对计算机硬件的认识十篇
导语：如何才能写好一篇对计算机硬件的认识，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
1.硬件课程体系存在的问题。目前，硬件课程体系中主要存在的问题：教材知识相对落后，学生无法学以致用；缺乏实践环节，实验条件差，学生无法锻炼实践能力，教师更无法鼓励和激发其创新能力；学生电子技术方面的理论基础较差，其对硬件的分析理解能力受到一定限制，学习困难较大；硬件课程开设学时离理想要求远远不足。2.导致这些问题的原因。⑴认识上的不足。目前，计算机教育存在着重软轻硬的倾向。很多学生对硬件课程的了解甚少，认为硬件课程只是学习计算机的内部工作原理，在计算机应用当中无关紧要，认识不到硬件技术在应用方面的重要性。⑵课程教学系统性方面的不完整，课程教学系统缺乏足够的系统性，各相关课程以及教材之间的分工与衔接不够规范。①硬件课程知识与软件课程知识之间缺乏足够的交叉和互补，学生无法深入理解计算机的基本工作原理及其在软件系统中的作用；②在硬件课程之间缺乏充分的衔接，有些知识点重复，有些知识点缺失；③缺乏足够的实践训练。④内容多和时间少的矛盾突出。这些都导致了学生的知识体系结构不健全。⑶解决的办法。①提高认识。计算机系统是硬件和软件的统一，计算机工作的过程，实质上是以硬件为基础执行程序的过程，所有硬件的工作都是软件驱动的结果，而计算机的优良性能是通过复杂的硬件系统结构换取的。只有对软件的载体――硬件、硬件组成、硬件的工作原理理解才能对软件是怎样依附于硬件的全过程有一个飞跃的认识，最终达到对计算机系统软、硬件基本知识的融会贯通。因此，在各硬件课程开设时，应首先给学生介绍该门课程的主要内容、该门课程在计算机专业当中的地位、与相关课程的关系，建立起与软件之间的联系。其次，加大实践能力在考试评价体系中所占比例，以促进学生对硬件实践的重视。从而改变大学课堂上“重软轻硬”的现象。实现学生的全面发展，使其具备一个IT时代大学生必备的基础知识和基本素质。②保持教学内容的系统性。硬件和软件知识是相辅相成的，它们都包含丰富的知识和先进的技术。计算机硬件知识必须对计算机的体系结构、组成及其核心技术进行系统的描述，以使学生能学到较系统的先进硬件知识。首先，在计算机硬件课程教学中完善教学大纲，加强教师之间的沟通，注意课程之间的相互衔接，注意知识点的重叠和互补，以保证教学知识的系统性和完备性。其次要加强计算机软硬件教学之间的沟通，对软硬件课程的教学内容中进行适当的穿插。在“微机原理及接口技术”和“单片机原理及应用”的课程中，可以加入一些利用高级语言对硬件进行编程的实例。在“计算机组成原理”和“计算机系统结构”的课程中，联系“操作系统”课程中I/O管理、内存管理、CPU调度等知识，以引导学生思考，建立必要的知识关联，最终达到对计算机系统基本知识融会贯通的目的。同时解决好内容多和时间少的矛盾，计算机硬件技术内涵丰富，学时少和内容多、要求高将是一个一直要面对的主要矛盾，要解决这个矛盾，一要靠系列课程内外体系的整体优化，找到一种相对来说能动态跟上计算机硬件发展步伐的教学和教材新模式；二要靠课程各教学环节功能的统一运筹、合理调动和多种教学方法模式的科学设计、统筹配合；三要靠课堂教学的数字化、现代化。
1.当前硬件教材存在的问题。一般教材都与实际联系不紧密，且教材知识相对落后，许多客观条件原因限制计算机硬件教学内容的更新。⑴计算机硬件发展太快，真正能反映当今世界微机领域新技术的微机原理教材太少，相应的实验设备和条件几乎没有。⑵计算机硬件知识存在不直观，最新的硬件知识往往包含许多较复杂的技术，讲述起来抽象、枯燥，教学方法可视性和直观性差，致使学生对硬件知识的理解存在困难，学习起来不太容易，教学效果较差。由于组织和实施教学的难度非常大，许多教师偏向于讲述旧的知识。⑶新知识的过快更新给许多教师带来了巨大的工作量和工作压力，熟悉并掌握新的教学知识和内容往往需要几年时间的摸索和实践，因此，教师往往跟不上新技术的发展。2.解决的办法。首先，作为课程教学，应尽量选用能反映目前计算机领域内硬件新技术、新成就，能体现出知识性、先进性和系统性的计算机硬件教材，重点要突出基本原理思想和基本方法技术的阐述，以使学生能学到先进的硬件知识。其次，要重视其实用性的一面，尽量拉近学校教育与社会上流行技术、流行产品、流行工具的距离，着力培养学生利用计算机处理问题的思维方式和利用硬件、软件技术与先进工具解决本学科专业及相关领域中问题的能力，以及将来独立获取、掌握新知识、跟踪计算机技术新发展、新应用的能力。使课程的组织内容符合计算机基础教育的固有规律、学科的内涵及联系，以及人的认知规律。可以通过在系列课程教学中引入课程设计，鼓励学生参加电子设计大赛和科技创新活动、社会实践实习、毕业设计等综合性实践环节来解决。
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。
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。
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。
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。
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，开云真人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。
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。
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。
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。
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，依托国家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。
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。
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。
[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.
