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[關鍵詞]硬件課程 教學改革 實踐教學課程化
1.計算機專業(yè)硬件系列課程教學改革的必要性。計算機硬件知識的教與學對于高校計算機專業(yè)的重要性是不言而喻的。上世紀五十到八十年代,我國一些學校的計算機及應用專業(yè)基本上是以計算機硬件技術的教育為主,致力于計算機硬件技術專業(yè)人才的培養(yǎng)。近年來計算機軟、硬件,特別是計算機網絡快速、蓬勃地發(fā)展,我國計算機專業(yè)教育的內容、形式也都發(fā)生了很大變化,但在廣大學生的學習過程中,不論是學習態(tài)度還是學習效果,都普遍出現了“重軟輕硬”的傾向,在這種傾向的背后,必然隱藏著硬件課程教與學中存在的一些問題,這無疑對國內高校硬件類課程的教學提出了新的更高的要求;提高學生的綜合素質,培養(yǎng)目標由知識型向高素質的復合型人才轉變,是大學本科計算機專業(yè)教學所面臨的又一新課題,在計算機硬件系列課程的教學過程中,如何根據計算機技術的高速發(fā)展進行知識的合理優(yōu)化,采用什么方式更有效的進行課堂教學,如何引導學生學習硬件知識的主動性,如何進一步提高學生硬件動手能力等等,所有這些問題只有通過對計算機專業(yè)硬件系列課程進行教學改革,才能得以圓滿解決。
2.目前計算機硬件系列課程教學存在的主要問題。
2.1 教材與教學內容陳舊、落后,跟不上計算機科學與技術發(fā)展的步伐。一方面,隨著計算機硬件技術飛速發(fā)展,真正能反映當今世界硬件領域技術的教材太少,教學內容大多較舊,計算機硬件課程未能跟上技術的更新,其相應的實驗設備和條件幾乎為零;另一方面,計算機硬件知識不直觀,最新的硬件知識往往包含許多較復雜的技術,講述起來抽象、枯燥,學生較難學習和理解,因此許多教師偏向于講述舊的知識。
2.2 學生中存在“重軟輕硬”傾向,硬件動手能力較差。目前計算機教育存在著重軟輕硬的傾向。很多學生對硬件課程的了解甚少,認為硬件課程只是學習計算機的內部工作原理,在計算機應用當中無關緊要,認識不到硬件技術在應用方面的重要性,再加上相應的實踐環(huán)節(jié)難以保證,課程考試評價體系中對硬件實踐能力的不重視,導致學生在學習中缺乏積極性。
2.3 各門課程內容銜接存在問題,教學效率不高。計算機是一個由硬件和軟件組成的龐大的復雜系統(tǒng),計算機知識有著很強的系統(tǒng)性。而在目前的教學中,硬件課程知識與軟件課程知識之間缺乏足夠的交叉和互補,學生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統(tǒng)中的作用。另外,在硬件課程之間也缺乏充分的銜接,有些知識點重復或缺失,這些都導致了學生的知識體系不系統(tǒng)、結構不健全。
2.4 缺乏創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前高校中開設的硬件實驗課程大多以驗證性實驗為主,教師往往提供了實驗的所有環(huán)節(jié),大部分學生在做實驗的過程中,基本上不對實驗的實用性進行延伸思維,只按設定好的正確線路、程序、步驟、數據一一照做。這樣的實踐不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),成了另一種形式的理論學習通過實驗達不到理論與實踐相結合的目的,達不到培養(yǎng)學生初步科研能力的要求。
3.關于計算機硬件系列課程教學改革的思路。
3.1 改革教學內容,構建科學的、系統(tǒng)的計算機硬件教學體系。
3.1.1 計算機硬件系列課程教材目前存在的主要問題是知識陳舊、落后跟不上計算機科學與技術的發(fā)展步伐,這種現象在基礎教材中尤為突出。為適應計算機科學與技術飛躍發(fā)展的需要,教材叢書應具有先進性和時代特征。并且每隔一二年做一次小的調整,每隔四五年重新修訂出版。教材要緊跟計算機科學與技術的飛速發(fā)展是不可能的,況且知識的傳授不能受教材的制約,因此,計算機硬件系列課程教學中應注重知識的更新,計算機硬件技術的發(fā)展、更新速度是驚人的,這要求教師時刻關注最新發(fā)展動態(tài),及時了解本學科的新技術、新趨勢,及時調整更新授課內容,使該課程能夠反映學科的發(fā)展前沿。教師授課時注意知識點的延伸性,即從知識點最早出現的基本原理發(fā)展到目前技術狀態(tài)的過程,這樣可以減少學生理解的抽象性,從而提高學生的學習積極性。
3.1.2 在充分分析原計算機專業(yè)所開設的《數字邏輯》、《計算機組成原理》、《操作系統(tǒng)》、《匯編語言程序設計》、《計算機接口技術》、《計算機體系結構》、《單片機原理》和《嵌入式操作系統(tǒng)及應用》等硬件課程教學內容和教學時數的基礎上,剔除掉不必要和重疊的教學內容或課程,增加新的必須的教學內容或課程,構建出符合現在計算機硬件教學需要的,面向工程應用的課程體系方案和相應的教學內容。如縮減《大學物理》學時,增加((EDA技術》課程,借助EDA技術學生能完成涉及多門硬件類課程的實驗,在不同的學習階段,學生學習了相應的硬件課程后,就可以采用EDA技術,自行設計與本課程相關的實驗設計或復雜應用系統(tǒng)設計。將EDA技術的應用貫穿于計算機硬件體系實驗教學,使學生調試、驗證自己的設計項目成為可能,為學生的自主實驗提供廣闊的發(fā)展空間,學生的自主設計能力和創(chuàng)新意識都得到極大提高,避免了學習的抽象、枯燥,增強學生學習硬件課程的興趣,提高動手能力,有助于解決學生“重軟輕硬”的認識問題。
3.1.3 構建新的硬件課程體系,解決硬件課程之間的銜接問題,提高教學效率。該課程體系由必修課程、選修課程及配套實踐三部分組成。必修課包括“組成原理”、“接口技術”、“系統(tǒng)結構”等基礎課程。為適應社會需求,在選修課中增加“EDA技術”、“計算機控制技術”、“嵌入式系統(tǒng)”等社會需求較強、實用價值高的應用性課程,同時新開了“模型機設計與組裝”、“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統(tǒng)實踐”等實踐課程,保證課程體系的實用性與先進性。硬件系列課程從體系結構上劃分為三個層次:基礎層、應用層和提高層,其課程間的關系如圖1所示。基礎層為“數字電路”與“組成原理”。“數字電路”課程雖然在教學體系上不屬于計算機硬件系列課程,但它是計算機硬件系統(tǒng)的技術基礎,是必修的前續(xù)課:“組成原理”介紹計算機的基本組成和工作原理,解決整機概念;以"EDA技術”的應用為基礎,通過“金工電子實習”與“模型機設計與組裝”兩門實踐課程,強化學生的硬件動手能力。在應用層中,通過“接口技術”介紹應用層的接口和相關外設,以“嵌入式系統(tǒng)”等三門實用性強的課程作為選修課,每門課程都配有相應的實驗環(huán)節(jié),并通過“硬件綜合實踐”、“嵌入式系統(tǒng)實踐”強化學生對基礎知識的掌握和綜合應用。提高層為“系統(tǒng)結構”及“性能測試與分析”實踐課程,通過學習和實踐,能夠使學生比較全面地掌握計算機系統(tǒng)的基本概念、基本原理、基本結構、基本分析方法、基本設計方法和性能評價方法,并建
立起計算機系統(tǒng)的完整概念。
3.2 改革課堂教學模式和教學方法,提高教學質量。教學實踐證明,以課堂理論教學為主,實驗教學為輔的培養(yǎng)模式,無法滿足計算機硬件系列課程教學的要求,必須改造為以工程應用為目的,以項目驅動案例教學為手段的高效、實用的人才培養(yǎng)模式。教師先講解相應知識的項目案例,然后設立新項目,由學生去實施和完成。比如《計算機組成原理》課程,可以設立定點運算器、時序發(fā)生器及時序分析、計數器設計、微程序控制器設計等一系列項目,采用“課外為主、課內為輔”的方式,即學生領取任務后,通過課余時間進行資料查閱、討論、設計和實驗,以及完成項目保報告書等;然后使用課內少量學時,由教師進行引導,選取部分學生報告項目完成情況,進行簡短答辯和討論。該方式既不影響課堂教學內容和教學進程,又能使學生充分利用業(yè)余時間積極、主動地學習,同時,課堂上的適當討論也能活躍課堂氣氛。通過這種項目案例教學模式可以有效地鍛煉學生的自主性,提高學生學習的積極性和效率。
3.3 建立實踐教學課程化的教學模式,保證硬件設計的連續(xù)性。計算機軟、硬件設計能力是計算機專業(yè)本科必須具備的能力,在一般高校,很多只是注重了軟件的設計能力培養(yǎng),在軟件類課程的開設中,保證軟件設計的四年不斷線,而硬件設計卻很難保證。因此,在硬件課程實踐教學的安排上也要保證設計不斷線,使學生能真正理解計算機結構的系統(tǒng)性并能進行相關的設計。
我們的改革措施是去除與單一理論課程對應的課程設計等實踐環(huán)節(jié),理論課程內只保留最基本的實驗,達到幫助學生理解基本理論的目的,其他實踐教學內容進行系統(tǒng)性整合,按照學期單獨設課,形成完整的實踐教學系統(tǒng)。
