计算机编程设计范例

摘要：计算思维在多个学科和领域中都有应用，其培养方式也是多样的，而在初中计算机教学中培养学生的计算思维是个全新的教学方案。本文通过计算机的工作原理、编程特点，并结合初中学生的学习习惯探究初中计算机教学中学生计算思维的培养策略，进而提升学生的综合能力，促进学生学习发展。

关键词：初中计算机；教学；计算思维

“计算思维是一种运用计算机科学基本概念解决问题、设计系统和理解人类行为方式，涵盖计算机科学领域广度的一系列思维工具。”这种理论的提出成为众多学者的研究热点，现阶段很多国家已经完善了计算机和计算思维的融合。所以在初中计算机教学中培养计算思维是可行的，其对学生整体能力的提升是巨大的。

一、调研基本学情，结合计算机特点强化学生思维培养

中国的学情正由传统的刻板教学模式逐步向新时代新形式的现代教学模式前进，原本的教师讲、学生听的模式在逐步被更新取代。取而代之的是让学生成为课程课堂的中心，教师引导他们的思维模式，进而自主地得到教学成果。目前素质教育的推进存在地区性的不平衡，所以教师在利用计算机教学培养学生计算思维需要结合实际情况，根据自身的情况去设计学生思维的培养计划。小学阶段课程目标还处于引导学生学习，知识内容浅，那是因为小学生思维处于发展中，还不是很完善。而对于初中阶段的学生，他们即将思维完备，能接受较为复杂的逻辑思维，动手能力、创新意识都很强，正是开始计算思维培养的最佳时期。因此，教师要结合初中各年级学生思维的特点，合理地进行思维培养。比如七年级的学生虽然还不能接受编程这种较为复杂的内容，但是一些简单命令的运用已经很成熟，教师可以设计Scratch图形化编程，以命令积木拼搭的模式来对学生进行计算思维的培养。学生学会了拖拽指令的这种积木拼搭模式，可以自主的创作出故事、动画、游戏、音乐，进而实现学习发展。

二、展示教学案例，引导学生计算思维形成

现阶段计算机教学中思维的培养很是成熟，有很多经典案例可以找到，教师可以在教学课堂上展现不同类型的案例帮助学生去了解计算机课程，从而建立计算思维。教师可以在课堂上展示一个动画小程序，比如《飘落起舞的雪花》，在观看之后先让学生构思大致的要怎么样完成这个项目。一般情况下分这样几个步骤：第一步，组织学生分析雪花是怎么形成的？要怎么实现它飘落的效果？构思书写语句尝试实现。第二步，在完成一个雪花条件下，用复制的模式复制出多个雪花，再通过数轴的减少移动，来形成雪花飘落的动态效果，在其中增加旋转角度，让成果更加生动、自然。第三步，分析完操作步骤和要添加的注意事项，学生可以尝试自己编程，将之前的示范步骤，独立地去完成。第四步，教师检查学生所做出的教学成果，并对教学成果进行评价，鼓励引导学生开发改进方案，让学生在改进中，进一步熟悉整个编程的计算思维。在独立完成和调试程序过程中，学生完全依靠自己独立的计算思维。在整个编程的完成过程中，学生需要经历纠错、调试、改进等多个步骤。在这个复杂的过程中，学生形成了独立思考的计算思维，自主的动脑去解决遇见的困难。每个学生都是经过“分析—设计—编程—测试—调试”等一系列的步骤独立地完成自己的作品。计算机编程是非常严密的逻辑思维，在这个过程中出现一点的错误也会对最后的成果有较大的影响，对学生的整体能力和意志力有很大的锻炼。同时教师要鼓励学生自主地略微改变程序，可以把雪花变花瓣，也可以根据自己的喜好改变颜色，或者飘落速度。

