计算机硬件设计范例

计算机是由硬件和软件两个部分组成的，它们保障了计算机的各种作用的实现，硬件和软件二者缺一不可。近几年来，在计算机的技术发展之中，技术人员关注的焦点多是软件开发，而对于硬件的发展则少了许多，这体现出了一定的不平衡性。在计算机技术中，要想取得长足的进步，就不能只注重开发一方面，硬件的发展应该要跟上软件的开发步伐。硬件方面的发展重要的部分就是安全问题，做好硬件安全的设计工作，是目前摆在计算机技术人员面前的至关重要的一个难题。

1计算机硬件的组成

计算机的硬件部分指的是计算机体系中通过电子、机械和光电元件等等构成的种种物理的装置的总的名称。把上述物理的装置依据系统的结构的规范组合出一整个有机的部分为计算机的软件的运行供给物质的基础。从一个容易理解的方面来说，计算机的硬件的功能为输入并且存储程序与数据，同时执行的程序要把数据加工成能够运用的样式。从外在的具体的形象方面来说，电脑由主机箱与外部设备组成。主机箱里面的构造主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等等；外部的设备就包括鼠标、键盘等等。当对于计算机的硬件的各个部分设备具有一定的认识，设计人员才可以在实际的计算机硬件的设计过程中对于安全问题有一定的方向，构造出合理的设计方案。

2计算机硬件安全的基本概述

计算机对于外部环境的要求很高，因此安全问题的其中之一就是关于外部环境的。当要使用计算机进行工作的时候，要注意计算机的使用是在什么样的环境之中，要想使计算机能够高效、正常的工作，那么就应该使得计算机工作在干净、清洁的环境之中。同时计算机的温度不能过高，因此降温设备的辅助非常重要，而且计算机应该要保证电压的稳定，只有尽可能的维护计算机运行时的外部环境，才能保障计算机硬件的正常运作。其次，要保障计算机的硬件安全，还需要依靠一个主要的技术，那就是加固技术。计算机在设计生产过程中运用加固技术后，可以防震、防腐蚀并且防水，经过加固技术过程的计算机可以适应恶劣的环境，比如可以在野外正常工作。计算机的硬件安全有可能对于计算机系统造成安全影响。比如在中央处理器中有可能存在着病毒指令代码，通过外部设备就能够激活病毒，最终会窃取个人的数据信息，使得人们的经济或者是其它方面受到侵害。所以，计算机硬件安全是多方面的，对于计算机整体的安全是重要的。

3计算机硬件设计安全分析

计算机的硬件设计安全问题随着计算机技术的突飞猛进逐渐的凸显了出来，相对应的问题也一一的正在被技术人员逐渐攻破。其实，很难说有哪一项技术能够真正的达到完美无缺，技术不断发展，各种问题也会随之而来，发展技术的过程就是发现问题的过程。对于计算机硬件设计安全问题，解决安全问题的方案也在不断被提出，各种的运用最新技术和材料的创新型方案不断涌现。解决了一些硬件安全问题的，在现在阶段已经普及的使用的硬件系统有安全原语设置、硬件木马检测等等。

随着科技的飞速进步,计算机应用在众多行业领域得到推广,为人们生产生活带来诸多便利的同时,也使得用户的个人信息暴露于网络平台之中,为此,加强计算机应用中的网络安全防护显得至关重要。本文首先阐述了计算机网络安全防护内涵及其现状,其次分析了计算机应用中的网络安全问题,最后论述了计算机应用中的网络安全防护对策,以期为相关人员研究提供一些帮助。

0引言

随着计算机应用的迅速发展,计算机对于人们生产生活而言已变得越来越不可或缺。计算机应用在为各行各业发展创造便利的同时,因为网络漏洞及不法分子的侵袭,使得计算机网络安全问题时有发生,该项问题小到个人信息的泄露,大到国家机密的泄密。所以,提高对网络安全问题的重视水平,加强网络安全防护尤为重要[1]。换言之,人们在发展应用计算机应用的同时,还应注重对网络安全的有效防护,保障信息数据安全,营造良好的计算机网络环境,进一步方可促进网络的健康发展。

