计算机硬件实验（精选12篇）
计算机硬件实验 篇1
1 计算机硬件组装虚拟实验系统现状分析
1.1 虚拟实验系统简述
伴随计算机和多媒体技术的发展, 电脑已经成为人们生活、学习、办公等必备用品。计算机硬件组装虚拟实验系统是利用虚拟、仿真等方式代替传统的实验操作的硬件环境, 从而既能实现教学目的, 达到实验操作效果, 又能在一定程度上减少实验投入和减少损耗。在教学过程中, 实验操作是提高学生动手动脑能力的重要手段之一, 然而要进行实际操作实验存在一定的制约因素:首先, 实验中用的计算机硬件设备价格高、损耗大;其次, 实验场地、人力等资源存在一定的风险。因此, 计算机硬件组装虚拟实验系统应运而生, 在一定程度上弥补了以上不足, 其具有以下优势:
(1) 减少设备投入, 降低了试验成本, 节省了经费;
(2) 虚拟实验不受空间、时间的限制;
(3) 能充分发挥想象力, 将抽象变得具体;
(4) 沉浸感比较强且交互性较为自然。
1.2 虚拟实验系统开发环境和系统结构现状
(1) 系统开发和运行环境。虚拟实验系统一般是利用3DS MAX来构建一组虚拟场景, 采用Quest 3D作为交互开发的工具, 数据库一般利用MySQL数据库。在开发时一般内置多个节点, 系统开发周期短, 并且支持导入和导出多种软件模型, 同时要保持与数据库之前接口的顺畅。服务器的运行环境目前是以Windows 2003和XP为主, 校园的局域网是系统运行的有效的网络基础。
(2) 系统结构简述。B/S是计算机硬件组装虚拟实验系统采用的基本结构, 其有三层:数据管理层、应用层以及交互层。数据管理层主要功能是数据的更新和存储, 包含了客户的信息管理、硬件模型管理等等;应用层的功能是网络支持和程序的存放;交互层是与用户直接联系的结构, 其可以让客户直接借助一些平台对数据和程序进行访问, 客户可对程序直接进行操作。系统结构简易图如图1。
2 计算机硬件组装虚拟实验系统存在的问题
(1) 实验受到一定的限制。利用计算机硬件组装虚拟实验系统进行训练时, 依然与传统训练一样具有一定的固定性和单一性, 并且增加了一定的实验局限性。主要是由于学生在利用计算机硬件组装虚拟实验系统进行模拟实验时所遇到的问题都是在系统开发时设定好的, 具有一定的片面性;而在实际操作中环境会不同, 遇到的问题也会多种多样, 有可能是虚拟实验中没有涉及到的问题, 因此以往开发系统根本无法满足实际需求。另外, 实际实验时, 学生可以自由发挥其想象力进行探索和摸索实验, 但是, 虚拟实验时使用的器械和设定的内容都是固定的, 无法随意选择, 无法培养学生探索和创新能力。
(2) 虚拟实验缺乏跟踪功能。利用计算机硬件组装虚拟实验系统进行实验, 实验者在实验过程中的操作、具体情况、错误、效果等无法得到有效记录, 无法做到总结经验和反思问题。因此不利于更好地达到实验效果, 并且也缺乏实验的针对性和持续改进的效果。
3 计算机硬件组装虚拟实验系统设计对策
3.1 明确整个设计系统的功能目标
(1) 设计出实验系统必须具备的基本功能目标。首先, 设计硬件组装虚拟实验系统必须按照《计算机组装与维修》中的要求, 设计出基本的系统功能, 如为实验者提供理解计算机硬件功能和知识, 掌握计算机硬件组装技能, 所必需的学习环境及硬件组装的训练场所。实验者通过这个系统可以帮助实验者理解系统的硬件结构和性能, 浏览和分析硬件, 并可以对实验结果进行评价, 以促进系统的提高。
(2) 增加系统性的设计目标。因为作为一个系统, 必须能提供学生进行自主实验的功能, 实验者通过自主定制实验场景, 可以有选择地了解和掌握硬件组装的虚拟实验系统, 明确硬件连接的要求, 帮助实验者记录系统中产生的错误。
3.2 在系统中实现自主实验的功能
计算机硬件组装虚拟实验系统的重点是进行自主实验, 这也是该系统必须实现的核心功能。实验者在实际的训练中, 通过操作虚拟环境下的硬件进行实验, 在实验中进行数据表建立, 训练场景载入, 管理日志等功能。通过建立数据表, 这些数据表包括硬件类型表、硬件信息表、硬件位置信息表等, 再通过第三方软件, 将3DS MAX的硬件模型导出, 用于实验场景的加载;在加载实验场景环节, 通过Quest 3D的自带软件功能, 将外部场景和物体在特定的触发条件下, 载入到实验场景中, 其中Quest 3D的导入技术也可以用LUA脚本的代码来实现动态载入, 这样可以程序的扩展空间和载入速度;最后通过日志管理, 可以提升记录系统中的操作错误, 以完善整个实验系统。