3.4 建立科研導師制度。為學有余力的學生,提供一個學習和培養(yǎng)技術特長的機會。由硬件應用系統(tǒng)開發(fā)經驗豐富并申請有科研課題或技術服務項目的教師擔任導師,吸收對該課題有興趣和能力的學生參加并共同完成,同時負責學生的學習規(guī)劃制定和在課外直接指導學生的創(chuàng)新性實驗、產品制作、參加電子競賽、軟件制作大賽和挑戰(zhàn)杯比賽等。學院為特長生提供學習環(huán)境和機會,學生通過參加課題來提高自己的實踐能力和工作經驗,培養(yǎng)其濃厚的學習興趣和學習主動性。
3.5 改革考試、考查方式。考試方法改革突破了單一的理論知識考核和傳統(tǒng)的閉卷考試方式,實現對學生的綜合能力和實訓過程考核。具體要求為加大平時考核比重;注重實踐操作考核;考試方法的改革將促進學生學習的自覺性和主動性。
4.結束語。對計算機硬件課程教學改革,筆者在實踐中作了初步的嘗試,對推進課堂教學建設,改革課程教學體系,改進教學方法,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力,提高課程的整體教學水平和教學質量起了一定的推動作用。
參考文獻
1 宋人杰等,計算機專業(yè)硬件系列課程教學改革探討[J],東北電力大學學報,2007(5)
關鍵詞:信息化進程;計算機硬件學科;工業(yè)化產業(yè);持續(xù)自主創(chuàng)新
中圖分類號:TP3-4文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2012) 02-0000-02
Continuous Independent Innovation of the Construction of Computer Hardware Disciplines in the Process of Information
Gong Kun
(Guangdong AIB Polytechnic,Guangzhou510507,China)
Abstract:At present,China's information industry is also in constant rapid development of the process of development of information technology,computer hardware disciplines to join the ranks of its development,and has long adhered to the sustainable development of the innovation concept.This paper first introduces the process of development of information technology,and then analyze the main principles of construction of the discipline of computer hardware innovation,adhere to the last clear exposition of the discipline of computer hardware,the positive measures taken by the continuing innovation in the construction of
Keywords:Information technology processes;Discipline of computer hardware;Industrialization industry;Continuous innovation
一、信息化進程的概況
信息化的概念主要產生在19世紀末二十世紀初,它主要開始應用在財稅的信息方面,國家財政部和國稅總局根據工作實際, 已經構建和完善了政府財政(稅收)管理信息系統(tǒng),即“金財工程”和“金稅工程”。我國的信息化經過多年的發(fā)展以來,財稅信息化建設取得顯著的成績,初步建立起了電子財稅,整體化,以“集中收支”和稅友征管軟件為核心,以大型數據庫為基礎,電子化科學管理,更高效,推動信息化時代的新的篇章。
隨著網絡時代的到來,計算機硬件學科已經不斷的更新換代,并融合到了企業(yè)的生產和經營管理中,信息化的進程中計算機硬件也在此發(fā)揮著越來越重要的作用,給人們的生活也帶來更多的便利。
從圖表1中我們能看到計算機硬件學科的發(fā)展趨勢,同時也反映了信息化的促進作用,為計算機硬件學科的持續(xù)的自主創(chuàng)新提供了應有動力。
圖標1:計算機硬件學科的發(fā)展趨勢
二、計算機硬件學科建設要遵循的原則
(一)創(chuàng)新發(fā)展原則
創(chuàng)新發(fā)展是轉型升級新動力。要學會對信息化創(chuàng)新發(fā)展的學習,要堅持計算機硬件學科創(chuàng)新的發(fā)展原則,以創(chuàng)新發(fā)展來促進計算機硬件的學科建設、為計算機的學科建設的提供更好的創(chuàng)新的原則和理念。
(二)低碳發(fā)展原則
低碳發(fā)展是構建工業(yè)化產業(yè)發(fā)展的必備因素。把節(jié)能減排作為信息化與工業(yè)化融合的重要切入點,加快低碳發(fā)展原則的不斷深入、計算機硬件的學科建設發(fā)展也會不斷的推進,逐漸完成低消耗、可循環(huán)、可持續(xù)計算機硬件學科建設歷程,保證信息化高速發(fā)展進程中的計算機硬件的不斷持續(xù)發(fā)展的步伐。
(三)智能發(fā)展原則
智能發(fā)展是現代企業(yè)生產的新體系。如何把智能發(fā)展原則更好的貫徹到計算機硬件學科建設中,是我們應該努力做到的事情。加強智能化的發(fā)展為企業(yè)發(fā)展提供了更多的智力支持和智能保證。計算機硬件的要持續(xù)發(fā)展就必須堅持智能發(fā)展原則。
(四)和諧發(fā)展原則
和諧發(fā)展是推動計算機硬件建設的有利環(huán)境。要認真的發(fā)展企業(yè)的引導作用,指引企業(yè)將計算機硬件建設作為企業(yè)發(fā)展策略的重要組成部分,要切實的發(fā)揮和調動方方面面的作用,保證和諧原則的落實。提高信息化進程中計算機硬件建設發(fā)展的步伐。
三、計算機硬件學科建設長期發(fā)展的措施
(一)推進創(chuàng)新“兩化”深度融合
推進創(chuàng)新“兩化”深度融合是堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施之一,要建立創(chuàng)新“兩化”深度融合的工作機制,完善企業(yè)的計算機硬件設施,合理的對企業(yè)的計算機硬件系統(tǒng)進行升級,堅持中央企業(yè)首席信息官制度,完善企業(yè)計算機硬件的領導機構,構建和諧的有效的企業(yè)計算機硬件學科機制。不斷地鼓勵國家的各個企事業(yè)單位計算機硬件機制的合理的創(chuàng)建,要不間斷地指引國家的各個企事業(yè)單位,根據自己地區(qū)的特殊情況確立計算機硬件系統(tǒng)的完善。引導和支持民營企業(yè)的創(chuàng)新“兩化”深度融合。堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展,就要推進創(chuàng)新“兩化”深度融合,才能更好的加快計算機硬件建設明天發(fā)展的歷程。
(二)開展典型示范工作
開展典型示范工作是計算機硬件學科堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施之二。在國家新型工業(yè)化產業(yè)示范基地建設中,圍繞改造提升傳統(tǒng)產業(yè),加強開展典型示范工作。特別是發(fā)展生產業(yè)和促進計算機硬件學科的發(fā)展,推進“兩化”深度融合典型示范發(fā)展的路線。組織開展以促進“兩化”深度融合為主題的活動,大力宣傳各地區(qū)、各行業(yè)和典型企業(yè)的成功經驗和有效做法。積極通過媒體、網上展示和博覽會等形式擴大推廣計算機硬件學科的范圍和深度。
(三)完善計算機硬件學科體系
完善計算機硬件學科體系是堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施之三。要積極的組織,行業(yè)的計算機硬件學科培訓和發(fā)展計算機硬件學科的規(guī)劃和計算機硬件學科建設的實施、系統(tǒng)運維和專業(yè)培訓為一體的計算機硬件學科創(chuàng)新發(fā)展體系。發(fā)展和完善一批面向工業(yè)行業(yè)的低成本、安全可靠的計算機硬件學科建設平臺。組織實施企業(yè)計算機硬件學科建設,提升行計算機硬件學科建設中的解決方案。開展“兩化”融合帶動國產硬件發(fā)展試點示范工作。堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展,就要完善計算機硬件學科建設體系,才能更好的加快計算機硬件建設信息服務的健全發(fā)展。