1计算机网络安全防护概述

1.1计算机网络安全防护

计算机作为科学技术发展的产物,其属于是一种用于高速计算的电子计算机器,不仅包含硬件系统、软件系统,还涉及与网络向连接的互联网。而计算机应用则主要指的是,计算机软件系统与网络相互连接后的综合成果,是计算机数值计算、逻辑计算、存储记忆等功能的综合体现。就计算机软件系统角度而言,计算机网络安全防护指的是用户个人信息的私密性;就互联网特性角度而言,计算机网络安全防护指的是信息数据的存储、使用的权利仅属于个人,不可被迫转移[2]。综上,计算机网络安全防护的根本内涵是确保信息数据的隐私性、真实性,并用户营造安全健康的网络环境。

1.2计算机网络安全防护现状

摘要：随着互联网技术和计算机科学技术的飞速发展，在“互联网+”的深入应用时代背景下，在人们的生活、工作中，计算机得到了广泛的应用，成为生活中必不可少的工具。计算机系统是由硬件和软件系统组成的，要想保证计算机系统的正常运行，必须定期地对计算机硬件进行维护，如何做好计算机硬件的维护和保养工作，有效降低计算机系统的故障率，延长计算机使用的寿命，为人们的生活、工作提供基础保障，是人们需要深入思考的问题。本文在对计算机新技术背景下硬件维护思想进行介绍的基础之上，对新技术背景下计算机硬件维护的原则和方法进行深入的探讨和思考，希望借助本文能为广大企业计算机管理者、个人用户提供一些帮助。

关键词：新技术；计算机硬件；硬件维护；原则与方法

“互联网+”的信息时代背景下，计算机技术得到广泛深入的应用，计算机逐渐成为各企业、个人工作和学习中必不可少的重要工具，为企业和个人带来了极大的便利。但在使用的过程中，由于缺乏专业技术人员的维护和管理，个人缺乏专业的知识与技术，缺乏对计算机设备的维护，导致了计算机硬件的损坏，缩短了计算机使用的寿命，甚至导致个人和企业重要信息数据的丢失，带来一定的经济损失。因此，计算机硬件的定期维护变得越来越重要。

1新时代背景下计算机维护的意义与作用

在新时代背景下，计算机技术也日新月异，应用范围越来越广泛，特别是移动电子计算机设备的普及，计算机硬件维护显得越发重要。计算机设备是一种高科技产品，不同于手机，硬件结构相对较为复杂，对应用环境（例如温度、湿度、防尘、防水、电压波动、静电、阳光直射等）要求较高，特别是在企业中，由于其工作环境的特殊性，计算机设备长时间处于较为复杂的环境，如果没有定期对计算机硬件设备进行维护，必然严重影响计算机的正常运行和使用寿命。通过定期对计算机硬件设备进行维护（例如除尘、检查散热、电压等），可以有效地降低计算机的故障率，例如灰尘过多将影响计算机系统的散热，导致其工作的不稳定，如果室内湿度过低，还可能引起内部短路，导致硬件设备的损坏。因此，通过对计算机硬件设备的维护，不仅降低了计算机硬件的故障率，提高了计算机系统的可靠性，延长计算机使用的寿命，更为企业的飞速发展提供坚实的信息化基础。

2新技术背景下计算机硬件维护的思想

随着互联网技术的发展，信息化技术时代的来临，计算机技术也得到飞速发展。在新时代、新技术的背景下，计算机硬件的维护也变得更为复杂和重要。因此，计算机硬件维护人员要转变思想，在传统的计算机维护思想上进行创新，将以维护为主的传统硬件维护思想，转变以预防为主，同时要积极的学习新的硬件技术，用新的技术理论指导计算机硬件的维护。