1EDA技术的特征

全新的设计方法：自顶向下传统的电子设计方法一般多是“自底向上”的，通俗来说就是在确定标准的通用的集成电路芯片之后，再行模块设计，最终完成系统设计。这种设计长期以来存在着难以克服的缺陷，效率不高，容易出故障，所需元器件太多，消耗大……EDA技术是对传统电子设计方法的一种突破与变革，它的设计是“自顶向下”的，也即以系统设计为切入点，在设计之时就做好功能方框图的划分并完成各部分结构的规划，在方框图划分阶段完成仿真、纠错工作，同时借助HDL完成对高层次系统的逻辑描述，经验证后，借助综合的优化工具完成电子设计，借助EDA技术，操作者可以通过利用软件来实现对硬件功能的一个描述，之后利用FPGA/CPLD才可得到最终设计结果。这样，我们可以发现，不论是仿真还是调试都是在初期在一个高层次上就完成了的，如此，既有助于及时发现结构设计上可能出现的错误，减少设计工作中的失误，同时有效地提高了电子设计工作效率和成功率。

独特的描述语言：硬件描述语言EDA技术以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述的主要表达方式，那么什么是硬件描述语言？它是相对于一般的计算机语言如C、Pascsl来说的，多应用于设计硬件电子系统，也属计算机语言，它描述电子系统的逻辑功能、电路功能和连接方式。ABEL-HDL和VHDL是现今应用比较广泛的两种硬件描述语言，后者较前者应用更多。ABEL可以支持各种方式的输入，所谓的输入方式就是指电路系统设计的表达方式，包括真值表、状态图。它的描述具有很强的独立性，与此同时，从宽口径到系统它都能完成描述，因而可以适应不同规模的编程设计，利用标准格式设计还可以转换设计环境，对比VHDL来说，它的适用面要宽许多，使用操作灵活简单，要求也要宽松，易于速成。

典型的设计：ASIC现在电子产品更新极快，复杂度也在不断提高，有时候一个看起来比较简单电子系统它的组成也许是数万的中小规模集成电路，这样就使电子系统经常遭遇耗能高、可靠性低等问题的挑战。ASIC芯片是对此问题进行改善的一个有效途径。它包涵了FPGA和CPLD器件，FPGA/CPLD是实现EDA的基础，也是EDA思想的最终表述手段，属于高密度的可编程逻辑器件，一般像样品的研制或者是批量不大的产品开发它们都能适用，并且极大的缩短设计周期，削减开销，避免风险，使产品能够尽快上市。FPGA和CPLD的结构有所不同，前者是标准的门阵列，而后者是与或阵列，但是二者的集成度及易用性都颇为相似，因而可以并驾齐驱。当然二者也有各自的特点，其差异表现在以下几个方面：（1）颗粒粗细不同。与CPLD相比，FPGA的颗粒相对细一些，它的一个颗粒只是逻辑宏单元，而CPLD的则是逻辑宏块。（2）适用结构不同。FPGA更适合应用于触发器相对丰富的结构之中，CPLD比较适合应用于触发器有限但是积项特别丰富的结构之中。（3）编程方式不同。FPGA在逻辑门下就可以实现编程，多采用改变内部布线的方式，具备很强的灵活性。GPLD只有在逻辑快下才可实现变成，多采用修改已经固定了的内连电路的逻辑功能的方式，速度更快。（4）功能消耗不同。FPGA消耗小，CPLD消耗比较而言大一些。

2EDA技术在电子设计中的应用

EDA技术属于一种层次比较高的电子设计方式，也可以称作系统级设计方法，它以概念来驱动，电子设计工作者并不需要利用门级原理图，只是针对确定了的设计目标就可以实现对电路的描述，这样一来，就少了电路细节的约束和限制，使设计可以更多的放开从而更具创造性，待设计人员有了概念构思之后，再讲高层次描述输入到计算机中去，EDA系统在规则驱动下就会自动完成整个电子的设计。如此，新的概念就可以在段时间中就成为产品，基于EDA技术的电子设计流程如图1所示：可以看到电子EDA技术设计的工作流程包括：系统划分、VHDL代码或图形的输入、代码级功能仿真、送配前时序仿真、编程下载、ASIC实现。电子设计的第一步是借助文本或者是图形编辑工具将设计呈现出来，即实现设计描述。第二步是借助编译器实施错排编译，也即HDL程序输入，至于选择那种输入形式并不一定，一般设计的原理图比较直观，所以不难掌握，也不难被接受，并且编辑器中可供利用的单元器件非常多，这时候就给设计者提供了根据自己需要选择表达的方式的机会，倘使是编译文件是VHDL文件，那么在进行综合之前还要进行的一项重要工作就是仿真，就是把设计原程序送入VHDL仿真器之中，这个仿真过程可以有助于及时发现结构设计上可能出现的错误。第三步就是综合，沟通软件和硬件设计，待综合后，就可以生成网表，针对网表，可以实施功能仿真，从而保证设计描述严格遵循并符合设计意图，仿真功能实际上只是从逻辑功能上对电子设计进行检测，并不涉及器件的一些硬件方面的特性，例如典型的有延迟特性，一些不甚严格的设计，这一层仿真通常可以省去。最后一步是编程下载，通过仿真确定设计正确无误后，利用FPGA/CPLD来完成逻辑映射操作，适配，最后利用JTAG编程器或者其它下载设计项目到目标器件PFGA之中，完成系统级设计。

