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计算机硬件基础知识点范文1
关键词： 计算机硬件课程 CDIO 教学改革
计算机硬件课程是计算机专业的重要课程，是深入了解和掌握计算机基本工作原理[1]、建立计算机系统整体认知及培养计算机系统底层编程能力必不可少的部分。
电子科技大学成都学院计算机系针对三本院校学生特点，其计算机科学与技术专业的硬件基础课程主要设置“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程，但在实际授课中发现存在课程内容交错重复、课程之间缺乏有机联系、理论知识抽象化、实践能力培养不足等问题，为了培养出基础知识扎实[2]、具备较强实践能力、符合CDIO国际工程教育理念的合格应用人才，迫切需要对我系的计算机硬件系列课程的课程体系进行改革优化，结合CDIO工程教育思想提出改革方案并加以实施。
一、现有硬件课程体系及存在的问题
目前，在我系计算机科学与技术专业开设的专业基础课程中，与硬件有关的课程主要有“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程，现有的课程体系主要存在以下问题：
（一）知识点交错重复。
例如：计算机系统概述、主存储器的逻辑设计等内容，在“计算机组成与结构”、“微机原理与接口技术”两门课程中都有相应的介绍。又如，信息在计算机中的表示，包括数制、带符号数的表示、定点数与浮点数、数和字符的编码等相关内容，在“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“微机原理与接口技术”三门课程中都进行了介绍。
（二）课程内容相互独立，缺乏有机联系。
例如在“计算机组成与结构”课程中，介绍了半导体存储器的存储原理与存储芯片，并就如何使用基本的存储芯片通过字扩展、位扩展构成一定容量的主存储器的扩展方法进行了介绍。而在“微机原理与接口技术”课程中，存储器部分则主要侧重对8086存储器的组织结构进行介绍，包括8086存储器的存储地址空间、物理组织结构（奇偶库结构）及编程结构（分段的存储管理方式），而这些与前面在“计算机组成与结构”课程中所学到字扩展、位扩展原理之间的联系，却没有充分地体现出来。
（三）理论知识抽象化。
在上述硬件课程的教学中，对于知识的讲解，目前大多只停留在理论上，在课堂教学中多采用灌输式的教学方法，将硬件系统的基础知识一味地讲解[2]，缺乏相应的实例，学生学习起来感觉比较抽象，造成学习兴趣低迷和对于硬件知识有畏难情绪。
（四）实践能力培养不足。
课程内容没有与实际的项目或产品的制作开发过程相结合，虽安排有一定的课程实验，但有的实验只是对理论的验证或形象化的加深理解，对学生的实际应用能力及进行项目或产品开发的能力锻炼仍然不足。
二、硬件融合课程教改思路
（一）对我系的硬件基础课程教学内容进行融合。
将原有的“数字逻辑”、“计算机组成与结构”、“汇编语言”、“微机原理与接口技术”四门课程融合为三门课程：“硬件基础1”、“硬件基础2”、“硬件基础3”，重新梳理硬件基础课程的全部知识点，去掉重复、冗余的部分，连接关联的部分。
（二）建立课程之间的有机联系。
在融合课程的内容安排上，“数字逻辑”的知识作为基础进行介绍，“汇编语言”由于需要“微机原理”的知识，因此放到最后，在学生学习完“微机原理”的内容后进行介绍；而“计算机组成与结构”与“微机原理与接口技术”两门课程的内容则放到“数字逻辑”与“汇编语言”之间进行介绍，对两门课程的融合思路是：按照“一般与特殊”的方式建立联系，进行内容整合。
例如，将“计算机组成与结构”与“微机原理与接口技术”两门课程融合后的课程内容按照计算机硬件的几大组成部分：运算器、控制器、存储器、总线系统、输入/输出系统、中断系统进行组织，对于每一部分的教学内容。例如存储器，先将“计算机组成与结构”中的内容作为一般性的原理进行介绍，再将“微机原理与接口技术”中的内容――8086存储器的组织以一个具体实例的方式给出，并进行相关内容的介绍。
这样学生通过具体的实例：8086的系统组织，对“计算机组成与结构”课程中所讲授的一般性原理有更实例化的理解，同时也明白微型计算机这一特殊类型的计算机与其他类型计算机（如大型机、中型机等）之间的区别和联系。
（三）引入CDIO的教学思想，强调“做中学”。
CDIO教学理念强调“做中学”，因此，在此次硬件课程的教学改革中进一步突出了实践实训环节，主要从以下几个方面进行加强：
1.以章节为单位，设置课内实践及专训实践。
其中课内实践纳入理论课授课内容，专训实践独立于理论课，以实验课的方式展开。例如：对于运算器一章的教学内容，设置有六个学时的专训实践，对运算器的组成及工作原理、算术运算和逻辑运算的运算功能进行专训实验。各章节的专训实践进一步构成三门实验课程“硬件综合实验1”、“硬件综合实验2”和“硬件综合实验3”，分别与理论课程“硬件基础1”、“硬件基础2”和“硬件基础3”相对应。
2.设置专门的项目实践环节。
在硬件融合课程中，设置了专门的项目实践环节――综合项目开发，该环节包含理论及实践两个部分，理论部分对项目开发流程等工程项目开发知识进行介绍，实践部分通过实际项目的开发，如：智能交通灯的设计与实现、电子琴的设计与实现等，要求学生对其软、硬件进行分析和设计，并经历一个具体项目从需求构思到设计、实现的全过程，将所学知识运用于解决实际项目开发中所遇到的问题，从而提高学生进行实际项目开发的能力和产品的制作实现能力。
3.采用CDIO的教学模式。
吸纳CDIO的教学思想，转变授课方式，具体体现在：
（1）知识讲解实例化：通过实例引入教学内容或以具体的实例、案例来对知识进行讲解，体现课程的实践性，提高学生的兴趣。
（2）课内课外协作化：课内组织讨论，课外进行大量的调查研究，团结协作，完成探究活动。
（3）采用“做中学”的授课模式：通过课内实践，如在课内带领学生完成一个汇编语言程序的汇编、调试过程，让学生在动手实践中学到相关知识。
（4）积极开展课堂互动：要求教师在课堂教学中，必须留一定时间与学生互动，鼓励学生提问和思考，增强学生的参与感。
三、改革具体举措及成果
基于以上的教学改革思路，实施以下具体举措并形成相应的成果：
（一）对上述四门硬件基础课程的教学知识点进行整体的梳理和融合，形成新的硬件融合课程知识点体系结构。
（二）按照硬件融合课程的知识点体系，重新编写教学大纲，并对应每一章教学大纲的任务要求，撰写每一次课的剧本式教案。该剧本式教案在教学设计时凸显“剧本”的特点，将课堂看做一个学生和教师共同参与的舞台，由教师根据授课内容进行引导，学生充分参与，使学生在参与中学习知识、学会沟通、提高兴趣。
（三）组织编写了各章节专训实践项目的实验指导材料和综合项目开发的教学大纲及指导材料。
四、改革成效
以上是我系硬件融合课程教改项目的改革思路及建设成果，该教改成果已在我系2014级学生的专业课学习中得到实施。通过教学内容和教学方式的改革，学生普遍反映能更好地理解计算机硬件系统的原理及设计方法，工程实践能力和团队协作能力得到有效提高，取得较好的教学效果。
参考文献：
[1]陈辉，李敬兆，詹林.计算机专业硬件课程教学改革探索[J].计算机教育，2014（5）.
