计算机硬件基础范例6篇
在讲解《计算机硬件基础》这门课之前，学生一般都开云真人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。
在计算机科学技术飞速发展的今天,EDA技术带来了全新的硬件设计理念与结构体系,其应用领域越来越广泛。欧美国家工科大学普遍要求计算机专业学生必须掌握一种硬件描述语言,国家教委指导委员会提议:“EDA技术是电子技术类教学改革的重要方向”。作为计算机学科的硬件基础课程,“电路与电子学”、“数字逻辑与数字系统”的教学内容,应有意识地将EDA技术和PLD器件纳为教学计划,将EDA工具贯穿整个教学过程,这样才能保证教学内容紧跟前沿技术的发展,有利于培养学生创新能力与综合素质。
EDA技术分为三个层次,如图1所示。将EDA技术引入教学内容时,必须按照此层次循序渐进,与之相应的课程体系结构如图2所示。当完成该课程体系的学习及相关实验后,学生应该能掌握现代计算机系统设计原理和方法,具备熟练应用相关软硬件工具的能力。要在学时不变甚至减少的硬件基础课教学中引入EDA技术,就必须根据专业学科的特点,在传统内容与新技术、理论教学与课堂实践中进行优化侧重,对教学内容进行重构。
计算机专业“电路与电子学”教学内容的广度、难度可以比电子工程专业稍弱,但如果加大EDA的教学内容,则同样可以提升学生的电路设计能力。因此,课堂教学删除了部分传统内容,去掉了支路电流法、回路电流法、三相电路、半导体器件导电原理、反馈的方框图计算法;精简了阻容耦合放大电路(包括多级放大)、小信号动态图解法、差分电路分析等内容。
根据专业特点,相应加强了直接耦合放大电路、电流源电路和系统稳定性的教学内容。此外,增加了20学时的Multisim仿真及电路设计实验课,学生在课余时间完成设计和仿真验证,在有限的实验室课时内只进行硬件的接线、调试工作,这样既节约了课时,又提高了学生的动手能力。EDA技术与传统硬件实验相结合,提供了一种全新的实验教学体系。通过训练,学生基本掌握了设计-仿真D实际的现代模拟电路设计方法,为下一步可编程逻辑器件的学习打下基础。
随着技术的进步,90%以上电子产品采用了数字技术,这个领域的一般教科书都因摩尔定律而缩短了它的适用期。因此,“数字逻辑与数字系统”课程必须舍弃一些陈旧内容用以讲授新知识、新方法。课堂教学删除了门电路、555电路、中规模集成芯片和触发器的内部电路、状态化简、编码技巧、异步时序、可编程器件PLA、PAL、GAL应用等内容;精简了卡诺图和布尔代数化简等传统手工设计方法。
教学中始终强调外部逻辑功能和时序特性的描述与分析,突出EDA技术和数字逻辑功能模块的设计,增加了数字系统的设计与优化、可编程逻辑器件CPLD/FPGA的原理与应用、有限状态机理论等内容。在教学中以逻辑代数与VHDL语言并行为基础,依据整体“自顶向下”,细节“自底向上”的教学模式。整个课程中的用例多取自于计算机基本逻辑部件,如译码器、运算器、移位器、计数器,直到存储器、控制器,最后给出数字系统的实例DCPU的逻辑构成。通过该课程的学习,初步建立了CPU的设计理念,为将来“组成原理与结构”、硬核嵌入式系统(ARM、MIPS)、软核嵌入式系统(NiosII)的学习奠定基础。
为巩固基础知识,实践教学首先安排中小规模集成芯片的应用性实验,而不是简单验证,如用三态门构成总线,用译码器设计端口寻址电路,用74LS163、74LS148及七段发光二极管实现计数显示电路等。之后,安排基于EDA技术的逻辑功能模块的设计,如用FPGA/CPLD实现译码器、加法器、计数器监视电路等。为进一步培养学生的实践能力和创新能力,在大二结束的小学期里,安排有三周的课程设计,要求用EDA技术完成五个综合性实验,包括频率计、电子钟、键盘扫描电路、交通信号灯控制器和数字音乐播放器。实践课都是开放式的实验环境,可自主选择器件,实现设计方案,改变了计算机硬件基础课“按图接线、查线排故、测看结果”的实验过程。此外,严格的实验验收制度及考核标准,如考核工具是否熟练使用,设计方案是否灵活多变等,都有效减少了设计抄袭现象的发生。
EDA技术所涉及的内容较多,对于计算机专业的学生,学习掌握软件工具的能力很强,EDA工具的使用只需要给学生相关内容的PPT即可,不用额外花费课时讲解。但是,如何根据专业学科特点,在有限的课堂教学中将EDA技术合理切入到理论教学中,使两者有机地融为一体却是至关重要的。
