计算机硬件知识范例

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

摘要：在职业教育中，《计算机基础知识》的教学形式多种多样，主要取决于学生的原有知识水平以及教师的教学理念。在互联网时代中，多媒体技术在教育领域内广泛应用，能够充分激发学生的学习兴趣，还能够从不同的视角构建不同课程的知识体系。在中职院校的计算机基础知识教学过程中，多媒体技术的应用需要与课堂教学氛围保持一致。

关键词：中职；多媒体；计算机基础知识；应用

中职院校的计算机基础课程涵盖了计算机的发展历程、计算机网络和系统的基本原理、计算机应用软件的基本知识与操作技能等相关内容，因此更加关注在课堂教学活动中的信息交互过程。多媒体技术能够将信息交互和反馈功能发挥到极致，还能够为中职学生提供更加趣味化和多元化的计算机基础知识教学环境，因此教师更需要关注以学生为本的教学理念。

1中职计算机基础知识教学存在的问题

1.1与实际生活经验存在断层。很多中职教师的教学方法比较刻板，并不能快速适应信息化时代的发展需求，教学内容比较滞后，导致计算机基础知识教学与学生实际生活经验存在比较明显的断层现象，严重影响了中职学生的认知和理解。很多计算机基础知识相对比较抽象，若不能紧跟时代潮流，很容易误导学生对计算机应用模式的认知和理解过程[1]。部分中职院校的计算机基础教材版本较为陈旧，导致教学实际意义并不显著，也影响了中职学生对计算机应用技能的掌握。

1.2多媒体技术的应用比较生硬。部分中职院校的计算机基础知识教学过程比较刻板，多媒体技术的应用形式比较生硬，不利于培养学生的计算机应用能力，还会影响到中职计算机课程的教学效率和质量[2]。如部分中职计算机教师在教学“计算机病毒与防治”的过程中，并不能将近几年内的计算机病毒类型和解决方案进行深度讲解，在利用多媒体教学手段的过程中，很多学生知其然不知其所以然，对计算机病毒的危害性和破坏性了解不够深入。多媒体技术的应用比较生硬，也是中职教师普遍存在的问题之一，会直接影响到学生对计算机基础知识的认知和理解，还会产生一系列连锁性问题，严重影响教学进度。

1.3多媒体技术与计算机基础知识衔接不准确。在应用多媒体技术的过程中，其与计算机基础知识的衔接并不准确，严重干扰了中职学生的正常判断过程[3]。尤其在学习文件系统基本概念的过程中，部分教师会利用多媒体技术集中展示文件系统的具体管理对象与管理过程，并对文件操作的一般原理进行详细分类，但是并不能从多个视角协助学生构建完整的文件系统应用知识结构。

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：在职业教育中，《计算机基础知识》的教学形式多种多样，主要取决于学生的原有知识水平以及教师的教学理念。在互联网时代中，多媒体技术在教育领域内广泛应用，能够充分激发学生的学习兴趣，还能够从不同的视角构建不同课程的知识体系。在中职院校的计算机基础知识教学过程中，多媒体技术的应用需要与课堂教学氛围保持一致。

关键词：中职；多媒体；计算机基础知识；应用

中职院校的计算机基础课程涵盖了计算机的发展历程、计算机网络和系统的基本原理、计算机应用软件的基本知识与操作技能等相关内容，因此更加关注在课堂教学活动中的信息交互过程。多媒体技术能够将信息交互和反馈功能发挥到极致，还能够为中职学生提供更加趣味化和多元化的计算机基础知识教学环境，因此教师更需要关注以学生为本的教学理念。