计算机硬件基础知识点范文2
关键词：层次化计算机硬件实验课程体系；开放实验平台；项目驱动实践教学；過程式考评机制
文章编号：1672-5913（2013）03-0050-04
中图分类号：G642
计算机硬件系列实验课程主要从逻辑和应用两个方面对计算机硬件的基本原理、应用方法进行教学，其目的是在学生学习硬件抽象理论的同时，通過教师演示或学生亲自动手实验，直观地验证计算机硬件的基本原理和工作机制，培养学生在应用技能方面的实践创新能力。因此，计算机硬件系列实验课程在高校计算机教学中占据非常重要的位置。
1 问题分析
当前，计算机硬件实验课程教学主要存在以下几个方面的问题：
1）思想上“重软轻硬”。不少学生认为硬件实验课程只是验证计算机硬件的工作原理，对学习软件知识，进行软件开发没有帮助；或者认为硬件实验完成的多少无碍大局，因此在硬件实验课程上缺乏主动性。
2）实验教学内容陈旧。当今计算机硬件技术飞速发展，而硬件理论和实验教材均稍显落后，实验设备老化，实验内容陈旧，很多新理论新技术没有融入到实验课程中。
3）实验课程体系缺乏系统性和科学性的规划。由于计算机硬件实验课程包含了众多的基础知识、基本思想、基本方法，课程之间不仅存在前后衔接的层次关系，而且存在着相互渗透的交叉关系，计算机硬件实验课程之间和课程知识点之间内容衔接比较紧密。但各门课程的任课教师按照教学大纲独立授课，過分强调某一门课的完整性和独立性，忽略了课程之间的内容衔接和整体优化，内容重复的现象时有发生。加之有些课程的先修课并未放到培养计划中，造成前导知识断层，致使学生的硬件知识体系不系统、结构不健全、实验技能不全面，无形中给学生学习计算机硬件课程和软件课程制造了障碍，影响了学生的学习积极性。
4）对创新性实验认识不足。计算机硬件实验不能仅仅停留在通過基础类实验验证计算机硬件的工作原理这一最低要求上，还要通過综合类实验让学生完成一些综合性系统设计，更需要拓展视野，完成一些开创性的设计，培养科学探索精神和素养。
5）实验室的开放程度不高。目前国内多数高校的计算机硬件实验室为限制性集中管理，学生进行集体实验，不能满足学生个人实验需求，实验设备共享和利用程度不高。传统的实验教学存在时间和空间的限制等问题，这些都严重影响了硬件实验课程教学效果的提高和专业人才培养的质量，限制了学生完成硬件实验的能力，降低了实验兴趣。
6）缺乏科学的实验、实训成绩评价方法。计算机硬件实验、实训成绩過度依靠教师现场观察进行打分，导致实验指导教师工作量繁重，实验抄袭现象时有发生，缺乏统一评价标准，降低了考核成绩的公正和客观性。
针对以上问题，计算机教育专家们提出了许多计算机硬件实验课程改革创新性的建议，但多倾向于从某一侧面解决问题。计算机硬件实验教学改革需要统筹规划，兼顾课程体系、实验平台、实践模式和评价方法各个方面。
计算机硬件实验课程的重要性不言而喻，它对于培养学生实际动手能力、工程实践能力及开发创新能力具有特别重要的意义。随着电子技术和社会经济的发展，计算机科学与技术和电子科学技术相互渗透和融合，硬件软件化和软件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SoC、SOPC等技术的出现，计算机软、硬件的融合日益显著和成熟，加强计算机硬件实验课程的建设、硬件课程体系新的实验平台的建设显得越来越重要和必要。为了培养创新型人才，有必要对计算机硬件实验课程体系进行更系统、更深层次的教学改革。
2 融合各门计算机硬件实验课程
传统的计算机硬件实验课程的主要任务是验证计算机的工作原理，以配合对应的计算机硬件理论课程，忽略了各实验课程间的融合性，而且课程内的各个实验之间的融合也不够紧密，而技术的发展需要软硬结合、软件硬化或交融。硬件实验课程教学任务不但要学生了解计算机结构、工作原理，而且要掌握计算机维护技术，能用硬件描述语言进行部件及应用系统的设计；结合软件知识，能够设计计算机应用系统。尤其是嵌入式系统的应用日益普及，应用范围迅速扩大，要培养学生综合设计能力。
因此，计算机硬件实验课程群应以“培养应用型、创新型人才，注重计算机实践能力培养”为核心进行建设。按照计算机科学与技术专业培养方案的要求，将课程群中各门课程的授课、讨论、实践、考核、教材等教学环节作为一个整体进行统筹优化，融合各课程的学习内容，形成一个完整的体系。这样就能使学生较容易地理解和掌握课程的重点内容，理解课程间的连续性，使所学的知识形成一个完整的体系。
按照培养方案，对课程群内各课程的安排顺序、授课内容、授课重点、授课计划等按照计算机科学与技术专业培养方案的要求和社会对人才的需求进行调整和整合，形成包含基础层、系统层和应用层的层次化课程体系（如图1所示，其中标*的课程为核心课程）。修订教学大纲，协调各门课程的内容，避免同一内容在多门课程重复讲授；适当引入新概念、新技术；注重课程之间的内容侧重和无缝衔接。
在基础层，讲授模拟电路和数字电路分析与设计，让学生掌握电路的基本知识和现代设计方法，能够设计一般的数字逻辑部件及简单的数字系统。在系统层，让学生掌握现代计算机组成结构、工作原理、实现方式和设计方法，能够再现和设计简单指令系统、CPU和完整的计算机硬件系统。在应用层，让学生掌握计算机应用系统（包括硬件电路、应用软件）设计方法，能够设计实际的嵌入式应用系统。
3 建设共享和开放的计算机硬件实验平台
当前，计算机硬件实验主要通過集体实验来完成。由教师布置，学生准备，在固定时间集中到实验室完成，最后提交实验报告。这种途径不能充分满足学生的个性化实验需求。
此外，一些实验室采用分散预约和集体实验相结合的实验方式，学生可以在任何地点、任何时间通過网络进入实验网站进行预约，提前准备实验内容，写好实验报告的“静态”（实验项目、原理、内容、设备等）部分后，再到实验室开始做实验；在实验過程中完成实验报告的“动态”（实验调试過程、出现的问题、解决方法、实验结果、分析等）部分。这种方式较为灵活，一定程度上提高了实验室的利用率和实验效率，但在实验资源有限的情况下依然不能解决供需矛盾。
