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计算机硬件的基本部分范文1
关键字：计算机硬件；维护；创新管理
一台计算机的使用寿命和其是否被经常性地进行维护息息相关。在计算机的实际使用过程中，不定期地对计算机硬件进行维护，可以有效预防和避免计算机发生故障，给正常的工作带来负面影响，保证计算机可以较长时间都处于正常高效的工作状态中，因此日常工作之余对计算机进行硬件维护是十分必要的，也是十分重要的。
1 计算机硬件系统
所谓计算机硬件系统，主要是指构成计算机正常运行的各个物理设备，一般而言计算机硬件设备主要由输入设备、输出设备、存储器、控制器和运算器构成，一般包括有常见的键盘、鼠标、显示器、内外存储器、主机中的主板、CPU以及各个电源等等，硬件之间以总线结构方式进行相互连接，是计算机进行正常运行的基础物质设备。计算机硬件故障主要是指由计算机硬件设备的机械故障、接触不良、电气或安装不当等原因导致的计算机硬件设备发生的物理性故障。
2 计算机硬件产生故障的产生因素
计算机硬件产生故障通常有两大原因，一是来自计算机内部因素，二是计算机外部因素所致，这两方面的因素都有可能导致计算机硬件产生物理性故障，而一般又以计算机内部因素最为常见。
2.1 计算机内部原因
计算机中各类电子元器件故障。计算机中的各类电子元器件和其他配件的质量及制作工艺等都会影响计算机硬件的使用和寿命，元器件的损坏、性能降低等都可能会使计算机无法正常工作。
机械故障。机械故障一般产生于计算机设备中，如计算机某些零件或者部件的损坏，零件的变形、断裂、间隙增大以及固定零件的松动等都属于机械故障，这类故障一般容易发生且易于排除。
2.2 计算机外部原因
来自计算机外部的因素也经常会导致计算机硬件故障从而使得计算机无法正常工作，如计算机长时间处于过过多的灰尘、静电、潮湿的环境、外部电压不稳、开关电源质量较差、计算机使用者没有经常性的硬件维护等习惯等都有可能导致硬件设备故障。
3 计算机硬件维护的基本原则
（1）由易到难进行排查。计算机硬件一般种类较多，一些很容易被忽略的电源问题、设备连接等都有可能导致计算机无法正常工作，因此计算机硬件出现问题的原因往往极为复杂，可能是某一原因也可能是多种原因导致的，例如我们平时常见的电脑黑屏故障，其就可能是显示器电源问题、显卡松动、硬盘数据错损坏等原因导致，因此当计算机发生硬盘故障后，首先从最简单的原因逐一排查，然后再向稍微复杂的方向进行考虑排查，如此可有效节约时间，提高硬盘问题解决的效率。（2）由外到内进行检查。计算机硬件故障发生后，应首先从检查计算机设备入手，如先查看计算机电源是否正常、是否有设备连接松动等，然后再一步步向主机进行排查，有时候计算机无法正常工作可能是由插板解除不良等这种简单的小问题所致，进行排查的时候不可对其进行忽视。
4 一些常用的硬件维护方法
掌握一些常用的硬件维护方法可快速排查计算机硬件故障发生部件等，对于进行有效的计算机硬件维护有事半功倍的效果。（1）观察法：观察法主要是工作人员采用看、听、摸等方法来观察和判断计算机硬件设备可能产生故障的部件以及原因，一般看主要是观察计算机的工作环境、外部连接情况，查看计算机显示器上所显示的信息，操作系统、软件安装等方面的情况；听主要是听计算机主机里的CPU、风扇等的转动情况，硬盘工作以及设备启动时的警报声等；摸主要是用手检查CPU、显卡等是否有过热的情况，各个设备的链接是否完整等，这是硬件日常维护的基本方法。（2）插拔法：插拔法也是一种常见的排查硬件设备的方法，主要是来拔掉然后再重新插入各个设备，主要检查故障是否由设备接触不良、松动等情况引起。（3）硬件替换法：替换法是指通过替换可能产生故障部位的硬件设备来确定故障点的方法，如果在硬件替换后计算机可正常工作，则可以确定故障发生的原因和部位。（4）逐一排除法：逐一排除法是指逐一对硬件进行排查以检查发生故障的部件的方法，一般情况下需要保证计算机可正常启动的基本部件如电源、主板、CPU等最基本的硬件模块，然后逐一增加硬件，如果发生故障，则可以确定发生故障的部件。
5 计算机硬件设备的维护及创新管理
在对计算机硬件设备进行维护时，应按照计算机硬件设备的五大组成部分来进行逐一维护，尤其是对硬件设备中的核心元件如CPU、内存等要尤为重视。
5.1 CPU维护及故障排除
对在设备进行维护和故障解决的过程中，要实现了解相关硬件设备的规格参数，对各个硬件常见的故障等有基本的了解，这是有效应对硬件故障的基础。
常见的CPU故障主要有计算机通电源之后只有电源闪动，无其他反应，显示器不显示无法进入操作系统，或者计算机出现经常性的死机现象，系统运行不稳定等。常见的CPU故障排除方法主要有将CPU拆除后检查CPU的针脚及触点等地是否存在锈蚀、弯曲等现象，如有要及时清除锈蚀等杂物，保证CPU芯片和插座接触良好；在对计算机进行硬件选择时，应尽量选择跟CPU相适合的其他硬件如主板、内存等，避免因硬件与硬件之间因兼容性不足而导致的硬件故障；同时定期对CPU进行灰尘清理，避免CPU超频使用，保证CPU外频与倍频在正常状态下，尽量使用高质量的优质导热硅脂，提高散热效率，保证CPU的散热要求。
5.2 主板维护及故障排除
一般而言主板中容易出现故障的部位集中在内存条插口，各类总线插槽等，导致主板损坏的原因也有很多，如主板和硬件兼容性差、电源系统不良、元件器故障、工作环境恶劣等，日常进行维护以及故障排除应先从观察主板外观、检查电源、查看各元件器再到内存、显卡、硬盘的顺序逐一进行维护和排查，平时的维护过程中要注意对主板进行不定期清洁、除尘，在除尘的时候，轻取下主板用细软羊毛刷轻拭掉其表面的灰尘，定期对主板进行清洗，在清洗的过程中先把主板放置于干净的清水中，用羊毛刷洗去其表面的灰尘及污垢，然后放在通风处等其表面的水滴风干后再用纸包好放在阳光下，避免主板积尘而腐蚀。
5.3 内存的维护及故障排除
内存发生故障后计算机经常会出现死机、主板发出“嘀嘀”的短小警报声、蓝屏、无法启动或无法进入操作系统、经常提示注册表损失等情况，内存发生故障后应根据不同原因进行排除。对于因内存使用时间久发生的氧化而造成的内存与卡槽接触不良造成的内存故障，可将内存取下，使用橡皮擦轻拭去其表面的氧化层即可；对于因兼容性问题导致的，应改用同规格的内存；另外要注意内存安装过程中应避免暴力拔插等人为可能造成的内存损坏行为。
5.4 硬盘的维护及故障排除
