计算机硬件技术篇(1)

【关键词】计算机硬件设计；EDA技术；实践分析

前言

电子设计从手工设计逐步走向了自动化设计，它的发展以EDA技术的发展为主要标志。EDA技术以计算机为操作工具，融合了最新的应用电子技术、计算机技术和智能化技术的成果，并且将设计人员从繁重且重复的劳动中解脱出来，使得电子产品的设计效率提升了。

1EDA技术概述

1.1EDA技术的基本内容

在没有EDA技术的时代，计算机硬件的设计需要通过人工手动完成集成电路的设计、布线等工作。而随着集成线路复杂程度的增加，基于手工的设计方式已经无法满足工作需求。因而人们开始寻求一种更为高效的硬件设计方式。EDA技术的诞生，成功改变了这一情况。它以计算机为操作工具，让学生可以在软件平台上，通过软件化的设计方式来描述计算机硬件。由计算机代替人工完成逻辑编译、优化、布线、仿真等工作。整个过程是自动的，直到能够完成对既定芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作[1]。

1.2一般设计流程

它创新性的颠覆了传统电子产品的设计方式。将设计的顺序从由下至上翻转过来。这使得硬件设计者能够从更为宏观的角度去掌控产品的开发。包括设计的质量、成本、功能需求、研发周期等。在拥有比较全面的宏观分析后，从系统设计出发，进行顶层功能模块的解构和划分。并能够按照方框图系统级的次序逐级完成仿真纠错和验证。从而能够使设计问题更早的被凸显出来。当所有的仿真和验证确认无误后，再用逻辑综合优化工具的门级逻辑电路的网表来实现硬件的物理级呈现。通过该项技术的应用，将设计者的设计强度减轻，仅需要通过软件平台，就可以实现硬件的电路设计和功能仿真。整体的设计效率被大幅度提升。硬件设计流程如图1所示：

2基于EDA技术的计算机硬件设计的实践探究

本文以可编程器件开发工具MAX+PLUSⅡ为开发平台设计，它的运行速度快，界面统一，功能集中。同时该开发平台具备十分完整的可编程逻辑设计环境，能够完成从指标设计、输入、编辑综合处理、校验直至编程下载的EDA设计的全过程。设计者可以按工作流程选用工作模块。适用于多平台操作，是一种理想的开发平台。本部分就计算机的基本硬件之一通用异步收发传输器基于EDA技术的设计实现进行了简要的阐述。

2.1UART的基本介绍

通用异步收发器（UART），是计算机中不可缺少的组成部分，它是一种短距离串行传输接口。能够作为微机与下位机的通讯串口，来实现有效通讯。根据当前的计算机运行机制，需要进行数据的交换和传输。但是并行数据并不能够直接发送到调至解调器中，而必须要经过异步传输才能够解决。UART就是此过程的必要部件。它将信息有序的发送到调制解调器中，实现计算机的正常运转。

2.2硬件设计

在进行硬件设计时，考虑各项功能模块的调试工作，设置了三个按键输入来实现UART的复位、接收和发送数据功能的启动。整体硬件结构如图2所示。

2.3模块设计

（1）基本设计思路UART在工作中主要涉及两个过程，发生和接收。在设计时，考虑模块化的方式来进行设计。发生的过程即并行数据的准备阶段，UART按照既定的格式，将信号进行转换。在此过程中涉及到关键的时钟信号。需要通过波特率发生器来产生与本地系统同步的时钟信号。而接收的过程，就是在信号转换成RXD串行信号后，转换成调制解调器需要的并行数据信号。在整个进程中，由于本地时钟信号与UART的时钟信号会产生一定的延迟和误差。当这种误差产生持续性的积累时，会产生接收偏差。使得UARD的功能不能够被顺利的实现。因此，在进行设计时，需要采用一个远远高于波特率的本地时钟信号对输入信号RXD不断地采样，来保持工作过程中UARTDE接收和发生不会出现步调不一致。（2）奇偶校验位发生器模块设计奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法，以保证串行数据的准确性。在基于EDA技术进行UART奇偶校验位发生器设计需要考虑几个关键点。一是该模块能够执行奇偶校验规则，正确的选择数据。从而实现系统既定二进制数据与输入的串行数据校验位的合理比较。验证输入的正确性。二是该模块必须要满足计算机功能的持续拓展性。在计算机工作中，会产生不确定的并行校验位的增加。那么该模块应该能在后续定义的规则基础上进行校验位的添加。对已经设计完成的奇偶校验位发生器模块采用EDA的工具mod-elsim12.0进行功能的仿真，对仿真结果进行详细的分析，以确保所有期望的功能都已经实现，对于发生问题的地方及时进行修订。（3）波特率发生器模块设计此模块的主要功能就是能够根据时钟的频率和既定的波特率来计算出波特分频因子。分频因子就是分频数。对于波特率发生器的系数一般在现场可编程门阵列实现时基本上是固定的，但是当实现出现变化时，波特发生器的系数就要发生改变。在UART中采用的是专用的芯片，使得波特率的改变变得比较困难，需要加上相应的接口来实现波特率的变动。在使用硬件描述语言的parameter语句（VerilogHDL）或者Generic语句（VDHL）就可以实现UART专用芯片的波特率的改变。那么就不需要通过后续的接口添加来改变系数，也就减少了设计和调试的难度。该发生器的分频时钟与波特时钟的频率比设置为16:1.那么信号采样的准确性就会增高，使接收和发生保持在同一步调上[2]。（4）顶层模块设计UART顶层模块是硬件的综合模块。它涵盖硬件中全部接口定义。主要是为了接收和发生与其他模块的通讯和连接。若通用异步收发器的波特率为9600bit/s，分频因子则为9600*16*2。运用EDA仿真软件，在进行发送功能仿真时将能够得到相应的仿真结果。对该模块的仿真结果进行详细分析的时候可以发现，等待发送的数据在接触发生信号后，其串行信号发生了改变，由01010101001010101[3]。利用EDA技术进行UART的实际，能够实现利异步串行通信功能，同时可以利用EDA仿真工具就功能模块进行分别和整体的仿真校验，解决了计算机硬件设计问题发现晚的劣势，能够在设计的过程中及时调整设计方案。