近年来，利用多媒体技术、网络技术和虚拟现实技术进行虚拟教学和虚拟实验已经成为业内研究的一个热点。虚拟教学可模拟进行演示、探索、游戏。利用简易型虚拟现实技术表现某些系统（自然、物理、社会）的结构和动态，为学生提供一种可供体验和观测的环境。虚拟实验室概念是由美国弗吉尼亚大学教授William Wolf于1989年首先提出的，它描述了计算机网络化的虚拟实验环境，致力于构筑一个综合不同工具和技术的信息化、网络化的集成环境。在这个环境里，实验员可以非常有效地利用世界上分布的各种数据、信息、仪器设备及人力等资源。利用虚拟现实技术构建基于网络的虚拟实验，将有效缓解很多院校在经费、场地、器材等方面普遍面临的困难和压力，而且开展网上虚拟实验教学能够突破传统实验对“时、空”的限制，无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时随地上网进入虚拟实验室，操作仪器，进行各种实验，有助于提高实验教学质量。
4 改革创新计算机硬件实验和实训
计算机硬件实验教材中对一些重要原理的有关实验大多是验证性的，即先通過教师演示，然后学生再现计算机硬件各个器件的工作。目前的计算机硬件实验仪器生产厂商多提供这种封闭性实验仪器，虽然利于教学，但是仅支持基础类实验，实验内容固定，实验目的单一，扩展性不足，不利于学生创新能力的培养。
针对以上验证性基础类实验的问题，综合类实验也纳入到了计算机硬件实验模式中。这类实验需要综合多个知识点，对所学内容的综合运用，一般作为考试型或课程设计实验项目安排，目的在于充分发挥学生的潜在能力，拓展思维空间，考查学生运用综合知识，进行规划、设计、组织以及调试运行的能力；也可以作为学生课外开放实验的选题项目，一定程度上满足学生开展课程设计和课外创新实践活动的需要。
对任何一所大学来说，本科教育始终是学校办学的主体和基础。在有条件的大学开展本科生科研，培养本科生的科研意识，鼓励本科生及早进入研究领域，是培养具有实践能力和创新能力的本科人才的一个十分重要的途径。因此，创新成为实践环节的更高要求，其实现途径成为实验模式研究的新课题。
5 建立完善科学的计算机硬件实验成绩评价机制
在高校计算机课程教学過程中，实验成绩是学生实践能力的综合反映，也是一个综合评价问题。在教学实验中如何科学地、合理地判定学生的实验成绩，有效地提高学生的学习主动性和积极性，发现和挖掘学生在教学实验中的潜能是从事实践教学的高校教师所探讨的课题。
计算机硬件实验成绩的评价不同于软件，需要结合具体的实验设备进行考核，其考核形式包括单项实验验收式、实验报告验收式、综合实验考试式等，考核教师的工作量巨大。考核過程中，成绩的评定人为因素较严重，過分依赖于考核教师。另外，实验考核中也存在抄袭现象，仅仅通過实验报告形式考核欠科学公正。因此，计算机硬件实验成绩的考核需要规范化、量化。
为了减轻考核教师的工作负担，可以用“优秀”“良好”“中等”“及格”“不及格”来分等级衡量。等级制成为首选的评定方法。但该评价标准较为模糊，而评价学生实验成绩的因素是多元的，并没有完全客观的标准，通常难以定量衡量。如果直接进行定量分析，如仅给出一个成绩，很难科学合理地反映学生的综合能力及水平，也就难以对其学习进行正确的评价。
指标制则对等级制进一步细化，将考核指标化，如表1所示。
可以进一步限定指标的分值比重和等级的分数范围，实现考评的量化。通過在线评测系统登记考评结果，实现对实验成绩的规范管理，可提高实践教学的指导效率，更准确及时地调整实验内容和难度，更有效地杜绝或减少互相抄袭，更客观公正地考核成绩，从而调动学生学习积极性，提高学生的动手能力。
计算机硬件基础知识点范文3
关键词:硬件课程;教学体系;项目驱动;系统性
随着计算机硬件技术的迅速发展,各类硬件产品越来越多地应用到人们的生活中。因此,业界对硬件类技术人员需求急剧上升。然而,嵌入式之类的硬件系统开发需要的是软硬件紧密结合的复合型人才;通常企业不愿花费太多的人力物力去培养。而一般本科院校的计算机类专业由于实验设备和传统偏软的教学体系,造成毕业生对硬件知识的欠缺或掌握不够系统,不具备业界需求的硬件系统开发能力[1]。技术发展和硬件类产品的大量应用带来了对硬件开发工程师的巨大需求,这给计算类专业学生带来了新的机遇,但同时也对学校的教学体系和学生能力培养提出更高的要求。
一般本科院校在开展硬件类知识和技术方面的教学中通常有如下一些问题:
1) 院校投入了大量的硬件实验设备,但是学生硬件开发能力的提高并不明显;
2) 学校开设的硬件类课程衔接不够紧密,使学生对课程之间的联系掌握不够;
3) 理论教学时间多,实践教学时间少,实验设备利用率低;
4) 学生面对具体的硬件项目开发时,无从着手或知识能力欠缺。
而在学生方面,通常也存在一些问题:
1) 很多学生对硬件知识学习有一种畏惧心理,从而造成学习信心不足;
2) 硬件学习需要花大量的时间,而且效果并不像学习软件一样直观,很多人都失去深入学习的耐心;
3) 软件实践需要的器材很容易满足,一般就是PC+软件,而有些硬件(扩展)实验门槛较高,实验环境难以搭建;
4) 由于硬件的集成度高,学生只能从理论上掌握硬件底层细节,容易形成硬件盲区,学习积极性容易被打击。
随着对硬件开发人员需求的不断增大,近年来在计算机类专业硬件教学方面也提出了一些有效的方法,如文献[2]对硬件教学的系统性进行了一定的探讨;文献[3]对陈旧的硬件教学内容进行了改进;文献[4]对硬件实践教学提出了一些看法。而本文则结合当前流行的嵌入式硬件开发,在多个硬件系统项目开发的基础上,总结了提高硬件开发能力所需要的知识和涉及到的相关课程,并对课程之间前修后续关联进行了合理的安排,建立了一套行之有效的硬件课程教学体系。
1硬件类课程体系设置