4 在系统中开发出关键性技术
(1) 动态载入技术。通过系统中的内置节点和LUA脚本技术, 对节点进行调用开发出信道与模块, 以实现动态扩展技术, 通过动态扩展技术可以在保证系统正常运行的前提下, 调用多种虚拟三维硬件模型, 提高系统的可扩展性。
(2) 场景和模型优化技术。在校园网或者其他局域网中, 为了保证系统的畅通, 需要运用场景和模型优化技术, 如实例化技术和多层次细节技术, 通过实例化技术可以对规律性的物体按规律进行绘制, 避免进行传统的复制;在运用多细节层次技术可以对模型中的贴图自动进行高分辨率管理, 近景采用精细绘制, 远景采用粗略勾画, 节省系统内存, 提高系统加载时间和实时交互性, 最终实现场景和模型的优化技术。
(3) 碰撞检测技术。运用Quest 3D自带的碰撞检测节点功能, 可以对虚拟环境中的两个物体的重叠和接触现象进行检测。该技术采用AABB算法, 根据系统中两个虚拟物体的最大值和最小值进行计算, 实现对虚拟物体的层次包围, 再进一步形成包围体, 然后结合两个物体的位置信息进行计算, 最终实现碰撞检测技术。
参考文献
[1]阮丽娜.基于Virtools的中学计算机硬件虚拟实验的研究与设计[D].四川师范大学, 2010
[2]葛巧燕.计算机硬件组装虚拟实验系统的研究与实现[D].浙江工业大学, 2013
[3]冯永健.计算机硬件虚拟实验室的设计与探讨[J].网络安全技术与应用, 2013 (11) :38-39
[4]杨海瑞.计算机硬件组装虚拟实验系统研究探讨[J].软件, 2014 (3) :208, 218
计算机硬件实验 篇2
实验目的：
1． 考察学生对计算机网络中硬件了解情况。
2． 网络硬件在网络中的各种功能。
3． 了解服务器、路由器、网卡和交换机等硬件设备的选择依据。
实验内容：
1.计算机网络中需要那些硬件设备？
2.从网上搜索一个网络拓扑图，介绍网络的构成，网络的拓扑结构，网络中有哪些硬件。
3.服务器选择标准？当前服务器品牌排名？价格范围？
4.网卡的选择标准？当前网卡品牌排名？价格范围？
5.网卡驱动程序是什么？为什么要安装合适的网卡驱动程序？
6.以太网交换机有哪些类型？选购一个以太网交换机要考察哪些参数？根据你对交换机所了解的性能参数，从网上查阅不同性能参数下的交换机的价格。
7.交换机的配置方式有哪些种？主要配置哪些参数？请你学习一种方法，学到的结果写出来。
8.为什么要用虚拟局域网？（什么情况下用虚拟局域网？）虚拟局域网有什么特点？
9.有哪些实现虚拟局域网的方法？实现虚拟局域网需要什么硬件设备？（了解）
10.从网上查阅资料，说明路由器、网关的工作原理。
11.交换机、路由器、网关的区别是什么
实验结果要求：
可以登录中关村在线、太平洋电脑网等网站查询网络硬件相关资料。
1．本实验两次课时间完成，请同学们合理安排。通过实验课解决上面问题，将答案写入word文档，直接提交word文件，不需要建立文件夹。
论计算机硬件的维护 篇3
关键词：计算机 硬件 维护方法
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2012)O9-0121-01
计算机是人们生活中不可或缺的工具，而硬件是计算机的核心部件，其维护与保养不仅关系到硬件的工作效率，也关系到计算机软件的工作效率。如果硬件出现问题，计算机就无法正常运行，因而，我们应深入了解计算机硬件问题的原因和维护方法。
一、计算机硬件问题产生的原因
（一）设备内部的原因
计算机硬件设备内部产生的问题主要有两种：一是设备冲突。主机与系统资源之间的适配是计算机正常运行的关键，配置是否兼容关系到计算机能否正常工作。如果新装入的板卡与现有设备之间发生资源冲突，就会导致计算机无法正常运行。二是软件原因。软件对计算机系统的正常运行有着重要影响，只有实现软件与硬件的有机结合，才能使计算机系统的正常运行。从实际维护情况来看，计算机硬件故障中有相当一部分都是由软件问题特别是病毒引起的。
（二）外部原因
计算机系统对外部环境要求较高，电压不稳定、电磁干扰、计算机使用环境、温度过高或过低等外部原因都会影响计算机系统的正常运行。电压不稳定可能会损坏硬盘等配件，强磁场干扰会造成计算机意外重启，或导致显示器磁化出现偏色等故障。