硬盘是计算机中重要的专门用以存储数据的部件，也是计算机硬件中很容易产生故障的硬件之一，常见的故障有机械故障、盘片故障、操作不当引起的分区表破坏等等，针对不同情况采取针对性的硬盘故障排除方法，如当计算机显示“硬盘C驱动失败，运行设置功能，按F1键重新开始”时，就要判断是因硬盘设置的参数和格式化时所采用的参数不同导致的，这时就需要重新设置硬盘参数，重新分区等方式来解决；此外，在平时应加强对硬盘的日常维护，例如在硬盘还处于工作状态中避免强行关机，因为硬盘在读取数据以及存储数据的过程因为突然断电极易造成硬盘数据丢失和硬盘损坏，同时日常应注意硬盘散热，避免硬盘因温度过高而出现问题，养成定期对硬盘进行扫描以及碎片整理，不要频繁地格式化硬盘，尤其应避免对硬盘进行低级格式化，在使用过程中还应避免硬盘长时间超负荷工作如不间断下载任务等。
5.5 显示器的维护及故障排除
显示器的常见故障主要有显示器黑屏、显示错误信息如“超出频率范围”、显示器内有元件烧糊的气味、或者显示器发出异常声音以及显示器显示画面变形扭曲等，针对显示器不同的故障采用不同的排查方法，如开机后显示器出现画面抖动现象，不久即恢复正常，就该考虑是由于显示器内部受潮所致，进行排除时应更换新的显像管高压包；在日常的维护过程中，应保证显示器周围环境干净清爽，避免过于潮湿，并对显示器予以定期除尘，避免长时间开机等。
5.6 显卡的维护及故障排除
计算机硬件的基本部分范文2
关键词：计算机组成原理；实验教学；教学内容；教学过程；教学实践
1问题的提出
《计算机组成原理》课程是高校计算机相关专业本科生必修的一门核心专业基础课程，在整个专业课程中具有重要的地位。进行年来，计算机技术无论在软件还是在硬件方面都得到了飞速的发展，计算机系统在人们生产、生活的各个领域都得到了越来越多的应用。《计算机组成原理》课程为这些应用提供了必不可少的基础理论。然而，我们不得不面对这样一个实际情况，那就是《计算机组成原理》课程偏向于计算机硬件，其理论性强，抽象，学习难度大。而我校的教学定位于培养应用型人才，因此，计算机相关专业的学生普遍存在着重视软件相关知识的学习，而轻视硬件相关知识的学习的心理及现状。如何通过课程实验教学的合理组织与安排，达到提高学生学习的主动性，培养学生学习的兴趣，提高课程教学的效果的目的，是一个需要迫切解决的问题。本文结合课程理论教学的实践，从实验课程的理论教学内容的设置、实验教学内容的设置，实验教学过程的设计以及实验教学方法等方面，对实验课程的内容和教学方式进行介绍，并结合实验教学的效果进行了归纳总结，以期为《计算机组成原理》课程实验教学提供思路和借鉴。
2课程理论教学内容的设置
《计算机组成原理》课程的教育目标定位于使学生掌握单CPU计算机的组成原理与内部运行机制，包括计算机系统的基本组成与结构，计算机硬件的功能部件的组成及工作原理，为学习理解高级语言编写的程序如何被执行的过程和原理提供理论基础。具体教学要求如下：1)理解各大部件互连构成整机系统的技术以及计算机系统的概念性结构和功能特性。2)理解单CPU计算机的完整硬件组成、基本运行原理、内部运行机制。3)能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。4)在知识、能力两方面都得到提高。课程理论课的教学内容按照冯•诺依曼结构划分，包括：1)计算机中的数据表示和运算方法，包括：定点数的表示和运算、浮点数的表示和运算；2)计算机中的运算器部件，包括：算术逻辑单元、定点运算器结构、浮点运算器结构；3)存储系统，包括：存储系统的层次结构、主存储器、高速缓冲存储器、其他形式的高速存储器、虚拟存储器系统、辅助存储器；4)总线，包括：总线信息传输、总线的工作方式、总线仲裁、总线标准；5)指令系统，包括：指令格式、寻址方式、指令类型；6)控制器，包括：控制器的功能和基本结构、指令的执行过程、微程序控制器、硬布线控制器；7)输入/输出系统，包括：设备、输入/输出接口、输入/输出信息传送控制方式。
3课程实验教学内容的设置
实验教学内容按照理论教学进程安排，以单元实验为主，每一章节的理论教学内容都对应安排相应的实验教学内容，并再最后安排一次贯穿课程全部内容的综合性实验内容。验证性实验、设计性实验和综合性实验的构成比例为4：3：1。实验内容与理论教学内容紧密结合，目的是加深学生对理论知识的理解。同时，通过合理地安排实验教学过程，培养学生的基本设计能力和实践能力。通过合理的设计教学内容和形式，既帮助学生对计算机硬件系统的各组成部分的结构原理和工作过程有了充分的理解，又提高了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果。
4实验教学过程的设计与实验教学方法
不同实验性质的实验内容采用不同的教学过程的设计和教学方法。1)验证性实验的教学过程和教学方法验证性实验的教学过程包括：学生课前预习，实验课前检查实验内容及要求的讲解实验原理的讲解及实验芯片的介绍操作步骤讲解及示范学生动手实验，教师个别辅导答疑实验验收，评定验收成绩。2)设计性实验的教学过程和教学方法设计性实验的教学过程包括：学生课前预习，实验课前检查实验内容及要求的讲解课程理论教学相关原理的回顾实验方法的讲解学生进行实验过程的设计学生设计成果检查学生动手实验教师实验总结实验验收，评定验收成绩。3)综合性实验的教学过程和教学方法综合性实验是将前面几个实验中的单元电路组合在一起，构成一台简单的模型计算机。使用的单元电路主要包括运算器、存储器，以及微程序控制器。实验模型机是用微程序控制器实现数据通路的控制，通过执行由机器指令组成的简单程序体现模型机的功能。其教学过程包括：学生课前预习，实验课前检查实验内容及要求的讲解课程理论教学相关原理的回顾模型机工作原理以及操作步骤的讲解操作示范学生动手实验，教师个别辅导答疑实验验收，评定验收成绩。最后，通过验收成绩和实验报告成绩，综合给出课程实验成绩。
5结束语
近五年的教学实践表明，《计算机组成原理》实验教学调动了学生做实验的积极性，使学生在实验过程中能主动上手，将抽象的理论知识进行了具体又直观的展示，使理论教学内容得到了形象化和具体化，有利于理论内容的消化理解，有效地提高了学生分析问题、解决问题以及动手实践的能力。
参考文献：
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计算机硬件的基本部分范文3