小学实施计算机教学是教育形势发展的需要。如果计算机教学再不从小抓起，我们与发达国家的差距将会越拉越大。目前，城市小学的计算机教学已日渐普及。但农村小学由于各方面条件相对较差，在实施计算机教学时，容易在思想认识上、硬件（软件）配置上、师资配备上存在误区。如果不走出这些误区，势必影响农村小学计算机教学的健康发展。误区一：在思想认识上，认为小学生年纪尚小，没必要马上学习计算机知识；升学考试没有计算机，学计算机可慢慢来目前，我国尚未把计算机教育纳入普九课程体系，还不是一门独立的基础性学科，在课程设置上也还没有给电脑课应有的一席之地。因此，给人的思想认识上带来混乱，各校的电脑课教学也因此随意性很大。上课周时数不一，教材五花八门，教学内容差异明显。为了理顺我国小学计算机教学中存在的问题，原国家教委于97年10月印发了《中小学计算机课程指导纲要（修订稿）》。对中小学的计算机教学在教学内容、教学要求和课时等作出了规定，各校应认真参照执行。再不可因思想认识上的不到位而拖延时间，错失良机。误区二：在硬件（软件）配置上，认为不必讲究教学设备的配套，能凑合就行日前，笔者去许多小学了解计算机教学设施配备的一些情况。看到不少农村小学虽然都配备了计算机房，但可能由于经费的原因，大多数学校都采用了品牌较低档的电脑。另外，一个完整的计算机系统包括硬件和软件两大部分，硬件装备好了，还需要软件的支持才行。但我们的不少学校不仅硬件配套不够，而且缺少软件。由于软件与硬件的不配套，也由于经费的紧张，大量使用盗版软件，严重影响了计算机教学的正常开展。误区三：在师资配备和培养上，对计算机教师重使用、轻培养 一些校领导认为计算机教师会简单操作计算机和文字录入，就能当计算机教师。于是计算机教师除课堂教学外，不少人成了学校的打字员，领导的发言、教师的论文、学生的试卷都由计算机教师来完成。而计算机教师的培训却没有被充分重视起来。他们不知道计算机教师要完成比较繁重的教学任务，还要掌握计算机日新月异的新技术；同时，计算机教师还是计算机房的系统管理员，需要随时维护机房里的所有设备。事实上，计算机教师需完成的任务有教学、教科研、软件开发、机房管理、本校教职工培训和多媒体课件制作等，工作量很大。计算机教师只有不断学习，才能胜任本工作岗位，才能始终跟上时代发展的需要。如果老是让计算机教师担当学校的文字录入员，会挤占计算机教师参加继续教育的时间，可能会挫伤他们的积极性和进取精神。 假若我们在上述这些问题上走出误区，那么，经过一段时间的努力，就一定能使农村小学的计算机教学走上健康发展的轨道。
作者简介：郭华（1978-），男，河南灵宝人，军械工程学院信息工程系，讲师。（河北 石家庄 050003）尚静（1978-），女，河北石家庄人，河北经贸大学公共外语教学部，讲师。（河北 石家庄 050061）
计算机学科是一门科学性与工程性并重的学科。长期以来，工科高校非计算机专业通常开设如下课程：计算机应用基础、计算机软件课程和计算机硬件课程。其中“计算机硬件技术基础”是针对非计算机专业开设的计算机课程中具有应用性和实践性的专业基础课程。随着计算机课程的建设要求变化，学生对硬件课的期望值逐渐上升，“计算机硬件技术基础”面临新的需求和挑战。
“计算机硬件技术基础”是一门实用性很强的专业基础课程，主要内容为80x86系列的微型计算机基本组成和工作原理，汇编语言程序设计的基本方法，微型计算机输入输出设备以及典型接口电路和接口技术。课程大纲要求通过该课程的学习，掌握微型计算机的基本理论知识，同时也注重培养学生分析和解决实际问题的能力。经过多年的完善，课程在形式上已经建设得比较完备，但也存在一些问题，主要问题有：学生仍然感觉课程很抽象，难于理解；概念很多，不容易掌握；需要记的内容很多，内容之间的关联不明确，缺乏系统性。学习深度不够，不具备解决实际问题的能力。
传统的解决方法多是在课程的形式上下工夫，比如课程体系建设、教材的选择、互动式教学和实验方式的改革等等，缺乏对课程内在特性和学生的学习规律等深层次问题的考虑。笔者通过更深入地思考找到了一些解决以上问题的方法，并在具体教学实践中取得了较好的效果。
课程内容讲授的直接目的是把知识教给学生。教师考虑的主要问题是如何让学生更容易理解和接受，同时有利于启发学生进行思考。当知识成为课程时，内容逻辑上更加严密、准确，同时也更加抽象。人对知识的学习需要经历从形象到抽象的过程，学生在没有任何计算机硬件知识的情况下，抽象的内容会难于理解。
任何事物都具有某种程度的相似性，比喻是传递语意的重要方法，任何复杂问题都是可以被简单比喻的。合理利用比喻能将抽象和难以理解的内容转化成形象和容易理解的内容。
在讲授硬件中存储器内容和地址区别时，可以将存储器比喻成一个大楼，楼里有很多房间，每个房间就是一个存储单元，房间的号码就是地址，房间内的东西则是存储的内容。通过比喻可以将抽象问题形象化，加深记忆和理解。
存储器分段是计算机硬件中的难点，需要进行比较复杂的比喻。计算机等级考试时，每个考生的考号是唯一的，这个考号很长，例如7等等，这个考号是由几部分组成的，通常是考点号加考场号加座位号的组合。对于某一个监考人员，一般只监考很少教室的考试，具体到某一个教室，也就确定了前面的考场号和考点号组合，在这个前提下，监考人员关心的就是后两位，除非换教室，否则前面是固定的。这样做的好处是监考人员在不换教室的前提下，关心两位号码，而不是例如7长的号码，在某个考场内，通过两位号码就可以对应到某个考生。对应到存储器分段，例如7就类似于物理地址，一个考场可以看作一个逻辑段，教室中考生号码前面考点号加考场号就是段地址，后面两位座位号就是偏移，一个考场内的考生前面考号是固定的。