通常,在理论教学完成一段时间后才会有相应的实验教学,这样导致学生当时在课堂上被激发出的兴趣及灵感逐渐消退。在“电路与电子学”课堂中及时切入EDA仿真平台,既可以增加学生对知识的感性认识,活跃课堂气氛,又能够将教学中的难点用直观的图形和曲线表述,降低教学难度,加深对理论概念的理解,起到了事半功倍的作用。在该课程中,仿真平台的切入点有以下四处:
第一,在直流分析中通过EDA仿真平台确定戴维南等效电路。首次介绍Pspice/Multisim时,应当让学生对仿真软件产生极大的兴趣,可以在讲仿真的前一次课中埋下伏笔,布置一道有难度的课后习题,使学生先进行分析。上课时使用EDA仿真,当瞬间分析出戴维南等效电阻和端口开路电压时,学生们都非常惊奇。此后,当遇到难题,或对答案产生疑问时,利用EDA工具仿真就成为了习惯。当然,仿真软件绝不能代替理论分析,要求作业中必须有分析步骤就可以保证这一点。
第二,根据我校的特色,考虑到通信系统中谐振电路的重要性,在交流分析中,仿真了谐振频率特性曲线,帮助学生理解掌握品质因数、带宽、谐振频率三者之间的关系。
第三,在放大电路一章中,利用EDA仿真软件易于改变电路参数值的特点,观察电路在不同静态工作点下产生的非线性失真。实践证明,虽然教学内容精简了小信号动态图解法的理论分析,但学生依然能很清楚地掌握电路参数的变化对放大性能的影响。
第四,仿真RC正弦波振荡器电路,观察输出由小到大起振并稳定在某一幅值的全过程,观察反馈电阻Rf对输出波形的影响。若Rf值稍大,电路不起振或振幅较小;Rf值稍小,则出现非线性失真。这种直观的图形加深了学生对信号发生电路的理解和对运放构成的非线)VHDL/QuartusII 切入“数字逻辑与数字系统”课程
随着计算机技术日新月异的飞速发展，中学计算机教育面临着严峻的挑战。一方面，硬件的不断更新使学 校的计算机教育设备无法跟上发展的潮流；另一方面，层出不穷的软件使中学计算机教育无所适从。面对这种 状况，中学计算机教育必须摆正位置，在教学内容和教学设备的配置两个方面都立足于基础教育，才能适应现 代化的需要。
计算机硬件设备发展更新虽然迅猛，但构成计算机的电子设备、机电设备、光学设备、声音设备的基本原 理没变，计算机对数据进行处理的数学基本知识没变，布尔代数的基本理论、逻辑电路的基本原理，依旧是当 今计算机的理论基础。中学计算机硬件基础知识的教学应该以布尔代数的基本知识和逻辑电路的基本原理为基 础，建立计算机的硬件结构模型，这不仅体现了计算机硬件结构的一般规律，也符合学生掌握知识的水平。中 学阶段学生通过计算机硬件基本知识的学习，建立起正确的计算机模型，了解基本设备的功能及其简单的操作 方法，为学生使用计算机提供操作的基本技能，就为以后进一步学习研究各部件打下了一定的基础。
软件是支持计算机工作的必须条件，如何编制软件的程序设计原理和方法在中学计算机教学中占有十分重 要的位置。在中学计算机程序设计原理和方法的教学中，要体现计算机处理问题的一般规律及数据结构最常用 的一般方法。目前计算机的语言种类数以百计，但就语言构成的程序结构而言，都包括了顺序、分支和循环等 基本结构，数据结构中以数值型数据、字符型数据和数组等数据为基本类型，程序设计的方法以自顶向下，逐 步求精为主。这些是程序设计原理和方法中最基本的内容，是中学计算机教学中应该突出体现的基本知识。
中学计算机程序设计原理和方法的教学不应以某种计算机语言为蓝本进行介绍。原理和方法是基础，具体 的语言应用是该基础知识的应用环境，如果我们忽略了这种主次关系，不仅脱离了中学基础教育为学生传授基 础知识的特点，也使学生今后的发展受到限制。当然中学计算机程序设计原理和方法的教学脱离具体语言进行 也是不现实的，因此，选择适当的计算机语言说明有关原理也是必要的。
随着家长和学生对计算机技术的不断重视，以及计算机专业学生就业情况逐年提高，高职类院校计算机相关专业每年都会招收大量学生，伴随着计算机专业生源的不断增多，各高职院校也正不断调整计算机专业学生的培养计划和教学方案，然而在高职类院校的计算机专业课程教育方面普遍存在着“重软件、轻硬件”的教育现象，在对学生的培养上缺少对计算机硬件方面基础知识的学习和实践；另一方面，随着农村教育情况不断被重视，高职类院校的计算机专业农村生源的学生数量也不断增加，而由于地域限制、经济条件限制等因素，导致这些农村生源的学生以前接触的计算机专业知识较少，在专业技能学习和实践方面进展较慢。
由于农村学校教育课程中对计算机专业教育缺少足够的重视，且碍于学校经济条件的限制，导致农村生源的学生接触计算机较晚，甚至有的学生在上大学之前没有接触过计算机，从而导致了农村生源的学生在计算机硬件基础知识上掌握薄弱，缺少基本的硬件理论支撑。