学生硬件开发能力的培养涉及到多个学科的课程,包括计算机和电子等专业的课程,还与具体应用背景的一些专业知识有关。具体的课程包括模拟电路、数字电路、嵌入式微处理器、操作系统、程序设计语言、软件开发技术、接口技术与设计、嵌入式操作系统及底层驱动等技术,是软件、硬件的有机结合。在制定硬件人才培养计划时,既要拓宽深度和广度体现硬件系统具有软硬结合、面向具体应用的特点,又要注意与原有的计算机专业课程体系相兼容。
因此,需要在原有的计算机专业课程基础上进行调整,有针对性地增加一些硬件类课程和实践教学环节,增加学生对硬件方面的知识,有效地提高学生的综合性动手能力和具体应用产品和项目的开发能力,并激发学生的学习积极性。
课程调整将与硬件系统开发的相关专业、相关课程合理地散列在低年级的各个学期,留给学生足够的时间去钻研、消化和深入,培养学生扎实的知识背景和基础能力。同时,为几门相关性比较大的课程或者重要性相对突出的课程,设置一些综合性课程设计,让每个学生感觉到一定的成就感,给予一定的动力。另外,设置一些独立性实验,几个人一组,让学生自己查资料,自己设置实验方案等,独立完成。通过上述的这些锻炼后,能很大程度上提高学生团队协作能力和自学能力,提高学生综合素质。具体的课程体系设置图1所示。
从图1可以看出,课程之间都是有很强的关联性,先修课程与后继课程之间需要进行重要知识点的衔接,才能逐步培养学生具有硬件系统开发能力。在学生每修完一门课程,就开设一门能覆盖重要知识的综合课程设计。通过完整的工程项目案例教学,系统地提高学生的综合能力,培养学生具备到企业去做实际项目的实践能力和开发经验。充分满足业界对硬件开发人员的能力要求。
2硬件课程的教学方法和实践
培养学生硬件开发能力,一些基础课学习必不可少,如数字电路、模拟电路、C语言、数据结构、计算机组成原理、操作系统等。如果这些基础知识掌握不牢固,学生在后续专业课程的学习中会感到力不从心。另外,由于硬件知识的学习十分抽象,脱离实践去学习可能会举步维艰。因此,在教学方面要解决“重理论轻实践”问题,贯彻“理论教学与实践教学相互印证和支撑”,将多种实验课程贯穿于课程教学体系中,以提高学生学习效率和知识掌握的熟练程度。下面分几个方面对教学环节中的一些方法进行讨论。
1) 理论课堂教学。
在理论课上,教师通过对具体理论知识点的实例演示,同时穿插对理论知识点讲解,让学生们理解的更具体,从而激发学生的学习兴趣,也间接提升学习信心。学生在课后让依照课堂的演示实验自行进行实例的重复和知识点的验证。如在“嵌入式系统原理与接口技术”课程中讲解串口的传输和实现,教师在课堂上围绕验证S3C2410芯片的功能进行讲解,并在课下开放实验室让学生自行学习,以提高学生独立思考和分析解决问题的能力。
2) 实验课教学。
在实验课上,教师结合理论课上所演示的实验,讲述具体的实验内容,但并不需要完全透彻地讲解,而是把更多的时间留给学生自己思考。如“嵌入式操作系统及应用”课程的实验,教师在课上演示如何建立SAMBA服务器实现开发环境,简要地阐述一遍实验的原理及其过程,把更多时间留给学生,让学生自己建立SAMBA并建立通讯,鼓励同学间的相互讨论和提出问题。
3) 单门的课程设计。
课程设计以设计性和综合性实验为主,在一学期的理论学习和实验的基础上,进一步提高学生对整门课程知识的理解以及对相应基础课程知识的复习,并培养学生一定的动手能力。如操作系统课程设计“银行家算法实现进程同步”结合了C语言、数据结构等知识,不仅可以复习巩固一系列相关课程知识,我们还对这些课程知识进行汇总,设计出综合性课程设计,提升学生知识体系的系统性。课程设计指导书按照知识要点,循序渐进,对这些基础知识进行了进一步的综合,从而使学生将离散的知识点逐步综合起来,增强了其实践能力。
4) 综合性实践。
在学习完各门基础课程之后,教师采用适当的工程案例开展一站式综合案例教学:
(1) 讲解具体项目的知识点,并将它们联系起来;
(2) 将同学们按项目分成小组,引导各组进行项目的讨论并完成具体设计,这样不仅可以提高学生的动手能力,还能培养学生的工程素养和综合能力。
3课程体系验证
通过该课程体系的培训,学生能够具备一定的硬件系统开发能力。下面就通过一个学生实践创新项目――机房温度湿度检测硬件系统的开发来验证课程体系的有效性。
该项目的系统原理图如图2所示。系统采用ARM7系列LPC2114芯片作为控制单元,设备包括温度、湿度传感器、降温通气设备控制接口、键盘和液晶显示屏。其中键盘和液晶显示屏作为系统与人机控制的界面,这些设备采用RS-485通信接口方式和计算机实现远程控制,如及时给用户发送信息,用户对设备进行操作、处理等。
通过图2可以清晰地看到计算机与电子专业的结合:
1) 学生在选择相关的设备时需要用到一定的数字电路和模拟电路等技术知识,并了解相应的参数;
2) 选好了各种款式的电子设备后,需要设计可靠的电路,这更需要学生在电子技术实验中获取的经验;
3) 选好了硬件外设和控制芯片之后,将这些设备与CPU进行连接,就需要用到计算机组成原理和嵌入式接口技术相关的知识;
4) 接着,需要编写相应的驱动,这将涉及嵌入式操作系统和程序设计方面的知识。
当上述步骤完成后,系统可以通过传感器获取需要的外部信息。但还需要对所采集的信号进行处理,然后将处理后的信息反映到显示器上,用户还可以通过相应的设置,进行一些简单的设置,在这里就会用到如A/D转换、通信原理、数据结构和算法设计等相关知识。
系统设计完成之后,学生通过Protel绘制电路图,制作电路板将所有的外设和芯片集成起来,安装操作系统和编写好的控制软件,这样就形成了可以实际应用的一个硬件产品。
4结语
通过这种以完成项目为每门课程最终目的的方式,强调“授之以渔”的教学宗旨,使得学生每学完一门课程就能解决一些相应的实际问题,很好地提高学生的动手能力和对学科的积极性,从而有效地培养了学生的实践能力。
参考文献:
[1] 刘全利,黄贤英,杨武. 计算机应用型人才培养新思路[J]. 重庆工学院学报,2005,19(6):144-145.