通过对教学中的难点用形象的例子进行解释，学生不仅对知识的要点理解得更透彻，而且也增加了计算机硬件学习的兴趣。恰当运用比喻需要对计算机硬件知识体系有深刻的理解，对问题形象化的前提是必须把握内容的核心关键所在，不恰当的比喻不仅不会使问题简单化，还可能使学生对知识产生误解。
人对事物的认知是从感性到理性，从形象到抽象。微积分在牛顿和莱布尼茨发明的一百年的时间里，虽然已经在运用，可是逻辑推理并不严密，后来在加入极限的概念后才完善起来。可见，概念实际上是知识发展到一定阶段的结晶。
计算机硬件课程一大特色就是概念多，对概念的引入需要讲求方法和时机。一个严密准确的概念并不一定适合于初学者。比如，学习汇编语言时用到INT指令，这是一条中断指令，在课程体系安排中，中断章节比较靠后，而现在学生还根本不知道什么是中断，如果现在将中断的定义告诉学生，由于缺乏相关知识的支撑，学生根本不可能理解，但是现在又要用到这个指令，可以将简化的定义告诉学生，中断可以暂时理解为一个函数调用，这个定义是不严密，不准确的，但是，对于当前学习程度的学生却是适用的。等到学到中断章节时，再将准确定义给出，学生在以前理解的基础上继续完善，就更容易接受这个新概念。
通过递进式的多次解释同一概念，学生对概念的理解会越来越清晰，越来越准确。运用这种方法，学生原来普遍反映计算机硬件课概念多、不好理解的问题得到了有效缓解，而且考试结果反映出学生对概念的理解更加准确。
同样，总结性的内容因为其高度抽象性，不适宜过早教给学生。总结性的内容是教师多年对课程理解的精华，但同时也更加抽象，对于初学硬件的学生，理解起来是很困难的，这就好比给儿童上哲学课一样。因此，对于总结性的内容，都安排在课程的后期讲解，前期更多的是具体的示例和实验。
计算机硬件是一门系统性很强的学科，各个部分之间联系紧密。硬件课程内容多，讲授时则必须把课程内容分成相对独立的章节，但由于学生对其他知识上相互关联的章节并不了解，从而造成了学习上的困难。现有的内容顺序编排虽然概念准确，逻辑严密，其顺序适合对计算机硬件有所了解的人，并不适合初学者学习。针对学生而言，需要有一个由浅入深、逐渐清晰的过程，而不是说明书式的教学。学生对硬件的认识是整体由朦胧变清晰的过程，不是分部分清晰的过程。
计算机硬件课程涵盖两大部分，软件和硬件。这两部分各有各的特点，软件重点是培养学生解决实际问题的能力，授课时不仅局限于指令的使用，更多的注意力放到了把问题转化成程序的能力上。硬件重点是讲解整个计算机硬件系统结构的设计框架，软件和硬件彼此紧密联系。原有课程顺序如表1所示：
第二章系统结构知识高度抽象，学生不容易理解；因为第二章没有学明白，缺乏对重点的把握，汇编语言学起来也很吃力；学习接口应用的时候，由于弄不清楚和前面知识的关联性，学生感到更加迷惑。
这样的讲授方式试图把每一部分都清晰地教给学生，本质上是违背了学生接受知识的过程，因此总体教学效率很低。很多学生往往在课程最后才通过自己的努力才把整个体系结构大致搞清楚。
建立合理课程顺序的原则是要符合学生的学习能力，关键分成两步做：一是寻找合理的课程切入点，二是建立合理的编排顺序。
计算机硬件课程切入点有两个可选：一个是数字电路，从最基本的逻辑电路讲起，再从加法器到CPU的结构；二是汇编语言。对于非计算机专业的计算机硬件教学，学生的基础是学过计算机软件，而且由于非计算机专业学生并不对组成原理做深入的学习，因此，最合理的切入点应该是汇编语言，这部分内容实践性很强，最具体，最形象，通过上机练习可以看得到，摸得着。
确定了切入点，然后就要逐步深入地将课程教给学生。汇编讲完后，然后再讲典型接口应用，典型接口应用相对也比较具体，学生通过接口实验加深对计算机硬件的了解，最后讲系统结构。整个计算机内容逐步由浅入深，由形象到抽象，由模糊到清晰。
具体教授时，对关联知识做适当的讲解，过深，学生听不懂；过浅，内容不够用。例如，汇编语言是需要硬件知识的，采用简单讲解，计算机由三部分构成，CPU、存储器（RAM）和I/O设备。CPU中有寄存器，寄存器和存储器的目的是存放数据，程序中的数据能放到寄存器中，就不要放到存储器中，因为访问存储器还要通过总线，速度慢，寄存器就在CPU内部，速度快。寄存器包括AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI通用数据寄存器。讲授时没有把所有概念和盘托出，仅介绍和汇编语言直接相关的，使学生在不需要很多基础概念的前提下，快速学习汇编语言，同时，通过对汇编语言的练习，学生对计算机硬件结构有了更加明确的认识。讲授时不追求面面俱到，不追求过于严密的逻辑和体系。
当学生学完第三章后，通过了汇编语言和接口实验的上机练习，已经对计算机硬件有了初步的认识，在此基础上讲授更加抽象的系统结构知识，学生感到很多不清晰的知识变清晰了，甚至对某些知识有恍然大悟的感觉。
通过以上的调整，学生对课程的理解更容易，学习效率明显提高。课程顺序调整的总体原则是把握计算机硬件知识的特点，同时了解学生学习的基本规律，由浅入深，由形象到抽象，由感性到理性循序渐进。
课程内容的讲授更多侧重知识层面，但更高层次的目的并不是知识，而是交给学生发现问题，思考问题，解决问题的能力，这也是高等教育区别于初等教育的根本所在。通过计算机硬件的教学，希望学生能够建立计算机结构体系的基本框架，具备初步的计算机硬件应用能力和创新能力。学生的创新能力本来就存在，关键在于能不能挖掘出来。创新来源于思考，思考来源于对问题的深入，而要深入问题则先要把知识踏踏实实地学明白。针对计算机硬件教学，外在的教学形式虽然重要，但更重要的是课程知识的内在联系和对学生的了解。要在教学中充分发挥学生是主体、老师是主导的基本作用，老师和学生都应该踏踏实实深入学习，深入思考，而不能仅仅局限于应付考试。
[1]雷向东，雷振阳，等.加强计算机硬件课程体系建设与教学质量提升的研究[J].教育教学论坛，2012，（25）.