3基于EDA技术的电子设计应注意的事项

摘要：计算机技术的不断发展，为现代化机械设计制造等提供了更加便捷的方式，在计算机程序控制及电子技术的基础上，使机械自动化水平不断提升。本文就计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用进行探究，简单阐述机械设计制造及自动化的发展现状及计算机技术应用的优势，并对计算机技术在其中的主要应用内容进行分析，尝试对其未来的发展方向进行分析，旨在促进我国计算机应用技术的不断提升。

关键词：计算机技术；机械设计制造；自动化

0引言

计算机技术可分类为不同的技术类型，如利用计算机进行逻辑控制和编程的辅助设计与联动设计技术，或利用计算机电子技术等的仿真与建模技术等，计算机技术已经成为现代化机械设计制造及自动化行业中必不可少的技术种类，其能够有效结合不同技术，融合提升整体的功能效果，从而提高机械设计制造的实际效率，促进制造业的发展，相关研究人员应加强对计算机技术的深入探究，提高该技术的实际应用效果。

1机械设计制造及自动化概述

机械设计制造及自动化是由多种技术和工艺融合的综合性门类，通过将不同的工艺技术进行有机融合，实现对机械设备的有效设计与构建。机械设计制造及自动化水平，直接影响国家的经济和社会发展，对社会的建设和国民经济有着重要的作用和影响。在现代化发展过程中，机械设计制造正不断向自动化和智能化方向发展，通过对自动化技术的研究与分析，逐渐提升机械设备的功能性和实用性，进一步强化整体设备的设计效果。目前，我国在机械设计制造及自动化方面取得了一定的成果，逐渐提高了对计算机技术的应用，使机械设计效率得到有效提升，同时，在计算机技术的帮助下，提高设计效果，使工程的建设质量得到进一步的提升。计算机技术能够提升系统的灵敏性，并通过逻辑程序设计，帮助机械设备实现自动化，在该方面我国还有较为漫长的路要走。目前，对自动化系统的设计和制造能力有限，无法与机械设备的设计制造进行更深度的融合。相关研究人员应加强对计算机功能的研究，在进行机械设计的过程中，提高对计算机技术的使用频率，降低设计难度，缩短设计周期，使设计制造更为便捷，从而提高整体机械设备的建设质量。

2计算机技术主要应用内容

摘要：计算机语言是计算机软件开发、设计的核心，逻辑语言需要通过逻辑指令进行编辑，而计算机软件技术则是以计算机语言为基础的形式，通过应用分析需求对逻辑技术开发流程进行制定。计算机系统以不同逻辑语言的应用为基础进行软件设计，并通过在不同领域的应用提升逻辑技术的适应能力。计算机软件的应用使计算机的应用领域和范围得到有效拓展。主要从语言逻辑角度对计算机软件开放设计的策略进行分析。

