以理解；又或者计算机组成原理课程介绍计算机的各子系统（包括运算器、存储器、控制器、外部设备和输入输出子系统等）的基本组成原理、设计方法、相互关系等。3）实验方式单一目前许多院校还在沿用传统实践教学模式、方法和手段，比如我们一般采用的“实验加课程设计”的模式。以微机原理与接口技术和单片机原理与应用课程为例，实验学时受到课程总学时的限制，一般教学计划中安排16个学时实验，都偏重于接口的实现部分，对于微机原理或单片机原理都以理论为主。同时，各个实验之间没有明显的联系，并且局限于学时限制，只能抽取一部分完成。学生的独立思考能力、实践能力和创新能力得不到有效的锻炼，有的学生对知识一知半解。即使这样,也难以满足接口内容的系统训练[7]。课程设计是在学完相关课程之后综合利用所学知识完成一个接口应用系统设计并在实验室实现，是一个实践性较强的综合案例。但是传统的课程设计都是安排在期末，学生期末时间紧张，并且前面所学的知识有所遗忘，设计起来就会出现问题。“实验加课程设计”的模式使得教学内容较为单一，综合训练程度不够，缺少系统能力的培养。4）实验考核重视不足实验一般作为平时成绩计入总成绩。以我们学院为例，平时成绩占总成绩的30%，但平时成绩一般包括平时表现、平时作业、课程设计等。所以，即使和课程设计放一起算，实验所占的比重也非常少，这就很难引起学生的重视。5）课程之间缺乏联系，各自为战数字电路、微机原理与接口技术、单片机原理与应用、计算机组成原理、嵌入式系统计等课程的教与学都是各自为战，各门课程间缺乏相应联系,学生很难驾驭整个知识体系。作为计算机专业的学生，给人的第一感觉是软件编程，硬件似乎并不是本专业的强项。基于这种片面观念，无论是在决策阶层还是在广大学生的学习过程中,都或多或少的出现了“重软轻硬”的倾向。在某一程度上，这是与培养全面发展的应用型人才相背离的，由此造成了学生后续学习深造或职业发展道路上的硬件瓶颈。当然，在这种问题的背后,也隐藏着硬件课程教与学中存在的一些问题。
3改革探索
联系我校的课程改革，下面从计算机硬件理论教学体系和实验教学教学体系两个方面进行探索，并提出相关建议。
3.1理论教学体系探索
1）加强课程群建设，突出硬件课程之间的联系通过面向系统能力培养的课程群建设，建议把数字电路、计算机组成原理、嵌入式系统课程结合。数字电路、计算机组成原理、嵌入式系统设计课程在课程知识、研究方法等方面具有密切的内在联系。比如数字电路课程为硬件设计的基础课程，使学生深入理解电路处理信息能力，为后继计算机组成原理课程输出必要且符合规范的ALU、RegisterFiles等部件与组件；计算机组成原理课程使学生深入理解CPU和挖掘CPU性能能力，为后续课程嵌入式系统设计课程输出必要且符合规范的CPU、存储器、中断和GPIO等子系统和部件[8]。这种课程有机结合的形式，有助于学生系统能力的培养。微机原理与接口技术课程与单片机原理与应用课程相结合。这两者具有很多的共同点，比如都是核心芯片（微处理器和单片机）与接口的扩展和应用。所以，可以微机原理与接口技术以理论为主，讲清原理，而单片机原理与应用课程可以完全交给学生动手实践。2）结合多媒体技术，加强课程理论的理解现代教学技术应用与教学改革，教室一般配备完善的多媒体设备，教师大多可以使用多媒体技术进行教学。通过多媒体设备和多媒体课件的综合运用，可以使原本晦涩抽象的知识加以具体化、可视化，从而使学生易于理解，比如计算机组成原理课程中的流水线设计等可以通过有效的动画加以演示。同时以实验和实训配合教学，来加深学生对硬件课程的理解，进而提高学生的编程能力，化抽象为形象，侧重讲原理、讲应用。3）网络课堂作为课堂教学的有效扩充和扩展。网络课程可以解决教学环节中出现的问题：学生与答疑教师交流不方便、实时性差、教师与学生之间不能充分沟通等。同时学生可以进行网上自测：每章节都选取了一定数量的判断题和选择题，包括理论习题集和理论试题，供学生自学时进行测试。学生可以通过校园网下载授课内容进行预习或复习。网络课堂同时使分层次教学变得简单易于实现。教师可以上传一些课堂的扩展资料，供学有余力的学生进行自学。如微机原理与接口技术课程，课堂上集中于8086的讲解，同时在网站上上传一些80286到pentium微处理器的知识，以满足不同层次学生的需求。
3.2实践教学体系探索