随着社会的不断发展，高科技水平不断提高，信息技术飞速发展，计算机已经不是遥不可及的高科技产品了，已经开始走进千家万户，并且广泛的应用于学习与生活之中。计算机在使用的时候需要注意的地方非常多，只有对计算机的保护得当，才能使计算机的使用寿命更长。计算机硬件在日常使用的时候需要注意的事项有很多。放电脑的房间应该非常整洁，避免灰尘太多影响电脑各配件；不应该在电脑周围堆放杂物，应该给电脑留有充足的散热空间；电脑周围不应该有强大的磁场，显示器附近尽量不要音箱；不应该把专有液体的容器放在电脑桌上，也不应该把装有液体的容器放在主机、显示器、键盘之上。如果较长时间不使用电脑的话，必须断电，需要定期开机运行，避免其内部产生的潮气损害内部元件。搬运机箱的时候不应该在电脑工作中进行，不要震动工作中的电脑；除此之外，我们必须定期对电脑进行清洁。电脑中的显示器是最贵的配件，同时也是最晚淘汰的，维护的时候也需要特别的注意。
在使用显示器的时候，应该非常注意。显示器的上面不要放东西，堵住显示器的外壳的散热器更是不允许的；强光照射也会损害显示器，也需要尽量避免。避免显示器的显像管的灯丝和荧光粉过早老化，尽量不要把显示器调的过亮或对比度过强；电脑的显示器如果不是触屏的，就尽可能的不要用手去触碰显示器，屏幕受到不同程度的损害一部分原因是来自于人手的触碰。人的手上有许多东西会损害显示器屏幕。显示器在工作之后，用手直接触摸显示器屏幕，会产生剧烈的静电放电现象，在一定程度上会对显示器产生损害，特别是脆弱的LCD。具有强磁场的东西尽量远离显示器，各种电磁波会干扰显示器，因此，显示器通常情况下自身都具有消磁功能，我们使用显示器的时候应该做好消磁工作，最好是定期进行，但是此功能不适宜在同一时期内反复使用。
不要开机箱运行，我们通常认为打开机箱盖会让CPU更凉快，其实这不是正确的做法，而且会产生比较严重的负面影响，设计机箱时候前后都开孔，使机箱内的空气形成对流，使内部各个配件散热得更好。除CPU之外，对硬盘和光驱的发热量也必须高度重视，现在的主流硬盘转速可以达到7200转每秒，既然转速这么快肯定是发热的；开机箱盖运行对使用者的身体健康非常不利，会产生电磁辐射、噪音等危害；机箱内部难以形成空气对流的话，将会使得硬盘和光驱下部的电路板，产生的热量会并且逐渐上升；开机箱运行会使里面的配件更加易脏，并且阻碍风扇的转动。
现在主流CPU运行频率非常的快，不必再超频使用，与此相反的是在夏天应降频，此外，通常来说，CPU安全工作是在75度以下。说到CPU也应该说说CPU风扇，通常人们对它并不是很重视，但是CPU必须由CPU风扇来保护，如果没有CPU风扇的话，在几分钟之内就会被烧毁。因此，要注意CPU风扇的运行状况，风扇页片上的灰尘要定期清除，并且记得给风扇轴承加油。
硬盘相对比较脆弱，要注意特别保护，否则很易出现问题，首先，震动会对硬盘的损害比较严重，所以搬运主机的时候在关机状态下进行；其次，计算机在运行的时候硬盘高速运转，这个时候严禁重启电脑或，直接切断电源也是不可以的。
灰尘最多的部件就是电源盒，定期对其进行除尘。电脑在插座使用的选择，最好使用单独的插座。保持电源插座接触良好，电源尽量放在不易碰绊的地方，尽量杜绝意外原因使电源断电。如果条件允许，确保计算机有洁净的电力可用，建议购买稳压电源之类的设备。
计算机使用的配件众多，最容易出现故障的配件是鼠标。鼠标在使用的时候需要小心，避免鼠标与其它锐利或重物相碰，强力拉拽导线也是不允许的，点击鼠标的时候要力度适中。光电鼠标在使用的时候，鼠标垫要保持清洁使其处于良好的感光状态，尽量不在反光率高的情况下使用鼠标。
使用键盘的时候要非常注意，装有液体的杯子不要放键盘上，若液体洒到键盘上会造成键盘故障。使用键盘的时候，按键不要过猛，动作要轻柔并且力度适中，特别是玩游戏的时候，为了避免键帽损坏尽量减小按键力度。
二十一世纪，随着社会经济的不断发展，科学技术的水平随之不断提高，社会需要的人才需要掌握的技能开始日益增多，会使用计算机已经成为新时期人才必备技能之一。计算机的快速普及并且在各个领域广泛应用，人们生活水平也不断提高，计算机已经走进千家万户，人们可以很方便地使用计算机进行工作、学习、娱乐。但是电脑在使用的时候给人们生活带来更多便利的同时也有一定的问题。计算机的硬件日常维护就是问题之一。在电脑使用的过程中掌握计算机硬件日常使用常识，能够使计算机硬件的使用寿命延长，在使用计算机过程中，每位计算机使用的工作人员，要严格按照计算机日常使用常识对计算机进行维护，认真对待这项工作，只有这样认真、负责地做好维护工作，才能使电脑运行的更加流畅。
[1]胡彦博,姚卓希.浅析计算机硬件日常使用常识[J].华章,2011,28
手能力强，创新能力佳的计算机人才，这就要求学生不仅能够熟练地使用各种计算机软件，而且还要求学生能够排除计算机硬件出现的各种故障，只有如此，学生才能够成为计算机综合素质全面发展的计算机人才。但是在一些教师教学的过程中，只注重对软件的教学，认为学生只要熟练地掌握了各种软件的应用方式即可，这导致学生在电脑硬件出现了问题之后不能够及时排除。另外一些教师在潜意识里面认为学生在毕业之后的出路是维修电脑，因而在教学的过程中就只注重硬件维修教学，使得学生不能够熟练掌握软件的应用方式，造成了其能力发展的不全面。
2.1在中专学生计算机能力培养的过程中，要做到理论知识教学与实际应用能力教学并重
我们在中专学校培养出来的计算机人才要是全面发展的人才，要能够满足社会对于人才的期望，就必须在教学的过程中做到理论知识与实际应用能力教学并重。首先，在计算机课程教学的过程中要加强理论知识的教学，为学生讲解计算机运行的原理、各种计算机软件设计的理念、各种计算机程序设计的方法等，只有如此，学生才能够在实际运用计算机的过程中对出现的问题进行追根溯源，从本质上解决出现的各种问题。其次，加强对学生实际应用能力的培养。学生学习计算机的目的就是为了应用，所以我们一定要加强对学生应用能力的培养。通过让学生跟着教师的演示进行练习、让学生自主操作完成练习作业、让学生分小组完成课下作业等方式来增强学生的计算机应用能力。还可以通过设置兴趣小组，让学生根据自己的兴趣自由组合实践的方式提高学生的计算机实际应用能力。