摘 要：文章首先介绍国外相关课程的实践教学情况；在分析对比国内计算机组成原理课程实践教学情况的基础上，提出相应的实践教学改革思路，规划出一整套实践教学方案。南京大学在相关课程的实践教学方面对这些改革方案进行了探索，实践结果表明，这种改革方案是有效的。
关键词：计算机组成原理；实践教学；教学改革；课程实验
作者简介：袁春风，女，教授，研究方向为Web信息检索与本文挖掘、多媒体文档处理、计算机体系结构；张泽生，男，高工，研究方向为计算机体系结构、嵌入式系统；蔡晓燕，女，工程师，研究方向为微电子技术、嵌入式系统；杨若瑜，女，副教授，研究方向为图形图像处理；王帅，男，讲师，研究方向为计算机体系结构、嵌入式系统。
1 计算机组成原理实践教学改革的必要性
计算机组成原理是计算机专业最重要的核心基础课之一，在整个计算机专业教学中起着重要的承上启下的作用。该课程对于学生完整地理解计算机系统的层次结构，系统地建立计算机整机概念，培养学生对计算机系统的分析、应用、设计及开发能力，都具有非常重要的作用。
从国内高校计算机组成原理课程的教学情况来看，大部分高校都把它当成一门纯硬件课程进行介绍，最多加入一些汇编程序设计方面的内容。对于课程的实验内容，大多数高校还是停留在验证性实验阶段，这样的教学理念和实验内容，没有让学生参与和经历从高级语言程序到机器代码、从机器代码到机器结构的转换过程，也没有让学生针对一个给定的指令系统，分析设计出实现该指令系统的计算机基本部件和
完整框架结构，因而，很难使学生能够真正了解计算机系统的工作原理和硬件系统结构，实验手段和教学内容与现代计算机技术的发展水平和实际情况脱节，与国外一流大学相比有很大差距，因此，迫切需要进行教学内容和教学模式的改革探索，特别是实践环节的教学改革。
2 国外一流大学相关课程及其实验情况
为了更好地规划相关课程的课程体系和教学内容，改革现有的实践教学模式和教学内容，我们对美国几所一流大学计算机专业相关课程的实验情况进行了跟踪调查。表1给出了对MIT、UC-Berkeley、Stanford大学、CMU这四所大学相关课程的实验情况总结。这些信息源自这些大学相关课程的最新课程网站[1-7]。
表1 美国部分大学计算机专业相关课程实验教学基本情况
从表1可以看出，这些学校开设的相关课程都只要求选课学生具有C语言或同类编程语言的程序设计基础，能熟练使用计算机即可。MIT的相关课程更偏重于硬件底层，UC-Berkeley的次之，而Stanford和CMU的类似，主要从程序员角度介绍计算机系统，更偏向于系统软件层面。
MIT的相关课程“Computation Structures” 同时面向EE和CS两个专业开设；其实验教学模式是通过各类模拟器实现从门电路特性、汇编、处理器到I/O等偏硬件层面上的分析和设计实验。
UC-Berkeley的相关课程从2011年开始有比较大的改变，原先的课程名称为“Machine Structure”，现在改为“Great Ideas in Computer Architecture”；所用教材除了原先使用的一本关于C语言和一本关于计算机组成与设计方面的以外，还将一本关于数据中心计算机系统的教材增加为课后阅读材料；涉及的实验项目也有非常大的改变，原先的14个实验主要分五类：C语言编程实验、汇编程序设计实验、流水线CPU等硬件逻辑电路设计实验、Cache和虚存的模拟实验、多核多线程编程实验，改进后的课程实验增加了云计算平台上的数据级并行编程(MapReduce)和多线程编程(OpenMP)实验等，让学生通过实验体验不同粒度下的并行处理技术。
Stanford大学和CMU的相关课程所用教材一样，实验内容也差不多，通过一组精心设计的C语言编程实验，使学生能够更好地了解高级语言程序转换为机器代码的过程，深刻理解底层机器的系统结构(包括指令格式、数据表示、寄存器组织、Cache结构、虚存空间的映射等)，提高编制高效程序和调试程序的能力，并为后续的体系结构、编译技术、操作系统等课程打下良好的基础。
通过对MIT、UC-Berkeley、Stanford大学和CMU等多个美国一流大学在相关课程方面教学情况的跟踪，我们发现，除MIT由于CS和EE一起开课而使课程内容较偏底层硬件外，其他三所学校相关课程的教学内容和实验内容基本类似，其教学理念和教学思路也非常相似，基本上都是按照“C语言程序汇编语言程序机器目标代码处理器结构”为主线组织内容，都是站在计算机系统的高度来阐述计算机硬件系统的结构和设计思想，以程序员的角度来认识计算机系统，强调软件与硬件的关联，使学生能很好地在高级语言程序、汇编语言程序、机器指令代码和机器结构之间建立相互的对应转换关系，以建立对计算机系统的整体认识。特别是这些大学相关课程的实验内容都和课堂教学内容完全一致，课堂所学内容就是学生需要动手实践的内容，在考核中实验和大作业占有50%～60%的分值，由此可见，国外一流大学对本课程的实践教学环节是非常重视的。
通过对上述几个大学相关课程的跟踪调查，我们还发现，虽然它们的相应后继课程名称不同，但课程的实验内容类似，都要求用硬件描述语言在FPGA上进行流水线处理器设计等实验，而且基本上以RISC处理器的典型四段或五段流水线CPU设计为目标。这方面的实验，对EE和CE的学生是必须做的，而对于CS的学生，有些学校则没有要求必须做。
3 实践教学存在的问题
目前，国内已经有一些高校的计算机组成原理或同类课程通过借鉴国外一流大学的先进做法，在教学内容和教学模式等方面正在进行改革，取得了较好的教学效果。但是，绝大多数高校基本上还是沿用传统的教学理念，教学内容还停留在对计算机硬件系统的基本构成和基本设计原理性介绍方面，既不像国外EE或CE专业开设的类似“数字系统设计”那样的硬件设计课程，能够让学生真正了解如何用硬件描述语言通过FPGA来设计现代计算机硬件系统；也不像UC-Berkeley的CS专业开设的“Machine Structure”那样介于软、硬件之间的课程，能够让学生深刻理解程序如何转换为机器代码并在硬件上执行的过程；更不像Stanford大学和CMU的CS专业开设的COS和ICS两门课程那样，能够让学生从程序员角度理解计算机系统底层的关于硬件结构和系统软件的重要概念及其相互关联。因此，目前大多数高校的“计算机组成原理”课程的教学，既没能达到培养学生利用现代化工具进行实际硬件设计的能力，也没有让学生学会运用机器底层硬件和系统结构知识来开发高效软件和调试程序，更没有通过该课程让学生建立起计算机软、硬件系统的整体概念。特别在实践教学方面，与国外同类课程相比更是相差甚远。