1）实验内容多元化实行开放性、设计性实验,提高学生综合能力。采用虚拟实验和实际制作相结合、基础实验和课程设计相结合、传统面包板和现代实验箱相结合的方式，并大胆实施分级教学，创建项目小组自学。教师在讲完理论知识后，引导学生动手制作电子作品，让他们在实践中加深对理论知识的理解。如讲解完单片机原理与应用课程前几章后，可以让学生利用面包板自己动手设计一个最小单片机系统。2）课程设计驱动式将课程设计作为一个综合案例贯穿于相应硬件教学中，将原来期末布置的课程设计扩展到整个教学过程中，边学边设计，到期末时各小组完成整个课程设计，同时开发出简单实用的电子产品以及对应电子产品的开发指南视频。这些电子产品可以是一些常见的电子产品的设计过程（如万年历、频率计、温、湿度测量仪、交通信号灯模拟控制系统、计时器等），也可以是创新实验中学生的成果。这些产品与课本理论知识紧密相连，能够使学生将理论应用于实践，又具有一定的现实意义，激发学生的兴趣。3）以赛促学专业技术课，是一门实践性很强的课程。基于该特点，所以教学当中始终坚持与实践紧密结合：即与实验、大学生课外科技活动、各类竞赛以及与学生实际能力相适应的科研相结合；及时地将接口最新的技术、发展和教师的科研成果融入到教学内容中去。我校学生已参加多届全国大学生电子设计竞赛及暑期培训工作，成绩斐然。4）加强课程实验监管,加大课程实验权重考核分三部分：实验项目考核，对每一个知识点对应的实验项目进行考核，考察学生对实践知识点的掌握；课程设计考核，考察学生综合实践能力；创新能力考核，考察学生创新能力。近几年，学院出台一系列措施，提高学生对实践能力的重视，包括实践抵学分。比如学生参加山东省电子设计竞赛后，相应的课程可以免修。这样，大大提高了学生的学习兴趣。
4结论
目前高校中计算机专业开设的硬件类课程虽然内容不同、各有侧重但在教与学中却存在一些共同的问题,影响了硬件类课程的教学效果,,同时受到诸多方面因素的影响,无法有机地结合和贯穿,导致理论教学和实验教学效果不理想。本文结合自己的一点实践经验，给出了相关的建议。硬件课程的更高效更好地开展，更需要从教学内容、教学模式、教学手段、实验教学等方面进行整合与更新，从而培养社会所需的系统性综合人才。
参考文献：
[1]曹建芳,赵青杉.融入“计算思维”的计算机硬件类课程改革[J].电脑知识与技术,2014(7):1461-1462+1492.
[2]姚登峰.计算机课程整合无障碍技术的实践探索[J].计算机教育,2014(24):58.
[3]刘宏伟,张宏莉.项目驱动的计算机专业实践教学体系初探[J].计算机教育,2015(9):33.
[4]刘鹏,傅婷婷.竞争类项目实践教学方法在计算机类课程中的应用[J].计算机教育,2014(6):48.
[5]唐建宇.计算机硬件课程教学中的若干问题分析与探讨[J].福建电脑,2007(5):188-189.
[6]王艳玲.计算机专业硬件类课程教学改革探讨[J].计算机教育,2009(20):90-92.
硬件设计论文篇8
2. 对微机保护硬件平台几个主要方面如CPU、数据采集和通信方式等进行了探讨，针对传统微机保护硬件平台存在的缺点以及为了适应电力系统发展对微机保护的要求，提出了新微机继电保护硬件平台的“通用”模块化设计方案。
…………略，共5点
关键词：微机保护、硬件平台、逻辑运算、开入开出、抗干扰
目 录
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论………………………….……………………………..….1
1.1 微机继电保护的发展…………..………………………………1
1.2 本课题研究的意义………………..……………………………2
1.3 本课题所做的工作………………..……………………………3
第二章 微机继电保护硬件平台的设计………………………………4
2.1微机继电保护硬件平台的探讨…………………………………4
2.1.1处理器………………………………….……….…………4
2.1.2数据采集系统……………………….……….……………7
2.1.3通信方式…………………………….……….………..…11
2.2传统硬件平台及存在问题………………………..……………13
2.3采用方案比较………………………………………………..…13
第三章 逻辑运算模块的硬件设计…………….………………….…17
硬件设计论文篇9
1、引言
几十年前，人们所做的复杂数字逻辑电路及系统的设计规模比较小也比较简单，其中所用到的FPGA或ASIC设计工作往往只能采用厂家提供的专用电路图输入工具来进行。为了满足设计性能指标，工程师往往需要花好几天或更长的时间进行艰苦的手工布线。硕士论文，ITL。工程师还得非常熟悉所选器件的内部结构和外部引线特点，才能达到设计要求。这种低水平的设计方法大大延长了设计周期。
近年来，FPGA 和ASIC 的设计在规模和复杂度方面不断取得进展，而对逻辑电路及系统的设计的时间要求却越来越短。硕士论文，ITL。这些因素促使设计人员采用高水准的设计工具，如：硬件描述语言（Verilog HDL 或VHDL）来进行设计。