3结束语

EDA技术是计算机硬件设计向软件化转变的重要标志，它为计算机硬件设计提供了全新的思路。这种设计方式使得计算机的硬件设计具备可视性、直观性，且可以在设计过程中进行实时的控制和调整，解决了复杂电路设计问题发现滞后的问题。

参考文献

[1]曲行柱.浅析EDA技术在计算机硬件设计中的应用[J].祖国,2016(21):288-288.

[2]徐迪.EDA技术在计算机硬件中的应用[J].数字技术与应用,2015(8):216-216.

计算机硬件技术篇(2)

关键词：计算机；新技术环境；硬件；维护

随着信息时代的到来，计算机成了人们工作和学习必不可少的一项工具，但在具体使用计算机的过程中需要注意许多方面的问题，尤其是针对计算机硬件方面，要及时的进行维护和保养，要了解和掌握更多的计算机硬件方面的相关知识，以便能够及时的发现问题并解决问题。

一、计算机硬件在新技术环境下的维护基本原则

（一）为计算机的运行创造一个良好的环境

计算机在长时间的工作下会产生一定的热量，室内的温度过低或者是过高都会对计算机的使用寿命产生一定的影响，因此要为计算机的运行创造一个良好的环境，使室内的温度保持一个适中的状态。具体来说：第一，在使用计算机时要保证计算机在一个适度的环境温度中运行，还需要将计算机放置于通风的地方，以便于保持室内空气的流通，保证计算机能够很好的散热，减少灰尘的吸入量。第二，在雷雨天等恶劣的天气条件下，尽量不要使用计算机，要拔掉电源的插头，以免出现雷击的现象。第三，计算机所放置的位置要尽量背光，避免计算机屏幕受到阳光的直射，一旦计算机屏幕长时间受到阳光的照射，就会出现故障和问题，这与计算机屏幕上的荧光物质对阳光照射的敏感度有关。第四，要保持计算机所处的工作环境有一定的湿度，过于干燥的情况下容易导致计算机产生静电效应，但过于湿润则会导致计算机硬件的发霉或者电路板出现短路的情况。此外在使用计算机时还要避免计算机进水的状况，防止计算机的硬件受到损坏[1]。

（二）要了解计算机硬件维护方面的知识

随着经济的发展与计算机信息技术的不断进步，计算机已经深入到人们工作和学习的各个方面，在人们的生活中发挥着非常重要的作用。因此对于使用计算机的每一个用户来说，了解和掌握计算机硬件方面的知识是非常有必要的，具体来说主要从两个方面入手，一方面是在购买计算机前要充分地了解计算机硬件和部件方面的知识，学习计算机的维护常识、工作原理等，以便于在计算机出现问题和故障时，能够及时的进行维修，避免造成较大的损失。另一方面，还要了解并学习计算机硬件维护的程序，在检查计算机的硬件是否出现故障时，务必要先检查电源，确保电源正常后再检查其他地方，还要根据故障的情况来判断是否需要接通电源或者拔除电源，最大限度的避免由于操作失误而造成的损失。

（三）对计算机硬件问题要进行有效的预防

一般来说，计算机的硬件问题主要包括两个方面，一方面是由于在使用过程中操作不当或者是人为损坏，造成了计算机硬件的损坏，另一方面是在计算机生产时某些电子器件出现问题导致的本身的质量问题。这两个方面所产生问题对计算机的使用寿命产生了不利的影响，因此使用者在使用计算机的过程中务必要注意好对计算机的保护，要培养自身良好的使用习惯，使用键盘时要避免过度的敲击或者使劲拍打键盘的行为。

二、计算机硬件在新技术环境下的具体维护策略

（一）计算机键盘的维护

计算机键盘在计算机中占据着非常重要的位置，是计算机最主要的输入设备，在对计算机键盘进行维护时需要从以下四个方面入手：第一，在打字的过程中，要避免用力的敲击键盘或者按着一个键不动，这样长时间都会造成键盘的弹性下降，使键盘的功能受到损坏。第二，不要在吃东西或者喝饮料的时候使用键盘输入，以免异物会掉落在键盘的缝隙中，从而造成电子器件的短路，严重时甚至会烧坏器件[2]。第三，尽可能的为计算机键盘安装一层保护膜，以免灰尘或者其他异物的进入。第四，用户在长时间的使用过程中，要定期将键盘卸下，并用专用的清洁工具将键盘上的灰尘清洗干净，以免造成键盘的损坏。