二、计算机硬件维护的原则
（一）预防为主
计算机硬件如同人的身体，不能等到出了问题才进行维护，应当养成良好的使用习惯，这样才能使计算机处于稳定的运行状态，从而延长计算机的使用寿命，因此，计算机硬件维护应以预防为主。在计算机硬件维护中，首先要养成良好的使用习惯。计算机出现故障除了其自身原因外，日常保养情况也是一个重要原因。如同时打开过多软件会使计算机长时间处于高速运行，导致主机温度过高，此时计算机就会突然自动关闭系统。虽然这种自动关机不会造成计算机系统的瘫痪，但应加强预防，将这些不利因素消灭在萌芽状态。其次，应掌握计算机维护常识。灰尘堆积过厚、机房湿度过大等都会阻碍计算机硬件的正常运行。在使用计算机时，应当定期对计算机进行清洁，提高其运行速度，不要频繁的开关机，掌握正确的开关机步骤，将计算机摆放在通风较好地位置，便于机器散热。
（二）遵循检测顺序
计算机硬件出现问题进行检测时，应当先从低级、简单问题入手，然后再进行高级、复杂的检测顺序进行检测。[1]一般来说，检测计算机时应先为计算机做一个清洁，然后再进行电源与设备间的检测或主机检测；应先排除具有普遍性的问题，然后再考虑特殊性的故障因素。如计算机自动关机，一般来说造成这种情况的有两种原因：一是主机温度过高，主机自动关机；另一种是由于下载或运行了携带病毒的软件。计算机各个硬件间都具有一定的关联性，掌握了各部分之间的关联就容易排除故障。同时，计算机维护还需要遵循一定的逻辑顺序，先低级、共性，后高级、个性。这样做既可以有效地节省时间和维修成本，又可以避免“小题大做”情况的出现。
三、计算机硬件维护的方法
计算机硬件维护原则是进行计算机硬件维护的基础，应在该原则的基础上灵活的处理故障问题，既注重技术层面的问题，也考虑外部环境的影响。
（一）直接观察法和隔离尝试法
直接观察法贯穿于计算机硬件维护的全过程，是计算机硬件维护最直接、最简单的一种方法。直接观察法就是对计算机硬件做全面的了解，既要观察硬件运行的环境、还要观察硬件的配置情况；既要观察用户的操作习惯，也要观察用户的操作过程；既要观察电源插座、插头情况，也要观察软件的使用情况。通过观察来对计算机硬件的整体状况有一个全面的了解。
在进行计算机硬件维护是为了快速、有效地找到故障，有时需要将一些硬件或软件进行隔离或屏蔽，这时就可以采用隔离尝试法，即将可能与故障产生冲突的硬、软件暂时卸载或停止运行。
（二）最小系统法和逐步增减法
计算机硬件维护中经常将最小系统法与逐步增减法配合使用，能够快速锁定和排除故障。[2]最小系统法是通过测试计算机系统在软、硬件中能否正常运行来判断计算机软硬件环境是否正常。如果系统在软硬件中不能正常运行，说明软硬件环境出现了故障，可以进行隔离。
逐步增减法包含两个内容：逐步添加和逐步删减。逐步添加是在最小系统法的基础上通过逐一增加计算机组件或设备，检测故障产生的原因，找到解除办法；逐步删减与逐步添加正好相反，即通过逐一减少组件或设备查找故障产生的原因。
（三）组件替换法和比较法
组件替换法是指根据故障的类别更换可能产生故障的计算机组件，观察故障是否消失。[3]在实际使用组件替换法时，应首先检查与组件相连的外部设备，然后再进行组件替换，如判断打印故障时，应先考虑驱动是否存在问题、打印机与计算机的连接是否完好、打印机的电源线路是否通畅等。
与组件替换法相类似的是组件比较法。所谓组件比较法是将性能较好的组件与可能存在故障的组件进行全方面的比较，判断二者有何不同之处，从而找出故障。
（四）安装软件或专业性的维护
有许多软件能够自动对计算机硬件进行检测，安装此类软件也是解决计算机硬件故障的有效方法，一方面，检测软件能够在硬件出现故障时准确的检测出硬件出现的问题，并提醒用户；另一方面该软件还可以适时对计算机硬件进行“体检”，防止故障的产生。但如果经过以上方法，依然无法排除故障，此时，应当寻求专业人士的帮助，而不是盲目的进行维护，有时一些小问题在盲目的维护过程中可能会造成故障的进一步恶化。
在现代社会中，计算机已成为人们工作与学习中不可或缺的工具，计算机的正常运行是软件与硬件相互配合的结果，因而，对计算机硬件的维护时应考虑软硬件等多种因素。在使用计算机时，应养成良好的计算机使用习惯、掌握基本的计算机维护知识，只有这样，才能提高计算机系统的性能和运行速度，使计算机更好地为我们服务。
参考文献：
[1]齐志亚.计算机硬件日常维护与故障排除[J].硅谷,2010(5).