然而，Verilog HDL 硬件描述语言缺乏对于电路逻辑关系描述和分析的形式化方法，尤其是缺乏基于时序的逻辑描述。这对于化简和检验正确性都带来了麻烦。而ITL语言描述则提供了另一套基于时序的形式化解决方法，对Verilog HDL 硬件描述语言起到了很好的补充作用。
2、ITL简介
区间时态逻辑(interval Temporal logic，ITL)是一种用于描述离散区间或时段的逻辑系统，它是时态逻辑的一个分支。我们可以把一个区间(interval)看作是一个有限的状态序列;这里的状态就是从所有变量到其值的映射。区间的长度定义为该区间内状态数减 1。因此，只含有一个状态的区间的长度为0。一个区间s0… sn 的长度是n。一个只有单个状态的区间的长度是0。
ITL 的基本表达式和公式的语法如下所示
表达式：
公式：
其中，μ为一个整数值;a 为静态变量(在区间内不改变);A 为状态变量(在区间内
值可变);g 是函数符号;p 为谓词。硕士论文，ITL。下面我们以RS 触发器为例来说明ITL的使用：
一个RS 触发器是一个简单的储存和保持一位数据的记忆单元。两个输入决定了互补的输出和。S（Set）为置一，R（Reset）为置零。
图1 RS 触发器结构图图2 RS 触发器的真值表
按照传统的方法，根据真值表列出输入输出变量的逻辑方程，得到：
Qn+1=S+￢R*Qn
S*R=0
而用 ITL描述可以直接把逻辑关系（动作、谓词）写出来，再化简：
把时间等参数变量考虑进去，我们就可以得到RS触发器的结构方程：
3、Tempura
用ITL 能够方便准确地描述基于时序的数字电路，然而缺乏可执行能力，运算公式不能直接进行计算机仿真和验证。Tempura 则是ITL 强有力的可编程可执行的工具集，大大增强了ITL 的实用性。Tempura 是一种可直接执行的数字电路时序逻辑设计方式，是 ITL 的一个可执行子集。发展到今天，Tempura 已经能够直接在Windows 环境下运行。硕士论文，ITL。只要熟悉ITL 的语句，对照着Tempura 自带的指导工具，使语法公式一一对应就可以进行编程和仿真，十分方便。硕士论文，ITL。
下面我们还是以RS 触发器为例来说明
用VerilogHDL采用门级描述为：
moduleRS_FF(R,S,Q,QB);
input R,S;
output Q,QB;
nor (Q,R,QB);
nor (QB,S,Q);
endmodule
用VerilogHDL采用行为描述为：
moduleRS_FF(R,S,Q,QB);
input R,S;
output Q,QB;
reg Q;
assign QB=~Q;
always@(R or S)
case({R,S})
2'b01:Q<=1;
2'b10:Q<=0;
2'b11:Q<=1'bx;
endcase
endmodule
而根据前文所述的用 ITL描述的RS触发器改写成Tempura 语言，代码如下：
为了检验设计结果，需要输入仿真参量，代码如下：
(S=0) and (R=0)and (Q=0) and (Qbar=0) and
for lis<<1,0>,<0,0>,<0,1>,<1,0>,<0,0>>
do (len(5)and (Sgets l0) and (R gets l1)
)
and
(S,R)latch(Q,Qbar)
仿真结果如下，和真值表一样。
图3 仿真结果
传统的数字电路设计方法繁琐且不严谨，而且往往缺乏时序逻辑的描述能力。针对这个问题，HDL的使用为硬件设计师提供了一个非常好的分析和设计数字硬件的工具，也为沟通软件和硬件提供了一种方法。然而，这些 HDL 一般是为模拟数字硬件的功能而设计，往往比较适用于较低层级的设计。同时传统的HDL 设计方法缺乏对数字硬件推理和证明的机制；对行为描述的能力较弱，缺乏形式设计或验证的支持工具。形式化的设计方法则提供另一种强有力的数字电路描述。在软件工程中，形式方法已经取得一些引人注目的成就。但是在硬件设计领域，形式方法的应用研究和成就仍然在起步阶段。在国内的面向市场的数字电路设计，情况更是这样，形式方法的使用很是有限。ITL 等形式方法（特别是配以成熟高效的可执行工具，如Tempura）， 将有效提高我们描述和设计数字电路。硕士论文，ITL。正如本文开头所说，在硬件设计速度赶不上软件速度的今天，形式方法将给我们带来一种新的突破思路，这在未来的电路设计领域将有广阔的应用和发展空间。
参考文献
[1]Benjamin C. Mosszkowski. ITL HandbookDecember 6, 2007
[2]Antonio Cau. Interval Temporal Logic Anot so short introduction 2009
[3]舒风笛。《面向嵌入式实时软件的需求规约语言及检测方法》，武汉大学，2004