（二）计算机显示器的维护

对于计算机来说，显示器是最主要的输出设备之一，在计算机显示器的维护过程中需要注意：第一，要使计算机远离手机、收音机、电视机、ipad等带有磁性的物品，避免这些带有磁性物品对计算机显示器的磁化而导致显示器显像管出现问题。此外还要注意信用卡、银行卡等这些带有磁性的卡片与计算机保持一定的距离，以免对两者都造成一定的影响。第二，在不使用计算机的情况下，要给计算机显示器做一个防尘罩，以免长时间不使用而导致灰尘的进入，影响计算机的正常运行。第三，计算机显示器的亮度或者对比度不能过低或者过高，要调节到一个最合适的状态，尽可能的避免显示器的老化，增加显示器的使用寿命。第四，计算机的分辨率不能随意更改，计算机屏幕上的内容也不适宜长时间的保持不动，以免出现荧光粉老化，损坏显示器。

（三）计算机主机的维护

计算机主机是计算机的硬件系统中最核心最重要的部分，它所处的重要位置和功能相当于人的大脑。其中，中央处理器又是主机中最关键的一部分，对于计算机的整个运行工作来说，起着一个核心推动的作用。计算机硬件中主板是用来协调计算机中的相关硬件，如同人体的神经，计算机显示卡是用来播放相关的页面和内容，如同人类的眼睛，计算机的声卡是用来播放声音，如同人类的耳朵[3]。由此可知，计算机主机中的每一个部分都是非常重要、缺一不可的，任何一部分出了问题都会严重的影响计算机的正常工作。因此在对计算机的主机进行维护时，需要注意：要注意不要随意的进行开关机，开机和关机之间要有大于两分钟的时间间隔；在关闭计算机时要注意不能直接将电源拔掉，要按照正确的程序来进行，首先将正在运行的应用程序关闭掉，然后再从计算机的操作系统中选择关闭关闭计算机，这样一方面可以防止计算机被损坏，另一方面防止部分的数据丢失。

三、结语

在信息技术不断发展的网络时代环境下，加强对计算机技术的了解和掌握是非常有必要的，我们要掌握计算机硬件方面的维护原则和相关的策略，以便在计算机出现简单的故障时能够及时的处理，避免造成较大的经济损失，尽可能的延长计算机使用的寿命。

参考文献：

[1]王吉.试析新技术背景下计算机硬件维护的原则与策略[J].电子制作，2013，24：80.

计算机硬件技术篇(3)

关键词:计算机；硬件组装；维护伴

随时代的发展,科技的进步,计算机已逐渐深入到人们的日常生活中,人们利用计算机工作、学习,一旦计算机出现故障,人们将无法正常的进行工作。因此,掌握计算机硬件组装和维护技术对人们而言十分重要,此外,做好计算机硬件和维护工作,也能减少人们的经济损失。

1计算机硬件组装具体步骤

1.1组装机箱机箱作为计算机硬件的主要部分,在组装机箱时,应先固定主板,然后,再将螺丝拧紧,确保机箱处于稳定的状态。1.2安装电源通常情况下,机箱电源都会安置在机箱内部左上方,然后,使用4个螺丝将其固定,但需要注意的一点时,电源风扇的方向应朝着机箱外面,从而让风险能起到散热的作用[1]。1.3安装CPUCPU是计算机主板的核心组成部分,它对计算机的影响较大,如果CPU出现问题,计算机硬件系统则无法正确运作,甚至导致计算机瘫痪。因此,在安装CPU时,工作人员应小心谨慎,对号入座。此外,由于CPU发热量较大,所以,应在CPU上面安装一个小风扇,并使用螺丝固定小风扇。另外,要将风扇的电源与主板对于的接口相连接,这样才能保证小风扇正常运行。1.4安装内存在安装内存条时,需要将内存条安置在主板的插槽中,并利用插槽两边的扣,固定内存条,对于内存条的缺口,应与插槽对于,然后垂直压下内存条。1.5安装硬盘在安装硬盘时,需要使用4个螺丝,将硬盘固定在机箱前部,并把硬盘的数据线与电源分别和主板机箱相接,进而实现数据储存和数据读取的功能。1.6安装显卡在安装显卡时,只需将显卡对准主板上的插槽,将显卡按照其接口下压,然后使用螺丝拧紧即可。1.7连接控制线在确定机箱上的指示灯、开关机、主板接口、重启键的具有位置后,然后区分其正负极,遵循具体的要求和程度,连接控制线。1.8安装计算机外部硬件在安装计算机外部硬件时,只需找到相应的接口,连接其数据线即可,这样就能使外部硬件正常的运行。1.9接通电源接通电源是安装计算机硬件最后一部分,在接通电源后,如果显示屏没有出现异常状况,则说明,计算机硬件组装的正确的。反之,如果计算机显示屏或者其他部分无法正常操作,工作人员应重新检查计算机硬件安装程序,分析出现错误的原因,从而解决问题。