软硬件知识协调发展对于学生的意义在于，学生不仅仅能够掌握支持软件运行的电脑硬件构造原理，能够自主解决电脑硬件出现的问题，还能够掌握各种实用性和功能性很强的软件程序的运用方法，解决软件程序运行过程中出现的问题，并且利用程序来辅助各种复杂工作的进行等。因此，教师在教学的过程中要做到软硬件知识教学协调发展。首先，对学生开展各种实用软件的教学，包括办公软件、修图软件、杀毒软件、测试软件等的教学，使学生熟练掌握常用软件的应用技巧，能够利用软件来辅助日常的生活和工作的进行。其次，对学生进行硬件知识教学，使学生明白计算机的内部构造以及各零部件的功能等，使其能够自主安装电脑，并且能够对电脑硬件出现的故障进行排除。
多年来,围绕究竟是培养应用型人才还是培养精英型人才的问题,高校中非名牌院校计算机类专业一直争论不休。由于人才培养模式定位不清,导致这类院校的计算机专业课程教学,特别是硬件课程的教学存在着诸多不尽人意的地方。
2009年11月,由中国计算机学会教育专业委员会主办的全国首届计算机应用型人才培养论坛(2009)在首都师范大学召开。会议首次将非名牌院校计算机类专业人才培养模式明确定位于应用型人才培养上。因而,及时开展适应应用型人才培养定位的计算机硬件课程教学改革的研究并深入探讨,十分必要。
笔者结合自己多年的教学经验,探讨了为改善计算机专业硬件课程教学效果,教师在教学中应重点考虑解决的几个问题,分析了这些问题产生的原因,给出了解决问题的方法。
长期以来,普通高校计算机专业硬件课程教学的现状不容乐观,几乎成了人们的共识[1]。要使目前硬件教学的现状有根本的改观,使其真正能适应应用型人才培养模式,下面几个问题必须考虑重点解决。
课程设置和教材问题一直是困扰计算机专业硬件教学的大问题。在课程设置上,一些院校重软轻硬,硬件课程因人设课,能砍则砍,实在不能砍的则压缩学时等,以上现象时有发生。
在课程内容上,对现行硬件课程体系的质疑多集中在如下两个方面,一是认为课程内容陈旧,如很多人提出现在都在用奔腾计算机系列,而微机原理课程还在讲80X86平台,与实际应用脱节,造成学生没有兴趣学。二是各门课程的衔接不好,有些内容在多门课程中重复出现。
在教材选择上,普通高校往往极力向重点院校看齐,而重点院校的教材都是基于精英型人才培养编写的,未必适合普通院校应用型人才的培养需要。
硬件类课程的教学对动手能力的要求相对较高,而计算机应用型人才的培养定位对动手能力的培养提出了更高的要求。然而,硬件课程教学的特点决定了其实验设备、资金、人员的投入都要比软件课程大得多。软件类课程实验只要有一台计算机,装上不同的软件就可以开设不同的课程实验。但硬件课程则不同。各门课程的设备多不通用,且价值不菲,而且每次实验课都要有电子器件的消耗。
诸多因素使得目前多数普通高校存在着硬件实验室设备投入不足、实验开设不到位等现象,严重影响了学生动手能力的培养。
影响硬件类课程教学效果的另一大因素是师资问题。应用型人才的培养主要靠教师的教学实践活动实施完成。很难想象一个平时很少参与工程实践,自身动手能力就很差的教师能培养出合格的应用型人才来。遗憾的是,目前的现状是相当一部分普通高校的教师是从高校毕业后直接进入高校教师队伍的,工程实践的经历与经验很少。他们中大多数是经过读研或读博的过程,本身经历的是精英教育,习惯于从书本到书本,从理论到理论。教师本身对计算机应用知识的匮乏也直接影响到他们的课堂教学,使得他们对教材的再处理能力降低。教材写了什么,上课就讲什么。讲的内容在整个课程体系中占据什么地位,有什么用,这样的问题学生不知道,老师也说不清。学习者总以为学习的内容没什么用,导致学习动力不足。而学生不喜欢学习硬件课程,又反过来影响授课教师的授课热情,从而陷入恶性循环。
学生对硬件类课程的兴趣普遍不高,也是影响硬件类课程教学效果的因素之一。兴趣是最好的老师,学生对课程没有兴趣,很难保证教学质量。
影响学生兴趣的因素很多。一方面,学生普遍认为硬件类课程就是讲计算机内部原理,学了没什么用处,如果教师在开课前没作足够的引导,学生自然不会有兴趣。其次,硬件类课程本身就繁杂,难学难懂,部分教师对硬件课程教学的不到位将导致学生学不懂,跟不上,即使有了兴趣也难以保持长久。再次,硬件类课程不像一些软件编程类课程那样,学过的内容马上就能上机应用,立竿见影,看到效果。而必须经历购买元器件、制版、焊接调试等过程,要有相应的工具和仪器设备。这些对于初学者来说很难做到。不能学而致用,会使学生感觉所学内容离自己很远,对课程的兴趣也会越来越淡。
在课程设置上,教师首先应提高认识,明确硬件类课程不仅仅只是讲计算机内部结构的,也并非应用方面不如软件有用。实际上,这类课程的更重要目标是培养学生根据应用需求自己组织构造计算机应用系统的能力。在当今嵌入式系统、物联网人才需求越来越旺盛的形势下,对应用型人才的能力要求越来越高,因而硬件类课程设置必须到位。
在课程内容上,对于内容陈旧问题,有人提出不如直接以奔腾处理器为平台讲授微机原理课,但这种方案在教学中很难实施。奔腾处理器过于复杂,初学者很难接受这样复杂的系统。为此,参考文献[2]提出了另一种方案:用“单片机原理与应用”代替“微型计算机原理与接口技术”课程,即以MCS-51单片机系统代替Intel x86系统,作为计算机组成原理和体系结构的实例开展教学。由于单片机系统功能和构成简单,便于理解,对于学生理解计算机硬件体系构成,掌握计算机系统的设计和实现技能,可能具有更好的教学效果。因此,在计算机硬件课程系列的设置中,建议增加“单片机原理与应用”课程的教学课时和实验学时,作为必修课程,让学生通过对单片机系统的学习和实验,了解和掌握计算机系统的原理和应用。同时适当减少“汇编语言程序设计”和“微型计算机原理与接口技术”的课时,或者将其精简合并成一门选修课程,将Intel x86系列处理器作为一种典型的体系,向学生介绍计算机系统的一个重要分支――微型计算机系统的特点和体系结构及其相关应用技术。这种设想具有一定可行性,可在实践中进一步验证其科学性和合理性。