硬件设计论文篇10
根据创新型复合人才培养模式，计算机类人才必须具备三大专业能力：计算思维能力（抽象思维与逻辑思维），算法设计与分析及程序设计能力，计算机系统的认知、分析、设计和应用能力。[1]计算机硬件课程体系就是培养对计算机系统的认知、分析、设计和应用能力的教学模块。计算机硬件课程体系主要包括“电路与模拟电子技术”“数字逻辑”“汇编语言程序设计”“计算机组成原理”“单片机技术”“微机接口技术”“嵌入式系统”“计算机系统结构”等课程。大部分课程是计算机专业的基础核心课程，也是学生在计算机学科领域深入研究和发展的必备知识，其中“计算机组成原理”是全国硕士研究生入学统一考试计算机学科专业考试课程。以上充分说明了硬件课程体系在计算机专业教学中的重要性，同时也对我国高等院校的计算机硬件课程体系提出了更高的要求，因此对硬件课程体系进行整体优化和调整是当前计算机专业教学亟待解决的问题。
一、计算机硬件课程体系现状和存在的问题
1.课程体系结构缺乏系统性
硬件课程体系中的各门课程虽然教学内容不同，教学侧重点也不同，但从属于统一的体系结构，存在一定的层次衔接关系。而很多高校在设计硬件课程体系时，受传统的“重软偏硬”思想的影响，盲目加大软件类课程的教学学时，将人才培养计划中必不可少的硬件课程孤立地安排在教学计划中，忽略了硬件类各门课程之间的系统联系，不考虑内容的衔接与整体的优化。在教学过程中，教师往往只孤立地注重一门课程的完整性，不重视与其他课程相互渗透的交叉关系，不注重为学生后续相关课程打下铺垫。由于“计算机组成原理”是硕士研究生入学考试专业课程，有些高校不得不增大该门课程的教学学时，但竟没有开设该课程的前导课程“数字逻辑”。而另一门前导课程“汇编语言”甚至安排在“计算机组成原理”后教学。课程体系结构缺乏系统性，造成教学内容脱节，知识点孤立，一些课程教学内容重复，严重影响教学效果的提高以及计算机专业人才培养的质量。
2.学生的畏惧心理
硬件课程体系中的课程知识点多，理论性强，概念比较抽象。学生在学习过程中不能在掌握抽象概念的同时进一步进行应用验证。[2]而软件课程只需要一台PC机，学生就能在课后对学习内容通过编程验证，采用直观的方式完成作业和复习，充分调动起学生的学习积极性。高等院校过于重视组织学生参加各类程序设计大赛，无形中就让学生以为只要具备程序设计能力就达到了计算机学科人才的要求。因此学生对硬件课程不重视，孤立地记忆各个知识点，仅仅为了参加考试修满学分才学习，一提到硬件课程就头疼，产生畏惧心理。
3.课堂教学效果差
在硬件课程的教学中，由于教学大纲制订的不合理，教师过分依赖教材进行课堂教学。教材内容陈旧，教材的更新往往跟不上计算机硬件技术的高速发展，许多新技术新思想未能融入到课程体系中。而且现在高等院校课堂普遍采用多媒体教学方式，教师上课所用的教学课件仅仅就是教材的重复，教师的教学方法单一，纯粹为完成教学内容而教学，通过传统的讲授教学方式把知识硬灌输给学生，课堂教学内容与实际应用严重脱节，针对性不强，学生只能被动接收孤立的知识点，无法抓住硬件课程的精髓，直接影响学生学习硬件课程的积极性，最终造成学生无法对计算机系统形成一个整体的认识。
4.实践教学的误区
由于大多数高等院校由于经费不足，计算机专业实验设备的投资更偏重软件类课程，而硬件课程实验设备前期投资较大，后期的维护费用高，课程体系中的“模拟电子技术”“数字逻辑”“单片机技术”等课程由于实验设备的缺乏，更多的是将这些实验课程安排到电信系来开设，直接导致理论教学同实验教学的脱节。而“计算机组成原理”的实验也仅仅是在实验箱上完成，按照实验指导书上的连线图，学生只需要动手插上连接线，拨动几个开关，通过指示灯的亮和灭记录下结果就行了。[3]而且安排的实验全部是验证性实验，对学生理论知识的理解没有很大的帮助作用。
二、计算机硬件课程体系整体优化的探索和实践
针对目前我国高校计算机硬件课程体系的现状和普遍存在的问题，以培养“三重一高”应用型人才为导向，可以采取以下措施对硬件课程体系进行整体优化来有效地提高计算机技术人才培养的质量，符合科学发展观的人才培养模式。
1.创建“三重一高”应用型人才培养模式
“三重一高”应用型人才培养的核心思想是以“重基础、重技术、重能力、高素质”为本，创建符合科学发展观的人才培养模式。通过该人才培养模式能促进学生的全面发展，不断地提升学生的思想品德、科学文化素养、身体素质、心理健康、动手实践能力以及创新意识。在制订人才培养模式时，院校要及时关注当前社会对计算机技术人才的需求，结合高等院校的办学层次和自身特征，充分发挥出学生的特色，才能让学生有更强的社会竞争力和发展潜力。
2.优化计算机硬件课程体系结构