关键词：语言逻辑；计算机软件；开放设计；现状；策略

一、前言

计算机是社会信息化发展的基础，同时计算机语言是一种以数学逻辑为核心的抽象语言形式，通过逻辑语言的设计可以实现不同语言的应用性能。当前比较常用的计算机语言中包括C语言以及程序设计语言等语言形式。软件开发设计工作主要是以逻辑开发为基础的设计形式，能够使软件满足不同行业发展要求。计算机技术则是以计算机语言逻辑编程为依据，进行语言逻辑开发的，能够满足计算机应用需求的技术形式。计算机通过与逻辑学的结合，使现代逻辑对人工智能的研究内容更丰富，为了开发软件模式，可以通过逻辑分析的方式对开发对象的角色职责进行合理定位，对软件团队生产效率进行改进，可以利用环境评价体系、校园卡等软件形式构建模型。数学逻辑与计算机技术的结合有利于向现代逻辑发展进行转变，当前逻辑研究中向认知领域的转型主要是基于计算机的发展，计算机不断向各知识领域的拓展，使人们对计算机的研发更积极，并逐渐向人类智能化的方向发展。近年来，计算机传统逻辑知识逐渐向多种推理方法和逻辑演变，但是从具体研究情况来看，大部分都是从某一个学科角度进行分析，没有意识到软件工程逻辑的应用。软件工程中涉及到的内容复杂，本文主要从计算机语言逻辑开发角度对软件工程的应用进行分析。

二、语言逻辑开发的现状分析

最早提出逻辑语言的是古希腊的哲学家，随着数学理论的发展逻辑语言也得到进一步的提升，有利于解决各种数学问题[1]。计算机语言的发现和不断升级，转变了人们传统的生活习惯，使传统单一枯燥的生活更丰富多彩，因此计算机技术的发展也促进了第三次科技革命的开展。计算机技术需要以数学模型为基础，并利用逻辑语言进行控制、改善和限制计算机自身的性能。而软件的研发主要是利用二进制语言进行编写，也就是在编制中必须要具有逻辑性保证计算机的正常运转。科学技术水平的发展，使计算机程序编写中逐渐开始应用到高级语言程序，对逻辑关系的要求也更高。逻辑语言从整体上来看可以分为三种形式：第一种为自然语言形式；第二种为带符号数学语言形式；第三种为形式化的逻辑语言形式。其中逻辑语言的出现是基于逻辑学的发展逐渐形成的，主要是通过问题讨论构建与数学相似的特定符号，相对于其他语言形式来说，逻辑语言的严谨性更强，有利于通过逻辑推理的方式向数学语言进行转化，使人们在遇到问题时能够利用计算解决[2]。逻辑语言的使用可以分为两个程序，第一个程序为构建数学模型；第二个程序为通过数学逻辑求解的过程，提升人们的问题解决能力。逻辑语言的应用中可以发现，逻辑语言的普遍性和严谨性比较强，能够对各种问题进行描述，同时不会在问题解决中出现歧义。随着软件在程序中的广泛应用使我们明确，各个程序都可以作为一种数学模型，并利用逻辑语言描述出来。逻辑语言的发展可以分为三个阶段：第一个阶段为自然语言阶段，也是人们文明的发展，在科学技术的影响下，人们思维语言的随意性凸显，缺乏严谨性。自然科学的发展过程中，语言又可以被划分为口头和书面两种语言形式。科学描述中应用的主要为书面语言，书面基于语言逻辑的计算机软件开放设计策略李欣语言本身具有特殊性，通过将这种特殊性在数学科学中的有效应用，以及常用符号的融入，形成数学语言形式。数学语言的发展中又形成逻辑语言，是一种以理论为依据的语言形式，现实生活中的应用非常少。计算机负责逻辑语言的实践，能够将数学的二进制与电路结合，利用逻辑语言对现实中的问题进行解决。计算机程序的应用，促进逻辑语言进入到新的发展阶段。程序设计中需要充分利用逻辑语言提升计算机的严谨性。

三、计算机软件开发现状分析

一、计算机实验教学在培养高素质人才中的作用

计算机实验教学是培养学生实践创新能力的重要教学环节，可以进一步巩固学生所学的基础课和专业课理论。计算机技术是一门技术性和操作性很强的学科，学生是否真正掌握课堂教学所讲授的内容，能否真正发挥学习的积极性和创造性，都要通过实验教学来验证、认可并完成。计算机实验教学不仅培养了学生严谨的学习态度，更重要的是培养了学生科学的世界观和方法论。

二、计算机实验教学管理人员应具备的素质

高校担负着为国家培养高素质人才的历史重任，在贯彻落实科教兴国战略中具有重要的地位。改革开放30年来，高校加大了师资队伍建设的力度，运用科学的教育理念、先进的教学方法和手段，更新并完善教学设备，努力拓宽实验教学渠道，形成了一个现代化的教学园地。计算机实验教学管理人员必须不断提高自身思想和业务技术素质，努力钻研业务知识，以适应学校和时展的要求。