2针对计算机硬件维护技术的研究

2.1显示器显示器作为计算机数据输出的设备,它在计算机中起关键的作用。如果操作不当,显示器将无法显示内容,同时,也会减少计算机的寿命。因此,做好计算机显示器的维护十分重要。在维护显示器的过程中,工作人员应定期清理显示器的灰尘,切勿使用酒精一类的液体擦拭显示器,并保证显示器处于干燥通风的位置,以避免显示器受潮而无法正常使用。其次,在清理显示器必须要保证计算机处于断电的状态,在完成清理后,30分钟后再打开计算机[2]。2.2键盘尽管键盘对计算机的影响较小,但如何键盘出现故障,人们则无法在计算机中输入文字和信息。另外,人们应定期清理键盘中的灰尘,以减少灰尘对键盘的损害。2.3鼠标鼠标作为最常使用的外部硬件,其一旦发生损坏,人们将无法操控计算机中的软件和文件。所以,对于鼠标的维护也是至关重要的工作。在维护鼠标的过程中,要尽量避免用力敲击鼠标的弹性开关,定期清理鼠标光标中的灰尘,并在鼠标下放置一个鼠标垫,从而防止鼠标在使用时受到磨损。2.4对于计算机内部硬件的维护在维护计算机内部硬件时,首先,我们所应做的就是维护CPU,CPU作为计算机主板的核心部分,其功能和作用影响着计算机的运行。2.5采用科学的维护技术维护计算机硬件几种常见的方法主要有:直接观察法、拔插替换法、最小系统、逐步增减、组件比较、专业诊断软件检测。因而,当计算机出现故障时,维修人员应根据计算机故障的实际原因,选择适当的维修方法,通常情况下,直接观察法比较常用,它不仅能帮助维修人员确定故障的具置,也能使维修人员提升维护效率,但其他几种方法也是非常有效的,如:专业诊断软件检测,它通过先进的科学技术迅速的坚持故障的原因位置,并为维修人员提供检测方案。

3结语

总而言之,在组装和维护计算机硬件的过程中,计算机使用人员要提升维护意识,按照计算机具体的维护要求和操作方案,正确的使用计算机中,并定期对其进行维护。此外,维修人员也应掌握相先进的维修技术,从而有效的对计算机进行维修和组装,只有这样才能保证计算机能够正常的运行,为人们的工作和生活提供良好的便利条件,进而提高人们的生活品质。

参考文献

[1]夏德宏.关于计算机硬件组装与维护的原理与方法[J].信息化建设,2016,(02):12-23.

计算机硬件技术篇(4)

在特定条件下将网络化通行证模式运用到实践过程中，这样能够依据其在实际运行过程中出现的问题在这个基础之上寻求有效的解决方法，也就是说实践计算机软硬件的资源共享通过辅助其它技术手段之后是可以实现的。在现实生活中不难发现，部分软件只能够在老式的服务器上面运行，但当更换了服务器之后或是更新之后，倘若用户要进行大规模的数据处理，此时的CPU大部分被占用，在这个过程中倘若其它用户也要使用该台服务器时，那么就要求使用者进行等待，某种意义上来降低了其运行效率。在现代网络技术的支持下，我们利用各种技术手段对现有网络进行改善，使得异地工作站的网络配置能够与其它配置进行匹配，还能在这个基础之上对异地进行高版本的软件安装程序，达到了软件通行证远程操控的目的，促进了软件应用水平的提升。

2发挥现代网络优势，实现网络化的软件安装使用

在上述中也有所提及，应用软件在普遍情况下完成安装并在实施的过程当中，大量资源被占用，严重影响了工作效率，给予用户带来很大不便，倘若本地工作站受外界因素影响，软件运行不正常，会致使重要数据遗失，给使用者带来重大影响，新形势下，网络技术全面发展，针对当前出现的各种状况已经找到了有效的解决措施，对软件采取多种安装方式。

2.1安装软件服务器

在本机上，用户大多是通过系统管理员配置达到软件调节的目的，从某种意义上来说服务器使用效率得到大幅度提升，为软件相关工作更深层次开展奠定坚实基础。如何以系统管理员为途径对用户数据库或者是软件数据不定期进行更新或者备份，防止系统运行出现问题或者系统崩所造成的影响，但是充分考虑到服务器的存储能力、计算机能力等多个方面存在不足无法满足用户高层次需要，但是相对来说能够将损失最小化处理。

2.2安装软件到具备较丰富硬件资源的工作站

采用这种方式，不仅仅实现了本机用户的使用，还可以依据实际情况借助网络技术，直接采用MOUNT盘，使得其他用户能够利用技术手段使用软件，考虑到部分工作站在硬件资源方面存在欠缺，而在本地工作站又很难对大数据进行存储，为了确保数据不被丢失，就可以采取此种方式，在诸多实践中证明，用户可以在软件使用和工区数据调查时在两个基地上上面完成，显示必须在具有网络设施和网络宽带的情况下才能够进行共享，倘若两者之间相差距离比较远，所需等到时间也更长，倘若遇到网络状况出现异常，数据传输也会不完整。采用此种方式能够是机器效率最大限度发挥出来。值得一提的是，针对外挂磁盘实施网络化管理，全面考虑到外挂磁盘使用量比较大和容易损坏等诸多特点，可以采用网络挂接磁盘的方式实现计算机软硬件的资源共享。可以将其简单的概括为两个方面：其一；系统管理员直接挂磁盘的形式。其二；磁盘在特定条件下自动挂接，也就是说当使用者数据实施或者进行相应的调整时，在这个过程中出现用户硬件资源不足的情况，就可以充分利用这个方法，能够确保数据的完整性，只要输入简单的指令，便可以数据随意使用。换一种方式来说就是在用户经过授权或者获得授权指令之后能够对软件和相关数据调用，极大程度方便了没有大磁盘的用户。

3结语

计算机硬件技术篇(5)

关键词：EDA技术 计算机硬件 存在问题 优化措施

一、EDA技术的基本特征研究

现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力，具有开放式的实际环境以及丰富的元器件模型库等；硬件描述语言输入是EDA系统的主要输入方式，由于现代社会电子系统规模日渐增大，硬件描述语言输入逐步取代了之前传统的原理图输入设计方法，其优势在于能够进行逻辑综合优化，使设计者在比较抽象的层次上对设计的结构和内部特征进行描述。