[2] 易法令,谢云. 计算机硬件教学的系统性与实践性探讨[J]. 理工高教研究,2005,24(1):83-84.
计算机硬件基础知识点范文4
关键词 教育信息化 信息技术 知识库 计算机组装与维修
计算机应用专业“计算机组装与维修”课程是一门知识点多，实践性强的课程。不仅是计算机专业人员需要掌握的专业技能，而且每一个应用计算机的人都有这方面的需求，希望在遇到计算机问题时能有功能全面的专家系统可咨询、求助。通常人们有需求时去网络的海洋中搜索，但在快速、高效、准确的获取有用、正确的目标知识方面存在不足。根据学科教学及各级各类计算机应用人员的实际需要，我们将相关基础知识，教学课件，故障分析处理，故障仿真、课程试题库与考试等集成为一个开放型的课程知识库系统。系统立足计算机系统应用维护型人才的培养。该系统通过校际网络向各学校开放，实现优质资源共享。系统知识开放增加校际间的交流，各校的优质资源可不断扩充系统，弥补现有教材滞后IT业发展的现状及教材本身容量的限制。使该系统能适应IT业的快速发展，不断提高教学效果、教学质量，为各级各类计算机应用人员提供优质咨询服务。该系统在教学、自修、计算机故障维护中收到了很好的效果。
一、 课程知识库系统功能设计
1、计算机原理、组装与维修知识、教学资源库
① 计算机系统基础知识库 该库以课程知识点为核心，兼顾计算机系统的相关知识，包括计算机硬件系统组成的板卡、芯片、部件、常用外设等的主要功能、工作原理、结构组成、性能参数等的资料信息；软件系统的各种操作系统、系统配置、系统服务、常用应用软件、系统安全的资料信息。提供向导、主关键词等灵活多样的检索方式，简捷高效。
② 课程教学、自学资源库 该资源库提供课程教学全过程的教学多媒体课件、视频教学录象、教案和教学资源信息。资源库采用模块化分类，层次清晰，可满足按章节系统地教学、自学，亦可选某知识点内容因人而异地教学、自学，适应个性化教学与自学的需求。系统提供三种教学资源。 ⑴ 课程教学课件 ⑵ 教学视频录像 ⑶ 优秀课程教案
③学习成效自我检测 提供灵活的自我测试方法，根据学习的进度和测试的目的，可分别按硬件、软件、硬软综合等自行设计测试的范围、难度、题量，解题时间，从试题库中自动随机抽取试题组卷，检测学习成效。
2、计算机系统故障分析与维修专家系统
提供故障向导分析、输入故障现象分析等咨询方式，通过故障现象的选择（输入），专家系统依据故障现象进行逻辑分析与诊断，系统将可能出现的故障部位、产生的原因、故障排除的方法与步骤提供给用户供参考。若故障在故障仿真库中存在，可重现故障现象，帮助用户确定故障源。
3、故障现象仿真
组装与维修课程教学中，故障重现是一很大的难题，各学校间差距很大，若每个故障均以实物重现占用资源量很大。系统采用仿真技术将故障现象真实重现增加学习的直观效果，节约了硬件资源。故障仿真分类明细，分硬件系统、软件系统、硬软综合故障等类，系统提供灵活多样的方式调用故障仿真，适应教学与各类人员学习需求。
4、计算机系统组装与维修试题库系统（考试系统）
试题库系统提供灵活的组卷方式，可供学生自测，教师组织各种测验、考试等组卷用。试题库具有开放性，对通过试题评价系统测评的试题可添加入题库，校际间的交流对试题库的质量提供了保障。系统提供题库的编辑功能，及时更新试题库，使试题内容、质量与IT业的发展同步。
5、BBS交流平台
系统设置BBS交流平台，既可获得专家的咨询，又可增加校际间的交流为系统资源不断的获取新知识，为优质资源及时补充进入知识库系统开设通道。
二、课程知识库的数据组织与结构设计
系统数据结构组织对于充分发挥系统功能起了决定因素。课程知识库的设计要符合人们的认知规律，满足教学及不同类型不同层次人员对计算机系统知识的需求。计算机系统知识是一个庞大的有机的整体，其硬件系统、软件系统两者相互依存，协同工作。计算机系统故障现象错纵复杂，同一个故障现象可能是硬件故障，也可能是软件造成，正确分析故障源，是系统智能化的主要目标。系统各项功能具有的灵活性、智能化、高效率都要通过合理的数据结构组织来实现。
1、基础知识数据组织 计算机基知识内容丰富，既有硬件又有软件，知识点一定要归类明确，结构科学规范。基础知识包括硬件系统组成板卡，部件、主要芯片、常用外设的功能、工作原理、结构组成、性能、技术参数等；软件系统包括主要操作系统、驱动程序、系统服务、常用应用软件等。知识点叙述准确、简要。检索关键词描述精炼、准确、层次结构清晰，保证系统实现灵活多样的检索方式，实现快捷准确的索取目标知识。
2、课件、视频教学数据组织 课件、视频教学数据组织要满足灵活多样的索取需求，尽量将课件、视频教学录像细化分解，以适应系统地教学时提供按章节、按教学需要选择索取，对自学者能实现有选择地学习某一章、某一节、某一段的内容，既满足系统教学的需求，又满足因人而异地教学、自学需求。例如学习组装时，既可按正常的组装程序、步骤播放，又可单选其中某一步骤或一部件的安装单独、重复播放。课件、视频文件组织结构决定了其灵活性，而灵活性是因人而异教学方式的基础。播放优先采用向导方式，其次选择播放内容参数检索方式。
3、故障分析与维修 故障分析与维修是系统设计的一个重点，计算机系统故障现象千奇百怪，软、硬件故障相互交织，这对数据组织要求很高。
4、故障仿真 故障仿真数据包括基础信息、视频文件等。常见的故障制作成视频文件，视频文件制作时应加注关键特征说明及提示（包括区别其它故障的关键特征）。故障仿真数据信息中必须包括该故障全部特征信息（存在的和不存在的），不存在的特征信息同样是确定故障源的重要参数。
计算机硬件基础知识点范文5
关键词：“互联网+”；翻转课堂；微课；教学设计
随着新时代万众创新思想的推广，高校教学模式也在摸索一条创新发展的道路。教师们不再一味的对学生的层次和接受能力进行抱怨，而是在不断寻求新的教学模式来适应学生的培养需要。《计算机应用基础》是面对普通高校大一新生开设的一门必修公共基础课程，在我们当前所处的信息化时代，熟练的掌握计算机应用技能对培养学生较高综合素质的重要性是不言而喻的。本文试图从基于“互联网+”教学下的教学设计改革方面，对高职高专院校《计算机应用基础》课程的教学模式进行探究和总结。
一、高职高专院校《计算机应用基础》课程教学现状概述
首先，高职高专院校学生普遍表现为理论基础薄弱、自主学习能力较差、接受能力较差，据调查，在高中阶段，他们所在学校约有百分之四十的比例是开设了信息技术课，并讲解了OFFICE办公软件的使用；大约百分之四十是开设了信息技术课，但是没有讲解具体内容，由学生自已上机操作；另外大约百分之二十没有实际开设信息技术课或者是形同虚设。因此学生的计算机操作能力是参差不齐的。而由于智能手机的普及，智能手机的功能越来越强大，学生们也很少使用电脑，他们的家庭配备电脑的比例也不到百分之五十，这使得学生很难在课余时间使用电脑进行自主学习或练习计算机操作，而计算机应用技能的形成离不开大量的针对性训练，由于不能及时对新学技能操作进行巩固，导致不少学生边学边忘，难以实现持续学习，这些无疑都给本课程的教学带来了困难。其次，《计算机应用基础课程》涉及的理论知识较多，实践案例也不少，而课时又较少，任课教师必须抓时抢刻的讲解知识，还要空出足够的时间指导学生操作和答疑。同时任课教师的教学任务也较繁重，往往一个学期要教授多个平行班，不停的讲解重复的内容，使得教师容易产生烦燥心理，对学生的疑问也不能耐心解答，而且最后的效果往往也不理想，持续下来往往会形成一种疲于应付的状态。学生又不能充分发挥自主学习的主观能动性，导致对这门课程的学习以及信息化素养的提升失去兴趣。因此，承担计算机应用基础课程教学的教师们必须寻找一种新的教学模式来改变这种现状，当前“互联网+”教学模式下的技术手段不断发展，移动互联网、大数据、云计算已经来到了我们的身边，翻转课堂、微课、慕课等都为课程教学改革插上了腾飞的翅膀。