对于内容衔接问题,可以认真研究课程的内涵,合理确立各门课程的授课内容,构建知识内容的前后衔接、实验环节密切配合的一体化教学与实验体系,写出合格的教学大纲,为教学实施提供具体合理的依据。各门课程的内容界定为基础知识在某门课程中的体现即可,避免在多门课程中重复出现相同的内容,从而对课程内容进行精炼。参考资料[3]将数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、接口技术、嵌入式技术等主要课程的内容进行了界定,笔者以为很有参考价值,现稍加整理,摘录于下:
1) 数字逻辑主要讲述数字逻辑的基础器件、逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路、常用中规模集成电路,如编码器/译码器计数器等内容。
2) 计算机组成原理主要讲述通用计算机主要组成部分的组成原理。讲述数据表示与编码,运算方法与运算器实现,一般意义上的指令系统及其设计方法,控制单元构成原理与实现,存储器基本原理与存储器构成、存储系统的构成,输入输出部件与输入输出系统,总线系统等。特别指出,数据表示中的各种进制数表示与相互转化的内容,在计算机导论等课程中己经讲过,在本课程中不讲,但是要求学生熟练掌握。只提示,不深入讲述。
3) 汇编语言主要讲述Intel x86系列CPU的内部结构与寄存器组织、寻址方式、指令系统、汇编语言的语句格式、汇编语言程序设计方法与技巧等。本课程中不讲二进制数及其各种编码。
4) 接口技术以Intel x86系列CPU为原型机核心,讲述处理器与存储器、与IO设备之间的接口方法,具体存储器的扩展、地址分配等,IO端口及编程方法,串行接口与并行接口,A/D与D/A接口等内容。学生通过学习掌握基本的接口实现方法。
5) 嵌入式系统从应用角度出发,直接结合目前广泛使用的嵌入式系统,讲述一般的组成原理,以一种具体的嵌入式系统为例,从其内部结构、操作系统定制、驱动程序编写、具体的IO接口等部分,实现具体应用系统的设计和实现。
笔者以为,上述课程内容界定中,如果能在数字逻辑中增加VHDL和FPGA/CPLD的内容就更好了,可以在后面的计算机组成原理课程的实验和综合设计中直接使用VHDL和FPGA/CPLD,来完成相应功能部件的设计。而在嵌入式系统课程中,也可以用到相应技术,这对于培养应用型人才十分有利。
而对于教材问题,短期内可组织学科专家精选现有教材,使所选教材尽量适应应用型人才培养的教学需要。也可以按照教学大纲自己编写讲义,同时指定几本参考书。在长期考虑中,则可以组织有能力的教师自己编写合适的教材。
首先,学校应该提高对学生动手能力培养的认识,加大对实验室的投入,保证实验室所需的设备、场地、人员的配置到位。特别是实验室应该配备足够的专职实验员及实验教师。在此基础上,要认真组织专业教师研究实验内容及开课方式。应用型人才的培养必须加大实验内容的比例,完善基础性实验,做好综合性实验,加强设计性实验。增加实验考核分值。
仅仅依靠课内实验的训练还远远不够。还必须通过不同形式的实践教学活动进一步提高学生的动手能力,加强对学生实践能力的训练。而开放实验室是培养应用型人才必不可少的训练平台。另外,还应该鼓励学生积极参与课外科研训练实践、大学生电子竞赛等活动。通过这些实践活动,学生能够将所学知识进行综合归纳,提高对计算机硬件课程的深入理解,并提高计算机的应用水平。
打铁先得自身硬,要把学生培养成应用型人才,教师自身必须是计算机应用的高手。为此,一方面要鼓励教师申报纵向和横向课题,通过参与科研课题提高自己的动手能力。另一方面,应有计划地把教师送到一些开发公司、企业及科研单位,直接参与计算机产品的应用开发。
而要教好硬件课程,教师本身必须能站在一定的高度,把握课程,驾驭课程。在开课之前,教师应该依据教学大纲处理教材,不应该教材写什么就讲什么。要做到这些并不容易,一方面,学校应该定期对教师进行业务培训,另一方面,学校也应该安排有实力、有经验的教师传帮带经验较少的年轻教师。安排年轻教师给受学生欢迎的教师做助教、带实验,对提高他们的业务素质很有好处。
首先,要让学生清楚认识到每一门硬件课程都很有用,也很重要,使他们主观上想学。为此,在上每一门课程前,教师先要舍得花时间讲清这门课程在整个计算机体系中所处的位置,特别要下功夫讲该门课程有什么用途。如有的课程,可以对学生说是考研科目,而有的科目,则可以对学生说是进入嵌入式系统、物联网等当今计算机界最热门的领域必须掌握的基础课程,而在就业形势十分严峻的情况下,这些领域人才需求如何旺盛等。学生认识到这门课程的用途,才能对其产生兴趣。
其次,要根据学生层次调整课程内容,保证学生能学得懂,跟得上,使他们能学进去。为此,授课教师在上课前要依据教学大纲,根据授课对象的接受能力认真处理教材。在授课中,要把哪些是重点、哪些是难点,每一部分内容需要熟练掌握、还是一般掌握、或者了解一下就行,对学生说清楚,避免学生在一些难以理解而又不是重点内容的问题上纠缠过多。在教法上,可根据具体内容灵活采用多种教学方法,如任务驱动法、案例教学法等。学生能学得懂、跟得上,学习兴趣才能保持长久。
再次,要创造各种实践机会,加强动手能力训练,使学生学有所用,能看到应用成果。为此,教师应根据各门课程的不同特点,在正常的实验课外安排各种实践环节。如数字逻辑电路、单片机原理这种实践性较强的课程,可在课程结束后安排一次课程设计;像计算机组成原理课,可安排EDA设计,采用FPGA/ CPLD设计CPU等;而单片机原理课程,可引导学生使用Proteus软件仿真,使学生即使离开实验室也能方便地动手实践,在实践中学习。鼓励学生参与教师的科研项目。鼓励学生组织各种课余实践小组,并为他们配备指导教师及实践环境。鼓励学生参加各类竞赛,并公开地奖励获奖者。学生见到了应用成果,就会有成就感,从而提高学习兴趣。
导致普通高校计算机专业硬件课程教学效果不佳的因素很多,但理顺了课程设置与教材问题、学生动手能力培养问题、师资问题和学生学习硬件的兴趣问题,就会使硬件课程教学现状得到较大程度的改观。
[2] 章韵,倪晓军. 应用型专业计算机硬件课程体系建设的探讨[J]. 计算机教育,2009(4):99-101.