(四)培養(yǎng)創(chuàng)新性人才
培養(yǎng)創(chuàng)新性人才是計算機硬件學科建設的持續(xù)自主創(chuàng)新的必要前提。不同的時代造就不同的人才,在現代計算機普遍高速發(fā)展的時代,伴隨著信息技術的不斷更新發(fā)展,有些企業(yè)提出了人才培訓的措施,不斷的培養(yǎng)創(chuàng)新性人才,使其為企業(yè)的經濟有新的發(fā)展。科學修訂信息領域國家職業(yè)技能鑒定標準,積極推進行業(yè)職業(yè)技能鑒定工作和高技能人才選拔工作。鼓勵開展信息技術聯合創(chuàng)新、應用示范、人才培訓和評估認證等領域的國際交流與合作,支持國內相關組織和企業(yè)參與相關領域國際標準的制修訂。
(五)強化信息化和生產業(yè)的融合
強化信息化和生產業(yè)的融合,就要建立實用、高效的計算機硬件學科數據庫等公共服務項目,提高資源共享的計算機網絡平臺。鼓勵企業(yè)工業(yè)化生產的規(guī)劃發(fā)展,企業(yè)要加對工業(yè)化生產的引導。推動計算機硬件的在工業(yè)化生產中的應用。合理的整合計算機硬件學科建設的資源,完善信息化和生產的融合,不斷的發(fā)展數控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、保證信息化市場的為計算機硬件設備發(fā)展中提供更多信息技術來源。強化信息化和生產業(yè)的融合也會為計算機硬件學科建設的持續(xù)自主創(chuàng)新提供更好的技術支援。
(六)推動計算機硬件學科建設發(fā)展
推動計算機硬件學科建設是信息化進程中的持續(xù)自主創(chuàng)新的主要任務。強化計算機硬件學科建設規(guī)劃方案,提高計算機硬件學科建設中的培訓,其是為了更好地推動計算機硬件學科建設,完善計算機硬件學科建設的發(fā)展。計算機硬件學科建設的持續(xù)自主創(chuàng)新的服務功能相對落后,要明確對其計算機硬件學科建設發(fā)展方向,大力支持計算機硬件學科建設,在服務領域的技術的廣泛運用,以此同時,要規(guī)范信息化領域服務的招投標行為,為計算機硬件學科建設的持續(xù)自主創(chuàng)新提供一定的信息支持和保障。
(七)不斷強化物聯網的使用
積極推動云計算和物聯網應用是計算硬件技術研發(fā)取得突破,積極面向新的國際化發(fā)展和經濟發(fā)展的不斷的需求、不斷地為推動云計算和物聯網的應用提供了發(fā)展平臺。主要針對基礎設施、工業(yè)化發(fā)展、物流事業(yè)各個領域的應用,進行物聯網應用示范。提高物聯設置、智能技術、傳感器等其他的應用系統(tǒng)的研究以及其產業(yè)化。積極推動云計算和物聯網應用,為計算機硬件學科建設的持續(xù)自主創(chuàng)新奠定基礎。
四、總結
信息化進程中計算機硬件學科建設的持續(xù)自主創(chuàng)新,我們以工業(yè)的信息化發(fā)展為例,提出了創(chuàng)新“兩化”深度融合推進機制、組織廣泛開展典型示范工作、加快發(fā)展和完善行業(yè)信息化服務體系、加強人才隊伍建設和國際交流、加強信息化與生產業(yè)融合發(fā)展、加強信息化與生產業(yè)融合、加快和規(guī)范信息服務業(yè)發(fā)展、積極推動云計算和物聯網應用等七個方面的措施。隨著信息化進程的推進,創(chuàng)新能力成為高層次人才的必備的基礎素質。學校作為高層次人才的培養(yǎng)基地,要重點對人才的培養(yǎng)建立計算機學科建設,只有具備了一流的學科水平,才能培養(yǎng)和造就高素質的創(chuàng)造性人才,才能促進相關學科的科學技術水平的研究;為了計算機學科建設在信息化進程中創(chuàng)新的持續(xù)發(fā)展,就必須認真的遵守計算機硬件學科建設的原則,就必須采取堅持自主創(chuàng)新長期發(fā)展的措施,才能更好的為計算機硬件學科建設的不斷持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
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關鍵詞:計算機硬件;集成電路設計;教學改革
信息系統(tǒng)工程教育論壇我院計算機科學與技術本科專業(yè)始建于1987年,歷經20年的發(fā)展,為油田及相關企事業(yè)單位培養(yǎng)了大量的計算機應用人才。“具有良好的科學素養(yǎng),系統(tǒng)地、較好地掌握計算機科學與技術包括計算機硬件、軟件與應用的基本理論、基本知識和基本技能與方法,能在科研部門、教育單位、企業(yè)、事業(yè)、技術和行政管理部門等單位從事計算機教學、科學研究和應用”是本專業(yè)的培養(yǎng)目標。基于這個培養(yǎng)目標,結合目前計算機硬件技術最新發(fā)展現狀及趨勢,提出本硬件系列課改方案。
一、硬件系列課改的目的及意義
當前,計算機在信息社會中充當了重要角色,也是發(fā)展最為迅速的一門學科。隨著這門學科的不斷發(fā)展,目前,計算機核心技術愈來愈集中在集成電路芯片設計和軟件設計這兩項技術中,其中CPU和OS設計技術是最核心的兩項技術,特別是高性能計算機技術一直是衡量國家實力的一個重要標志。在硬件系列課程里,培養(yǎng)學生CPU及相關硬件的設計能力,培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新并能夠設計出擁有自主知識產權的計算機部件的能力,是當前計算機硬件課程重要的改革方向,也是目前社會迫切需要的計算機硬件人才[1]。因此,適應當前計算機硬件技術的發(fā)展及社會對計算機硬件人才的需求,及時調整硬件系列課程的培養(yǎng)方向,既有利于學生及時掌握最新的計算機硬件技術,又有利于學生及時把所學知識轉化為社會生產力,對擴大我院學生就業(yè),樹立我院計算機科學與技術專業(yè)學生良好的社會形象意義深遠。
二、硬件系列教學的國內外發(fā)展現狀及趨勢
由于我國的制造業(yè)比較落后,一直以來,計算機硬件的核心技術未能被國內掌握。相應地,在計算機硬件教學中,像計算機組成和計算機體系結構等重要硬件課程,傳統(tǒng)上僅僅以講授、分析原理為主,且內容不能適應現代計算機技術的發(fā)展[2]。國外一些知名大學非常重視計算機硬件的教學,美國的許多高校本科計算機專業(yè)中都無一不是安排了CPU設計方面的課程和實驗內容。例如麻省理工學院計算機專業(yè)的一門相關課程是《計算機系統(tǒng)設計》,學生在實驗課中,須自主完成ALU、單指令周期CPU、多指令周期CPU乃至實現流水線32位MIPS CPU和Cache等的設計。Stanford大學計算機系的本科生也有相似的課程和實驗。隨著計算機硬件技術的不斷發(fā)展,國內開展硬件設計技術的條件已逐漸成熟,這主要得益于計算機硬件發(fā)展中的兩個重要技術,一是大規(guī)模可編程邏輯器件CPLD/FPGA的成熟,可以在一個芯片中通過編寫硬件描述語言設計CPU和全部的相關硬件電路,減輕了硬件芯片間連接的復雜性,同時消除了硬件制造的限制。二是硬件描述語言的成熟,以VHDL和Verilog VHDL語言為代表的硬件描述語言,可以通過編寫程序的方式來描述極其復雜的硬件電路邏輯,大大降低了以前采用手工方式設計硬件電路的復雜性。國內的一些知名大學,在最近幾年里,也相應地增加了硬件電路設計在教學中的比重,據我們了解,清華大學、電子科技大學、哈工大、哈理工等一些學校,已經修改了計算機組成原理及計算機體系結構等方面的課程教學內容,把利用CPLD/FPGA和硬件描述語言設計CPU及其相關硬件電路作為重要內容加入到課程體系里,取得了良好的教學效果,大大加強了學生對計算機工作原理的理解及計算機硬件的設計能力,逐步實現了與發(fā)達國家高校計算機本科教育的接軌。
三、目前我院硬件系列教學現狀及不足
計算機科學與技術本科專業(yè)硬件系列主要課程設置始于20年前,期間雖經過部分調整,但基本教學內容依然延續(xù)20年前的知識體系。按授課先后次序排列,這些課程包括:《數字邏輯與數字電路》、《計算機組成原理》、《數字系統(tǒng)設計自動化》、《計算機體系結構》、《單片機原理及應用》、《嵌入式系統(tǒng)》、《硬件課程設計》等7門。基于當前硬件課程系列教學現狀,我們認為存在以下的不足:1.從整體上看,硬件系列教學內容過于強調基本原理和基本方法,缺少能夠驗證原理、實際實現這些原理及方法的手段,導致學生缺少動手能力,對原理和方法認識模糊,會說不會做的現象比較嚴重,創(chuàng)新能力較弱。2.《數字邏輯與數字電路》和《數字系統(tǒng)設計自動化》,這兩門課之間存在較大的聯系,在內容上存在承上啟下的關系,前者是講述數字電路的基本概念、組合及時序電路的傳統(tǒng)分析設計方法,后者則介紹組合及時序電路的現代分析設計方法,基于目前的教學實際情況,可以合并成一門課講述。3.《計算機組成原理》和《計算機體系結構》是計算機科學與技術本科專業(yè)非常重要的兩門課,通過這兩門課的學習,應使學生能夠設計簡單的CPU及相關的硬件電路,從而加深對基本原理、基本方法的理解,增強實際動手能力。基于現在的教學內容及教學手段還無法達到上述目的。4.《單片機原理及應用》和《嵌入式系統(tǒng)》兩門課存在較大的內容交叉。這兩門課都是講述特定計算機在控制及嵌入式產品中的應用,《單片機原理及應用》這門課介紹的是8位機MCS-51的原理,《嵌入式系統(tǒng)》這門課介紹的是32位機ARM的原理,鑒于目前嵌入式領域的發(fā)展現狀及趨勢,建議取消《單片機原理及應用》這門課,以避免課程內容重復。5.《硬件課程設計》作為硬件系列的最后一門硬件設計課,學生已掌握了較豐富的軟硬件知識,因此應該具備設計較復雜的硬件電路的能力,目前的設計內容較簡單并與《數字邏輯與數字電路》課程實驗存在一定交叉,建議選擇有一定復雜度并較實用的設計內容。從而培養(yǎng)學生綜合運用硬件知識及硬件設計能力。