[2]刘超,胡彩萍,胡全连.计算机硬件知识体系的结构框架研究[J].电气电子教学学报,2009(5).
计算机硬件实验 篇4
一、本计算机硬件综合测试台的基本组成
要想更好地设计一款综合性的硬件测试平台, 就要了解计算机的基本组成, 首先一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
软件分为系统软件和应用软件两大类, 大多数人的计算机的系统软件采用微软公司出的Windows操作系统。而大多数的计算机在硬件结构上都是采用总线结构。总线是连接系统各部件间信息传送的公共通道 (包括数据总线、控制总线和地址总线和) 。其优点是可以对系统进行“模块化设计”, 便于系统的扩充和组合。简单点来说计算机的硬件分为主机和外围设备, 主机内部有CPU、存储器 (硬盘) 、主板、各种板卡、风扇、电源等等。外围设备包括常见的鼠标、显示器、键盘等等。
综上所述, 本计算机硬件综合测试台需要包含必要的工作台, 故障演示台, 电子双路展示灯, 循环电路, 工作骨架, LED显示屏, 故障演示台上设有电源插座, 以及一种可抽拉显卡、声卡的托盘, BIOS报警提示。
二、计算机硬件综合测试台的基本操作。
所述的故障演示台正面有CPU、显卡、内存条、声卡、键盘、鼠标、P2P USB适用接口, 将硬件依次插入与插槽固定, 放入CPU后CPU底部信号连接线皆为弹性可由CPU夹盖加以束缚, 显卡、内存条、声卡插入链接槽, 插入后托盘旋转托衬防止脱落。全部连接完成后打开总开关, 之后按按钮开始BOIS过程, 若BOIS出现错误信号灯则会有相应变化, 出现相应警报, 全过程信号灯自动演示, BOIS完成, 旋转可以演示不同模式错误提示, 同时侧翼会提示警报提示, 信号灯出现相应变化。安装键盘、鼠标二者有输入信号开始亮起Y灯到达相应信号接收端, 信号返回通过N灯, 全过程完成与否LED显示屏都会显示相应的计算机界面。
三、计算机硬件综合测试台的优点
一是计算机硬件综合测试台故障演示台皆采用6061铝合金骨架, 通过铰链与工作台链接其特征在于, 组成部件抽拉方便, 静音滑道, 节约空间等特征。优选6061铝合金型材与工作台合适的高度极其符合人体工程学。工作台融为一体, 缝隙金属铰接便于拆卸。
二是计算机硬件综合测试台故障演示台LED显示屏可以直接与笔记本连接在工作台上, 现场运用软件MEMTEST、CPU-Z、效率源检测硬盘等软件测试硬件数据, 非常便于教师授课。
三是计算机硬件综合测试台包含计算机硬件电信号双路展现灯, 可以将计算机之间硬件协作电信号以Y (绿) 指示灯的形式展现, 发生错误将亮起N (红) 指示灯, 并可完整循环展示计算机开机BOIS过程。
四是本实用新型结构合理科学, 操作方便, 教学性强, 将理论教学和实践教学融为一体, 使学生更容积掌握各种硬件, 配件的信号传递和工作原理, 掌握计算机硬件故障判断和维修技术, 将计算机电信号实体化展示。
五是8CM/10CM/12CMCPU适用盒, 适用CPU关盖式电路通用盒, 其中CPU信号传输电路皆为弹性软入式, 电子接收器加之盒盖可将CPU固定。
六是利用一台计算机硬件综合测试台就可以让学生掌握观察法、清洁法、拔插法、硬件最小系统法、逐步添加/去除硬件法、替换法、比较法等计算机硬件故障排除方法。
七是本产品可以进行多种方面的计算机硬件检测。如整机的检测;电源的检测;显示器的检测;主板的检测;CPU的检测;内存的检测;硬盘的检测;鼠标的检测;驱动器 (COMBO、DVDRW) 的检测;U盘、移动硬盘的检测等方面。
四、计算机硬件综合测试台的保养维护
(一) 环境。
环境对电脑寿命影响是不可忽视的。该计算机硬件综合测试平台对电源要求:交流电正常的范围应在220V±10%, 频率范围是50Hz±5%, 并且具有良好的接地系统, 同时在遇停电时能继续运行一段时间;工作温度应在10℃~35℃, 太高或太低都会影响配件的寿命, 房间应尽量安装空调, 控制相对湿度30%~80%, 否则影响性能发挥, 可能诱发配件短路故障;空气中灰尘含量也对其影响较大, 天长日久就会腐蚀各配件的电路板, 要经常对该平台进行除尘。
(二) 使用。