摘要：教学改革是促使教学质量不断优化的主要动力。文章主要针对计算机硬件人才的培养进行探究，提出一套基于OBE的计算机硬件人才递进式培养模式。以期改进教学方式，加强实践教学，培养学生的实际动手能力和操作能力，从而培养出高质量的计算机硬件人才。

关键词：OBE；计算机硬件；教学改革；递进式培养

0引言

OBE（Outcomes-basedEducation）称之为“成果导向教育”或者“面向产出的教育”，由Spady于1981年率先提出，其强调“以学生为中心”的教育理念，打破了“以教师为中心”的传统的教学授课模式。近年来，OBE作为工程教育专业认证的核心目标，正受到国内各高校的广泛关注，并且掀起了一场教育模式的革新。作为“双一流”建设的重点高校，南京邮电大学为了加快实施“一流大学”和“一流学科”建设，立足于自身的特点，对信息类工程技术人才的培养提出了更高的要求，同时也面临着更大的调整，迫切需要加速工程教育的革新。计算机硬件人才是非常重要的信息类工程技术人才，要求熟悉计算机组成原理、微型计算机原理和计算机系统结构等，可以独立承担计算机硬件的设计和应用。当前我国高校在计算机硬件人才培养上存在诸多问题，例如目标制定时，人才定位模糊，专业特色不明显，在实际的培养过程中“广而不精”，缺少针对性的知识培养，或者理论课程安排不恰当，以至于学生硬件专业知识不足，尤其在动手实践方面较差，不能很好地胜任计算机硬件方面的专业工作。笔者所在的南京邮电大学计算机学院于2018年下半年进行了工程教育专业认证，笔者根据多年计算机专业教学和科研方面的尝试和经验[1-2]，结合在专业认证准备工作中的体会，提出了一套基于OBE的计算机硬件人才递进式培养模式。

1OBE的核心

OBE强调如下四个问题[3]：⑴目标：想让学生取得什么样的学习成果？⑵动机：为什么要让学生取得这样的学习成果？⑶手段：如何有效地帮助学生取得学习成果？⑷评价：如何知道学生已取得这些学习成果？运用计算思维去思考这四个问题，我们发现，课程和教育过程由原先的目的变为了现在的手段。如果原有的手段无法为学生特定的能力培养做出贡献，则必需面临改革，即按照图1所示，遵循OBE反向设计原则进行评价和持续改进。OBE核心内容是“培养学生解决复杂工程问题的能力”。“复杂工程问题”是工程教育专业认证的一个老问题，也是一个新问题。“华盛顿协议”对其早有明确定义与界定，而在我国2015年版的《工程教育认证标准》中又做了如下的特别定义：①必须运用深入的工程原理，经过分析才可能得以解决；②涉及多方面的技术、工程和其它因素，并可能相互有一定冲突；③需要通过建立合适的抽象模型才能解决，在建模过程中需要体现出创造性；④不是仅靠常用方法就可以完全解决的；⑤问题中涉及的因素可能没有完全包含在专业工程实践的标准和规范中；⑥问题相关各方利益不完全一致；⑦具有较高的综合性，包含多个相互关联的子问题。此标准中规定，“复杂工程问题”必须具备上述特征①，同时具备上述特征②至⑦的部分或全部。这些之所以在我国工程教育认证标准中反复强调，是因为工程教育首先要建立在对这个核心概念透彻理解的基础之上，否则培养解决“复杂工程问题”的能力就无从谈起。培养解决“复杂工程问题”的能力是一个长期的系统工程，非短时间内可以达成，要重点考察学生的综合素质，其能力范畴包括基础知识、综合能力、专业技能、实践经验、国际视野、文化内涵等众多非暂时性记忆。为了达成这个目标，需要学生、老师、学校、家长、用人单位等多方的共同努力。