四、硬件系列教學新課改方案
針對我院計算機科學與技術專業(yè)的實際情況,在保證總的硬件教學學時不變的前提下,對硬件系列教學提出如下建議:1.課程合并:《數字系統(tǒng)設計自動化》是計算機組成原理等的先修課,為保證能及時開課,同時該課和《數字邏輯與數字電路》這門課有密切的聯系,合并為一門課,仍稱為《數字邏輯與數字電路》,并適當增加學時,建議在大二上學期開課,取消《數字系統(tǒng)設計自動化》這門課。2.《計算機組成原理》:這門課改為《計算機組成及設計》,增加CPU及相關硬件電路設計內容,在講清楚組成原理的基礎上,以設計為重點,建議在大二下學期開課。 3.《計算機體系結構》:適當增加設計內容,原學時保持不變,建議在大三上學期開課。4.《單片機原理及應用》:本課程取消,鑒于目前嵌入式系統(tǒng)涉及軟硬件知識較多,難以在一門課程中全面系統(tǒng)學習,因此另開設一門《嵌入式軟件開發(fā)》課程,重點講述如何設計編寫嵌入式軟件程序,建議在大三下學期開課。5.《嵌入式系統(tǒng)》:這門課作為《嵌入式軟件開發(fā)》的先修課,重點講述嵌入式系統(tǒng)的基本概念及方法、ARM處理器的硬件工作原理、接口、匯編語言等,而相關操作系統(tǒng)及其程序設計等知識暫不涉及,建議在大三上學期開課。6.《硬件課程設計》:在設計題目中,引入嵌入式系統(tǒng)、FPGA及計算機組成等知識,適當增加設計的綜合性和復雜性,建議在大四上學期開課。基于新的硬件系列課程體系,能夠有效理順課程之間的先后關系,并把硬件課程均勻分散到大學四年的學習中,同時對重要的課程及相關的知識進行了加強,例如數字電路設計貫穿在整個硬件系列課程中;舍棄了過時的技術,增加了新技術的份量,例如去掉了單片機,加強了嵌入式系統(tǒng)。因此,我們認為:調整后的硬件系列課程是較合理的,它吸收了當前先進的硬件設計技術,保證了知識的實用性,有一定的前瞻性。
五、結束語
高等教育是為學生提供專業(yè)技能和生存本領、服務社會的最后一站,教學內容及方法直接關系到學生的未來發(fā)展。通過不斷教學改革,保持教學的先進性和實用性一直是高教課改的目標之一。通過這次課改,理順了我院硬件系列課程的教學關系,增強學生未來服務社會的競爭力,因此很有實際意義。
作者:李軍 崔旭 李建平 單位:1.東北石油大學 2.大慶市薩東第二小學
參考文獻
摘要:傳統(tǒng)的計算機硬件基礎課教學已不適應現代科學技術的發(fā)展和社會對人才的需求,本文結合計算機專業(yè)的特點,從課程內容、教學體系、教學方法等方面總結了在硬件基礎課教學改革中所取得的實際經驗和體會。
關鍵詞:硬件基礎課;教學改革;整合課程
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
計算機硬件教學的先修課程是“電路分析”、“模擬電子學”和“數字邏輯與數字系統(tǒng)”。由于歷史原因,這些課程大多由電子系開設,是以理論研究為目的的課程體系,存在教學內容陳舊,課程體系老化,理論論述多,占用學時多,前后銜接不好等問題,給后續(xù)計算機硬件課的理論教學和實踐教學帶來了諸多困難和被動。而計算機專業(yè)與其他專業(yè)相比較,少有的幾個優(yōu)勢之一就是對計算機硬件結構的掌握。因此,結合計算機專業(yè)的具體情況,在教學體系、教學內容和教學方法等方面對硬件基礎課程進行必要的改革就顯得尤為重要。
2整合內容、精縮課時
1) 現代科學技術的發(fā)展日新月異,計算機技術的發(fā)展更是突飛猛進。在大學本科階段,除了要給學生傳授基礎理論知識外,還要講授新技術、新理論,這就使得各高校不斷壓縮某些傳統(tǒng)基礎課的課時,增設一些新的課程。在這種形式下,硬件基礎課的課程體系和教學內容亟待更新。
2) 課程體系的構建是以理論知識為架構,以實際應用為目標,教學內容則應緊密結合專業(yè)核心能力對理論知識的要求。綜合時展、專業(yè)結構和課程體系的總體考慮,從98年起我們就根據計算機專業(yè)的特點,逐漸建立完善了一套硬件基礎課的課程體系。首先,在課程內容的組織與建設方面,注重了先修課和后續(xù)課程的關系,做到內容上不重復,知識點上不脫節(jié)。其次,教學內容力圖反映時代的發(fā)展,技術的進步。通過編寫出版《電路與電子學基礎》、《數字邏輯與數字系統(tǒng)》兩本教材重新劃分課程內容,精縮學時,將原有的64學時的“電路分析”和64學時的“模擬電子學”這兩門課程整合為課內48學時、實驗20學時的“電路電子學”課程,重新劃分、補充了“數字邏輯與數字系統(tǒng)”(課內48學時、實驗20學時、三周課程設計)的教學內容。
(1) “電路與電子學”課程。在電路分析部分不再追求研究線性電路的理論體系完整性,刪除了部分傳統(tǒng)教學內容,只保留直流分析、交流分析和動態(tài)電路三大部分。在直流分析中,刪掉了“電路分析”教學中關于支路電流法和回路電流法的內容,保留電路系統(tǒng)分析法中的被廣泛用于機輔分析的節(jié)點電壓法。在交流分析中,刪除了三相電路內容,而對通信中的諧振電路則詳細講解。動態(tài)電路的分析中,只通過一個簡單的RC充電回路讓學生了解時域分析的基本步驟,而將重點放在三要素法和RC無源微積分電路上。在“模擬電子學”部分,去掉了半導體器件導電原理和反饋的方框圖計算法,精簡了阻容耦合放大電路(包括多級放大)、小信號動態(tài)圖解法、差分電路分析等。相應地加強了有源器件MOS管、電流源電路和系統(tǒng)穩(wěn)定性的介紹,課程著重講解集成運放的應用。在講解由運放構成的有源積分電路時,與前面的無源積分電路做比較,這樣有助于學生理解并牢固掌握兩種電路各自的特點。實踐證明,學生在做電子競賽時對這兩種電路的使用都非常恰當。
(2) “數字邏輯與數字系統(tǒng)”課程。教學內容刪除了數字電路中各種觸發(fā)器電路的內部結構和傳統(tǒng)設計方法中的設計技巧,精簡了中規(guī)模器件的內部邏輯介紹,縮減了卡諾圖和邏輯簡化內容。由于計算機專業(yè)的硬件課程“微機原理與接口技術”中將介紹A/D、D/A轉換,故這一部分內容就不出現在“數字邏輯”課程的教學中。將教學重點放在各類觸發(fā)器的邏輯功能觸發(fā)條件、集成電路外部功能、可編程器件和EDA技術上,要求教會學生如何通過查找器件手冊了解器件功能和使用要點。由于計算機硬件中三態(tài)門、OC門的重要性,課程加強了對其邏輯功能及應用的舉例說明。
(3) 改革組課方式。邏輯門電路是傳統(tǒng)“數字邏輯”教學中最難的一章,由于門電路的原理要涉及到電路、模擬電子學等方面的知識,因此在講述這一部分內容時,必須幫助同學復習有關的知識。在改革課程體系時,我們打破傳統(tǒng)的教學體系,將這一部分內容放在“電路電子學”課程中,在講述半導體器件后引入邏輯門電路,如MOS管可以具有開關和受控源兩種類型的功能,根據器件所給偏置條件的不同,在模擬電路中可作為放大器件或在數字電路中作為開關器件。課堂上的師生互動證明,經過這樣的調整,學生對有關門電路的問題就很容易理解掌握。通過合理地整合教學內容,改變了過去把電路模型與實際器件(如受控源和晶體管)、開關與放大作用、模擬與數字等研究對象截然割裂的組課方式,而是將它們有機地融合,找出共性和個性,講清個性,突破難點,這樣便于以統(tǒng)一的觀點使學生建立完整的概念〔1〕。
3軟硬結合與時共進
1) 當前國內計算機專業(yè)的普遍現象是“過軟”,即強調軟件編程,而學生的硬件動手能力非常薄弱。在計算機科學技術飛速發(fā)展的今天,計算機系統(tǒng)的軟硬件界限開始變得模糊,且采用軟件方法來設計硬件, FPGA、VHDL、DSP技術帶來了全新設計理念與結構體系,與之相應EDA技術和ISP器件在教學、科研等領域應用越來越廣泛。在這種軟硬件逐漸融合的背景下,計算機學科的硬件基礎課程必須要反映出這種時代的發(fā)展。