二、传统计算机硬件设计存在的问题

（一）硬件设备短缺，开发周期较长

早期的计算机由于工作环境、硬件材料等方面因素的影响，随着时间的延长，计算机硬件设备的损耗量相对较大。为了保证计算机硬件设备正常运转，管理人员不得不花费较多的人力、物力和财力进行修复和管理。同时，受当时技术水平的制约，计算机硬件设备的开发周期较长，而对于相关专业的任课教师来说，从理论知识的学习到最终熟练进行知识的讲解，中间还需要经历长时间的计算机硬件设计分析和试验，因此，计算机硬件设备的周期非常漫长。而对于高校的计算机实验室来说，如果坚持与时俱进的进行计算机硬件设备更新换代，虽然能够保证各项计算机教学试验正常开展，但是高频率的计算机硬件设备更新必然会造成较大的经济压力，不利于高校的综合性建设；而如果长时间不进行计算机硬件设备的更新，又起不到教学应有的效果。

（二）硬件与试验脱节且不够系统化

计算机专业的硬件类课程是一门实用性很强的学科，学生不仅要掌握计算机系统设计的基本方法和理论知识，而且要学会计算机系统的设计技术和计算机的控制运用。但是从现阶段高校计算机硬件设计教学来看，许多高校专业教师仍然没有从根本上转变教学方法，课堂理论知识讲解的比重过高，学生独立思考和独立设计的时间偏少，由此导致计算机硬件的理论教学与实践相脱节。除此之外，即便是在教师的带领下开展了计算机硬件实验课程，由于缺乏规范化的组织和系统化的安排，学生的自主动手和实验能力也得不到有效的发挥，多数情况下只能按照教师所讲解的内容进行模仿设计，学生计算机应用能力和硬件设计能力没有得到真正的提高。

（三）教学内容相对固定，缺乏创新性实验

计算机硬件设备的设计要满足与当前社会的发展需要，这就要求其设计理念必须紧跟市场发展形势，不断的进行自我更新和完善。但是作为高校的一门学科，计算机硬件设计要受到多种因素的制约，例如其硬件开发不仅受高校实验室硬件设备的影响，还与实验人员的整体素质有关。而有些高校为了降低计算机硬件设计的开发成本，对某个实验室的设计功能进行了限定，这种方法虽然能够降低硬件设计成本，但是不利于实验室功能的延伸，并且专用实验台的故障率较高，后期投入维修的花费也大。因此，计算机硬件教学内容难以实现与时俱进的更新，缺乏创新意识，是制约其硬件设计的主要根源。

三、基本设计思想和EDA技术

开发利用EDA平台进行计算机系统部件及主机系统设计，其实质是利用运行在计算机上软件所提供的虚拟实验环境，设计人员利用该系统所提供的各种元器件和芯片仿真模型，根据实验需要设计逻辑电路，进行系统布线和调试运行。由于整个实验过程都是在虚拟环境下进行，因此可以反复操作和多参数调控，而不必担心系统设计的成本问题。同时，设计者还能随时进行存档，将当前设计的系统、线路进行保存，并在再次使用时随时调用。在此基础上，可以针对自己设计出的部件及系统进行编译、模拟仿真测试，以验证自己逻辑设计的正确性。课程设计结束后，可以将存储的设计图及结果提交给检查者。使用EDA技术，解决微指令时序控制时逻辑与非门电路比较复杂的问题：时序设计分一个周期完成一条机器指令或是二个周期完成一条机器指令，对于后者，时序控制逻辑就比较复杂。

四、基于EDA技术开展计算机硬件的优势

（一）提高学生自主学习能力，丰富课程内容

EDA技术的优势之一在于其应用范围的广泛性，在电子信息工程专业和计算机技术专业专业领域内，学生都需要进行不同深度的EDA课程学习。同时，EDA技术还是一门辅助教学能力较强的课程，学生在掌握基础的理论知识和熟练的EDA技术操作后，能够为继续进行相关方面的专业学习提供极大便利。例如，EDA技术要求学生动手进行线路设计和按照操作，对于提升学生的动手操作能力和团队合作能力有积极帮助。而今后学生在学习系统编程时，也离不开这两种能力。因此可以说，EDA技术对于丰富学生专业课程内容，提高学生自主学习能力有极大的帮助。

（二）弥补条件的不足，节约课程投入

以往的电子相关课程以理论讲解为主，学生虽然有机会参与到实践操作中，但是许多技术方面的问题得不到及r解决，容易影响下一步的知识学习。而EDA技术则能够在很大程度上避免类似问题：首先，EDA技术以计算机和电子技术为支撑，学生在教师讲解完相关的课堂知识后，能够立即在计算机上完成实践联系，包括设计电路、调整参数、系统运行以及模型分析等。其次，利用计算机上的这些仿真软件，能够随时进行设计修改和多参数调试运行，而不用担心成本问题。而在以往的实验室操作教学中，如果学生操作不当，很容易出现器材损坏、元器件丢失等问题，给实验室造成一定的经济损失。因此，EDA技术的使用，间接的节省了实验开发成本。

参考文献：

[1]易小琳，胡林青.计算机组成原理实践教程―基于EDA平台[M].航空航天大学出版社，2006.