（一）具备良好的思想政治素质和宽容大度、吃苦耐劳的精神

具备良好的思想政治素质就是要努力学习马列主义、思想、邓小平理论和三个代表重要思想，学习和掌握党的教育方针政策，坚持“管理育人，服务育人”的理念，具有高度的事业心和责任感，树立正确的人生观、世界观和价值观。在实验教学中，要牢固树立爱岗敬业的奉献精神和良好的职业道德，积极配合教师和学校做好学生的思想政治工作。计算机实验教学管理人员必须要有吃苦耐劳、宽容大度的胸怀。高校实验教学管理人员属于教辅人员，常常不被重视，只能算是校园的一片绿叶，但缺少了这片绿叶，实验教学工作就无法进行下去，实验教学的质量和效果更是无从谈起。因此，计算机实验教学管理人员虽是教辅人员，但对学校的教学工作起着不可替代的作用，对青年大学生同样肩负着教书育人、管理育人的重任。管理人员应充分认识到自身的价值，在工作中相互支持与尊重，不计个人得失，爱岗敬业，高质量、高标准地完成工作，并用科学的管理方法和热情的服务态度，激励和培养学生正确的学习态度、高尚的道德情操和健全的人格品质。高校计算机实验室一般面向全校的所有专业开放实验，其特点是上机人数多、各专业的系统和应用软件复杂多变，需经常维护和更新。为了适应学校的发展、教学的需要，计算机实验室还要在晚上或双休日等业余时间向学生开放实验，管理人员要牺牲正常的休息时间。对于设备的长期运行、学生的误操作以及计算机病毒的侵害等问题，为了不耽误学生上机实验和正常的实验教学秩序，管理人员要迅速查找原因并及时排除所有故障，这就要求实验教学管理人员要敢于吃苦，具有甘当老黄牛的精神，做好平凡的工作。

（二）具有良好的专业素质和扎实的专业知识

第一篇

1电气工程及其自动化技术的设计

1.1电气工程及其自动化技术的概念

信息技术主要就是指计算机技术和互联网技术等，而物理科学就是指集成电路等硬件设备，由此可以看出，电气工程可以分为硬件和软件两个方面，在实际的设计过程中，也应该分成两个部分来进行。目前电气工程及其自动化技术主要用于工业控制系统中，通过相应的设备和控制系统，能够让生产线自行运转，最大程度上减少人为的因素，通过实际的调查发现，现在很多企业都采用了自动化技术来进行生产，尤其是日韩和西方发达国家，自动化的水平已经非常高，而我国受到各方面因素的限制，目前工业自动化的水平较低。

1.2电气工程及其自动化技术的设计

在实际的电气工程及其自动化技术的设计中，应该从硬件和软件两个方面来进行考虑，通常情况下，都是先进行硬件的设计，根据实际的工业控制需要，针对性的选择电子元器件，首先应该设置一个中央服务器，并采用先进的计算机作为系统的核心，然后选择外围的辅助设备，如传感器、控制器等，通过线路的连接，组建成一个完整的系统。在实际的设计时，除了要遵循理论上的可行外，还应该注意现实中的可行性。由于生产线是已经存在的，自动化控制系统的设计，必须在不改变生产型的基础上进行，对硬件设备的安装有很高的要求，如果设备的体积较大，就可能影响正常的加工，要想使设计的控制系统能够稳定的工作，设计人员必须进行实地的考察，然后结合实际的情况，对设备的型号进行确定。在硬件设计完成之后，还要进行软件系统的设计，目前市面上有很多通用的自动化控制系统软件，但是为了最大程度的提高自动化水平，企业通常都会选择一些软件公司，根据硬件安装和企业生产的情况等，进行针对性的软件设计。

2电气工程及其自动化技术的应用

摘要：计算机技术的不断发展，为现代化机械设计制造等提供了更加便捷的方式，在计算机程序控制及电子技术的基础上，使机械自动化水平不断提升。本文就计算机技术在机械设计制造及自动化中的应用进行探究，简单阐述机械设计制造及自动化的发展现状及计算机技术应用的优势，并对计算机技术在其中的主要应用内容进行分析，尝试对其未来的发展方向进行分析，旨在促进我国计算机应用技术的不断提升。