2)EDA技術分為三級:以PSPICE、EWB、Multisim等為軟件平臺的仿真分析類輔助設計技術為初級;以MaxPlus II、Quartus II等為軟件平臺,以FPGA/CPLD為硬件系統(tǒng)目標芯片的電子系統(tǒng)設計EDA技術為第二級;以NC Simulator、Virtuso、Diva等為軟件設計開發(fā)平臺、以集成電路芯片版圖設計為目標的ASIC芯片設計為最高級〔2〕。EDA技術的前兩級都與計算機硬件基礎課密切相關,因此在進行課程體系改革時,應結合實踐性教學環(huán)節(jié),根據“基礎型、應用型、綜合型、創(chuàng)新型”的循序漸進的實驗課程教學體系,將EDA技術分層次地引入設置在教學中:
(1) 第一級――首先在“電路電子學”教材各章的最后一節(jié)給出PSPICE對本章典型電路的仿真實例,教材最后一章加入可編程模擬器件ispPAC。其次,增加了20學時的Multisim仿真及電路設計實驗。通過仿真實驗,將教學中的難點用直觀的圖形和曲線表述,降低了數學難度。如通過對模擬放大電路的仿真,可以直接觀察到改變電路參數所導致的波形失真,學生就很容易理解并掌握靜態(tài)工作點變化對放大電路性能的影響。最后,利用仿真平臺生動直觀方便的特點,讓學生掌握先設計、后仿真、再實際的設計方法和理念,在此基礎上,將以往的一些驗證實驗提升為綜合設計實驗。對每一個實驗都要求虛實結合,虛實互動,通過這種訓練,極大地提高了設計的成功率。計算機專業(yè)的學生取得北京市大學生電子競賽的3個一等獎,更多的二、三等獎證明,整合后“電路電子學”的教學改革取得了成效。
(2) 第二級――傳統(tǒng)的“數字邏輯”課程體系以邏輯代數為基礎,采用自底向上(DOWN-TOCTOP)的設計方法,教學內容以門電路-中規(guī)模集成電路-大規(guī)模集成電路-數字系統(tǒng)為順序排列。導致學生在學習前面局部知識的時候,缺乏整體系統(tǒng)概念,只會 “搭積木”拼湊式的設計,當后續(xù)“組成原理”課程要建立整機、系統(tǒng)這些非常重要的概念時,前面所學的一個個分散的知識點不能被融會貫通〔3〕。現代數字系統(tǒng)的設計以硬件編程語言為基礎,采用自頂向下(TOP-TO-DOWN)的設計方法,因此數字電路的教學體系必須重新構建。第二級的EDA技術包含三方面內容:(1)大規(guī)模可編程邏輯器件;(2)硬件描述語言;(3)軟件開發(fā)工具。所以在“數字邏輯與數字系統(tǒng)”的教學體系上,應以邏輯代數與VHDL語言并行為基礎,強調自頂向下的設計理念和層次化設計方法,以系統(tǒng)為對象,用VHDL語言描述,在EDA軟件平臺上,自上而下、逐步細化,最終完成整個系統(tǒng)的設計。依據整體“自頂向下”,細節(jié)“自底向上”的教學模式,在教學內容組織上,先給出數字系統(tǒng)的整體架構及邏輯系統(tǒng)的三大部件:存儲、處理、控制,讓學生有全局、整體的認識。在講述邏輯系統(tǒng)的每一具體部件時, 仍然遵循“由淺入深,循序漸進”的原則,采用傳統(tǒng)的“自底向上”的教學組織方法。在實踐教學的綜合設計部分中,要求學生必須按照從頂層抽象描述向底層結構描述,最后到可實現的硬件單元描述這一過程進行數字系統(tǒng)的設計。通過這種教學改革,學生的知識結構趨于合理,滿足對軟硬件結合的人才的需求。
4注重銜接 承前啟后
在計算機硬件基礎課的教學中,首先應注重介紹該門課程的主要內容、在計算機專業(yè)中的地位及與相關課程的關系,激發(fā)學生的學習興趣。其次,應注重與后續(xù)課程的銜接。由于當代大學生在入學時就具備了計算機使用的基本知識,因此在授課過程中,要有意識地用計算機硬件電路作為基礎課的授課案例。如“電路電子學”課程中,在集成運放構成的比較器一節(jié),就可給出比較器在A/D轉換中的應用舉例,再指出A/D、D/A是計算機接口中的重要單元電路,這樣就埋下一條線索,與后續(xù)課程的知識相聯系。在“數字邏輯與數字系統(tǒng)”課程中所給出的案例都要盡可能為后續(xù)課程使用,如從鍵盤等引出編碼的概念和編碼器的作用;在講三態(tài)門時,可進一步給出物理上總線的概念,解釋當譯碼和讀寫信號設計錯誤時,CPU訪問存儲單元數據總線嚴重沖突會造成死機的原因;在存儲邏輯一章,介紹完寄存器隊列(FIFO)的邏輯結構后,可讓學生設計寄存器堆棧(LIFO)的邏輯電路圖。在該課程的實踐教學中,所給出的設計題目包括總線緩存器、全加器、鍵盤掃描電路、硬件控制器等計算機的基本功能部件。通過這種方法引導學生思考,建立必要的知識關聯及整體概念,最終達到對計算機硬件系統(tǒng)基本知識融會貫通的目的。實踐證明,這種訓練對于今后的“組成原理”課程和“嵌入式系統(tǒng)”設計都打下了堅實的基礎。
5黑板、多媒體、EDA仿真
高校的教學手段基本都采用多媒體。多媒體圖文并茂、生動有趣,但很容易變成另一種形式的照本宣科或“填鴨式”教育。在教學中要綜合多種教學手段,注意針對不同的教學內容去尋求最佳的表述方式:黑板+粉筆、電子教案、實物投影、動畫課件、虛擬電路。計算機硬件基礎課教學內容多,知識點雜,不容易理解。對于較難理解或學生有爭議不明白的問題,傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”有其獨特的靈活性,既可以表述學生課堂思維的過程,又有利于師生交流互動。在課間讓學生自己擺設實物投影,增強學生的感性知識,課間的學習氣氛仍生氣勃勃。錄像CD和動畫課件則留給學生自己觀看。計算機硬件基礎課程的實踐性強、信息量大、EDA設計技術應用廣泛。在授課時通過EDA仿真將驗證實驗與理論教學相結合,解決理論與實踐的時空分離弊端,通過提問、思考、演示、總結等一系列步驟,循序漸進,調動學生參與教學的積極性,充分發(fā)揮學生的主動性。值得注意的是,在此過程中,教師一定要掌控好演示進程,既不能影響教學進度,又要協調好單位時間教學信息量與學生接受理解能力之間的矛盾。
6結束語
硬件基礎課的教學改革,涉及課程多、學術性和技術性強,是一項系統(tǒng)工程,需要教師付出不懈的努力,不斷學習新技術,及時更新教學內容,完善教學方法,才能更好地提高教學質量,更好地培養(yǎng)適應社會的發(fā)展人才。
參 考 文 獻
計算機理論計算機系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢探析
隨著現代社會的不斷發(fā)展,各行各業(yè)也都是現代化的需要。越來越多的單位迫切需要建立一個先進的計算機信息系統(tǒng)。由于不同的單位有自己獨特的行業(yè)特性。因此,需要的計算機系統(tǒng)的萬千變化。從政府系統(tǒng)的醫(yī)療單位的管理系統(tǒng),從工廠的生產管理系統(tǒng),證券市場證券管理系統(tǒng)。不同系統(tǒng)之間可以說是千姿百態(tài)。系統(tǒng)集成應用功能集成,網絡集成,軟件界面集成等綜合技術手段,是指導信息系統(tǒng)的總體規(guī)劃,逐步實現的一種方法和策略。系統(tǒng)集成是一種思想,概念,哲學,它不僅包括技術集成,更不能缺少藝術構件集成。
計算機系統(tǒng)集成的分類
依據計算機系統(tǒng)集成項目的相關特點,可以把計算機系統(tǒng)集成分為計算機硬件系統(tǒng)總體設計與工程管理服務、計算機硬件設備集成與安裝、計算機硬件設備的技術與服務三大類。以下對這三種項目的管理實施進行簡要的定義分類解析。
2.1總體設計與工程管理
計算機硬件系統(tǒng)設計和項目管理服務,也可稱為整體設計和項目管理,這主要是買方將正確的計算機硬件系統(tǒng)集成項目。一般情況下,購買者的計算機系統(tǒng)集成項目的結構設計以及性能指標,粒度分布有一定的認識。這類項目的實施要求相關服務提供商設計計算機系統(tǒng)在各種領域,它可以覆蓋大部分的電腦系統(tǒng),同時,相關技術人員專業(yè)水平的要求也很高。
2.2設備的集成安裝
計算機硬件設備的集成和安裝也可以稱為一體的設備安裝。計算機硬件設備的集成和安裝是一種最常見的計算機系統(tǒng)集成項目,但大多數消費者比較常用的計算機硬件系統(tǒng)項目建設模式。在計算機系統(tǒng)集成項目的硬件設備建設,集成和安裝要求買方應進行全方位的計算機系統(tǒng)集成框架和設備性能管理等定性選擇論點。簡單來說,相關設備的供應商,只要依據合同標準實施計算機系統(tǒng)集成項目的設備供應商,采購和安裝即可。
2.3技術服務
計算機硬件技術和服務也可以稱為工程技術服務。鑒于這種類型的項目,其主要是由它的技術和服務為主要內容的系統(tǒng)集成計算機硬件系統(tǒng)的建設項目。設備技術服務通常是在一個特定的服務指標和技術要求為主要目的的。這使得買方設備問題的技術和硬件的疑慮,提供相應的技術服務培訓支持。這類項目的實施需要相關的技術解決方案和技術結合有效的論證。
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計算機理論試論信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)實踐教學改革研究
一、人才培養(yǎng)目標的確定
3、計算機系統(tǒng)集成目前存在的問題
3.1微機系統(tǒng)及工具軟件的管理問題