计算机硬件技术篇(6)

关键词：硬件技术基础 课程整合 教学方法 考核方法 教材建设

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0141-02

对计算机偏软专业而言，在教学培养目标方面，掌握必要的计算机硬件基础知识非常重要，能促进培养全面发展的、具有扎实功底的系统设计和开发的高级人才，但具体开设哪些硬件课程？在本科的哪些阶段开设？学生需要掌握哪些硬件知识？掌握到什么程度？具备哪些硬件实践能力？这些问题都是培养方案中需要切实解决的、非常重要的问题。

《计算机硬件技术基础》是我院软件工程、网络工程、信息安全等专业必修的一门专业基础课程，其目的是对于计算机偏软专业如软件工程、信息安全等只需要通过一门计算机课程精炼的学习，就能够掌握必备的计算机基本的硬件知识，从而培养具有扎实硬件基础的 高级设计开发人员。

该文通过该课程的定位分析，围绕课程体系、教学内容、教学方法、实践教学、考核方法等方面对该课程的教学改革进行了一系列的探索和实践。

1 课程的定位

本课程定位在大专院校计算机偏软专业如软件工程专业、软件学院各专业、网络工程专业、信息安全专业等对计算机硬件基础需要有一定了解，同时也无需安排多学时、多门课程的教学要求，以《计算机组成原理》课程教学大纲为主线，涵盖数字逻辑与设计、微型计算机与接口技术和计算机系统结构等相关硬件课程的内容并进行有机的衔接，达到一门课程完成对计算机硬件系统涉及内容讲解的目标。课程围绕如何理解和构建一台简单的计算机硬件系统为目标，全面而系统地讲解计算机组成的工作原理，同时以最具代表性的Intel 8086为背景，简要讲述微处理器及常用的接口电路的原理，并从计算机系统结构的角度讲述了提高计算机系统性能的各种方法和技术[1]。

目前，这门课程安排在大一的下学期开设，先导课为《计算机导论》，共80课时，除了理论教学和实验教学之外，还安排了一周的课程设计。

2 课程改革的具体措施

2.1 重视课程内容的建设，突出应用性

《计算机硬件技术基础》课程涉及的知识点非常多，且内容比较抽象、枯燥，难以理解。内容主要涉及到《数字电路》《计算机组成原理》《微机原理及应用》《计算机系统结构》等四门课程的相关内容，通过调整教学大纲，减少重复度，把上述四门课程整合为一门课程《计算机硬件技术基础》[2]，从而通过一门课程的学习，就能覆盖计算机偏软专业所需掌握的硬件知识；同时对教学内容进行优化和调整，精炼教学内容，突出重点，以注重能力培养为目标，重点讲述计算机组成的工作原理，并强调微机原理及接口技术的应用。另外，增加目前广泛使用的32位机的硬件技术，确保教学内容与时俱进，激发学生的学习兴趣。

2.2 改善教学手段、改革教学方法

不断改革教学方法和教学手段，改变传统的灌输式教学模式，根据教学内容，提倡启发式、讨论式教学方式，在教学过程中，注意学生学习能力的个体化差异，注重因材施教。另外，在课程教学中积极探索研究性教学方法，改变传统教学以教师为主的现象，体现以学生为主导，激发学生的学习兴趣，提高学生自主式、探究式学习能力。

2.3 加强实践教学、提升动手能力

该课程的实践教学环节除了实验教学之外，还安排了一周的课程设计。在实验教学环节，改革实验教学内容与体系，不断更新实验项目、实验内容；在课程设计环节，突出综合性、应用性，不断提高学生的动手能力、实践能力。

2.4 改革考核方法、实行“教考分离”

改革传统考试中的“谁任教，谁出卷”的考核方法，课程组通过多次研讨，规范课程的教学大纲、重点、难点，建立《计算机硬件技术基础》试题数据库，并每年更新10%的试题，每次考试前根据题型、知识点、难度等从试题库中抽题组卷，从而对课程实行“教考分离”，避免了任课教师不同，试卷的要求和难度不同的情况。课程考核后，课程组还需进一步对试卷进行分析和对课程进行考试后的总结，并以此促进下一轮课程教学质量的提高。

2.5 依托网络教学平台、丰富网络教学资源

在课程建设的同时，不断加强网络教学平台的建设，制作了多媒体课件，并逐步完成课堂教学视频的制作。依托扬州大学网络教学平台，本课程的教学资源如教学大纲、教案、课件、教学视频、实验指导、习题等全部上网，并设置了疑难解答[3]。通过网络教学平台，弥补了课堂教学受时间、空间控制的不足，方便了师生间的交流，提高了教学效果。另外，制定了网络教学资源更新计划，更新比例要求每年不低于10%。

2.6 强化师资队伍的建设、不断提高教学水平

结构合理的师资队伍是课程建设的关键，是合格人才培养的基础和保证。通过成立《计算机硬件技术基础》课程组，建立了一支由教学水平高、工程能力强的、教授领衔的，副教授、讲师等教师组成、老中青搭配的硬件教学团队[4]，保证了课程建设的连贯性。课程组注重培养骨干教师，尤其加强对青年主讲教师的培养，积极鼓励青年教师参加各类学术会议和培训，通过老教师指导、课程组研讨、督导听课、学生反馈等手段不断提升教师的教学水平，同时鼓励青年教师积极参与企业工程项目，提高工程实践能力，以实践促进教学。

3 成效

近几年来，课程组对《计算机硬件技术基础》课程不断进行深入的改革与探索，在课程建设方面开展了一系列工作，取得了以下成效。

3.1 整合教学内容、优化课程体系

针对计算机偏软专业的培养要求，课程组通过多次研讨，对该专业所需掌握的硬件知识进行归纳、整理，并重新制定了教学大纲。在课程的内容方面，围绕“硬件”这条线，整合了《数字电路》《计算机组成原理》《微机原理及应用》《计算机系统结构》等四门课程的相关内容，减少了重复度，突出了重点，突出了应用性，同时在教学中穿插介绍当前最新的计算机知识点，确保教学内容与时俱进。