二、几种教学手段和方法的分析与思考
（一）微课
“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程。微课的特点是短小精悍、针对性强、可随时随地的学习、可重复多次学习。在传统教学模式下，教师主要通过课堂讲授知识，在讲授过程中，教师是主体，学生是受体，往往是教师讲得声情并茂、热血沸腾，学生却早已心猿意马、云里雾里，甚至用手机在观看电视剧，抛出的问题也得不到回应。而应用了微课，任课教师可以将知识点做成视频文件并设置测试问题，上传到“学习通”APP平台，平台会对学生是否观看、学习课程知识点自动进行记录，同时学生在观看的过程中对弹出的测试问题的回答情况也会进行记录和统计、分析。在这种教学模式下学生是主体，这样就可以充分发挥他们的主观能动性，进而调动他们自主学习的积极性，最终提高学习效率。
（二）翻转课堂
“翻转课堂”（InvertedClassroom），是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，教师不再占用课堂的时间来讲授信息，而是由学生在课后完成自主学习，自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式，教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习，让学生通过实践获得更真实的学习。例如学习计算机硬件知识时，可以让学生在课外观看计算机硬件组装的视频、选购计算机硬件的视频来加深对计算机硬件的了解。并让学生在网上自主选购一台台式电脑，通过比较各种品牌和类型电脑的性能、参数及价格来加深对计算机硬件知识的理解。
（三）任务分布式案例、小组协作方式在教学中的应用探讨
计算机应用基础课程一般分为五个模块：计算机基础知识模块、Word字处理模块、Excel电子表格模块、PowerPoint演示文稿模块以及网络知识和应用模块。生硬的知识讲解不利于吸引学生的学习兴趣和调动学生的学习积极性，而对每一个章节设置相关情景并设计出若干个实战案例，往往能够使学生找到共鸣，并积极主动的融入到情景学习中去。例如，在讲解计算机基础知识时，引入了新职员小张进入公司，公司为他配置电脑后，小张自主学习电脑硬件知识的情境，并设计了5个任务来讲解计算机的基本知识和基本操作方法；在讲解Word字处理软件时，也设计了5个任务来逐步递进的讲解Word字处理软件的功能和用法。采用分布式案例教学，使学生明确的知道自己要做什么、怎么做。同时将学生分成小组，采用小组协作的方式来完成作业，小组作业完成后提交，按照完成的情况给小组成员打分，能够调动学生提交作业的积极性。同时采用协作方式加强小组成员之间的沟通、协作，小组成员之间互相指导、讨论，调动了学生的积极性，提高了学生小组合作的意识，同时教师也有更多的精力来解答一些较难的问题。
三、“互联网+”模式下的教学设计
（一）教学内容分解和制作“微课”视频
将本书内容分解为五个模块共19个任务，分别将每个任务录制成微课上传到“学习通”平台，在每个微课中设置任务点，布置相应的作业。学生在课前学习这些微课，并完成作业，教师及时查看作业完成的情况分析学生预习的效果，调整讲课的重点。
（二）课堂合作探究
首先教师对教学重、难点知识进行梳理和讲解，然后由学生根据教师讲解的步骤来操作，也可以通过反复观看视频来强化没有掌握的知识点，遇到问题主要采取小组协作的方式，小组成员内部讨论、互助完成作业。作业提交之后进行作品展示，小组之间互评，以及教师评价。这样有助于同学之间互帮互助，也有助于提高团队合作意识、竞争意识。
（三）课后拓展
一是通过布置课后思考任务或测试题，督促学生巩固课堂上所学知识，提高学生学以致用的意识。二是推荐更多的网络课程学习资源给学生自主学习，使学有余力的同学或是对计算机技术非常感兴趣的同学能有一个进一步提升的机会，帮助他们养成终身学习的好习惯。
四、小结
综上所述，“互联网+”教学模式较完美的将互联网技术、移动学习、教师、学生四者结合起来重新构建我们的课堂，将学生的角色由传统的受众转变成了学习的主体，将教师从传统的授业者转变为了学生学习的辅助者，从繁重的课程讲授工作中解脱出来，将更多的精力用在差异化教学和教学改革研究上，并不断探索“互联网+”技术下的信息化课堂教学改革的新途径、新方法，为提高高职高专院校的教学质量做出新的、更大的贡献。
参考文献
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计算机硬件基础知识点范文6
关键词： 主观试题； 多因素； 自动评阅； 语义相似度
中图分类号：TP399 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2012）05-09-04
Study of automatic marking method of subjective questions based on semantic similarity
Dang Liqiong1，2, Liu Wenhui3
（1. Shan Xi Spaceflight Employee University School of Computer Science, Xi’an， Shanxi 710100, China;
2. Xi’an Shiyou University; 3. 95092 units）
Abstract： It is because of the automatic marking of the subjective questions involving artificial intelligence, pattern recognition and computer understanding of natural language that has become a difficulty of the automatic marking in the design of paperless examination. By simulating the basic train of thought of the manual marking in traditional test, automatic marking of the subjective questions is divided into three parts which are construction of knowledge, calculation of concept similarity and handle of sentence of structure, then a kind of improved multi-factor semantic similarity calculation is introduced to solve the concept similarity, finally a computer automatic marking model of subjective questions is designed in detail. Practical operation results show that seventy percent of the total results within the acceptable error range.