因為目前的電腦系統(tǒng)和軟件工具比較大,如果一臺設備的問題,需要重新安裝操作系統(tǒng)和應用軟件,通常需要系統(tǒng)工作了一天。作為一個結果,上網計算機數量巨大,導致系統(tǒng)維護人員疲于奔命,也是很難保證服務質量。
3.2用戶管理的問題
用戶被限定在固定的機器上,同時,用戶的數據和文件也只能保留在該機器上。若要使用其它機器,必須在每臺機器上創(chuàng)建該用戶帳號,并將用戶的文件和數據復制到新機器上。當用戶固定使用的機器發(fā)生故障時,容易造成用戶數據的丟失。
3.3Landmark等專業(yè)應用軟件方面
在計算機系統(tǒng)集成前,需在每臺解釋工作站上安裝專業(yè)應用軟件,并創(chuàng)建用戶,用戶在指定的機器上加載數據,以便開展工作。如此一來,用戶和數據與機器捆綁在一起。有些時候,結果有的機器滿負荷工作,有的機器卻相對閑置。
3.4外設的共享問題
由于彩色繪圖儀、彩色激光打印機、磁帶機等大型外設價格貴,數量有限,不可能配置到每臺機器上,用戶只能登錄到固定的幾臺機器使用。
4、計算機系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢
廣泛集成分布式網絡環(huán)境與市場競爭的全球性激烈,每個企業(yè)集成中心也延伸到了企業(yè)的整合,使企業(yè)應用在分布式網絡環(huán)境的大型integrated.web為基礎的用戶界面統(tǒng)一,使部門和地區(qū)不同的人,組織,所有用戶實現方便,實時獲取信息,因此,該網站的用戶界面的統(tǒng)一是必然趨勢,計算機系統(tǒng)集成。
專業(yè)化與多元化系統(tǒng)集成技術,計算機的普及和應用在中國,在很大程度上提高國民綜合素質,有越來越多的挑戰(zhàn)和機遇。今天的社會是一個網絡與信息技術的整合,系統(tǒng)整合模式不再是簡單的結構,功能單一,但基于網絡結構的復雜和多功能轉型。因此,專業(yè)化與多元化系統(tǒng)集成技術是發(fā)展的必然趨勢,計算機系統(tǒng)集成。電子商務與企業(yè)信息系統(tǒng)集成,使企業(yè)供應鏈的有機結合,實現信息和資源充分共享,為企業(yè)降低成本,提高效率,電子商務可以說贏得了廣大民眾的支持,與企業(yè)信息系統(tǒng)集成已經成為一個必然。
結語
采用現今先進的域管理技術、網絡技術、存儲技術,對開發(fā)研究工作的主要計算機軟、硬件平臺進行了系統(tǒng)集成,建立了域控制器、遠程安裝服務器、文件服務器、軟件分發(fā)服務器、NIS+服務器、數據庫服務器、打印服務器、磁帶機服務器等十余套應用服務器,實現了操作系統(tǒng)遠程安裝、應用軟件自動分發(fā)、用戶數據跟隨用戶網上漫游、用戶數據,應用軟件集中管理、磁帶庫系統(tǒng)、遠程自動數據備份等。系統(tǒng)集成盡管提高了系統(tǒng)管理工作的技術難度,但卻極大地方便了用戶的工作,同時最大限度地實現了網絡資源的共享。
參考文獻
[2][美]Jeffrey A,Ferris.Windows2000部署與桌面管理[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.
關鍵詞:計算機組成原理;現代教育技術;教學方法;教學模式
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2012)23-0083-03
一、引言
現代教育技術以計算機為核心的信息技術在教育教學中的理論與技術,是現代教學設計、現代教學媒體和現代媒體教學法的綜合體現,以實現教學過程、教學資源、教學效果、教學效益最優(yōu)化為目的。把現代教育技術引入到教育、教學過程中,可以大大提高教與學的效率。
“計算機組成原理”課程是計算機科學與技術專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎課程,是以建立整機概念為目的,深入介紹了計算機各功能子系統(tǒng)的邏輯組成和工作機制。從課程的地位來說,它是計算機操作系統(tǒng)、微機原理與接口、計算機系統(tǒng)結構等課程的先導課程,在整個專業(yè)課的教學中起著承上啟下的作用。但是,由于這門課抽象且邏輯性很強,學生在學習上有相當大的難度。因此,如何充分利用現代教育技術,使得“計算機組成原理”課程的教學取得最優(yōu)化的效果,是教師在教學中必須深思的問題。結合多年“計算機組成原理”課程教學的體會和經驗,本文就現代技術教育環(huán)境下的教學中的相關問題進行探討和研究。[1]
二、明確教學目標,優(yōu)化教學內容
1. 明確教學目標
教學目標指導和支配整個教學過程,確定準確、合理的教學目標被認為是教學設計的第一環(huán)節(jié)。現代教育技術強調培養(yǎng)復合型人才,在教育目標的確定問題上,既要滿足社會的需求,也要重視學生個人的需求,鼓勵學生向復合型人才方向發(fā)展。在教學過程中,為了使教學目標充分發(fā)揮激勵作用,教師應該在研究學生的興趣、意志、知識和能力水平以及他們的個別差異上下功夫。
國家教指委2005規(guī)范規(guī)定,計算機相關專業(yè)的學生應具有系統(tǒng)的計算機硬件知識,使學生能從本質上來認識計算機的組成及其工作原理,并且初步掌握計算機硬件系統(tǒng)的分析方法,為后續(xù)的專業(yè)課程打基礎,也為將來更好地利用計算機從事科學研究、工程設計等方面的工作奠定知識基礎。根據這個規(guī)定,“計算機組成原理”課程主要介紹計算機整機的組成和工作原理,培養(yǎng)學生能系統(tǒng)而完整地理解計算機硬件系統(tǒng)的組成結構和工作原理,以及對計算機硬件結構的分析、應用、設計及開發(fā)能力。
2. 優(yōu)化教學內容
目前“計算機組成原理”課程在教學中存在如下問題:教材內容滯后于計算機硬件的發(fā)展;教學內容概念抽象、難懂;實驗教學與課堂教學脫節(jié),等等。所以在教學內容的組織上應以模型機為背景,脫開具體機型,從整體到局部、層層深入、以信息的數字化表示、信息的傳送和控制方法為主線,按基礎,組成,系統(tǒng)三個層次闡述計算機組成原理,并掌握計算機的工作方式以及計算機內部數據的處理和控制過程,使學生在學習每塊知識時,都知道所學內容在整個計算機工作中的作用,對全局的影響,不斷誘發(fā)學生對尚未學習的部件產生認知的欲望,通過實驗教學的配合,加強培養(yǎng)學生動手能力。必須明確課程的重點、難點,對重點內容要講解清楚,而針對其它內容,授課教師可以根據學生學習情況進行調整,比如有些次要的章節(jié)教師不但可以概括講解,也可以通過教師的合理設計進行課堂提問、討論等方式讓學生自主學習,[2]通過這樣詳略得當、重點突出的課堂教學,取得更好的教學效果。
三、改變傳統(tǒng)教學模式,靈活采用教學方法
1. 改變傳統(tǒng)教學模式
教學模式是在一定教學思想指導下建立起來的、為完成某一教學課題而運用的比較穩(wěn)定的教學方法的程序及策略體系。在選擇教學模式時,必須注意不同教學模式的特點和性能,注意教學模式的指向性,必須考慮到學科的特點、教學的內容、現有的教學條件和師生的具體情況,進行細微的方法上的調整,以體現對學科特點的主動適應。
傳統(tǒng)教學研究習慣于采取單一刻板的思維方式,比較重視用分析的方法對教學的各個部分進行研究,而忽視各部分之間的聯系或關系;或習慣于停留在對各部分關系的抽象的辨證理解上,缺乏教學活動的特色和可操作性。
近年來,隨著數字化學習的開展和新一輪課程改革的實施,要求教師的教學方式由傳遞灌輸轉向以“啟發(fā)、誘導、點撥”為特征的啟迪誘導方式,教師不再是知識的灌輸者,而是教學過程的組織者、指導者,支持學生自主學習、進行自主意義建構的幫助者、促進者;學生的學習方式則要求由被動接受轉向以“自主、協作、探究”為特征的主動建構方式,學生不再是知識的存儲器,而是信息加工的主體、知識的主動建構者,學習過程的主人。
尤其是在現代教育技術環(huán)境下,要充分發(fā)揮多媒體教學手段的優(yōu)勢,根據教學目標和教學對象的特點,通過教學設計,合理選擇和運用現代教學媒體,并與傳統(tǒng)教學手段有機組合,共同參與教學全過程,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程結構,達到最優(yōu)化的教學效果。[3]
2. 靈活采用教學方法
關鍵詞關鍵詞:計算機控制系統(tǒng);可靠性;抗干擾性;抗干擾設計
中圖分類號:TP311
文獻標識碼:A 文章編號:16727800(2014)002010802
0引言
計算機控制系統(tǒng)是工程項目中的重要組成部分,它關系到工程項目中的眾多儀表、機器能否正常、安全、穩(wěn)定運轉。對于如何才能保證計算機控制系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運行的問題,設計人員們首先考慮的是在控制系統(tǒng)中添加抗干擾設計,計算機系統(tǒng)中的抗干擾設計是事關項目機器儀表能否正常運轉的關鍵部分。