与国外一流大学相比，国内高校的计算机组成原理实践教学普遍存在以下几个方面的问题。
1) 各专业的实验要求没有区分。
国内绝大多数高校都会把计算机组成原理课程作为计算机所有相关专业的必修课，但实际上对于不同专业，其教学目标和实验要求是不同的。国内本科计算机相关专业设置名目繁多，不同的学校相差很大，有的学校只有计算机科学与技术一个专业，有的学校还有软件工程、计算机工程专业，还有一些学校甚至还有信息安全、信息工程、计算机应用、物联网等专业。很明显，不同专业的培养目标是不同的，因而，对于计算机组成原理的实验要求也是不同的。目前，国内该课程的实验大部分是功能部件的验证性实验和微程序设计实验，有些学校会有汇编程序设计实验，也有学校不做实验，还有少数学校采用EDA方式进行CPU设计等实验。但是，绝大多数学校选择实验内容和实验方式时，并没有考虑到不同专业的不同要求。
2) 和课堂教学内容不能很好配合。
由于传统的计算机组成原理实验系统和实验设备是由公司或其他单位开发的，无法自主确定实验模式和实验内容，因而，很容易造成实验内容和课堂教学内容不能很好配合的问题，造成实验效率低下，并且不能很好地起到巩固课堂教学的目的。
3) 实验内容缺乏系统性和先进性。
传统的验证性实验通常是在部件级进行验证实验，通过插拔连线、拨动开关、编制微程序等方式与实验系统进行交互，因而无法构建一个完整的计算机硬件系统的综合设计实验。此外，绝大多数高校在该课程教学中没有软件编程实验和Cache、虚存等相关模拟实验。
4) 实验平台和实验手段落后。
没有采用现代化的EDA工具软件和CPLD/ FPGA实验平台，更没有像国外大学那样，利用各种模拟器、云计算平台、仿真系统，以及各种编程开发工具来进行实验，导致学生缺乏利用先进工具和平台进行学术研究和项目开发的能力。
5) 实验过程管理和考核机制不完善。
国内实验系列教师普遍缺乏，而助教制度又极其不完善，不像美国大学那样，每门课可以配备7、8个，甚至十几个领助研费的助教，因而在实验过程管理上很不完善，特别是实验的检查、考核和反馈等很难做到像美国大学那样到位，这也大大影响实验教学的效果。
4 实践教学改革和成效
针对目前计算机组成原理实践教学存在的问题，我们在对美国一流大学相关课程实验情况的考察研究基础上，提出了相应的改革思路和实践教学方案，并在近年来的教学过程中，逐步进行了探索实践。
目前，我系开设的相关课程是计算机组成与系统结构和专门的计算机组成实验课程，与国内大多数高校开设的计算机组成原理相比，我们强化了流水线CPU设计方面的内容。其先行课程除了C和C++程序设计课程以外，还有数字逻辑电路及其专门的实验课程，学生会在这两门课程中学会EDA设计的基本方法，并具有简单数字系统设计的基本能力。而计算机组成原理方面的实验实际上包含了国外类似于数字系统设计课程中的一些实验。
根据本课程内容抽象、概念枯燥，以及实践性强的特点，我们采用了编程实验、硬件设计实验和创新实验三阶段递进式的创新型实验教学方案。为了保证对实验过程的严格管理和加强对学生的指导，我系每年专门招收7～10名硕士研究生组成实验辅导小组，在每年暑假由实验指导小组的老师先对他们进行培训，然后他们再在实验过程中辅导学生，并对实验结果进行检查。
编程实验是在进行理论课教学的同时要求学生完成的一组实验。通过编程实验使学生能从程序员角度深刻理解教学内容中比较抽象的一些概念和知识，例如，机器代码的表示、高级语言源程序与机器代码的对应关系、数据的表示和运算、访存异常(存储保护错)、运算结果溢出、大端/小端方式、对齐存放、Cache结构和程序访问局部性的关系、虚存地址空间的构成、静态数据区和堆区/栈区的区别、系统性能评测方法等，使得课程内容对学生来说不再是抽象、枯燥的概念，而是能够通过对程序的调试跟踪，以及对程序运行结果的分析，将这些抽象的概念变成容易理解的看得见的具体数据。这样，不仅有助于学生对教学内容的深刻理解，而且培养了学生学习本课程的兴趣，增强了学生的编程动手能力，特别是将底层机器级概念运用到编程设计和调试中，这对于提高学生编写正确、高效的程序和增强程序调试能力，是非常有帮助的。同时，也让他们了解到将来即使不从事计算机硬件设计工作，本课程学到的知识和培养的专业意识在今后的软件开发或计算机科学研究工作中也是非常有用的。
硬件设计实验是在理论课程结束后的一个学期专门开设的计算机组成实验课。要求学生用硬件描述语言在FPGA板上进行硬件设计，并最终实现一个实际的流水线CPU。由于在课堂教学内容中加大了对CPU设计、特别是流水线CPU设计的力度，使学生打下了很好的理论和技术基础。将实验内容与课堂教学完全结合起来后，改变了原先课堂教学和实验教学内容脱节的现象，因此，除了实验教材外，课堂教学的教材本身也成为了实验教材的延伸。为了加强对学生的计算机系统尤其是CPU设计能力的培养，我们提出并进行了“以流水线CPU设计为核心”的高起点创新性实验教学改革，采用“基于硬件描述语言和FPGA，以功能部件设计为先导，单周期CPU和多周期CPU设计为过渡，最终实现流水线CPU”的实验教学方法。学生通过亲自体验从设计、实现到验证的整个过程，大大加深了他们对课程内容的理解，不仅掌握了CPU设计的理论知识，也深刻理解了整个计算机系统的设计思想和方法，并使所学知识转化成了运用知识的能力，同时还培养了部分学生对计算机硬件设计的兴趣和信心。
创新实验课是在相关课程结束后对少数对计算机底层软/硬件设计特别有兴趣的学生开设的开放性实践教学活动。我们意识到，国家迫切需要一批能掌握先进的CPU和系统软件等计算机核心技术的尖端人才，这是高校计算机人才培养的重要任务之一。基于本课程在计算机系统中的重要核心地位和在计算机人才培养中应起的作用，我们提供了相关的创新实验室，为这些学生提供全方位的实验支持。学生可以自主选择创新项目，实验室提供相应的实验平台和条件，并配备指导教师或研究生助教进行全程指导。目前已经有4、5个创新团队完成了相应的创新实验项目，其中包含了江苏省级重点和南京大学重点创新项目，还有一个团队设计实现了一个与MIPS32 2.62兼容的82条指令的五级流水线CPU。参加创新实验项目的绝大多数成员都被保送进了中科院、北大等国内一流大学和科研院所，也有一些同学得到了美国著名大学的青睐，选择出国继续深造。