Key words： subjective questions； multi-factor； automatic marking； semantic similarity
0 引言
随着计算机网络技术的飞速发展，无纸化考试逐渐成为一种新的发展方向。在无纸化考试系统的开发中，除一般试题库的设计、试卷的组织管理以及考试过程的控制外，计算机自动阅卷模块的设计是一个重要的内容。对于完善的无纸化考试系统来说，自动阅卷模块除了提供客观试题自动评阅的功能，还必须能够解决好主观题自动阅卷问题。由于考生答案的灵活性和多样性，主观题评阅会涉及到人工智能、模式识别和计算机自然语言理解等多方面系统知识，这就使得主观题的自动评阅成为自动阅卷设计中的技术难点。
1 主观试题自动评阅
主观试题的自动评阅可以理解为的计算机对自然语言的处理过程。汉语与英语等欧式语言相比，在结构和组织方式上有很大的不同，计算机对汉语言的处理不仅要考虑词与词之间的关系，还应考虑句子结构之间的关系，因此计算机处理上相比欧式语言难度增加了很多。目前在这方面有代表性的算法有：李辉阳等根据有限概念领域中简述文字的自动判读过程提出的一种基于关系的带权匹配技术[1]，文献[2]提出的基于动态规划的语句相似度算法，黄康等提出的基于带权概念网络进行分层的语义相似度技术[3]，文献[4]从汉语自然语言理解的语义分析角度提出的一种基于概念图理论的模糊含权概念图法，以及文献[5]引入模糊理论中严格贴近度的概念来计算贴近程度得分等。
上述方法研究的重点主要集中在三方面：一是知识库的构建，如有限领域、概念图、概念网等；二是句子结构的处理，如动态规划法、分层语义相似度技术等；三是相似度算法，如带权匹配技术、模糊概念图法、基于模糊理论的严格贴近度法等。一般来说，研究重点的不同，带来的只是结果上的差异，而最有效的解决方案应该是针对待处理的问题构建最合适的知识库、选择最佳的句子结构处理办法、确定最有效的相似度算法。本文研究的对象是在线考试系统中简单问答题的自动评阅技术；主要思路是从简答题题型结构出发，基于试题答案知识点构建识库，重点分析研究知识库中概念节点的分布特点，最终采用由概念到句子的主观试题自动评阅处理流程。
2 知识表示
实现主观试题的自动评阅功能的一般方法是，通过访问领域知识库，使计算机获得特定领域内的专业知识，并在此基础上计算标准答案和学生答案之间的相似度，由此可见，领域知识库的创建对于自动评阅的实现是极其必要的，建立高效的领域知识库是计算机自动阅卷的基础。语义相似度的计算需要建立相应领域的知识库，实现起来不但工作量大、且需要耗大量的时间进行比较和匹配，这样对于在线考试系统的实时性来说不太现实。因此，对于特定领域问题的解决应该具体问题具体分析，采用的特定的、符合实际的解决方法。目前，受限于自然语言理解领域的研究水平，直接让计算机从自然文本中获得专业领域知识还比较困难，所以一般采用计算机辅助的人工录入方式来建立领域知识库。
本文以计算机基础课程为例，分析了大量的试题的结构和特点，从试题答案组织结构关系出发，对知识库的构建提出了以下原则。
⑴ 借鉴“知网”、“概念图”等概念词典，仅采用简单的“包含”、“从属”、“类同”等结构来表示概念之间的关系。
⑵ 对于概念的描述尽可能详细，且必须以试题答案所涉及到的知识点为基础，进行全面的扩展，必要时包含同义词描述等，以保证知识库能涵盖所有可能的概念组合，并能根据考生答案实际进行扩充。
⑶ 知识库从上到下，概念表示应该由抽象到具体，由简单到详细，以保证最底层的概念尽量达到“义元”级别，即概念的最小意义单位。
如图1所示为本文基于以上原则建立的计算机基础知识库树状结构局部图。
图1 知识库树状结构局部图
3 概念相似度计算
与概念相似度密切相关的一个概念是语义距离(semantic distance)，通常认为它们是概念关系特征的不同表现形式。可以建立一种简单概念词相似度用来描述概念树中两个节点之间的语义接近程度，对此，一般最常用的是刘群提出的以《知网》为基础的相似度计算方法[6]：
⑴
式⑴中p1和p2表示两个概念节点，是树状结构中两节点间的最短距离，α是一个调节参数，表示相似度为0.5时的路径长度，一般取1。
Agirre和Rigau在利用WordNet计算英文词汇相似度时，同时引入了层次树深度和密度的因素[7]。他们认为，在词语层次树中，路径长度相同的两对节点，深度越大(远离树根)的节点对，语义距离越小。因为深度越大，语义网中的概念分类由小到大，由抽象逐渐到具体，也意味着分类越详细。例如，对于路径长度相同的2对节点来说，由于他们所处区域的节点密度较高，所以语义距离相对较小。因为概念密度越大，表明对概念的描述越详细。如图1中，同层节点“处理器”、“总线”、“系统软件”和“应用软件”路径距离相同，但“处理器”、“总线”所处的区域节点密度较高，从一般常识来看，“处理器”、“总线”之间的语义相似度要高于“系统软件”和“应用软件”。因此，计算概念相似度，只考虑节点之间的路径长度这个单一因素显然不够合理，应同时考虑概念网中概念节点之间的纵向和横向因素，以及他们之间的相互制约量，综合考虑，才能取长补短，消除概念之间的相似度计算结果的影响因素。
本文采用文献[8]提出的一种改进的多因素语义相似度计算方法：
⑵
式中，调节参数，l(p1，p2)为分别遍历概念网中节点p1，p2到达其最小公共父结点所历经的父结点（包括最小公共父结点）数的最大值。w(p1，p2)为p1，p2所在层概念数的最大值。在该调节参数的作用下，当w(p1，p2)增大时，密度因素对相似度的贡献值大；而当p1，p2离最小公共父结点较远，深度因素对相似度的贡献值较大。同时式中约定当p1，p2的父结点和最小公共父结点相同，且同层只有p1，p2两个节点时，调节参数为0.5。
4 句子相似度的处理
一般认为句子相似度计算包括两个步骤[9，10]：首先，经过词的结构相似度计算，得到句子的结构相似度，然后，在句子结构相似的基础上，再进行句子语义相似度的计算。