1計算機控制系統(tǒng)的可靠性
1.1可靠性的定量化
在實際生產操作中,可靠性是個定性的概念,大都以量的多少來計算控制系統(tǒng)的可靠性,在生活中常以維護率、故障率、平均故障間隔時間、平均維護時間、有效度等來表示系統(tǒng)的可靠性。
平均維護時間表示系統(tǒng)經過多次維修后,平均一次維護所需要的時間,平均維護時間越短,表明系統(tǒng)越容易維護,也即更容易修復。
除了上述指標外,還有有效度的概念,表示系統(tǒng)在某一瞬間正常工作的概率,該指標越大則越好。
1.2系統(tǒng)可靠度提升方法
計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成,因此,提高計算機系統(tǒng)的可靠性可以從提高計算機硬件系統(tǒng)的可靠性和提高計算機軟件系統(tǒng)的可靠性兩部分來考慮。由上述定量化描述計算機系統(tǒng)的可靠性可知,提高系統(tǒng)的可靠性需要注重兩個方面,一是在系統(tǒng)正常工作時間內減少系統(tǒng)故障發(fā)生的次數;二是系統(tǒng)發(fā)生故障后要能夠及時排除故障。提高計算機硬件系統(tǒng)的可靠性主要考慮計算機抗干擾技術的實現,增強硬件系統(tǒng)對運行環(huán)境的適應性,以及使用質量比較好的硬件材料。軟件系統(tǒng)的可靠性主要考慮軟件的自我測試技術、自我糾錯、自我修復等。
1.2.1硬件系統(tǒng)的可靠性
研究計算機系統(tǒng)的最終目的是為了實現一定的功能,所以應當根據計算機的性能和工作要求來決定計算機系統(tǒng)的結構。
(1) 系統(tǒng)的可靠性由系統(tǒng)中各個元件的可靠性決定,只要能滿足系統(tǒng)的性能指標,就應盡可能地簡化系統(tǒng)結構,減少元件的數量,并簡化方案,避免片面追求高性能指標和過多的功能,采用模塊化、積木化、標準化結構。在組建控制系統(tǒng)時應當采用類似積木的標準組建模式,根據工程項目的大小和功能要求,采用相應的模塊來組建控制系統(tǒng),盡可能在實現項目工程目標的同時使系統(tǒng)最簡化。這樣的結構不僅僅可以減少不必要的損失,而且還方便用戶備份,一旦在使用過程中出現問題,用戶便可以很快地通過備份進行恢復,這對于增加平均間隔時間、縮短平均維護時間具有重要意義,同樣可以達到增強系統(tǒng)可靠性的目的。
(2)計算機系統(tǒng)中很多元器件的功能與效率與環(huán)境有很大關系,在使用元器件時必須考慮溫度因素的影響。因此,要做好電源的配置工作和散熱裝置的設置。
(3)計算機控制系統(tǒng)受環(huán)境的影響不容忽視。這種環(huán)境不僅僅是系統(tǒng)的內部環(huán)境,還有整個計算機控制系統(tǒng)所處的大環(huán)境,如風火雷電雨雪等。必須針對計算機控制系統(tǒng)所處的大環(huán)境來進行專門的防護工作,比如系統(tǒng)的防火、防水、防雷擊等,確保萬無一失。
(4)盡量節(jié)省硬件資源。比如,如果一項工作能夠適應中央處理器有限的條件,則盡可能通過使用計算機的軟件功能來實現。
(5)計算機硬件系統(tǒng)往往由眾多的元器件按照一定的功能組建在一起,所以對元器件之間的焊接及接觸部位,應進行詳盡檢查,以防發(fā)生故障。同樣,有些硬件是故障的高發(fā)部位,所以應該有針對性地進行更高頻率的檢查,把隱患盡可能地消除在發(fā)生階段。
(6)用多重化技術解決隱患。很多情況下,有些元件有重復的部分,應當利用這些多余的元件發(fā)揮它們的效用來消除或者減弱已經發(fā)生的故障對系統(tǒng)造成的影響。常用的系統(tǒng)包括備用系統(tǒng)、并聯系統(tǒng)和表決系統(tǒng)3種。
(7)還有一種很重要的方法就是抗干擾技術的使用,這是提高硬件系統(tǒng)可靠性的關鍵部分,下文將會詳盡介紹。
1.2.2軟件系統(tǒng)的可靠性
可以通過采用高質量的元器件、采取比較好的維護防護措施以及采用抗干擾技術來提高計算機硬件系統(tǒng)的可靠性以提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性。但是僅僅通過硬件系統(tǒng)可靠性的提高來保證計算機控制系統(tǒng)的可靠性是不夠的,還需要通過一些措施來提高軟件系統(tǒng)的可靠性以間接提高整個計算機控制系統(tǒng)的可靠性。具體措施如下:
(1)提高應用程序的運行速率。如果編制的程序能夠達到一種很高的運行速率,在這種運行速率下程序的運行周期小于斷電器等一些保險裝置的反應時間,就可以保證一些程序運行過程中不會因小小的失誤而造成大的故障。
(2) 通過把輸出信號與計算機存儲器中的輸出量相比較,如果兩者不相同則需要再一次輸出,如果出現故障則需要報警,同時采取一定的措施來檢查并排除故障。
(3)編制一定的程序來監(jiān)控計算機控制系統(tǒng)。可以通過編制相應測試程序對計算機軟件系統(tǒng)進行不斷測試,如果發(fā)現有運行不正常的地方,則讓系統(tǒng)自己發(fā)出報警信號并采取一定的安全防護措施保證系統(tǒng)的正常運行。
關鍵詞:數字邏輯;系統(tǒng)能力;EDA;教學改革
中圖分類號:G623.1 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)06-0148-02
《數字邏輯》是計算機及電子信息類專業(yè)的一門必修專業(yè)課程,是學習計算機硬件系列課程的基礎,同時是一門實踐性、技術性很強的基礎課。隨著現代數字電子技術的發(fā)展,《數字邏輯》這門課程的教學目標和教學方法也需要不斷地調整變化。對于計算機專業(yè)的學生而言,學習這門課程的主要目標是為后續(xù)計算機硬件系列課程的學習奠定基礎,因此,在具體教學內容方面與電子類專業(yè)的數字電子技術類課程應該有所區(qū)別。本文從計算機專業(yè)學生系統(tǒng)能力培養(yǎng)的角度來探討《數字邏輯》課程的內容調整等教學實踐中的一些問題和做法。
一、計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)的內涵與相關課程體系
計算機系統(tǒng)能力指的是對計算機系統(tǒng)進行分析、設計、調優(yōu)和檢錯的能力[1]。從本科教學的角度來看,計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)需要包括如下內容:
1.培養(yǎng)學生建立起單機計算機系統(tǒng)(硬件+軟件)的整機概念,全面理解計算機系統(tǒng)的層次結構,深入理解操作系統(tǒng)和硬件之間的分工和銜接關系;
2.理解高級語言程序與指令集結構(ISA)和操作系統(tǒng)之間的關系,譬如高級語言語句與具體指令的對應關系、變量(常量)在機器中的表示和存放、嵌套和遞歸等機制在指令級的實現、堆/棧的結構和動態(tài)存儲分配機制、程序中的I/O操作和涉及到的系統(tǒng)調用過程等等內容。
3.理解指令在計算機硬件上的執(zhí)行過程,包括算術邏輯運算部件以及運算指令執(zhí)行過程、層次化存儲結構(Cache、TLB、RAID等)以及訪存過程、I/O結構(I/O外設和接口、BUS、網絡等)以及I/O過程等。
4.理解構成計算機硬件的基本電路特性和設計方法,具體內容包括布爾代數、邏輯門電路、FPGA和HDL以及集成電路的功耗、延時等概念。
計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)包括計算機軟硬件方面的內容,涉及到的課程有《數字邏輯》、《計算機組成原理》、《微型計算機技術》、《計算機體系結構》、《操作系統(tǒng)》和《編譯原理》等。這些課程之間存在著緊密的內在聯系,因此,需要在統(tǒng)一的指導思想和培養(yǎng)目標下,全方位系統(tǒng)地構建相關課程的教學內容和實驗教學方案,統(tǒng)一規(guī)劃教學內容,將計算機系統(tǒng)講深講透。
二、《數字邏輯》課程教改的幾點舉措
1.面向計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)的總體目標,在《數字邏輯》課程教學中注意培養(yǎng)學生的計算機整體系統(tǒng)觀,使課程的教學更適應計算機專業(yè)的要求。從圖1可以看出,《數字邏輯》這門課程在系統(tǒng)能力培養(yǎng)過程中處于基礎底層,學生對于這部分內容的掌握影響后續(xù)課程的學習和對計算機系統(tǒng)底層硬件運行過程的理解。因此,需要在培養(yǎng)計算機系統(tǒng)能力的總體目標下,統(tǒng)一規(guī)劃相關課程的教學內容,循序漸進地培養(yǎng)學生的系統(tǒng)能力。可以采取從底層到高層螺旋式上升的課程體系,也可以采取從高層到底層自頂向下的課程體系,還可以先從高層(應用程序與算法)和底層邏輯電路兩頭開始,再到中間核心層的課程體系結構。