3.2 构建了多层次的实践教学体系

本课程实践性、应用性比较强，为加强课程的实践教学，构建了课程实验、课程设计等多层次的实践教学体系。在实验环节，主要完成数字逻辑实验、计算机部件实验、微机接口等方面实验，为提升学生的动手能力，在实验项目设计方面，既有简单的验证性实验，又有一定难度的设计性实验和综合性实验，通过实验难度的不断提高，循序渐进地培养学生的思考能力、创新能力。在课程设计环节，突出应用性，把汇编程序、FPGA、硬件设计等内容结合起来，进一步培养了学生的动手能力和综合能力。

3.3 加强了实验室的建设

现有的硬件技术基础实验设备比较落后，远远滞后于现代计算机技术的发展，通过多方调研，及时维护现有实验设备，同时更新、引进先进的硬件设备，从而大大改善了实验室的硬件设备，实现教学与时俱进，为培养高质量的人才奠定必要的基础。为满足对学生课后开放实验室的需求，同时为提高实验室设备的技术含量和使用效率，下一步，将制定创新性、开放式实验室规划及开放计划，鼓励学生利用课余时间到实验室来积极参与实验及科研项目，从而进一步加强学生的动手能力、综合能力[5] 。

3.4 强化了教材建设

为配合课程体系、教学内容的改革，课程组结合多年的教学经验，编写了兼具“实用”和“创新”特色的教材《计算机硬件技术基础》，2011年由机械工业出版社出版。本教材共分为11章，第一章概述；第二章介绍数字电路与逻辑设计的基本知识；第三章至第八章重点讲述了计算机组成原理的内容，介绍了运算器部件、存储器部件、控制器部件、总线和指令系统等；第九章到第十章以Intel 8086微处理器为背景，讲述了微型计算机的基本原理以及常用的接口电路及其使用方法；第十一章讨论了指令流水线、多处理机系统等基本概念和工作原理[1]。

通过对全书内容进行精心编排，使得教材内容衔接流畅、深浅适当、通俗易懂；覆盖知识面宽、叙述简练、重点突出；满足了一门课程涵盖计算机硬件系统涉及内容的讲解要求。目前该教材在我院软件工程专业已使用四轮，学生使用效果较好，后续还将继续对教材内容进行更新，确保教学内容与时俱进。

4 结语

《计算机硬件技术基础》是一门理论性、实践性都很强的课程，如何针对不同专业的培养目标，适应不同层次学生的教学要求，做到因材施教，提高学生创新能力，课程改革是关键，该课程为计算机偏软专业的学生通过一门课程的学习，掌握必备的硬件知识作了有益的探索。在课程教学过程中，由于涉及知识点较多，要注意突出重点，强化应用，另外在教学过程中要及时反映硬件发展的新技术，做到与时俱进。

参考文献

[1] 李云，葛桂萍.计算机硬件技术基础[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2] 孙德文.计算机硬件课程改革与建设探讨[C]//大学计算机课程报告论坛论文集.2006.

[3] 黄伟，冯径.《计算机硬件技术基础》课程教学改革探索[J].现代计算机，2011（5）：36-37.

计算机硬件技术篇(7)

关键词：计算机；硬件系统；维护；保养技术

中图分类号：TP307

当前，计算机已经成为人们办公和生活的一个不可替代的重要作用。和软件系统相比，计算机硬件系统在使用过程汇总更容易出现各种故障，因此必须做好计算机硬件系统的维护与保养，最大程度地延长计算机硬件系统的使用寿命，保障计算机安全、稳定的运行。

1 计算机硬件系统故障的影响因素

1.1 人为因素。人为原因是导致计算机硬件系统发生故障的主要原因，在长期的使用过程中，一些计算机用户忽视对计算机硬件系统的维护和管理，乱卸乱拆、乱改乱跳，导致计算机硬件系统的零器件丢失，或者在计算机操作过程中，用户用力过大，损坏计算机硬件设备。另外，计算机设备在运输和安装过程中，如果没有采取相应的保护措施，遭受剧烈的震荡，会严重影响计算机硬件系统的稳定性。

1.2 内部因素。内部因素主要是指计算机硬件系统自身质量存在问题，一些零器件性能较差，如硬件系统元件发生腐蚀、虚焊或者脱焊等，导致计算机硬件电路板铜断、触点被氧化、漏电等[1]。

1.3 外部因素。计算机硬件系统在使用过程中容易受到多种外部因素的影响，如计算机硬件系统设备老化严重、性能下降；电压不稳会导致计算机硬件系统电路出现短路甚至电源损坏；计算机长时间运行，内部散发大量的热量，如果散热不及时，会导致计算机硬件系统元器件被烧坏。

2 计算机硬件系统故障的维护措施

2.1 电源故障维护。计算机设备接通电源后，如果不能运行，指示灯不闪烁、电风扇也不转动，很可能是计算机电源发生了故障。计算机电源发生故障的原因主要有电源烧坏、计算机电源发生断路、启动按钮接触不良等。遇到这种情况，计算机用户要仔细检查电源的通电情况，判断计算机设备是否处于通路状态，同时检查计算机电源的插头和导线接头是否连接好。如果这些都没有问题，很可能是计算机电源已经被烧坏，用户要及时更换计算机电源。