（1）修订教学大纲。根据人才培养模式的要求，及时修改计算机类各专业的教学计划，充分认识到计算机硬件课程体系在培养计算机技术人才的重要地位。组织承担硬件教学课程的教师理顺该课程体系中各门课程的衔接关系和内在联系，有效地整合硬件课程体系中的课程，将多门课程中重复的内容进行有机融合，重新制订各门课程的教学顺序和教学学时，避免课程教学脱节和教学内容的重复，还可以增设“硬件工程师培训”“嵌入式工程师培训”等硬件类的专业选修课程，通过分析各门课程的侧重点以及授课老师的集体交流，拟定出一套能充分体现硬件课程系统化教学的教学大纲。教学大纲中可以将技术落后以及与后续课程联系不大的内容删除，并及时将计算机硬件技术的发展前沿和最新成就补充进来。
（2）编写适用教材。根据本校的教学实际情况组织教师编写符合人才培养模式的硬件教材，在强调理论知识的同时，采用深入显出的方式分析抽象的原理，并增加学科的前沿技术，引导学生去进一步深入探讨。注重培养学生的创新意识，使得整个课程体系中的教学过程更连贯，教学效果更好；并完成与教材配套的多媒体教学课件。该教学课件不能仅仅做成是复制教材内容的PPT文档，要充分体现多媒体辅助教学的功能，要采用多种形式来演示抽象的理论知识点。比如可以利用仿真软件来动态演示辅助教学，还可以采用FLASH动画效果来加深学生对知识的理解，消除对硬件课程的畏惧心理，充分调动起学习硬件课程的积极性，学习效率更高。针对一些比较重要的硬件课程，还可以编写该课程的学习指导与习题解析，帮助学生课后自学和复习。
（3）建立教学网站。利用丰富的网络资源建立硬件课程网站，分模块将各门课程的学习资源以开放形式提供给学生，让学生在课后能及时补充学习内容，获取更多的新技术和学科的发展动向，并通过在线交流来实现师生间对一些核心知识点的探讨。学生也可以通过该网站提交作业和设计报告，并向教师提问。教师也能在该网站获取学生的反馈信息，及时调整教学进度，采用合适的教学手段和方法。
（4）建设课程试题库。为了进一步提高教学质量，科学地进行教学评价以及端正学生的学习态度，必须严格遵循人才培养模式和教学大纲，科学建立起各门硬件课程标准化的试题库。并且要动态地更新试题库，通过计算机系统自动完成整个考试过程，真正实现“考教分离”。教师在教学时必须严格遵循该课程的教学大纲，按要求将重难点讲清楚和透彻，避免考试前透题，以及改卷时送“人情分”。
（5）注重实践环节。实践环节是培养学生创新意识的最好途径，不能仅仅将实践教学作为理论教学的附属品，要切实把实践教学贯穿整个硬件课程体系当中，严格遵循实验教学大纲，编写规范的实验指导书，改革实验考核方式，引起学生对硬件实验的重视。在注重理论知识的同时，也要培养动手实践能力，提高综合素质。[4]一般硬件实验设备的投资比较大，后期的维护费用也比较高，可以建立起硬件虚拟实验室，提供给学生更多发挥创新潜能的机会。像“数字逻辑”“计算机组成原理”和“单片机技术”等课程将一部分验证类实验在实验箱上通过连线完成，设计类和综合类实验可以在计算机上用“软件”的方法来实现，采用EDA技术，应用Multisim、Proteus仿真软件、VHDL硬件描述语言，扩展学生的思维，激发学生的创新意识。同时注重培养学生的工程实践能力，充分利用实验中心的创新实验平台，鼓励学生参加各类硬件设计大赛、电子竞赛和“大学生创新性实验项目”。
（6）加强教师队伍建设。注重硬件课程体系特色教学团队建设，调整师资结构，通过引进高层次的人才，建立学科带头人、师范教师与骨干教师相结合的师资队伍。定期组织教师开展教研活动，及时发现课程体系中存在的问题，进一步地进行修改。注重教师的培训，对新进教师采用导师培养制度，并有计划地安排教师出外学习培训以及参加各种学术交流会议，能获取该学科的最新技术。鼓励教师以团队形式申报各类教学研究项目，有计划地开展教学改革。
三、结语
计算机硬件课程体系整体优化的实现要经历一个长期的过程，需要结合理论教学、实践教学、师资培训、考核方式、教学模式与手段等多方面进行优化。近两年在湖南工学院计算机信息学院推行新的硬件课程体系以来，教学团队在教学中通过不断的实践探索，采取了合理制订应用型人才培养计划、修订教学大纲、重新整合教学内容、改变传统的考试模式、加强实践教学、增设创新实验室等多项措施。从教师和学生提交的问卷调查表以及硬件课程考试成绩统计等数据来看，获得到了较好的教学效果，提高了教学质量，学生对硬件课程的学习积极性和学习效率都有了明显的提高。另外在“三重一高”应用型人才培养方面获得了比较明显的效果，学生在各类竞赛和创新实验项目成绩比较显著，就业率也得到了提高。从毕业生就业的回返调查来看，用人单位普遍认为学生的动手实践能力比较强。实践证明对计算机硬件课程体系进行整体优化，是培养应用型人才的必然要求。
参考文献：
[1]陈付龙，齐学梅， 罗永龙，等.创新能力驱动的层次化计算机硬件课程群构建与实施[J].大学教育，2013，（2）：40-42.