5 结语
计算机组成原理课程的地位和特点决定了在该课程教学过程中加强实践环节的重要性。国外一流大学都非常注重该课程的实验教学，实验内容和手段不断更新，而且特别注重对实验过程的管理和对实验成绩评定的公平性。近年来，国内一些大学也开始对该课程的实验手段和实验内容进行改革，取得了一定的
成效。但是，大部分高校还在采用传统的实验模式与国外一流大学相比差距较大。
我系在本课程的实践教学方面进行了一些有益的探索，实践证明，采用新的实验内容和实验手段，对于学生全面掌握课程内容、培养分析问题和解决问题的能力、增强实践动手能力、提高科技创新意识等各方面都是非常有用的。由于我们实验改革时间不长，只是处于探索阶段，因此，实验内容和实验模式还很不完善，特别是编程实验内容，还有很多典型问题可以设计让学生进行编程体验，实验管理中也还存在很多问题需要解决，包括如何合理评定实验成绩，如何防止抄袭等。此外，如何规划衔接好上下游课程之间的实验内容也是今后需要重点考虑的问题。
参考文献：
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Teaching Reform of the Principle of Computer Organization Lab Course
YUAN Chunfeng, ZHANG Zesheng, CAI Xiaoyan, YANG Ruoyu, WANG Shuai
(Department of Computer Science and Technology, Nanjing University, Nanjing 210093, China)
计算机硬件的基本部分范文4
关键词：信息技术；计算机维护；实验教学；探索
高中信息技术学科开展计算机维护实验教学的必要性
1.高中信息技术学科教学现状分析
江苏普通高中信息技术课程标准中指出：“网络技术应用模块要注重学生对网络技术和参与创造性活动的兴趣；要结合实际条件，把网络技术基础知识和基本技能整合到学生的日常学习和生活中去，避免技术与应用、理论与实践相脱节。”
根据最近几年江苏普通高中信息技术学业水平测试调查，现在江苏省大部分普通高中学校对信息技术课程的选择是必修《信息技术基础》加选修《网络技术应用》模块。但在实际的教学中，鉴于信息技术学业水平测试考试压力、学科尴尬地位及学校教学设备等多种因素影响，大多数学校都只是在保证学业水平测试的前提下，开展软件应用教学，而在计算机网络设备的软硬件维护方面，对学生没有进行相关能力培养。甚至一些生源相对较差的学校在信息技术课程方面只是满足于学业水平测试考什么教什么学什么。这些教学现状是与素质教育以及信息技术新课程理念相违背的。
2.高中学生家庭计算机网络维护需求分析
江苏省苏南地区经济发展相对较好，随着居民生活水平的提高，现在苏南城镇地区多数高中学生的家庭娱乐生活、学习都已通过家用计算机网络来实现，智能手机、平板电脑等无线设备的普及，更是让不少家庭的网络成为一个小型混合有线无线接入的局域网。同时，计算机及网络设备的安全故障问题也日渐凸显，如随着计算机使用时间的延长，系统运行速度会越来越慢，如何进一步优化系统，提高计算机运行速度？计算机在使用中死机了怎么办？感染了病毒、木马怎么办？网络不通畅怎么办？据笔者的调查，目前高中学生家庭的计算机出现故障一般是父母及亲戚朋友帮忙处理，或请电脑维修公司的专业人员解决问题。可这不仅耗时较长，而且可能需要一定费用，更有甚者还有可能被不良维修人员欺诈，其实有很多计算机故障只要学生稍微有点计算机维护知识就可以自行处理。
因此，结合教学现状和家庭实际需求分析，在信息技术学科开展计算机维护实验教学是有必要的，高中学生学习计算机维护技术完全可以学习致用，效果立竿见影。高中阶段正是学生探索、动手欲望最强的时期，通过实践参与处理故障，可优化自己家庭计算机网络的性能，保证计算机的安全，能大大提高学生的学习兴趣。
高中信息技术学科开展计算机维护实验教学的可行性
1.实验课堂前期准备
课程教学的修改离不开学校领导的支持，笔者所在学校创建的特色校本课程与科技创新制作有关，笔者开展计算机维护实验教学的实践探索也得到了学校的大力支持，学校特意组建了计算机维护教学实验室。那些淘汰的办公旧电脑和购置的双绞线、无线网卡、无线路由器及交换机等网络设备及压线钳、螺丝刀等维修工具充实了实验器材，当然教师也应该着重强调实验安全注意事项，以防突发事件发生。
2.实验课堂组织模式
传统的信息技术上机课，是在机房采取讲练结合、实时辅导的形式要求学生将课堂教学内容再练习、再巩固，或者结合所学软件知识，制作相关创作作品。教学评价以学生的上机表现、完成的作业或提交的软件设计作品为主要参照。而计算机维修实验课则应该是具有较为严谨的实验流程，在教学中运用实验形成、发展和检验理论原理，并使理论在实践中得到应用，教学评价是通过实验的整个过程以结论的得出、实验报告的生成为主要参照的。
例如，笔者在对近两年的高一学生的调查中发现，家中有计算机能上网的学生不少了，可是拆开过机箱，见识过计算机各组件设备的却是寥寥可数。学生在书本上获得的计算机硬件知识只是明白各部件功能，在基础的计算机组装的实验中，学生通过亲手拆开主机箱，对应讲解计算机部件参数知识，拆卸安装主板、CPU、硬盘、内存、光驱等部件，可以加深学生对计算机硬件知识的理解。尤其当学生安装不准确、部件接触不良导致出现一些故障时，教师可以及时针对故障给予现场指导。学生通过组装实验，能掌握计算机的基本部件构成、功能参数和组装步骤，认识到组装电脑过程中的一些关键注意点，能实际分析解决一些家庭计算机的小故障，从而激发了他们的学习兴趣。
3.实验学生参与层次
教师开展计算机维护实验教学，需要考虑到学生的兴趣程度及有效参与度。信息技术日新月异，软硬件更新换代快，维护技术也在时时更新。计算机维护技术是很繁杂，对大多数学生来说只需掌握常见的维护应用技能就可以了，对于一些感兴趣有特长的学生可以适当进一步培养。笔者结合学校校本课程开发及相关学生社团建设，为参与的学生设计了三个不同级别层次的计算机维护实验课程：即面向全体学生层次的信息技术课堂必修实验课程、面向感兴趣选修学生层次的校本课程选修实验课程、面向特长学生层次的学生电脑技工社团培训课程。
4.实验教学内容设计