2总体方案

1计算机系统维护的重要性与现状

1.1计算机系统维护的重要性

计算机系统维护，主要是对计算机的软件、硬件进行必要的修改与完善，清除系统运行中发生故障、错误的同时，还要让系统更加适应用户环境的变化，通过对原系统的局部进行调整与更新，以满足用户使用需求。从某种程度上来说，计算机系统维护是为了保证系统中的各个要素随着环境的变化始终处于最新、正常的工作状态，进而优化计算机性能与延长使用寿命，处理计算机系统故障问题，只是为了达到预期目的的一个过程，并不是全部。从计算机的使用环境、计算机硬件以及计算机软件三个方面来看，计算机维护结构如图1所示：一般情况下，计算机系统的使用寿命为4-5年，有的使用寿命长的在10年以上，系统维护是在系统实施、投入正常运行之后。虽然，系统维护工作贯穿于整个计算机系统使用寿命之中，但大部分计算机用户对系统运行、维护缺乏正确且全面的认识，并没有掌握有效的维护策略与技巧，使得计算机系统维护容易被忽略。但不可否认的是，计算机系统维护，在整个计算机系统运行中起着至关重要的作用，应该给予足够的重视。

1.2计算机系统维护现状

（1）用户知识水平不足

大部分计算机用户对计算机系统缺乏认识，虽然能熟练地操作计算机系统，但操作准确性、安全性不足，给系统维护带来了不少额外负担。特别是随着高新科技的快速发展，计算机在人们生活、工作、学习中迅速普及与广泛应用，但计算机用户对计算机系统的知识内容和相应技术培训并没有跟上，大部分用户在操作计算机系统时都存在操作不规范、错误操作等现象，导致计算机系统故障较多，给计算机系统维护增加了额外负担。

（2）软件开发与设计缺乏统一标准

1数字化档案相关介绍

数字化档案是档案与现代化的技术有机结合的新型档案信息形态，将档案信息转化成数字信息，应用现代化技术的便捷性，将档案信息进行归档、利用以及资源共享等。这里所说的现代化技术主要包括计算机技术、扫描技术、OCR技术、数字摄影技术、数据库技术、多媒体技术、存储技术等。

2数字档案信息安全问题相关分析

对于档案信息本身来说，无论是传统的档案存储，还是现代化的数字档案，安全问题都是首要问题。由于现代化的数字档案是传统档案与现代化技术的结合，所以影响档案信息安全问题的因素较多，这些因素的出现，对数字化档案信息安全造成了不同程度的影响。以下是对数字档案信息安全问题的具体分析。

2.1数字档案信息的安全管理。

档案信息安全管理问题是决定数字档案信息安全的直接因素。如果安全管理方面存在缺陷，例如制度的不完善、标准不统一、管理措施无效等，必然会失去数字档案信息的基本保障。所谓的数字档案信息安全管理主要包括管理制度、标准、管理措施，不仅如此还包括数字档案信息归档流程等，相关流程不规范也会使数字档案信息安全问题受到威胁。

2.2计算机故障问题。

摘 要:“缺芯”是我国现阶段的“卡脖子”问题，培养动手能力强的计算机硬件人才是解决此问题的一个必要条件。学生在硬件实验课中，难于结合工程项目和实际应用，学习主动性不够高。通过多样化的课前预习、知识化的思政案例、有针对性的课堂指导和完善的指导制度，能有效地提高学生的学习兴趣，使实验课和理论课相互促进，使硬件课程难学的问题得到解决。