[3] 马礼,张永梅,宋丽华. 培养计算机类专业学生硬件方向创新能力的研究与实践[J]. 计算机教育,2010(2):1-4.
计算机的硬件系统包括多个组成部分，在运行中各个部分都有可能出现故障，一旦出现故障，将影响计算机的正常使用，维修工作因此显得尤为关键，维修质量的好坏关系着计算机硬件的使用时长，然而就目前的硬件维护状况来看，计算机维修中存在一定的问题，对于维修质量有着或多或少的影响，为了能够有效提高计算机硬件的可靠性能，延长使用寿命，有关计算机硬件维护中的问题与对策研究十分重要。
计算机的主板有许多的电路构成，连接成多种电路元器件，一旦主板发生功能故障，对于计算机的正常使用将带来很大的影响，维修工作显得尤为重要。最为常见的主板故障就是在卸下主板重新装回之时，计算机开机却没有响应，并且，电源指示灯也不亮，这种情况是典型的主板故障，在排除电源故障因素之后，需要认真监测计算机主板，根据具体的情况进行检修。
计算机硬盘的主要功能是存储，因此，硬盘的运行状态极大的关系着计算机的安全性能，对于计算机的稳定性也起着至关重要的作用。日常运行中，计算机的硬盘由于各种原因常常会出现一些故障，例如计算机在读取硬盘数据时出现障碍，或者无法识别计算机硬盘，这类问题主要原因是硬盘故障导致，当然也不排除一些电源、主板等其他原因，在故障维修中需要逐个替代检测，找出故障原因，从而使故障得到及时处理。
在计算机硬件系统中，内存条有其专门的卡槽位置，这为内存条的更换提供了便利，计算机内存条故障有特殊的报警系统，也给检修带来了帮助。在正常运行过程中，计算机经常性的蓝屏现象很有可能是内存条出现故障的前兆，一旦出现此状况，需要使用者谨慎。内存条是计算机硬件系统的重要组成之一，一旦发生故障也将大大影响计算机的运行效率，检修工作必不可少。在检修时，需要着重注意给内存条进行清灰、除锈，如果在认真清理装回之后系统仍旧报警，则需考虑更换内存条。
受各种内部和外部环境因素的影响，计算机硬件故障时有发生，一旦计算机硬件发生故障，相应的维护工作十分重要。维修工作本应对故障进行准确定位从而制定方案排除故障，然而在具体的硬件故障中，常常出现故障检测不到位，维修不能对症下药，开云真人使得故障维修大费周章甚至是适得其反的情况，可见故障维修是一门学问，需要维修者认真研究。就目前故障维修现状来看，硬件维修问题主要是由于检测技术落后、检测方法不合理造成的。
大多情况下，计算机硬件系统故障并不只是单一的部件问题，更多的是由于多个硬件一起出现问题而引发故障，当检测清楚故障缘由后，切不可忽略维修顺序，随意开始维修，因主次不分而不能保障维修质量。在具体的硬件维修中，常常出现主次颠倒的情况，主要是由于维修人员自身素质不够，不能严格规范自身的工作流程，导致维修工作粗枝大叶，随意而为，常常会遗漏一些不易察觉的细节，最终对计算机硬件系统造成影响。
计算机硬件系统故障的检测不到位将导致计算机维修工作的徒劳，甚至严重情况下将危及计算机安全，为了有效提高计算机硬件故障检修效率，从根本上保障维修工作的精确进行，必须加强计算机硬件系统故障检测工作。计算机故障原因多种多样，针对不同的故障问题需要采取的检测方式也不尽相同，这对于检测人员的专业素质水平有极高的要求。故障检测最为常用的方法是直接观察法，主要通过检测人员对故障现象进行直接的观察，根据长久的工作经验判断故障缘由，这对于检测人员的工作经验有着特殊的要求，而且在基本通过直接观察法确定了故障缘由之后也不能立刻下决定，仍需通过一定的技术手段进行验证，才能确保检测结果的准确性。
在明确了故障缘由，同时故障部件较多时，一定要特别注意维修流程，主次分清，确保每一个环节都准确到位，避免因维修不够全面的原因而造成维修失败。维修中常常出现的维修人员想起哪里修哪里的情况，造成有的部件没有维修，而有的部件却重复维修，这主要是维修人员没有认识到维修次序的关系，不会从一个大方向开始逐一维修，根本上还是维修人员的素质问题。因此，为了应对计算机硬件故障维修中的问题，提高维修人员的素质至关重要，使维修人员规范自己的维修流程，合理开展各项工作，细节决定成败，彻底将主次不分、因小失大的维修问题根除，保障计算机的运行可靠、安全。
现代社会是信息时代，人们的工作生活与计算机息息相关，计算机在正常运行中难免会出现各种故障，这就需要检测和维修故障，然而当前的计算机硬件系统维修中存在一些问题，硬件故障检测不到位、具体维修中主次不分是常见的影响维修成败的重要因素，为了有效地检测出计算机硬件的故障部件，同时彻底全面展开维修，需要不断强化硬件系统故障检测，准确找出故障部件，同时规范维修的具体流程。从根本上来说，计算机硬件故障的维修需要有效加强检测和维修人员的整体素质，提高专业能力，同时随着科技的进步不断完善计算机系统，使得硬件系统故障维修更加有效可靠。
[1]李瑞,童玲.计算机硬件维修工作中存在的问题和对策[J].电脑编程技巧与维护,2015,17:91-92.
[2]刘勤.计算机硬件维修工作中存在的问题与对策分析[J].通讯世界,2014,20:16-17.