高中信息技术学科开展实验教学的主要目的是培养学生的简单动手维护计算机软硬件的能力，对实验内容的设计从学生参与的三个不同层次着手。信息技术课堂必修实验课程包括计算机硬件组装、清理机箱内部灰尘、开机不能启动计算机的简单判断、常见上网故障排除、360等第三方安全软件的使用、双机互连等；信息技术校本课程选修实验课程包括多机组局域网、模拟家庭多终端组无线网、系统优化整理等；学生电脑技工社团培训课程包括双绞线制作、教室多媒体设备常见故障维护、系统维护重装等。
开展计算机维护实验教学的实践效果
在学校特色课程的整体推动下，笔者的计算机维护实验教学实践也积极开展起来，经过近一个学年的实践，学生们普遍在信息技术课堂上感受到了计算机维护实验教学带来的益处。计算机维护实验教学实践开展后，有的学生在周记中分享了第一次拆开机箱的好奇，在实验课堂上学生们认真学习相关维护技能；有的学生回家利用所学技能解决了家中计算机存在的故障。主题维护QQ群更是师生互动交流计算机维护经验的良好平台。电脑技工社团成员也成为信息技术教师的好帮手，能及时帮助教师判断甚至解决一些简单常见的校园办公计算机及教室多媒体设备故障，提高了学校的设备维护工作效率。该社团正准备以学校志愿者小队形式参与网格文化进社区活动，为社区居民提供计算机维护服务。
随着网络越来越多地融入学生的学习生活，学生在使用计算机的过程中各种安全故障问题也会日渐突出，计算机维护技能将是计算机使用者的信息素养必备能力之一。高中学生掌握计算机维护技术，具备一定的计算机维护技能已是时展的必然。
参考文献：
[1]陈雅蓉，朱彩.兰信息技术课程中的实验课教学研究[J].中国信息技术教育，2011（1）.
[2]郭兆宏.大学生应具备计算机基本维护技能[J].计算机与信息技术，2006（12）.
计算机硬件的基本部分范文5
关键词：计算机接口技术；教学改革；proteus
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）05-0112-02
Abstract： Computer interface technology is an important professional course to the major of medical information engineering. With the course theoretical and Strong practical， a series of reform measures such as applying software of proteus，Optimizing experimental teaching content and improving the examination system are put forword to achieve the goals of inspiring students' enthusiasm for learning， and improving the effect of teaching.
Key words： computer interface technology； teaching reform； proteus
1引言
《算机接口技术》课程是计算机科学与技术专业的一门专业主干课程，是大学本科生掌握计算机硬件基础知识和常用接口技术的入门课程[1]。课程由微型计算机工作原理和微处理器、汇编语言程序设计、常用接口技术三个部分组成。该课程目的使学生通过本门课程的学习，掌握计算机系统的构成，建立起整机概念，并培养学生具有一定的独立分析和解决问题的能力，为后续课程的学习以及将来的工作奠定坚实的基础。但由于本门课程是一门实践性很强的课程，并且具有知识点多、概念抽象、理论性强等特点，学生掌握起来并非易事，就以往学生的反应，此门课程学习难度大，知识不易理解，普遍存在“重软件、轻硬件”的现象，大大降低了学生的学习热情，动手实践能力的培养也受到很大的限制，如何能够提高学生学习热情，激发学生的学习欲望，是需要解决的问题，笔者结合多年的教学经验和教学实践，在实验教学过程中进行了一些教学改革的初步探索。
2 引用proteus仿真软件
Proteus嵌入式系统仿真与开发平台是英国labcenter electronics公司开发，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台。它包括原理图编辑与仿真软件包isis和布线编辑软件包ares两部分组成。Proteus 7.5SP3及其以上版本新增对8086CPU及其相关接口芯片的仿真。硬件实验设备由于结构固定、资源有限且成本高、损耗大以及寿命低等缺点，proteus的引用对于改善教学实验环境，激发学生学习知识的求知欲，以及学习兴趣，提高教学效果，是一个不错的选择，此外，学生只要在自己的电脑上安装proteus软件后，可以不受时间和空间的限制，进行设计仿真操作，既节约了成本，又能充分发挥学生自己的思维和想象，对实验教学来说是一个课堂的延伸[2]。
对于8086来说，将其编写好的源程序可通过外加EMU8086编译器生成.exe文件，然后在proteus上进行仿真，达到教学目的。Proteus的引用不仅可在实验教学上使用，也可在理论教学中使用，教师可以在课堂上边讲理论知识，边进行教学演示，直观形象，使学生对生涩难懂的知识进行有效的消化、吸收，是教学的有力的辅助工具。实践证明，引用proteus，达到了提高教学效果的目的，更加利于学生学习兴趣的培养。
Proteus是教学的一个有利的补充，但它只是一个仿真软件，不能完全代替实物实践，仿真实验和实验箱上的实验还是有区别的，由于实际电路运行时表现的各种电气特性等，使在proteus上调通的，在硬件上不一定能够成功的实现，基于以上认知，采取proteus仿真实验和实物实验相结合的方法进行教学。要求学生先课下通过proteus软件进行仿真，模拟实验效果，再到实验室进行实际硬件电路的操作，查看实验效果，这种教学搭配，充分利用proteus仿真软件的形象直观性，增强学生好奇心，激发学生学习热情，同时提高学生的学习效率，达到更好的学习效果。
3课时安排
计算机接口技术课程主要分为微机原理、汇编语言程序设计和接口技术三大模块，共64学时，为兼顾各个模块之间的承上启下以及知识的连续性，主要分配学时如下表1：