2.2 计算机CPU故障维护。计算机CPU的散热情况对于硬件系统的运行状态有着直接的关系，一旦计算机硬件系统散热出现问题，大量的热量集聚在计算机设备内部，温度过高会影响计算机硬件系统设备的性能，导致计算机执行不畅、运行缓慢等，甚至会将计算机CPU烧坏。因此，用户在日常使用计算机设备的过程中，必须要注意计算机设备的散热处理，特别是在炎热的夏天，要及时清理计算机设备的排风扇，最好为计算机配置一个电风扇，加速计算机设备的散热速度。

2.3 计算机内存故障维护。计算机设备运行之后，显示器没有画面或者出现一些错误信息，始终不能进入操作系统，总是听到“嘟嘟嘟”的声音[2]，这说明计算机的内存卡发生了故障。这时，用户要将计算机电源关闭，将计算机机箱拆开，把内存条取出，然后进行开机检测。对计算机进行多次检测，检查是哪一根内存条出现了问题。仔细检查之后，如果内存卡不存在问题，要仔细将内存卡插在沟槽中，确保接触良好。

2.4 显卡和声卡故障维护。显卡是计算机系统散热的主要位置，对于计算机显示卡故障，检查沟槽中显卡，特别需要仔细检查计算机显示器信号线的接头和显卡插座之间的接触是否良好，在计算机的日常使用过程中，要注意计算机显卡风扇，检查风扇是否产生噪声、运转是否有摩擦。对于计算机声卡，用户在使用语音操作时，要尽量避免带电进行，在拔或者插耳机时，最后关闭计算机电源，防止计算机硬件系统设备出现损坏。

2.5 硬盘故障维护。计算机硬盘故障主要是指计算机系统无法识别硬盘。用户要注意检查计算机的数据线和电源线是否接好或者是否发生脱落，确保计算机硬盘的扁平信号或者电源线装好，同时要合理插接硬盘，避免发生冲突，如果计算机的IDE接口上插接了CM-ROM，重新插接一些数据线，如果仍然不能正常运行，很可能是计算机硬盘发生了损坏，用户可以更换一个新的硬盘。

3 计算机硬件系统的保养策略

3.1 正确使用计算机。计算机用户要掌握一些最基本的常识，例如在雷雨天气，要尽量避免使用计算机，防止计算机遭受雷击。计算机设备要摆放在房间靠窗户的位置，确保计算机良好通风。同时用户要正确使用计算机，养成良好的习惯，例如，在计算机开机时，先打开电源，等待一段时间之后，再打开计算机，由于我国家庭用户的电源多是220V标准电压，但是通常情况下计算机电源的电压多是110V的，如果打开电源之后立即运行计算机系统，会使计算机系统突然遭受较大的电压，导致计算机硬件系统设备老化或者损坏。另外，在关闭计算机时，要尽量使用计算机系统关机，不能直接关闭计算机主机上的开关，要尽量延长计算机硬件系统的使用寿命，关闭计算机设备后，尽量关闭电源，不仅有利于杜绝火灾隐患，而且可以节约大量的电能。

3.2 检测到位，保持环境清洁。计算机设备的运行环境最好保持在15-28摄氏度之间[3]，如果外界环境温度过高，会导致计算机硬件系统设备发生老化。因此，要避免将计算机设备放置在阳光直射的地方，阳光的直接照射会进一步提升计算机温度，影响计算机设备的运行状态。另外，要尽量控制计算机设备运行环境的湿度，如果空气湿度过小，计算机硬件设备很容易产生静电，损坏硬件系统元器件。如果空气湿度过大，计算机硬件系统电路板会出现发霉或者锈蚀等问题，造成电路板短路或者发生故障。

3.3 选择质量较高的硬件设备。在选择计算机电源时，用户不能贪图便宜选择劣质、功率不合适的电源设备，为了确保计算机硬件系统有持续、稳定和稳定可靠的供电环境，要尽量选择具有大品牌、优质的电源，配置插孔重组、具有自动断电功能的插座，严禁在同一个插座上安插很多计算机设备。另外，根据计算机硬件系统的设备型号，从防止静电、注意兼容性等方面，选择合适的硬件设备，为计算机CPU安装优质风扇，定期进行除尘，充分发挥风扇降温的重要作用。

3.4 加强计算机显示器维护保养。虽然计算机显示器只具有显示功能，长期暴露在灰尘较多的场所，不仅会影响显示器的运行状态，同时也会影响计算机用户的视力，因此用户要做好计算机显示器设备的防尘和除尘工作，在用户不使用计算机设备时，为计算机显示器盖上防尘罩，关闭计算机后要注意将显示器也关闭，定期使用专业的除尘液和除尘布轻轻擦拭显示器罩壳和表面，严禁直接使用水或者酒精擦拭显示器，高浓度的酒精很可能损坏计算机显示器。

4 结束语

计算机硬件系统维护与保养是一项长期的、复杂的系统工作，计算机用户在日常使用过程中，要注意掌握基本的使用常识和故障维护技巧，正确的诊断计算机硬件系统故障，从而有针对性的采取故障维护措施，尽量延长计算机硬件系统的使用寿命，确保计算机硬件系统安全、稳定的运行，提升计算机设备的运行效率，充分发挥其优势功能。

参考文献：

[1]李刚.论计算机硬件系统的维护与保养[J].科技风，2013（07）：55.

[2]蒲德广.计算机硬件系统维护保养探析[J].硅谷，2012（01）：165，173.