“计算机组成原理”主要讲解计算机基本的部件构成和组成方式,以及基本的运算操作原理和单元设计思想、操作方式及其实现,是计算机相关专业的一门核心专业基础课。“模拟电子技术”、“数字逻辑”是它的先导课程,它的后继课程如“操作系统”、“编译原理”、“汇编语言程序设计”等,它学好与否直接影响着后继课程的学习,“计算机组成原理”在这些课程中起到承上启下的作用。计算机硬件技术发展快速,计算机内部结构复杂度日趋加强,新技术不断涌现,计算机组成原理所讲授的硬件内部构成和工作原理等内容都集成在芯片内部,只能看见芯片的外部特征,学习过程中学生普遍感到“计算机组成原理”课程涉及的内容多、抽象、难度大、难学、难懂, “教师难教,学生怕学”的现象在各高校普遍存在,如何把握课程的主线和重点培养学生的学习兴趣、提高教学效果,是从事本课程教学的教师在不断探讨的问题[1];在全国高校教师网络培训中心组织下,于2009年11月唐朔飞教授对他所建设“计算机组成原理”国家精品课进行交流和指导,给从事“计算机组成原理”的高校教师很大帮助,也掀起了新一轮对“计算机组成原理”课程教学的探讨,该文就几点看法跟各位同行探讨。
各类高校的计算机相关专业都开设了“计算机组成原理”这门课程,对学习该课程要达到的目标,以及该课程在整个大学课程中所处的地位需要进行“准确”定位。根据办学条件、师资水平、学生素质结合本校培养方案,给本课准确定位很重要;定位关系到教学内容,决定学生能获取什么知识。有的高校是培养硬件设计开发型性人才,“计算机组成原理”就要培养学生的硬件设计能力和硬件研发能力;有的高校培养一般计算机应用人才,有的学生认为能通过学习这门课程可以让他们获得当前正流行的各种计算机硬件相关知识,怀着较大的期望来上这门课,也有学生认为学习了该课程就能获得一些计算机维修相关的知识等;还可能有学生通过高年级的学生只是听说过该课程内容较老,有对学生说这门可是“用过去的知识教现在的学生解决将来的问题”,这些学生根本没有想过要从该课程学习中获得什么有用的知识。所以,对课程必须要有明确的定位,要让学生知道通过这门课程能获得的那些知识,形成正确的期望。“计算机组成原理”是专业基础课程,基于数字和模拟电子技术,也是学习其他计算机硬件技术和软件技术的基础;计算机硬件技术的入门课程,本课程并非专门讲解具体的某项计算机实现技术和当前流行的计算机设备和技术,而是主要讲解计算机基本的构成和简单的实现原理;并且强调学习该课程具有重要的地位,有助于理解今后操作系统和应用软件设计中的一些特定问题,以及“微机接口技术”等后续课程学习中也很重要。从而,让学生对该课程有一个比较清晰的了解和定位,树立起正确的期望和兴趣。
“计算机组成原理”课程的内容覆盖面广、难度大、内容多,如何组织和讲解是教好计算机组成原理的关键。“计算机组成原理”课程在教学内容的组织上应以模型机为背景(脱开具体机型),通过第一次课程使学生建立在五大功能部件(运算器、控制器、存储器、I\O设备)上整机概念,理解信息流和控制流如何在五部件中流动;第二次课程使学生建立在寄存器级上整机概念,让学生认识取指令到执行指令的过程,认识计算机工作的基本原理,教学内容从整体到局部、从宏观到微观,层层深入,以信息的数字化表示、信息的传送和控制方法为主线,按基础、组成、系统三个层次阐述计算机组成原理,并掌握计算机的工作方式以及计算机内部数据的处理和控制过程,使学生在学习每块知识时,都知道所学内容在整个计算机工作中的作用,对全局的影响,不断诱发学生对尚未学习的部件产生认知的欲望;通过实验教学的配合,加强培养学生动手能力,培养学生硬件系统方面的分析、设计、开发、使用和维护的能力。
“计算机组成原理”涉及I/O设备、存储器、CPU的组成结构、这些控制电路被封装在芯片中,芯片采用大规模集成电路,学生不能直观地观察内部结构,只能凭想象构造,加上学生理解的难度,对这些抽象性很强的知识利用传统的教学手段无法直观、形象地描述内部的结构和工作过程;现代化教学手段和工具是解决这一问题的有效手段,利用现代教学手段和工具可以很好的提高教学效果,现代化教学手段和工具如下:多媒体课件、电子教案、仿真系统。多媒体课件可以生动、形象地描述数据流、控制流、地址流,能更直观地展示时序操作,使学生更容易理解教学内容,从而提高了教学效果;电子教案增加了授课的信息量,可以对知识进行详细讲解;仿真系统完全模仿计算机工作,让学生进行仿真操作,使学生对所学理论知识更好的消化和理解;教学中综合运用多媒体课件、电子教案、仿真系统的立体教学模式完成课堂教学。
网络课程是解决传统教学受到时间和空间限制的重要途径之一。让教学不受时间和地点的限制,搭建“计算机组成原理”的网络课程教学平台是很必要的。通过网络平台,学生可以方便获得教师上课时的教学教案、教学进度安排表、教学讲义、浏览其他资源,也能方便提交作业、在线测试;更重要的教师可以通过网络对学生进行答疑,做到学生与教师的互动不受时间和地方的约束。网络课堂的建设可以为学生提供了方便,同时老师也可以通过学生反馈的信息发现教学中的不足,及时做出调整。
“计算机组成原理”实验经过学生动手实验不仅可以培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力,而且还能加强学生对运算器、控制器、存储器及整个硬件系统有较直观、深入、全面的理解,让学生理论指导实践,实践加强理论。通过实践让学生对所学内容形成一个整体,前后知识融会贯通,以提高学生综合运用所学知识的能力。ZY15Comp12BB实验箱和THTWK-2型实验教学系统,不仅可以做基础性、验证性实验,还可以做设计性、综合性实验,是不错的实验平台。
“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业的专业基础课程,在整个学科中十分重要,在教学中不结合任何具体机型,采用自顶向下的分析方法,使学生首先形成计算机的整体概念,在逐层细化[3]。教学过程中“以学生为中心”的教学理念,结合现代教学方法,不断提高教学质量[4]。目前对“计算机组成原理”的改革和教学方法研究已经取得了一定成果,但仍然还有改进的空间;不断应用新技术,新方法应用于教学,在教学中本着为学生为主,根据学生实际情况因材施教,不断探索,不断总结,才能够有效地提高教学效果。
[2] 徐昆良.《计算机组成原理》课程教学方法探讨[J].中国科技信息,2009.
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