1中职计算机基础知识教学存在的问题

1.1与实际生活经验存在断层。很多中职教师的教学方法比较刻板，并不能快速适应信息化时代的发展需求，教学内容比较滞后，导致计算机基础知识教学与学生实际生活经验存在比较明显的断层现象，严重影响了中职学生的认知和理解。很多计算机基础知识相对比较抽象，若不能紧跟时代潮流，很容易误导学生对计算机应用模式的认知和理解过程[1]。部分中职院校的计算机基础教材版本较为陈旧，导致教学实际意义并不显著，也影响了中职学生对计算机应用技能的掌握。

1.2多媒体技术的应用比较生硬。部分中职院校的计算机基础知识教学过程比较刻板，多媒体技术的应用形式比较生硬，不利于培养学生的计算机应用能力，还会影响到中职计算机课程的教学效率和质量[2]。如部分中职计算机教师在教学“计算机病毒与防治”的过程中，并不能将近几年内的计算机病毒类型和解决方案进行深度讲解，在利用多媒体教学手段的过程中，很多学生知其然不知其所以然，对计算机病毒的危害性和破坏性了解不够深入。多媒体技术的应用比较生硬，也是中职教师普遍存在的问题之一，会直接影响到学生对计算机基础知识的认知和理解，还会产生一系列连锁性问题，严重影响教学进度。

1.3多媒体技术与计算机基础知识衔接不准确。在应用多媒体技术的过程中，其与计算机基础知识的衔接并不准确，严重干扰了中职学生的正常判断过程[3]。尤其在学习文件系统基本概念的过程中，部分教师会利用多媒体技术集中展示文件系统的具体管理对象与管理过程，并对文件操作的一般原理进行详细分类，但是并不能从多个视角协助学生构建完整的文件系统应用知识结构。

一、计算机硬件教学在当前高职院校中状况

计算机硬件的教学目标不够清晰，存在着很大的随意性。在设置课程中存在着两方面的误区：第一，课程名称变动大，且种类繁多；第二，对其他本科院校的教学方案进行盲目套用，很多地方根本就不与高职院校的师资条件、教学以及学生的学习能力相适应，显然更没有特色可言了。在教学内容上也没有与时俱进，很多仍然还是以讲授意8086硬件体系为主，很少介绍硬件方面的新架构、新技术、新理念，如，硬盘方面的并口与串口、微处理器方面的单核与多核技术等等。在硬件教学方面，理论得很多，缺乏动手实践，如在详尽讲述处理器内部结构时，很多学生都是云里雾里的，对学生来说没有太高的实用性，而于学生具有较强实用性的现代微机部件的基本原理、优化组合、性能指标等等老师又很少进行讲解。

二、高职院校改革计算机硬件教学的重大意义

从上面分析当前高职院校的计算机硬件教学状况来看，改革其教学意义就非常重大。

1、高职院校的生命线就是学生就业率的提升。提升学生的就业率可以说是高职院校教学的最基本目的，解决学生的就业问题既是学生和家长的重要诉求，也是高职院校维持生源稳定和提升社会会声誉的基本保障。大学生难以就业的重要原因就是缺乏实践经验，使得用人单位很难招到本单位需要的学生。改革计算机硬件教学的根本意义就在于将学生的就业门路努力拓宽。在教学中，笔者认为必须以实际应用为基础，切实培养和提高学生的实践动手能力，教学内容必须紧扣当前主流微机，对原理的剖析不宜做得过深，适宜从实用角度出发以粗线条的方式给学生一个整体印象。这样的硬件教学有利于学生在IT业中从事网络工程、销售、组装、维护等等方面的工作。