关键词: 计算机硬件; 实验教学; 产学融合

1 绪论

计算机硬件课程不仅是计算机专业的主干课程，在电子、自动控制和通信等专业中也起着举足轻重的作用，和如今非常热门的新专业物联网、大数据、人工智能等也息息相关。各高校开设的计算机硬件课程一般有《计算机组成原理》《单片机开发技术》《微机原理》《接口技术》和《ARM 原理与应用》等。这些课程中需要记忆的知识点零碎且很多，部分学生学起来相对困难。由于各届学生之间的相互影响，而导致学生对硬件课程有种先入为主的“怕”。这样，理论教学的不够深入，导致学生对实验课程也没有足够的重视。这种方式培养的学生，毕业后很难从事硬件相关技术开发。近几年，西方一些国家想通过高端芯片的出口限制我国相关产业的发展［1］。因此，大力发展集成电路产业和计算机硬件的研发刻不容缓，努力培养高校学生的计算机硬件知识，使其能更快更好地适应社会职位需求迫在眉睫。实验课程不仅是理论课程的延续，也是其内容的补充和提升。如果因为学生理论课程学习不够深入而淡化实验课程，实验课程内容简单而无趣，则学生更不会主动学习该课程。如果学生理论课程学习较好，而实验课程不够丰富或过于枯燥，则可能会对理论课的学习起负面影响。反之，如果能合理布置实验课程，则能使实验课程与理论课程相互促进，使学生因兴趣而主动学习，使理论与实践共同提高。本文主要从课前操作、思政案例引入、实验指导过程及课程制度激励等方面进行分析，通过对实验课的精心设计与布置，能很好地提高学生学习计算机硬件课程的兴趣，使学生积极主动地投入计算机硬件相关方向的学习与研发当中来。

2 计算机硬件实验课程教学设计与优化

现在，不少高校的硬件实验课都采用教学实验箱，实验箱一般都是从教学设备商处购买，教学设备商同时提供了实验软件和实验题目等丰富的资源。所以，各课程教师只需根据自己的需要，从提供的实验题目中选择若干实验供学生课堂练习即可。这种实验课程模式存在很多弊端，主要表现在: ( 1) 学生仅能按步骤完成实验内容，并不能真正明白实验的操作背景和实际应用场景等。( 2) 实验内容和理论课程及实际工程项目脱节，学生不能通过实验课程深化理论知识的学习，也不知道所做所学在将来的工作中会有什么用处。( 3) 各硬件实验课程孤立，学生不能明白这些课程之间有什么联系，认为学习这些课程枯燥而无用，所以部分学生很难有高昂的学习兴趣和激情。针对这些问题，本文对硬件实验课程进行了优化与设计。

2．1 课前操作

摘要：近几年，伴随着创新驱动发展逐步宣传、推广，我国对于物联网通信给予的投入也逐步增大，在信息化逐步增强的前提下，计算机硬件的改良与优化也有所增快，在应用网络技术后，物联网的宣传与推广范围不断提升。对物联网，在其发展期间，需要应用信息技术，想要紧依时代，就需要对计算机硬件进行构建，以保障网络技术的应用能够最优化。对此，本次对物联网的相关概念、核心技术进行分析、研究，并给出计算机硬件与网络技术应用到物联网中的相关作用，最终，给予计算机硬件与网络技术应用到物联网中的相关对策。

关键词：物联网通信；计算机硬件；对策；网络技术；作用；实践途径

1前言

现阶段，伴随着新兴科技的逐步发展，这在一定的程度上促进物联网应时而生与发展，而计算机硬件与网络技术，其能够发挥出来的作用也愈加凸显，同时，其对物联网也具有十分关键的影响。在物联网中，应用计算机硬件与网络技术，能够提升网络技术在远程操作下的质量与水平，以发挥出计算机硬件与网络技术最大化的应用效果与价值，同时，其还能够满足于节省成本的需要，并提升工作的质量与效率，创建新兴的网络技术格局，让物物、人物间能够彼此互联，保障网络传输的质量与水平均能够增强，最终，促进网络资源的科学化、高效化应用、分配得以实现。

2物联网

对于物联网，其是新兴的计算机技术，加之互联网间彼此融合所生成的产物。“物联网”最开始是被麻省理工学院下的自动识别实验室所给出的，其具体的时间是在1999年。刚开始，对于物联网，其不具有统一的定义，学术领域也并未对其达成共识[1]。在历经数年后，现阶段，物联网已经具有新兴的定义，即：应用互联网技术、通信技术，把传感器、控制设备、人等应用射频识别、传感设备等进行连接，应用控制、数据传输，最后，让人人、物物、人物间，均可以彼此进行通信。物联网相较于以往的互联网，具有更为迅速的传输速度，且其控制也更为便捷，具有更高的智能化。

3计算机硬件与网络技术应用到物联网中的作用