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开源共享论:开放源码共享智慧开源共享论来自开发人员对软件价值论的反思，他们认同软件的价值，但反对闭源或设置软件专利等手段。他们认为，软件、通信协议等是人类智慧的结晶，不应掌控在少数商业机构手中，而应开放给全人类自由使用，开源正是保证这一权利的必要手段。经过长期努力，开源精神开始从软件开发向其他领域延伸。近年来，随着软件行业垄断的加剧，很多国家希望借助开源获得信息产业上的突破，开源共享的呼声日益高涨。与此同时，在中小学开展开源文化教育得到了更多关注，我国一些省市已明确把开源文化纳入课程。
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一、引 言
计算机学院从2005年开始招生软件工程专业的学生，现在软件工程专业学生已达到我院学生总人数的70%以上。“培养学生成为基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高、能适应信息产业和软件产业需求的系统设计和开发的高级人才”是我院一直以来对软件工程专业学生的根本要求。这里的“基础扎实、知识面广”包括软件和硬件两个方面。特别是现在的软件开发越来越偏向不同的硬件平台做专业开发。而作为系统开发的人员必须掌握一定的硬件知识。对于完全不懂硬件的软件工程学生来讲，就业前景和发展都会受到极大的制约。
但是，我院硬件课程相对较薄弱。具体存在以下问题：①课程的内容深、难且不实用。学生理解计算机硬件较困难，学到的知识停留于空洞的概念，没有得到技能的提高。②技术发展迅速，硬件课程教材和实验设施严重滞后。现在的硬件教学教材还停留在70年代8086/8088阶段。③实验困难。与软件实验不同，硬件实验需要一定规模的计算机设备，同时课程教学上也没有足够的课时进行实验。④培养目标与社会需求存在差距。计算机硬件教学已严重脱离了硬件技术的发展实际，学生学习计算机硬件的基本原理的基础知识，不会开发电子产品，不会做工程项目。⑤学生的兴趣和教学的内容严重脱节。现在学生对于计算机硬件的最新技术比较感兴趣，但是硬件课程讲授的是过时的知识，学生无法在课程中体会到硬件的好处，感觉硬件课程像“鸡肋”。
基于以上分析，对计算机科学学院软件工程专业硬件课程进行改革已迫在眉睫，要培养适应社会要求的软件人才，应该而且必须加强相关硬件课程的建设，这样才能培养出全面的人才。所以，经过两年的教学实践，对于软件工程的学生应该掌握哪些硬件知识、软件工程中的硬件课程如何设置等进行了一定的探索，下面就相关内容进行简单探讨：
二、硬件课程改革的措施
我校软件工程专业硬件系列课程设置了数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、微机接口技术4门课程。这些课程设置虽然相对独立，但所提供的课程内容划分不明确，相互重叠现象较严重。如基本原理和指令系统的内容，在多门课程中都有出现。
所以，硬件课程改革的目标是：将4门硬件课程整合、筛选，组合为1门综合型的硬件课程，达到内容精炼、重点突出、减少重复的要求。目的是将硬件系列课程作为一个整体统一考虑，建立一个完整的、系统的课程内容体系，这对提高教学质量和压缩学时都非常有效。
1．硬件课程教学模块的设置
具体设置以下模块：数字逻辑与数字系统（核心）；数据的机器级表示（核心）；汇编级机器组织（核心）；存储系统组织与结构（核心）；接口与通信（核心）；功能组织（核心）；多处理和其他系统结构（核心）；性能提高技术（选修）；网络与分布式系统结构（选修）。
2．硬件课程教学内容的设置
教学内容：①计算机概论：计算机概述、运算基础；②数字逻辑基础：卡诺图、组合电路、时序电路；③运算器：半加器、全加器、算术逻辑部件、定点运算器、浮点运算器；④汇编语言程序设计基础：指令系统、汇编语言语法、汇编语言程序设计基础；⑤存储器系统：存储器芯片、存储器层次结构、内存接口技术；⑥控制器：中央处理器的组成和功能、指令流程、硬连线逻辑、微程序控制器；⑦输入/输出技术：I/O接口与端口、输入/输出控制方式、三种简单接VI芯片、中断系统与中断接口、总线；⑧可编程接口芯片及其应用：可编程接口芯片的几个基本概念、可编程并行接口芯片、可编程定时器/计数器、通用同步/异步接收/发送器、模/数转换器、芯片组；⑨实用接口技术：主板、硬盘接口、高速串行总线；⑩计算机系统结构概述：计算机系统结构基本概念、流水线技术、并行计算机系统结构、提高处理器性能的技术。