2、改革硬件教学是为了更好地迎合高职院校的学生特点以及其学习要求。本科教育在当今社会大众化程度较高，在种社会大背景下，高职院校的学生普遍具有的特点是：第一，学生的学习能力与基础知识在整体上不及其他本科院校的学生，其原因很多就是由当前的中学教育和高考制度造成的；第二，学生兴趣在于实用性较强的技术，对学习理论和逻辑思维没有太多的兴趣，其原因有二：其一，由于学生自身长期的学习习惯造成的；其二，学习目的造成的，在这些学生中几乎没有继续深造的实际需求，如考研等，只想如何更加理想地就业。第三，学生在学习属于冲动型，缺乏耐力、恒心和自信心，在遇到困难时往往表现为望而却步和遇难而退。第四，这些学生思维灵活，兴趣也较为广泛，他们一般都有较强的成就感欲望，他们迫切地想学到自认为实用性很强的技术和知识。因此，笔者认为在教学中不能强制高职院校学生学习规定的内容，做到因势利导，对理论教学，老师要从应用的角度，尽可能地采取项目驱动教学法和案例教学法。在硬件体系结构讲授部分后，其教学重点就应该是讲授简单EDA设计、嵌入式电子产品的基本原理以及其简单的制作。使学生能够利用常用工具和仪器成功制作出简单实用的电子产品，使学生产生成就感，对学生的兴趣培养和提高有着极其重要的作用。

三、改革高职院校中计算机硬件教学的具体措施与策略

本文作者：于世梁 单位：中共江西省委党校现代科技教研部

随着计算机应用的普及，计算机节能环保问题越来越受到社会的重视。对大多数人来说，由于计算机知识的缺乏，对计算机应用过程中的能耗和对环境的影响等了解不多，从而造成计算机节能环保意识淡薄。目前，我国已经成为计算机消费大国，提高广大民众计算机节能环保意识，培养他们良好的计算机操作习惯，对于满足“绿色环保，低碳生活”的社会需求，有着十分重要的意义。

一、计算机硬件的能耗及对环境的影响

计算机硬件由各种电子部件和设备组成，这些部件和设备在工作时都要消耗一定的电能。但一台计算机工作时的能耗到底有多少，很多人没有具体的数量概念。同时，由于组成计算机硬件的各种电子元件、电脑耗材本身包含一些对人体和环境有害的元素，所以对废旧计算机及耗材的不当处理，会对环境造成一定的影响。

1．计算机硬件的能耗问题。计算机硬件是由各种电子部件和设备组成的，它主要包括:中央处理器(CPU)、内存储器(RAM、ROM)、输入设备(键盘、鼠标)、输出设备(显示器、打印机、音箱)、外存储器(硬盘、U盘、光盘)、各种板卡(主板、显卡、声卡)等，这些部件和设备在工作时都有一定的能耗。图1所示的是使用“鲁大师”软件测出的“联想启天M4780”台式电脑各设备在最大工作负荷下的理论功耗(若显示器改用16英寸液晶显示器，则测得的显示器功耗为20瓦)。据测算，一台普通台式计算机工作时的能耗大约在200～300W之间，假设一台计算机的功耗为250W，一天工作8小时，则每天的耗电量为2000W，即2度。若一个月按30天计算，则一台计算机的耗电量为60度。一个单位或学校往往有成百上千台计算机，这些计算机的耗电量总和将是一个不小的数字。

2．计算机硬件对环境的影响。计算机和其他电子产品不同，它的硬件组成非常丰富。除了基本的设备如主机、显示器、键盘和鼠标外，计算机还有大量的辅助设备，如打印机、扫描仪和外部存储器等。由于计算机更新换代快，外部设备的耗材使用量大，所以在处理废旧计算机和耗材时必须采用科学的方法，否则会对环境造成一定的影响。

(1)显示器是计算机必备的设备之一。目前显示器主要有两大类，即CRT显示器和液晶显示器。传统的CRT显示器是靠电子束激发屏幕内表面的荧光粉来显示图像的，工作时会产生辐射，这种辐射对人体和环境都有一定的危害。液晶显示器是采用液晶材料发光的方式来显示图像的，不仅省电而且环保，因此在选购计算机时应尽量选择液晶显示器。对于还在使用的传统CRT显示器，要养成暂时不用计算机时关闭显示器电源的习惯，这样不仅可以节能，而且可以减少对周围环境的辐射影响。

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