大多数农村生源的学生在大学之前很少接触过计算机编程方面的学习，从而导致在开始学习计算机软件编程课程的时候成长较慢，由于软件基础理论知识的欠缺，不能很好地适应高职类院校计算机专业编程方面的教学进度，进一步影响了学生软件编程能力的提高。
传统计算机教学主要采取“老师讲课为主，学生练习为辅”的教学方式，学生缺少自主锻炼的机会，一些高职类院校缺少足够的机房等基础教学设施，导致经济条件不好的农村生源学生缺少直接的实践练习机会，进一步影响了学生对计算机相关课程的学习进度和能力培养。
针对于农村生源计算机专业学生自身的特点，结合创新性实践教学的理念，采用软硬件相结合的教学方式，探索适合农村生源计算机专业学生的新型的计算机教学模式，主要采用以下几个方面：
高职类院校应该不断加大教育投入，完善学校的硬件教学设施，均衡配置学校教育资源，加大投入计算机专业硬件基础设施，加快现代信息化建设步伐，扩大计算机机房、多媒体电教室等基础教学设备，为学生能够随时使用学校的硬件教学设施提供保证。
学校在不断注重学生软件编程能力教育的同时，应该积极加强对学生硬件基础知识的教育，做到软件教学和硬件教学的和谐统一，使学生不仅具有良好的软件编程技能，同时具有良好的硬件基础理论知识和实践知识，全方位提高学生的计开云真人算机综合能力。
传统的计算机教学方式主要注重老师在课堂中的职责和地位，随着对学生计算机能力要求的不断增强，这种教学方式已经严重阻碍了学生专业技能的提高。因此高职类院校应该进一步加强对计算机专业学生实践能力的培养，增强学生的动手能力和实践能力，通过开设计算机专业课程设计，培养学生对待问题的分析能力、解决能力，加强学生对计算机专业项目的总体把握和细节实现能力，进一步提高学生的综合素质水平。
通过参加计算机专业知识竞赛项目，不仅可以使同学们进一步熟悉基本的计算机专业技能，同时还可以培养学生解决实际计算机专业问题的能力，因此学校应该积极组织学生参加全国职业院校技能大赛中计算机竞赛项目、全国计算机挑战杯等各类计算机大赛，通过团队合作的方式完成对学生专业技能、合作意识等各方面能力的培养；此外，学校应该积极将这类竞赛内容融入到教学课程当中，从而进一步培养同学解决实际问题的能力，增强学生的计算机专业水平。
高职类院校培养学生的主要目的是为了向企业输送高科技人才，学校应该重视对企业型人才的培养，加强对学生企业技能的培训，通过校企联合教学的教学机制，采用“学校教学、企业实习”的教学方法，使学生在学校就开始接触企业的工作内容和研究项目，提高学生的实际动手能力和实践能力，进一步培养具有较高实践能力的专业性人才。
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。
（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。
“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：
（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。
“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。
“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。
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。
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。
嵌入式系统是指以应用为核心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。它由包括微处理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系统、控制应用软件组成，共同实现诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求[1]。
嵌入式系统已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域，如手机、PDA、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等，可以说嵌入式技术无处不在。由于社会对掌握嵌入式技术人才的大量需求，使嵌入式软硬件工程师成为未来几年最为热门的职业之一。