实验环节：①数字逻辑（时）；②汇编语言程序设计上机练习（时）；③接口实验6～8个（18～24学时）。
3．课程实施中需要关注的问题
（1）注意学生共性和个性的关系。该课程体系规划是针对软件工程专业的基本要求编写的，反映了软件工程专业对计算机硬件的共性要求，不同学校的软件工程和计算机软件专业还可根据本校培养特点做不同的选择与增删，以适应本校培养的个性要求。
（2）处理好理论讲授和实验的关系。各校根据本校培养的方向和实际条件，组织不同要求的实验教学，可进行单个实验，也可组织小系统实验。
（3）注意基本内容稳定性和新技术、新知识反映的及时性的关系。课程的基本内容（即计算机的基本理论和基本技术）必须稳定，而随着计算机技术迅速发展不断出现的新器件和新部件必须在教学中及时反映，必须考虑如何处理两者关系。
三、结束语
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一、理论与实践结合，应注重素质、技能培养
信息时代社会需要的是具有一定技能的应用型人才。中职教育应面对社会，围绕需要开展教学，让学生走上工作岗位后，不仅有专业理论知识，而且具有实际操作技能。要培养出高素质高技术能的人才，我认为应该从以下几个方面入手。
1.改变教学方式，激发学生学习兴趣。
兴趣是最好的老师。如何培养学生学习兴趣和热情，这需要老师因势利导。就目前来看，全靠教师讲、学生听这种被动的灌输方式，学生不可能产生学习兴趣，只会因枯燥而感到厌烦。计算机原理、计算机硬件知识、计算机软件安装过程等，这些对于来自农村、计算机基础差的学生来说，仅凭教师口述，会丈二和尚摸不着头脑。经过多年的教学摸索，我总结得出“任务驱动”和其它教学方法（比如：演示法、讨论法、协作法等）相结合，更容易激发学生学习兴趣，活跃课堂气氛。学生在轻松愉快的氛围中较容易接受并掌握本课堂专业知识，提高教学质量，达到本课教学目标。
2.配备硬件设备，注重实训。
《计算机组装与维修》教学的目标是培养学生动手操作能力，根据需要将计算机硬件进行组装，安装系统软件、驱动程序、应用软件等，注重的是实用性、操作性。学生亲自动手操作，对于计算机硬件的性能指标、技术参数型号等更易于牢记和掌握。为提高教学质量和学生动手操作技能，学校应根据具体情况配备计算机组装与维修专用实验室，并进行合理的管理和更新。让学生在亲自操作实践中了解、掌握计算机软硬件的安装、组装相关理论知识和专业技能，在动手操作中增强对计算机会出现的各种故障的判断力和维修能力，这样我们才能培养出高技能、实用创新型人才。
3.培养学生自主学习、主动探究、团结协作的精神。
学生有了专业知识和专业技能还不够，还应具有自主学习、主动探究、团结协作的精神，将来才能立足社会。职校教学重点是“服务、技能、就业”，这就要求在教学中充分利用课堂，利用情境创设、任务驱动、问题探究、协作讨论等方式培养学生分析问题、解决问题的能力和自主学习、主动探究、团结协作的精神。这样培养出的学生将来才能真正融入社会、服务于社会、立足于社会。
二、软硬结合，正确组装使用计算机
我校使用的中职教材《计算机组装与维修》从实用的角度出发，对实际操作步骤进行了分解，主要讲解了计算机硬件组装、软件安装与使用、网络组建与使用、操作系统管理与维护、计算机故障诊断与处理等方面的知识。在计算机组装与使用这部分主要通过软硬结合的教学方式来讲述并演示了计算机的组装过程。下面我介绍一下计算机操作及系统安装的过程。
1.正确认识组装计算机硬件。
重点从计算机的硬件入手，认识计算机的硬件，了解每个计算机硬件的不同功能，能够将计算机硬件组装在一起构成一整的计算机。由于职业学校的学生学习参差不齐，多数学生成绩偏差，不爱学习理论知识，喜好动手操作。在实际操作实践中，我要求每一个学生必须熟悉计算机的正确使用方法，养成良好的操作习惯，避免因操作失误对设备造成不可挽回的损害。在教学时常采用的“观察―模仿―超越”的教学方式，即先演示让学生观察，在演示过程中讲述硬件的型号品牌、功能、技术指标、参数、安装巧和注意事项等，再让学生以小组为单位模仿着去做。我巡视指导，再通过组装比赛或着任务驱动等方式让学生超越自我。学生在掌握了组装技巧的同时，还领会了理论知识，同时又增强了浓厚的学习兴趣。