个人使用习惯对该平台的影响也很大, 首先是要正常开关机, 开机的顺序是, 先打开外设 (如打印机, 扫描仪等) 的电源, 显示器电源不与主机电源相连的, 还要先打开显示器电源, 然后再开主机电源。关机顺序相反, 先关闭主机电源, 再关闭外设电源。其道理是, 尽量减少对主机的损害, 因为在主机通电的情况下, 关闭外设的瞬间, 对主机产生的冲击较大。关机后一段时间内, 不能频繁地做开机关机的动作, 因为这样对各配件的冲击很大, 尤其是对硬盘的损伤更为严重。一般关机后距离下一次开机的时间, 至少应有10秒钟。特别要注意当电脑工作时, 应避免进行关机操作。如机器正在读写数据时突然关机, 很可能会损坏驱动器 (硬盘、软驱等) ;更不能在机器工作时搬动机器。当然, 即使机器未工作时, 也应尽量避免搬动机器, 因为过大的振动会对硬盘一类的配件造成损坏。另外, 关机时必须先关闭所有的程序, 再按正常的顺序退出, 否则有可能损坏应用程序。
五、计算机硬件综合测试台应用展望
本计算机硬件综合测试台是一个平台, 囊括了很多实验设备具备的功能, 克服了现有技术的不足, 通过真实的各种硬件的搭配, 结合硬件故障的检测方法, 通过测试软件配以原理图和实物图, 指引学生操作了解并且掌握计算机硬件工作原理, 掌握了各种计算机硬件故障判断方法与维修方法。利用一台计算机硬件综合测试台就可以让学生掌握观察法、清洁法、拔插法、硬件最小系统法、逐步添加/去除硬件法、替换法、比较法等计算机硬件故障排除方法。节省了教学空间和教学成本, 有较为广泛的应用前景。
参考文献
[1] .郭子斌.计算机软硬件开发与系统工程建设 (安装调试) 技术手册[M].合肥:安徽文化音像出版社, 2005
[2] .黄艳敏.浅谈电子产品的硬件测试技术[J].单片机与嵌入式系统应用, 2010
认识计算机硬件 篇5
一、教学目标：
知识与技能：
1、了解计算机系统的组成部件特点、功能及其基本工作原理。
2、认识计算机硬件
3、了解主机的内部结构
过程与方法：
激发兴趣，设置悬念，利用丰富详实的图片资料，展现一类硬件从过去到现在的各种产品的图片，让学生直观感受到设备的发展历程，看到最新、最时尚的产品。培养学生用科学的方法对事物进行探索。激发学生继续学习的热情，为以后的学习打下良好的基础。
二、教学重点难点：
重点：
1、了解计算机系统的组成部件特点、功能及其基本工作原理。
2、激发学生学习计算机的热情
难点：
1、计算机硬件
2、了解主机的内部结构
三、教学过程：
一、导入新课
展示图片
二、讲授新课
一、计算机硬件的基本组成1、请学生讲述人体各部位的作用与功能
老师：大家都知道，计算机又称为“电脑”，这是一种比喻，就好像用电的人脑一样，是人脑的延伸和扩充。因此，要了解计算机各部件的作用，首先要了解人体各部位的功能。
老师：人体的哪一部分能够进行计算，是人脑，还是四肢或五官？
学生：是人脑；
老师：我们每个人都能记住自己的名字，人体的哪一部分能够进行记忆，是人脑，还是四肢或五官？
学生：是人脑；
老师：人脑不仅具有运算和记忆功能，还具有控制功能，它能向我们的四肢和五官发出命令，让它们协调活动，可以说一个人最重要的部分就是人脑，它是整个人体的中心。那么一个人光有大脑行不行？
学生：不行。他无法感受外面世界的美好东西，也无法将自己知道的东西告诉别人。
老师：是啊！人脑再重要，也必须依靠四肢和五官将自己的功能发挥得尽善尽美。
2、将计算机各部件的功能与人体各部位的作用建立形象对照。
老师：计算机也同人一样，有相当于大脑的中心部件，也有相当于四肢和五官的外围设备和辅助部件。
我们先来介绍外围设备。
老师：（指键盘）这是什么？
学生：键盘
老师：（指显示器）这是什么？
学生：显示器
二、计算机硬件的基本工作原理
现在，我来总结一下。计算机硬件系统基本上由四大部件组成：输入设备、输出设备、内存、CPU。输入设备负责接收外界信息后，输送给内存进行暂时存储和记忆，然后由内存将有关的数据传递给CPU，数据经过CPU运算处理后，再传递给内存进行暂时存储，最后由内存将数据传递给输出设备显示、打印，或者传递给外存储器，以便长期保存。
计算机硬件教学改革探讨 篇6
【关键词】计算机硬件；教学改革；翻转课堂
随着社会的不断发展进步，知识经济、信息时代正以清晰的步伐迈入二十一世纪，传统的计算机技术不断的发展，企业对计算机人才能力的要求越来越高，而作为培养计算机人才的院校，承担着对计算机教学的实施与改革，计算机硬件知识的掌握有助于学生更深刻的理解计算机工作的基本原理。现今，很多的高校却忽视了计算机硬件方面的培养，重视软件方面的运用，恰恰计算机硬件是软件应用的基础，范围广，并且与实际工程联系紧密，计算机硬件课程的教学改革在信息技术时代是势在必行。