目前，随着嵌入式技术越来越热，国内越来越多的高校陆续开设了相关课程，并建立了嵌入式实验室。但是通过各种渠道反映出，很多高校嵌入式课程开设的情况不理想，很多学校建立了优良的嵌入式实验室，却很难达到理想的授课效果。归结其原因主要有两点：一、没有完善的课程体系；二、需要合适的师资力量。吉首大学作为一所办在民族地区的省属高校，其办学宗旨之一就是为地方经济建设服务。吉首大学计算机系一直就是秉承此种宗旨来发展和培养应用型人才的。从目前的嵌入式系统技术发展趋势来看，计算机专业本科教学不仅要面向计算机软硬件系统，更应与嵌入式系统方向相结合，与人才培养模式和人才需求相结合进行适时调整，从理论及实践课程体系、师资能力到人才培养模式进行整体规划，以适应当前应用广泛的嵌入式系统人才需要。
按照嵌入式技术及其密切相关的电子信息产业目前及未来的发展需求，培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的，在德、智、体、美等方面全面发展，掌握计算机科学与技术基本理论、基本知识和基本技能，具有深厚嵌入式理论基础、能从事嵌入式系统设计与开发、集成电路设计与应用、无线通信等实际工作，具有良好的政治素养、文化科学素养、较强的学习能力、实践能力和创新意识和综合解决实际问题能力的高级应用型人才。嵌入式系统方向重点培养学生嵌入式系统软件工程实践能力，包括软件工程及各种嵌入式系统开发技术、调试和测试工具[2]，毕业后学生将具备嵌入式系统软件开发能力，有能力适应巨大的嵌入式系统产品市场需求，成为嵌入式系统产品企业所急需的掌握嵌入式系统软件技术的人才。
毕业生具有的知识、素质、能力包括：1.具有良好的思想道德素养和团结协作的精神，熟悉计算机方面的有关法规，遵纪守法，善于合作，勇于创新。掌握较丰富的科学文化知识、较扎实的计算机学科基础知识、系统的专业基础知识和基本技能，了解计算机专业的发展趋势和新进展。2.具有较强的学习能力和实践能力，能够熟练地运用多种方法获取知识、理解知识、掌握知识，能够综合性地提出问题、分析问题和解决问题；具有较强的计算机综合应用能力和一定的科学研究能力。3.掌握嵌入式系统开发的理论和基本方法，具有嵌入式系统软硬件的设计、开发、调试及维护的基本能力。具体掌握一种嵌入式操作系统，具有在该操作系统环境下设计、编程及开发的能力。兼具软件及硬件的协调开发能力。4.具有良好的语言表达和书面表达的能力，适应现代社会的交往沟通方式，具有较强的集体合作和组织协调的意识与能力。5.熟练掌握一门外语,并能顺利阅读本专业的外文书刊，了解文献检索、资料查询的基本方法。能够较熟练地使用英语从事嵌入式方向的研究与开发。
嵌入式系统作为一个完整的智能电子系统，需要掌握有关电子和计算机等相关领域的硬、软件综合知识。一般而言，自动化、测控和电子类的学生电子设计的基础较好，程序设计偏弱；而计算机类的学生程序设计基础好，电子设计能力偏弱。计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系的建设和规划，应从以下几方面结合进行。
嵌入式系统是将先进的计算机技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式系统的应用范围可以粗略分为两大类：电子系统的智能化(工业控制、现代农业、家用电器、汽车电子、测控系统、数据采集等)，计算机应用的延伸(MP3、手机、通信、网络、计算机设备等)。从这些应用可以看出，要完成一个以MCU为核心的嵌入式系统应用产品设计，需要硬件、软件及行业领域相关知识。硬件主要有MCU的硬件最小系统、输入／输出电路、人机接口设计。软件设计有固化软件的设计，也可能含PC机软件的设计，这些有关嵌入式系统的硬、软件设计和测试也是计算机系统的组成部分之一，嵌入式系统知识体系最主要的三大技术仍然是计算机体系结构、计算机操作系统和计算机网络，嵌入式系统方向的课程设置应与这些计算机本科专业课程相结合，在计算机相关软硬件知识基础进一步拓展设计和应用知识。