①认识计算机的组成
②动手拆解计算机
③动手组装计算机（要了解有关组装前的准备与基本步骤等）
④检测计算机
⑤安装时的注意事项
⑥如何解除常见故障
2.计算机软件安装与使用。
计算机系统由两大部分组成，即硬件系统和软件系统。对于一个全新的计算机硬件系统，如何将其变为能够满足用户需要的多媒体计算机，是组装计算机的关键之一，下面我对该部分作以下几点说明。
一台微型计算机硬件组装完成后，安装操作系统需要经过硬盘分区―硬盘格式化―安装系统等步骤。
（1）硬盘分区
一块硬盘可分成若干区，新硬盘经分区、格式化后才能使用。现在的硬盘容量都比较大，有些文件系统不支持，例如：.FAT32格式只支持32GB空间，要想使用大于32GB的空间，就必须单独分区。此外，划分多个分区也便于管理。分区可以使用DOS命令也可以使用专门的软件。用FDISK分区，用系统安装光盘引导系统后，在提示符A:》后输入FDISK，按回车键。屏幕出现英文提示，输入“Y”后按回车键会出现FDISK的主画面，在FDISK主菜单中有五个选项：
①Create DOS Partition or Logical DOS Drive（建立DOS分或逻辑分区）
②Set active partition（激活引导分区）
③Delete partition or Logical DOS Drive（删除分区或逻辑分区）
④Display partition information（显示当前分区信息）
⑤Change current fixed disk drive（选择其他的硬盘，注：挂双硬盘才有此选项）
硬盘分区按“主分区―扩展分区―逻辑分驱动器”的次序进行。主分区以外的硬盘空间为扩展分区；逻辑驱动器是对扩展分区再划分而得到的。依次为：创建主分区、创建扩展分区、创建逻辑驱动盘、设置活动分区。
如果是对一块已分区的硬盘重新分区必须先删除旧分区。用FDISK命令分区有很大的局限性，现在市场上为大硬盘分区提供了很多种功能多且分区速度快捷的分区软件，如：Disk Manager，Partition Magic等。
（2）如何从CD-ROM引导系统
确认计算机支持光盘启动，在BIOS中设置为光驱启动。进入CMOS菜单，将光标移到Advanced Bios Features项按回车键进行设置第一、二、三（1st/2nd/3rd Boot Device）启动设备，包括Floppy、CD-ROM、HDD-1等。此时把第一启动设备即First Boot Device设置成CD-ROM即可。
（3）从光盘引导安装程序
①检测硬件组装，开启电源
②设置第一驱动为从CD-ROM引导系统，并插入安装盘
③按提示进入Windows XP的安装界面，指定安装分区及格式
④按提示进行个性化设置、信息注册等内容
⑤安装结束后进入XP桌面
3.驱动程序安装。
计算机硬件在没有相应程序的“驱动”下将无法正常工作，所以说安装驱动程序是安装计算机操作系统过程中非常重要的一步。安装驱动程序常用到以下三种方法：使用驱动软件自带的安装程序、手动安装驱动程序、半自动安装。手动与半自动安装方法从不同程度上依赖于“硬件更新向导”。
正确安装驱动程序使其能正常工作，要注意以下几点。
（1）如何判断设备的驱动型号（从芯片认识常用设备的驱动）
（2）如何更改已安装好的设备驱动
（3）如何清除无法正常工作的设备
（4）设备驱动安装调试
4.应用程序安装。
软件只有安装后才能使用，市面上的软件产品种类繁多，安装方法各不相同，这里我简单说一下普通软件的安装步骤。
（1）欢迎界面
（2）同意用户许可协议
（3）选择安装路径
（4）输入用户名和注册码
（5）安装类型选择
（6）添加程序组
（7）确认安装
（8）文件类型关联
（9）快捷方式
（10）结束界面
针对上述各部分的教学，我们应从最基本知识和最基础的实际操作入手，将计算机的软硬件系统有机结合起来，并运用形象、生动、通俗的教学语言再加上教师的娴熟的操作演示，把学生带入计算机这门新兴学科的知识殿堂，在电子计算机系统的海洋里自由翱翔。在实际教学实践中，可以让学生从最基础的计算机硬件入手，并在实际操作中认知理解掌握计算机硬件的有关参数、功能等，让学生组装出具有个性化特点的微型计算机。我们应通过《计算机组装与维修》学习，使学生全面接触，整体认识计算机硬件知识及系统软件的安装与调试，完成职业中学专业教学，培养有文化、有技术、能操作的实用型人才。