1 存在问题
计算机硬件在教学过程中，不同的学校由于师资、场地、学生质量的不一，形成的问题有所偏差，但大体基本一致，主要存在以下几个方面的问题。
1.1 观念问题
学生自考入大学进入计算机专业，很多人的理想就是做一名软件工程师，重视软件的运用，而根本就没有把入门的计算机硬件课程放在眼中，只要把软件工程师需要学习的课程掌握好，就觉得可以了，忽视了硬件知识的培养。而另外非计算机专业的学生更是如此，比如文科类的学生，认为自己将来是搞文学的，计算机只要会使用办公软件、上网等就可以了，很多人学了计算机就当没学，连电脑是怎么组装的，哪些硬件都不知道，出点小问题就束手无策，只好找计算机中心解决问题。
1.2 知识陈旧
很多高校的教学内容还是沿用以前的资料，并未进行更新，现在信息技术这么发达，日新月异。从以前的台式电脑，发展到现在普遍学生使用笔记本电脑。教师知识未更新，还一味的讲解台式电脑的硬件知识，诸如硬盘、内存、CPU等，学生怎么能有兴趣，更多的是感到枯燥、乏味，没有跟上时代的步伐。对于这些知识点可以学，但也应该加入一些最新的计算机内容，更多的是与市场接轨，与企业紧密相联的计算机硬件知识点。
1.3 场地实验设备限制
计算机硬件需要专门的实验的场地进行实验，而很多学校并没有实验所，重视理论，轻实验。如计算机硬件的组装，学校的投入力度不够，学生没有机会去验证理论知识点，再加上学生本身的不重视，对计算机硬件的实验认识不足，这就造成了学校实验场所的硬件更新慢，跟不上时代。学生对计算机硬件的理解就差，导致动手能力就弱。所以，需要对计算机硬件进行教学改革的探讨。
2 教学改革
计算机硬件的教学改革，就是要把相关课程进行整合，知识点的更新，统一规划进行实施。针对不同专业的学生，应该有不同的教学内容，如文科类与理工类、计算机与非计算机类，都应该有所侧重，这就需要对教学内容的建设，教师本身的教学水平的衡量，才能把这个课程改革彻底，加大学生的动手操作能力培养。具体的教学改革实施如下。
2.1 整合教学内容
根据学生进行课程内容的整合，达到各专业培养人才的要求。如非计算机类可以把大学计算机基础和计算机硬件的组装与维护合并，让学生既能进行办公软件的运用，又能对电脑进行组装和维护。计算机类可以整合数据逻辑、计算机组装、汇编语言、计算机系统结构等课程。同时对这些课程加入与市场接轨的，最新的技术、概念，丰富教学课程内容，调整好授课的课程标准、教案，深入的研究分析并进行实践。
2.2 师资队伍建设
计算机硬件教师教学团队的建设，根据不同的专业的需求，学生的生源层次，配备相应的计算机硬件教师，资历较深的教师可以进行传授、帮助、带领新入职教师或者是缺乏经验的教师进行授课，从最基础的开始，直到能独立的完成教学内容，把教师梯队建设好，达到教学的目的。
2.3 教学模式改革
引进全新的教学模式——翻转课堂教学法，这是在现今很多高校进行推广的一种新型教学模式，得到了相应的论证。2012年翻转课堂由一些学者引入中国，广受教育界的关注，到现今，得到了迅猛的发展。主要采用的方式是教师通过录制视频，学生只要在有网络的区域就可以在线的学习。可以把计算机硬件课程进行分解，那些用于在线网络学习，那些用于集中式讨论学习进行相应的划分，一般课时比例是：在线学习：集中讨论=2：1，也即每两周集中式学习一次，解决之前在线学习的问题，实施教学互动，通过学生答题的情况，来了解学生在某一个阶段对于知识点的掌握情况，可以随时对所录制的视频做调整或增加解决问题的视频，学习效果的更大化。
2.4 加强教材建设
每一所学校，受教学、设备、生源、专业等的限制，通过在教学中的反馈、经验的积累，着力的编写适合本校的计算机硬件课程的综合教材，教学实验指导书等。既能体现教师的教学成果体现，又能加强学生计算机综合能力培养。
2.5 参加硬件课程的比赛
在授课的过程中，在校内或校外积极的组织学生参见硬件课程的比赛，实施“以赛促学”教学方法，通过参加相应的硬件课程的比赛，以此来提高学生对硬件学习的积极性，同时提高等级考试的过关率。
3 结束语
计算机硬件课程的教学改革，不是单方面的事情，它需要学校在设备上的大力支持，与市场接轨，更新硬件；教师不断在教学中的努力、总结经验，提高教学的质量，加强教材的编写和创新；学生的在学的过程中能提高认识，改变观念，强化动手能力，软件与硬件同等对待。基于此，计算机硬件的教学改革才能走的更远更稳。
参考文献
[1]吴卫江，赵建辉，刘博.也谈计算机硬件課程群建设[J].计算机教育，2012（01）.