微机原理主要讲授微机基本知识，如微处理器、微型计算机、微机系统的概念以及微机的结构和工作原理、时序知识、指令系统等，汇编语言程序设计涉及内容有汇编语言源程序的格式、变量属性、分支结构、循环结构和子程序设计，接口技术涉及内容有存储器、输入输出接口、常用I/O接口芯片等。
实践教学在整个课程中起着重要作用，通过实践，对理论知识进行消化和理解，同时学生的动手能力能够得到很好的锻炼，培养学生分析解决问题的能力，做到理论与实践有效的结合，实践教学总学时16学时，具体分配如下表2，其中汇编语言程序设计部分安排4学时，由于此部分上机实践只需计算机即可，不需其他硬件，学生在课上学习好程序的设计和调试方法后，可以利用课下时间在图书馆或宿舍完成作业和上机实践，节约课上学时，为其他内容的讲授提供充足的时间。
接口技术实验共分为6次实验，分别为proteus的使用、8259中断控制器、8255并行接口芯片、8253定时计数器以及A/D、D/A转换。每次实验安排2学时，要求学生课下提前预习，为下次实验做充分的准备，保证每次实验顺利地进行，完成相应的实验任务。其中proteus的使用这一实验安排1次，是因为在本门课程学习之先，学生已学习过《电路制图与仿真》这门课程，此门课程主要介绍proteus软件的使用，因此在proteus的实验主要介绍EMU8086编译器的使用，学会使用proteus进行8086的仿真。
常用接口芯片部分的5次实验均设置了基本实验部分和提高部分两个层次，其中基本部分要求每一个学生必须完成，按照电路原理图进行连线，编写实验程序，完成实验效果。提高部分要求学生在完成基本部分后，有余力的学生可对电路进行设计并编写相应的程序改善接口的性能。每一个层次的实验，要求学生进行现场演示。
4实验考核
实验评分标准分为实验操作部分、现场提问环节以及实验报告三个部分组成。学生抽签决定实验考核内容，并进行现场演示，教师根据学生实验操作过程、结果以及对现场的提问回答情况等形式进行现场评分，以激励学生学习主动性，达到教学目的。
实验操作部分占实验总成绩的比例为50%，现场提问环节所占比例为30%，实验报告占20%，其中实验报告要求学生重点报告在实验过程中遇到什么问题，以及解决此问题的思路和方法以及实验的心得体会，避免抄袭和实验报告的形式化。
5充分利用多媒体
在进行实验教学过程中，充分利用多媒体，提升教学效果。为提高学生学习的热情，对于在实验过程中难懂的知识点，可以采用动画进行直观形象的演示，使学生更加能蛄旎崾笛榈哪谌莺湍康模便于理解和记忆。
6结论
《计算机接口技术》是一门理论性和实践性都很强的课程，对于此门课程的教学也是一个不断学习和探索的过程。对于本门课程的改革实践，实验教学效果有了很大改善，学生主动性、学习热情有所提高。此课程是一门公认的教师难教、学生难学的课程[3]。随着时代的发展，计算机接口技术课程也应与时俱进，需要不断完善教学体系，更新教学内容，寻求新的教学方法，提高教学效果，充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的综合能力、科学素质，为社会培养更多高素质的复合型人才。本课程的改革是一项长期艰巨的任务，需要不断探索和完善。
参考文献：
[1] 王志军，杨延军，王道宪.微机原理实验课程内容的层次化设计[J].实验室研究与探索，2012，31（1）：105-106.
计算机硬件的基本部分范文6
关键词 网络安全；威胁；防范
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）58-0173-02
随着经济社会的发展，网络应用的范圃越来越广泛，社会对网络的依赖程度也越来越大，通过网络阐述、存储和处理的信息量迅速增长。这些信息涉及的范围十分广泛，如果有些保密信息或敏感信息受到怀有不良目的的人或组织的攻击或者破坏，就可能会造成严重的后果。因此，网络安全已经成为关系国家安全、经济发展和社会稳定的一个重大问题。
1 网络面临的安全风险
计算机网络一直面临着来自多方面的安全威胁，这些威胁有来自外部系统的恶意攻击、系统本身的安全缺陷或安全漏洞威胁，有系统内部各种应用软件的安全漏洞威胁，人为或偶然事故构成的威胁，还有自然灾害构成的威胁等。这些威胁，表现形式是多种多样的，主要有以下几点：1）身份窃取，即非法获取合法用户的身份信息；2）非授权访问，即对网络设备及信息资源进行非正常使用或越权使用；3）冒充合法用户，即利用各种假冒或欺骗的手段非法获得合法用户的权限，以达到占用合法用户资源的目的；4）数据窃取，即通过网络窃听他人传输的信息内容，非法获取数据信息；5）破坏数据的完整性，即利用中断、篡改和伪造等攻击手段，攻击或破坏数据的完整性，干扰用户的正常使用；6）拒绝服务，即阻碍或禁止通信设施的正常使用和管理，使网络通信被删或实时操作被延时等；7）否认，即参与通信的各方事后否认其参与的行为；8）数据流分析，即通过分析通信线路中的信息流向、流量、流速、频率和度等，从而获得有用信息；9）旁路控制，即攻击者发现系统的缺陷或安全弱点，从而渗入系统，对系统进行攻击；10）干扰系统正常运行，即改变系统的正常运行方法，降低系统的运行速率或者是减慢系统的响应时间等；11）病毒与恶意攻击，即通过网络传播病毒，或者对网络进行恶意攻击，破坏网络资源，使其不能正常工作，甚至导致瘫痪；12）电磁泄漏，即从设备发出的电磁辐射中泄露信息；13）人员疏忽，即工作人员没有按照安全规章制度要求办事，给网络带来威胁。
上述安全威胁的表现形式可以归纳为两大类，即对实体的安全威胁和对信息的安全威胁。实体安全威胁实体安全威胁是指对计算机设备、网络设备、通信设施、通信线路及网络环境等物理实体构成的安全威胁。实体安全威胁包括自然灾害，设备故障（如断电、器件损坏、线路中断等），工作场所与环境的影响（如强磁场、电磁脉冲干扰、静电、灰尘等），人为破坏（如误操作、恶意攻击等），以及设备、软件或资料的被盗与丢失等。实体安全威胁轻则可能引起网络系统工作的紊乱，重则可能造成网络瘫痪，从而可能造成巨大损失。由于实体安全威胁中所涉及的实体多、环节多，实体分布的范围广，实体安全威胁情况复杂，给分析与实施安全措施和安全策略制定带来了很大困难。因此，要减少甚至避免实体安全威胁，提高网络安全性，就必须首先做好实体的安全防范工作。第二方面是信息安全威胁，信息安全威胁是指信息在加工处理、传输和存储过程中所受到的安全威胁。对于在网络信息传输过程中所受到的安全威胁主要有4种，分别是截获、中断、篡改和伪造等。