嵌入式系统以计算机、电子技术为基础，但嵌入式系统也有其自身的特点。按照层次结构看待嵌入式系统，嵌入式系统分为4层：硬件层、驱动层、操作系统层和应用层，不能片面地从“电子”或“计算机软件”角度认识嵌入式系统，嵌入式系统软件硬件密切相关，软硬件协同设计已经成为电子系统级工具和方法的主要应用，是软件与硬件的综合体，没有对硬件的理解就不可能写好嵌入式软件，同没有对软件的理解也不可能设计好嵌入式硬件。软硬件相结合进行课程设置是嵌入式系统的特点要求之一[3]。嵌入式系统设计也是一门实践性非常强的课程,作为以应用为中心的课程，实践教学是嵌入式系统教学的关键，要求理论与实践并重，为将学生的操作能力、分析能力、工程设计能力与应用实践结合起来，引导学生由浅入深地掌握嵌入式系统设计的理论与技术，嵌入式系统方向课程设置应以培养实践动手能力为核心。
高校计算机专业嵌入式方向从需求的角度，总体培养目标是培养人才市场紧缺，企业需求量大，就业率高的软硬结合的复合型嵌入式开发工程师。嵌入式系统人才的培养应与社会需求相接轨，充分培养学生技能水平与职业素养，使学生能够达到企业实际岗位的用人标准，满足企业应用需求，缩短企业二次岗前培训，成为具有完备的专业知识和技术能力的应用型人才。
要完成一个嵌入式系统应用产品设计，需要硬件、软件及行业领域相关知识与实践训练，嵌入式方向人才培养的定位为应用型技术人才，综合计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系建设的三个结合点，制定一套培养应用型人才为目标的课程体系[4]。
计算机科学与技术专业课程包括电路与模拟电子技术、数字逻辑电路、汇编语言程序设计、计算机组成原理、计算机体系结构、微机原理与接口技术等硬件课程；C语言程序设计、离散数学、数据结构与算法、面向对象程序设计（Java和C++）、软件工程等软件课程；操作系统原理、计算机网络、数据库原理等专业核心课程，这些课程也应该为嵌入式方向的支撑课程群。操作系统考虑嵌入式方向课程设置，应增加Linux操作系统的实训内容。
在这些计算机专业课程基础上，删减原来与嵌入式方向联系不大，相对独立的若干专业课程，适当增大嵌入式系统应用技术方向课程比例，构成计算机专业嵌入式方向理论课程体系。基础课程中增加嵌入式系统概论，硬件层面上增加可编程逻辑器件及描述语言FPGA/VHDL、嵌入式处理器体系结构。软件层面上增设Linux下C语言编程、嵌入式Linux驱动开发、嵌入式实时操作系统、嵌入式应用程序开发；嵌入式系统级别上考虑软硬结合增设嵌入式系统设计课程，考虑嵌入式发展方向，增设WinCE设计与开发、嵌入式软件测试技术课程。
嵌入式系统是面向应用的，实践是整个嵌入式系统课程体系中最重要的环节，其目标是培养学生实际的嵌入式软硬件设计能力。在嵌入式课程实践中，采用多层次专业实践与培训认证相结合的实践体系。专业实践包括课内实验、课程设计、综合项目实践、毕业实习与毕业设计，课内实验学时占每门课总学时数比例不低于30%，课程设计包括软硬件和应用系统开发等课程，综合项目实践以项目团队的形式使学生得到团队协作的训练，毕业实习以校企合作、实习基地形式进行。课内实验和课程设计可使学生课程理论知识得到巩固提高，综合项目实践则培养学生阶段性综合性实践能力，毕业实习和毕业设计可培养学生综合分析设计的应用能力。目前，在嵌入式专业领域内的知名厂商及相关认证也越来越为更多的大学毕业生及在职工程师所关注，在实践教学中，引入国际和国内嵌入式认证的培训内容和知识更新体系，增加实践动手能力，积累项目开发经验，增加就业竞争力。
在IEEE计算机协会和ACM共同制定的2004版计算机类课程体系中，嵌入式系统已经被列为核心课程之一。嵌入式系统课程群建设是一项长期、艰难的任务，新知识更新速度明显快于传统学科，计算机本科专业嵌入式系统方向课程体系的规划与建设，需要明确人才培养目标和建设思路，并在计算机专业课程基础上进行，既重视融合学科的基础知识积累，又强调实践性，使嵌入式系统的教学紧随嵌入式技术的发展。
[1]马义德,汤书森,张北斗等.嵌入式系统课程群建设与创新型人才培养[J].高等理科教育,2004(8):23-25
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[3]徐敏,林瑞金,关健生.嵌入式系统教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2009(3):13-15
[4]杨立林.从企业招聘需求看嵌入式系统教学课程体系设置[J].中国电力教育,2011(22):69-70
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