[2]戚梅，张鹏，东野长磊.计算机硬件实验教学改革与探索[J].实验科学与技术，2011（04）.
作者单位
计算机硬件实验 篇7
关键词：实验教学,改革,计算机硬件,思考
计算机硬件教学属于计算机类专业教学的重要组成部分,是培养学生实践技能、创新思维的必修课,其核心课程包括单片机原理与应用、微型计算机技术及应用、计算机组成原理、计算机系统结构等,这些课程具有理论性强、应用范围广且与实践联系紧密等特点。计算机硬件实验教学是计算机教学课程中的重要部分,最重要的作用是培养学生实际动手能力、工程实践能力、开发创新能力,现已成为实践性教学关键环节。通过科学先进的计算机硬件实验课程训练,可以激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,强化学生的创新意识,为学生后续阶段的课程学习以及在工作中拥有较强的动手能力都打下良好的基础。然而通过观察和思考,本文以中职院校为研究对象,针对目前计算机硬件实验教学中存在的问题,从如何进行计算机硬件实验教学改革、提高中职学校计算机教学质量方面着手进行了一系列的思考。
1 计算机硬件实验教学中的问题
1.1 教学过程中重理论轻实践
中职学校教学中存在着理论课与实践课脱节的现象。理论课的理论教师与实践课的实验指导在工作上缺乏衔接性与针对性,造成理论课上讲授的重点、难点在实验课中不能准确、完整地体现,这种现象在我国整个教育体系中都不同程度的存在。这种理论与实践脱节的教学大大制约了实验教学的质量水平,导致学生不能充分的学习计算机基础硬件知识,并将影响到以后的计算机知识专业知识的自我学习和再发展接受能力的更新。
1.2 教学中重软件轻硬件、重验证轻创新
目前计算机教育存在着重软轻硬和重验证轻创新的倾向。教师在教学中存在着主观上的偏差以及教学安排上的不合理,过多地强调软件教学而将硬件教学的地位降低,并且中职学校中开设的硬件实验课程大多为验证性实验和综合性以及设计性的实验,实验过程中大多是验证性,方法僵化,实验与理论相脱节,缺少相辅相成,使得相当多的院校计算机硬件实践教学的效率低下,很难令人满意。
1.3 教学实验设备上重展示轻应用
传统的硬件实验课程对于实验条件的要求比较高,需要专门的实验设备,但是现实中只有很少一部分院校配备了较齐全的专业设备和实验仪器。即使购买了设备的那部分中职院校,其仪器的使用情况也很不理想,往往是几个学生一组做实验。造成实验中,有些同学比较刻苦,基本上能够完成整个实验,另外一部分同学则没有机会或者是不愿意动手做完全部实验过程,这样使得学生实际动手的机会并不想等。通常由教师将实验过程和结果向学生展示,而学生得不到充分的应用实验设备的机会。另外硬件实验室中的各种设备都比较贵重,成本和维护费用都相当的高昂,使得相当多院校平时很少给学生开放,造成硬件实验学时数有限,无法让学生去进行设计或创新性的实验。
2 计算机硬件实验教学的改革
针对上述计算机硬件实验教学中出现的亟待解决的问题,本文结合我国基本国情以及当前中职学校计算机教学的实际情况,认为应该对我国计算机硬件实验教学的相关方面进行改革,以形成科学合理的教学方法,从而为中职学校后续阶段的学习打下夯实的基础,并最终提高我国中职学校计算机教学质量。
2.1 教学过程上重视硬件实验教学和学习
由于计算机硬件学科自身的实践性和参与性特点,使得计算机硬件教学课程完全依靠老师在课堂上进行理论讲解,学生被动听课吸收知识的模式已远不适应教育发展的需要。教师在课堂上讲解的过程中还要求积极监督学生做实验,反复强化训练,不断迫使他们将课堂上讲授的理论知识与实际动手实验结合起来,才能逐步培养他们的动手实践和创新能力。另外,在实际教学时间安排中,必须为实验课程安排足够的课时,这样才可以将实验课程进行的更好,也是的学生有机会亲自动手参与实验,增强学生的动手实践能力。最后,就是在教学管理上进行改革,传统的计算机硬件教学实践课程是没有学分的,这就要求在制定学生培养计划时将计算机硬件实验课程单独设立学分,并列入课程最终的考核成绩等都能提高学生对实验教学的重视,投入更多精力并取得较好的学习效果[1]。
2.2 教学课程安排上重视创新教育