2 网络安全内容
网络安全是指通过各种技术手段和安全管理措施，保护网络系统的硬件、软件和信息资源免于受到各种自然或人为的破坏影响，保证系统连续可靠地正常运行。硬件资源包括：计算机、通信设备和通信线路等；软件资源包括：维持网络运行的系统软件和应用软件；信息资源包括：通过网络传输、交换和存储的各种数据信息。信息安全是网络安全的本质核心，保护信息资源的机密性、完整性和真实性，并对信息的传播及内容有控制能力是网络安全的核心任务。按照网络安全的机构层次来划分，网络安全可以进一步分为物理安全、运行系统安全和网络信息安全等3个基本组成部分。
2.1物理安全
物理安全即实体安全，是指保护计算机设备、网络设施及其他媒体免遭地震、水灾、火灾、雷击、有害气体和其他环境事故(包括电磁污染等)的破坏以及防止人为的操作失误和各种计算机犯罪导致的破坏等。物理安全是网络系统安全的基础和前提，是不可缺少和忽视的重要环节。只有安全的物理环境，才有可能提供安全的网络环境。物理安全进一步可以分为环境安全、设备安全和媒体安全。环境安全包括：计算机系统机房环境安全、区域安全、灾难保护等；设备安全包括：设备的防盗、防火、防水、防电磁辐射及泄漏、防线路截获、抗电磁干扰及电源防护等；媒体安全包括：媒体本身安全及媒体数据安全等。
2.2 运行系统安全
运行系统安全的重点内容是保证网络系统能够正常运行，避免由于系统崩溃而造成系统中正在处理、存储和传输的数据的丢失。因此，运行系统安全主要涉及计算机硬件系统安全、软件系统安全、数据库安全、机房环境安全和网络环境安全等内容。
2.3 网络信息安全
网络信息安全就是要保证在网络上传输信息的机密性、完整性和真实性不受侵害，确保经过网络传输、交换和存储的数据不会发生增加、修改、丢失和泄露等。网络信息安全主要涉及安全技术和安全协议设计等内容。通常采用的安全技术措施包括：身份认证、访问权限、安全审计、信息加密和数字签名等。另外，网络信息安全还应当包括防止和控制非法信息或不良信息的传播。
3防火墙技术与病毒防范技术
3.1 防火墙技术
防火墙是基于网络访问控制技术的一种网络安全技术。防火墙是由软件或硬件设备组合而成的保护网络安全的系统，防火墙通常被置于内部网络与外部网络之间．是内网与外网之间的一道安全屏障。因此，通常将防火墙内的网络称为“可信赖的网络”，而其外的网络称为“不可信赖的网络”。际上，防火墙就是在一个被认为是安全和可信的内部网络与一个被认为是不安全和不可信的外部网络之间提供防御功能的系统。防火墙能够限制外部网络用户对内部网络的访问权限，防止外部非法用户的攻击和进入，同时也能够对内部闷络用户对外部网络的访问行为进行有效的管理。
根据防火墙的实现方式不同，防火墙一般又可以分为双宿/多宿网关防火墙、屏蔽主机防火墙和屏蔽子网防火墙等3种类型。
3.1.1 双宿/多宿网关防火墙
双宿/多宿网关防火墙是一种拥有两个或多个连接到不同网络上的网络接口的防火墙，是由一台称为堡垒主机的设备来承担。通常的实现方法是在该堡垒主机上安装两块或多块网卡，由它们分别连接不同的网络，如一个网络接口连接到内部的可信任网络，另一个连接到外部不可信任网络。通过堡垒主机上运行的防火墙软件，利用应用层数据共享或者是应用层服务功能来实现两个或多个网络之间的通信。双宿/多宿网关防火墙，可以根据网络安全、性能及用户需求等的不同，可以采用包过滤防火墙技术或服务防火墙技术予以实现。
双宿/多宿网关防火墙的主要优点是安全性好、易于实现、方便维护。这种防火墙致命弱点是，一般情况下为了保证网络系统安全都禁止堡垒主机的路由功能，但是如果非法入侵者侵入堡垒主机并使其具有了路由功能，那么外部网络的任何用户都能够很方便地访问内部网络，网络安全性将无法保证。因此，为了提供网络的安全性，保证内部网络的安全，就必须对堡垒主机采取必要的保护措施。通常采用方法有：关闭路由功能、保留最少和最需要的服务、划定详细的维护和修复策略等。
3.1.2 屏蔽主机防火墙
屏敝主机防火墙是由包过滤路由器和堡垒主机共同构成。在屏蔽主机防火墙中，包过滤路由器连接外部网络，并利用过滤规则实现分组过滤，同时也使位于内部网络的堡垒主机成为外部网络能够直接访问的唯一主机。外部网络非法入侵者要想侵入内部网络，必须通过包过滤路由器和堡垒主机两道屏障。因此，屏蔽主机防火墙提供了比
双宿/多宿网关防火墙更高的安全性，
3.1.3 屏蔽子网防火墙
屏蔽子网防火墙是目前最安全的防火墙系统之一，它支持网络层和应用层安全功能。屏蔽子网防火墙通常由两个包过滤路由器（即外部包过滤路由器和内部包过滤路由器）和―个堡垒主机共同构成。
3.2 病毒防范
病毒本身就是一段特殊的代码或程序，一般内3个基本部分组成，即引导部分、传染部分和破坏部分。当计算机执行病毒所依附的程序时、病毒程序就获取了对计算机的控制权，开始执行它的引导部分，然后根据条件是否满足调用传染部分和破坏部分。通常情况下、传染条件容易满足，因此病毒的传染比破坏来得容易。在病毒的破坏条件未被满足时。病毒处于潜伏状态。
病毒检测技术是通过对计算机病毒特征的检测来发现病毒的技术，但是自计算机病毒被发现以来，病毒的种类以几何级数在增长，并且病毒的机制和变种也在不断地进行演变，给检测病毒带来了很大难度。目的常用的病毒检测方法主要有比较法、特征代码法、分析法、行为检测法和软件仿真扫描法等。
病毒防范不仅涉及防范技术，还包括应当采取的防范措施等内容。预防是对付病毒最理想的方法之一。病毒的预防技术是通过预防系统自身首先驻留计算机系统内存，优先获得系统的控制权，并对系统进行监视来判断是否有病毒存在的可能，进而阻止病毒进入计算机系统及对计算机系统进行破坏。常见的病毒预防技术主要有：信息加密、系统引导区保护、系统监控及读写控制等。此外，为了防范病毒，除了防范技术外，还要认真落实必要的安全管理措施，必要时候遇到特殊情况还可以使用法律的手段保护网络安全。
总之，网络安全涉及安全技术、安全管理和相应的安全法律法规等方面。安全技术是基础，安全管理是手段，安全法律法规是保障，它们共同构成网络的安全体系，要提高网络安全性，就必须从这三个方面着手，不断增强安全意识，完善安全技术，制定安全策略，加强安全教育和安全管理．以提高防范安全风险的能力。网络安全是一项长期而重要的任务，应当常抓不懈。
参考文献
[1]林小青，郎静宏.网络安全防范体系的研究与应用[J].保密科学技术，2011(3).