2.注意不同課程之間的內容銜接,授課內容面向后續(xù)課程的教學,同時注意避免重復。在《數字邏輯》課程教學中,可以選用《計算機組成原理》等后續(xù)硬件類課程的內容作為電路設計案例。通過這樣的案例設計,不僅鞏固了課程教學內容,而且有利于后續(xù)課程的學習。由于《數字邏輯》與其它硬件系列課程如《微型計算機技術》、《計算機組成原理》、《計算機系統(tǒng)結構》的內容聯系緊密,相互交叉,因此,需要統(tǒng)一規(guī)劃協同相關內容,避免重復。
3.突出課程教學重點,簡化但不摒棄器件原理等基礎知識。《數字邏輯》課程內容的重點在于介紹器件應用和數字電路的分析和設計方法,由于受到總課時的限制,對涉及到器件工作原理和其內部電路結構的內容需要簡化。但是需要注意的是,簡化并不是簡單地摒棄,對于課程學習中涉及到的基礎知識,必須有所交代和介紹。由于計算機專業(yè)大都不開設《模擬電子技術》之類的工科基礎課程,因此,學生對于分立元件及其內部工作原理知之甚少,這并不利于《數字邏輯》課程的學習。所以,在課時分配上,需要對二極管、三極管的開關特性、簡單門電路的工作原理有所交代。在遴選教材時,可以選擇以中規(guī)模集成電路芯片應用為主、適當兼顧器件基礎知識的教材;而那些以分立元件為主、過多強調內部工作原理的教材則不太適用于計算機專業(yè)的教學。
4.充分利用EDA技術,培養(yǎng)學生利用硬件描述語言設計數字系統(tǒng)的能力,為計算機系統(tǒng)能力培養(yǎng)奠定基礎。隨著現代可編程邏輯器件(CPLD/FPGA)和電子設計自動化(EDA)技術的飛速發(fā)展,數字電子系統(tǒng)設計與實驗的方式正在發(fā)生變化,越來越多的高校開始將EDA技術引入到《數字邏輯》等課程的實踐教學環(huán)節(jié)[3],用硬件描述語言等完成數字系統(tǒng)設計,然后由計算機將設計文件進行編譯化簡、綜合、優(yōu)化布局和仿真,最終完成邏輯編譯過程,從而得到和硬件實驗十分接近的最終實驗結果。基于EDA技術的實驗簡化了傳統(tǒng)數字邏輯設計實驗在硬件連接過程中的消耗,節(jié)約了實驗設備和實驗時間,提高了學生的自主動手能力。在將EDA技術引入到《數字邏輯》課程的實踐教學環(huán)節(jié)時,不要孤立、片面地看待問題,而是要以系統(tǒng)的、聯系的和發(fā)展的觀點進行教學,從培養(yǎng)現代計算機系統(tǒng)設計和應用能力的角度出發(fā),全面深入地認識EDA技術對于后續(xù)課程學習和系統(tǒng)能力培養(yǎng)的重要意義。當前國內外許多一流大學已經以EDA設計知識為基礎,在FPGA實驗板上設計流水線CPU和I/O電路,從而全面培養(yǎng)學生的數字系統(tǒng)設計和CPU設計能力。例如,可以通過《數字邏輯》、《計算機組成原理》、《操作系統(tǒng)》和《編譯原理》等課程的學習,逐步讓學生完成一整計算機的設計,包括在FPGA實驗板上獨立設計CPU,完成基本的MIPS指令(多周期CPU方式),進而借助于板上SRAM,在設計完成的機器上實現操作系統(tǒng)和編譯器。可以看出,《數字邏輯》課程重在培養(yǎng)學生使用HDL語言進行計算機硬件設計的能力,在此基礎上可以幫助學生深入理解操作系統(tǒng)和硬件之間的分工與銜接關系,為分析理解操作系統(tǒng)功能或開發(fā)操作系統(tǒng)軟件打下堅實基礎。
《數字邏輯》是一門實踐性較強的課程,隨著FPGA技術和EDA技術的應用普及,數字系統(tǒng)的設計具有了極大的靈活性。基于硬件描述語言,在FPGA實驗板可以設計驗證基本邏輯門電路,進而到各種復雜程度不一的數字系統(tǒng),直至在FPGA實驗板設計驗證完整的CPU和I/O電路,實現計算機系統(tǒng)硬件的設計,在此基礎上可以完成計算機指令系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和編譯器的設計,使學生能夠建立單機計算機系統(tǒng)(硬件+軟件)的整機概念,全面理解計算機系統(tǒng)的層次結構,從而培養(yǎng)計算機專業(yè)學生的系統(tǒng)能力。但是對于計算機專業(yè)的學生而言,初學《數字邏輯》這門課程時,缺乏一些前導課程的學習,需要講授較多的理論知識,對于硬件描述語言的學習和數字系統(tǒng)的設計驗證則不可能在有限的實驗教學時間內完成,因此,可以考慮單獨設置一門數字系統(tǒng)設計類型的實踐課程,作為《數字邏輯》和《計算機組成原理》的實踐內容,在FPGA實驗板上用硬件描述語言實現從簡單數字系統(tǒng)到完整的CPU和I/O電路的設計驗證,為后續(xù)能力的培養(yǎng)奠定堅實基礎。
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現如今計算機硬件發(fā)展速度可以說是日新月異,在計算機硬件快速發(fā)展的同時帶來的是對舊有計算機硬件的淘汰,如今我國針對淘汰的計算機廢棄硬件還缺乏有效的回收利用手段,計算機主板等電子器件中會蘊含一定量的貴重金屬,在廢棄硬件得不到合理的回收利用時,會產生貴重金屬浪費現象,隨著計算機應用技術的發(fā)展,這種浪費呈現逐年加劇的勢態(tài)。
2計算及工程應用優(yōu)勢
雖然計算機工程在應用上有一定的問題,但計算機工程給社會發(fā)展和科技進步帶來的推進力還是不容忽視的。現如今計算機工程已經廣泛應用于生產生活的各個領域中,計算機技術已經成為和我們生產生活密不可分的一部分。
2.1計算機工程給日常生活帶來的改變信息時代的來臨,給我們的生活帶來了巨大的變化。隨著電腦在人們日常生活中的普及和應用,電子商務已經逐步取代了傳統(tǒng)的商務模式,成為當今社會進行商品交流和商務活動的主流。目前B2B、B2C等電子商務模式的興起,不僅使我們實現了居家辦公,足不出戶就能夠進行商務活動。淘寶、天貓京東等B2C商務平臺,還搶占了傳統(tǒng)商務模式大部分的市場,使人們足不出戶就能通過計算機和互聯網技術購買到全世界任何地方所需要的商品。為了迎合電子商務時代的到來,國美、蘇寧等電器商業(yè)紛紛打起了B2C的戰(zhàn)略牌,使冰箱、彩電、洗衣機等大型生活設備也能實現網上購買。另外,房產和汽車也紛紛走上了電子商務的發(fā)展道路,隨著計算機互聯網技術的發(fā)展,房產、汽車、珠寶等貴重物品也能享受到電子商務的帶來的生活便利,實現線上購買送貨上門。
2.2計算機工程在商業(yè)活動中的應用優(yōu)勢現如今的大型企業(yè)管理中,由于全球化進程的加快給企業(yè)帶來諸如外貿方面的商機,目前我國的企業(yè)已經紛紛踏出國門走向國際化發(fā)展的道路。計算技術沒有得到普及和應用時,在國際化企業(yè)的建設中,由于距離過遠帶來的企業(yè)決策難以及時傳達的現象經常給公司的業(yè)績帶來巨大影響。隨著計算機技術的發(fā)展和在企業(yè)管理中的應用,市場信息的反饋和決策傳達已經突破了距離的限制,通過計算機技術、攝像技術、互聯網技術的綜合使用,我們能夠在國內就對遠在千里之外的外阜市場狀況進行分析并及時的進行遠程任務傳達。另外隨著大數據概念的興起,利用計算機技術能夠分析龐大的數據并進行結果分析,這種基于數據基礎上的分析技術給企業(yè)的決策帶來巨大的效益。基于大數據所實現的企業(yè)正確決策,不僅使企業(yè)發(fā)展的方向更加清晰,還給提供了另外一種有效的企業(yè)商業(yè)決策手段和方法,保證了企業(yè)的健康發(fā)展。
2.3計算機給公共服務系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢計算機工程通過對網絡技術、紅外技術、遙控技術等技術集成運用在公共服務系統(tǒng)中,不僅減少了人力成本,加快了工作效率,而且還方便了人們的生活。將計算機工程運用到公共服務系統(tǒng)中,進一步強化了我們周圍生活環(huán)境的安全性、舒適性,從根本上解決了公共服務系統(tǒng)對于違法行為不能做到有效監(jiān)管的問題。例如現如今的鐵路旅客網絡購票系統(tǒng),鐵路旅客網絡購票系統(tǒng)不僅省去了人們去火車站排隊買票的時間,還利用計算機數據技術實現了鐵路客票的實名制,實名制不僅保障了購票旅客的權益還為公安系統(tǒng)的偵查工作提供了方便。再比如說將計算機工程和攝像技術以及遠程控制相結合的天網工程,對我們生活公共環(huán)境的24小時監(jiān)控,通過對監(jiān)控記錄的分析,不僅能提前發(fā)現違法活動的跡象,還為已經發(fā)生的違法犯罪行為的偵破提供了線索。
3計算機工程發(fā)展前景展望
隨著科技的進步,各種計算機技術、網絡技術的飛速發(fā)展,計算機的發(fā)展已經進入了一個快速而又嶄新的時代,計算機已經從功能單一、體積較大發(fā)展到了功能復雜、體積微小、資源網絡化等。計算機的未來充滿了變數,性能的大幅度提高是不可置疑的,而實現性能的飛躍卻有多種途徑。不過性能的大幅提升并不是計算機發(fā)展的唯一路線,計算機的發(fā)展還應當變得越來越人性化,同時也要注重環(huán)保。