设学生答案和标准答案分别表示为P和Q，P经自动分词处理后可表示为概念向量组P=(P1，P2，…，Pm)，Q包含的概念向量为Q=(Q1，Q2，…，Qm)。
则句子相似度的处理过程具体可分为以下两个步骤：
⑴设MPQ为句子P，Q的相似度特征矩阵，则有：
⑶
式中，元素Sim(pi，qj)表示词语pi和词语qj间的语义相似度，通过前文讲述的概念相似度公式计算获得。矩阵中的每一行表示句子P中的某个词语与句子Q中所有词语的语义相似度。
⑵对矩阵中的每一行取最大值max(S(pi，qj))，即求句子P中的某个词语和句子Q中的所有词语的语义相似度的最大值，得到词语最大组合序列，则句子P中所有词语与Q句子之间的语义相似度可以表示为：
⑷
5 自动评阅模型的实现
前面我们分析了主观试题的自动评阅问题的基本思路，按照一般教师的试卷评阅过程，把该过程分解为概念语义相似度的处理和句子语义相似度的处理两个流程，对每一个流程给出了解决方案。下面将在上述基础上给出主观试题计算机自动评阅模型的流程。
Step1：初始条件
已知标准答案A，将其表示为关键词序列：A=(a1，a2，…，an)；考生答案B，表示为关键词序列：B=(b1，b2，…，bn)；标准分值S0。
除了上述的条件，模型还需要如下中间条件：
⑴ 考生答案中包含多少个符合条件的知识点；
⑵ 考生答案知识点与标准答案之间的相似度。
Step2：算法
⑴ 查找匹配符合条件的知识点
提取考生答案中每一个关键词，对照先前创建好的知识库，从底层开始遍历搜索，当找到对应的概念节点时，提取该节点的高度、密度等属性信息，并保存起来，搜索完成后即可进行相似度的计算。
⑵ 求解概念相似度
概念相似度的计算采用语义相似度技术。设标准答案A可以表示为知识点的一个向量组A=(a1，a2，…，an)，则通过概念语义相似度算法可得到任意两概念之间的相似度Sin(ai，bj)，其中i=1，2，…，m，j=1，2，…，n。
⑶ 求解语句相似度
把标准答案A与考生答案B之间的相似度表示为概念相似度矩阵，并把该矩阵处理为[0,1]区间上的一个归一化相似度量。
Step3：确定最后评分结果
为了考虑不同知识点对得分的贡献值，本文把不同知识点对得分的贡献值以权值λj的形式分配到模型中。λj由出题老师在出题的时候根据不同重点的知识点直接给定，其中j=1,2，…，n。通过加入权值因素，本文最终确定的主观试题自动评分结果如下：
⑸
式中。
图2 主观题自动评阅模型流程图
按照上述思路，本文确定的主观试题自动评阅模型流程如图2所示。
6 实例分析
下面我们以一个实例来介绍试题的评阅过程。设试题题干为：“计算机硬件由什么组成？”。
考生甲的答案是：“计算机硬件包括处理器、总线、存储器、输入输出设备”。
考生乙的答案是：“计算机硬件包括CPU、总线、内存、硬盘、键盘、显示器”。
考生丙的答案是：“计算机硬件包括中文分词技术和语义相似度技术”。
标准答案是：“计算机硬件包括处理器、总线、存储器、输入输出设备”。标准答案关键词序列为：“计算机；硬件；处理器；总线；存储器；输入输出设备”。
考生甲的答案可表示为关键词序列：“计算机；硬件；处理器；总线；存储器；输入输出设备”。
考生乙的答案可表示为关键词序列：“计算机；硬件；CPU；总线；内存；硬盘；键盘；显示器”。
考生丙的答案可表示为关键词序列：“计算机；硬件；中文；分词；技术；语义；相似度”。
设该题总分为10，对应关键词权值序列为：“0.3；0.3；0.2；0.2”。本文把考题中出现的关键词如“计算机；硬件”按权值为0对待。最终计算结果如下：
考生甲=10*（1*0.3+1*0.3+1*0.2+1*0.2）=10。
考生乙=10*（0.919*0.3+1*0.3+0.524*0.2+ 0.512*0.2）=7.1729=7。
考生丙=10*（0.01*0.3+0.01*0.3+0.01*0.2 +0.01*0.2）=0.01=0。
从计算结果可以看出，考生甲得满分，符合判断结果；考生乙的答案与标准答案只有一个关键词是相同的，而其他答案只能算是与标准答案相近或者相似，最终模型给出7分，其结果基本与人工评阅结果相近；至于考生丙的答案完全与标准答案无关，但模型给出了一个很小的分值，这是因为，对于完全不相关的概念，本文认为它们之间的语义距离为无穷大，直接按照相似度为0.01处理。
为了进一步验证模型实际应用效果，本文随机抽取100道简答题进行在线测试，并与的人工阅卷结果作了对比。统计结果表明，其中完全符合的8例，不完全符合但准确率90%以上的40例，准确率在80%-90%之间的18例，完全不相关的8例，剩余26例。如果认为准确率在80%内都算合格，则有66例符合评阅要求，占总数66%，不符合要求的34例，占总数34%。其中
相对误差=[2]。
实际上对于与标准答案完全不相关的答案来说，经过分词处理后并没有在知识树网络结构中找到对应的节点。本文把这些词按照未登录词进行处理，同时把这些词录入到未登录词数据表中，在后续的试题管理中，由老师根据知识树网络结构需求进行处理，对于符合要求的添加到知识库中，不合要求的则抛弃，这样当下次考生给出相似答案的时候，系统会相应给出更为准确的计算结果。本文处理后剩余4道试题的评阅结果在相对误差范围内，这样符合要求评阅结果的比例上升为70%。
7 结束语
本文分析了目前在线考试系统自动评阅技术的现状，从知识库的构建、概念相似度的处理、语句相似度三个方面给出了主观试题自动评阅问题的详细解决方案，并详细介绍了计算机自动评阅模型的流程。在模型的设计和实现过程中以计算机基础课程为研究对象，基于试题答案的组织结构构建了专业领域知识库，并采用一种改进的多因素语义相似度算法来解决概念级相似度求解问题。实例运算结果表明，模型基本实现了主观试题的自动评阅功能。
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