关键词：计算机技术；机械设计制造；自动化

0引言

计算机技术可分类为不同的技术类型，如利用计算机进行逻辑控制和编程的辅助设计与联动设计技术，或利用计算机电子技术等的仿真与建模技术等，计算机技术已经成为现代化机械设计制造及自动化行业中必不可少的技术种类，其能够有效结合不同技术，融合提升整体的功能效果，从而提高机械设计制造的实际效率，促进制造业的发展，相关研究人员应加强对计算机技术的深入探究，提高该技术的实际应用效果。

1机械设计制造及自动化概述

机械设计制造及自动化是由多种技术和工艺融合的综合性门类，通过将不同的工艺技术进行有机融合，实现对机械设备的有效设计与构建。机械设计制造及自动化水平，直接影响国家的经济和社会发展，对社会的建设和国民经济有着重要的作用和影响。在现代化发展过程中，机械设计制造正不断向自动化和智能化方向发展，通过对自动化技术的研究与分析，逐渐提升机械设备的功能性和实用性，进一步强化整体设备的设计效果。目前，我国在机械设计制造及自动化方面取得了一定的成果，逐渐提高了对计算机技术的应用，使机械设计效率得到有效提升，同时，在计算机技术的帮助下，提高设计效果，使工程的建设质量得到进一步的提升。计算机技术能够提升系统的灵敏性，并通过逻辑程序设计，帮助机械设备实现自动化，在该方面我国还有较为漫长的路要走。目前，对自动化系统的设计和制造能力有限，无法与机械设备的设计制造进行更深度的融合。相关研究人员应加强对计算机功能的研究，在进行机械设计的过程中，提高对计算机技术的使用频率，降低设计难度，缩短设计周期，使设计制造更为便捷，从而提高整体机械设备的建设质量。

2计算机技术主要应用内容

【摘要】

近几年计算机技术的飞速发展使得它在各个领域中的地位越来越显著，应用越来越广泛，在机械设计过程中也逐渐地引入了计算机技术。在计算机技术中有一种单独的辅助设计技术用来辅助各种设计工作，计算机辅助设计技术使得机械设计更加简单高效。机械设计领域自从有了计算机技术的加入开发周期大大降低，企业的经济效益大幅度提高，本文简要介绍了计算机辅助设计技术对机械设计产生的重要作用及计算机辅助设计技术在机械设计中的广泛应用。

【关键词】

计算机辅助设计技术；机械设计；应用

1.计算机辅助设计技术对机械设计产生的巨大影响

计算机技术自从开发出来就引起了人们的极大关注，并且迅速占领市场，在世界上掀起了一场技术改革风暴，现在计算机技术已经悄然潜入人们生活的方方面面，成为人们日常生活中不可缺少的一部分。而计算机辅助设计技术是指通过程序员编程设计一些绘图软件，设计师们利用绘图软件进行设计工作。在机械设计中一个大型机械的设计往往需要画很多的设计图，传统的机械设计都是设计师手动绘制设计图纸，这不但要求设计师具有良好的绘图功底，并且需要消耗大量的时间和精力，如果设计思路中出现了一些误差，想要修改就要重新绘制图纸，极大地浪费了设计师的精力，而有了计算机辅助设计技术设计师只需要学习简单的软件操作就可以快速完成设计图纸的绘制，大大地缩短了图纸的绘制时间，减少了设计师的精力，使工作效率极大提高，并且设计师可以根据自己的思路调整及时地在软件上进行修改操作，有效提高设计产品的质量，并且设计师也可以通过软件模拟设计产品，及时发现产品设计中的不足，使设计产品更加合理。机械设计通常需要很多的步骤，传统的手绘图纸工作量很大，现在全部可以通过计算机辅助设计技术实现，极大地减少了工作量，提高了工作效率。计算机辅助设计技术经过多年实践已经相对成熟，在机械设计中大量应用，对机械设计产生了巨大影响。

2.机械设计中主要应用计算机辅助设计技术的方面