计算机硬件实践教学课程不仅可以培养学生的动手能力,而且还可以激发学生的逆向和顺向思维能力。在实践教学中应严格要求学生自己独立完成实验,少设或不设验证型实验,及时地调整、更新实验教学内容,并尽快与教学实践结合。要对学生进行正确的引导,大胆地放手让学生自己去检查、去解决,充分发挥学生的主动性、能动性和创造性,激发学生对实验的浓厚兴趣。同时理论教师与实验指导教师应统一教学步骤、教学安排,将教学重点、难点系统化、条理化,从而实现教学过程的连贯一致。
2.3 教学实验设备上应及时更新
当前,部分院校由于教学经费紧张,很多设备和仪器不能够及时购置或者已购置但是不能够得到及时的更新、换代,这样就使计算机硬件实践教学的功效大打折扣。现实中很多院校面临着计算机硬件实验设备老化和不足的问题,这就要求相关教育主管部门加大教育投入,做到实践教学资金专项专用,以此来督促并加强实验室的硬件建设,加大综合型和设计型实验的比重,彻底改变只重视软件实验室,而轻视硬件实验室的状况[2]。
2.4 教学方法上重视学生兴趣的提高
学生的学习激情越高,其创造性思维就越活跃。我们在教学过程中,要改变传统的应试教育模式,计算机硬件实践教学的目的就是加强学生的实践动手能力,由于相当一部分教师的教学方法不合时宜或者是千篇一律,例如某些老师的教学笔记年复一年的使用,很多年过去了还是没有任何更新,造成教学方法和方式的僵硬、死板。现实的实践教学中,应注重启发式教学方法的运用。所谓启发式的教学,就是以学生为主,指导老师为辅的实验模式。在实验过程中,指导老师只需要演示必要的参考实验,以便使学生可以很快地熟悉实验环境以及操作流程[3]。
3 总结
计算机硬件实验教学的质量直接关系到学生学习计算机硬件基本知识的积极性。鉴于此,本文通过对计算机硬件实验教学的观察和思考,指出了目前计算机硬件实验教学中的若干问题,并提出了相应的改进方案。希望在不远的将来,这些改进措施能够提高实际硬件实践教学的效率并取得满意的效果。但是,计算机硬件实验教学的改进是一项庞大的系统工程,需要相关机构和教学的方方面面的沟通和配合。我们坚信完善计算机硬件实验教学定将培养学生的实践动手能力和创新能力,促进我国计算机硬件实践教学的良性发展。
参考文献
[1]黄剑玲,廖剑华.计算机硬件系列课程教学改革的探讨[J].教育探索,2009(3):31-32.
[2]郑耿凡.计算相硬件实验教学中存在的问题及解决措施[J].科技信息,2009(22):171.
计算机硬件实验 篇8
关键词：计算机硬件,虚拟实验,计算机网络,数据库,实验教学
计算机专业硬件类课程内容包括电路原理、模拟电路和数字逻辑等,大部分都是计算机专业本科生的专业核心课程。硬件类课程理论严密、逻辑性强,它对提高学生分析与解决实际硬件中问题的能力有十分重要的作用,同时应用性也很强,是学生将来解决计算机相关的实际工程问题的基础。计算机类专业开设硬件类课程与电工电子专业的要求稍有不同,学生既要比较熟练地掌握电工电子技术的方法和应用,又不要求深入研究,同时,它对分析与设计都有一定的要求,以便掌握计算机相关硬件知识和从事计算机接口电路的分析与设计。
但是,在传统硬件类课程理论教学中,只是通过教授基础知识和讲解例题,达到学生对这门课理解的目的,会让学生觉得过于抽象。而在硬件类课程的实验教学中,一直使用的传统的实验方式,即主要基于电力电子实验平台,利用各种电表、双踪示波器及电路板,按照教师设计好的电路,连接导线、搭建电路,按照实验题目对电路的响应进行分析,这样的实验方法虽然直观,但是也存在一些弊端:(1)在实际的实验中,由于实验仪器设备的使用损耗,及实验元件的坏旧,教师设计好的实验题目的具体实现受到一定的影响,往往出现在实验课堂上需要临时改动实验设计。(2)在实际操作中,实验设备的老化也会使得实验结果不准确甚至出现异常情况,使得实验教学的效果变差,而且影响了学生对知识的直观学习和理解。(3)在电力电子技术实验中,教师和学生都是直接接触实验平台的,且正常使用的都是220V电源,如果对实验仪器设备检查不及时,会给使用者带来一定的危险性。(4)由于学生在实验中难免会因为误操作而损坏一些元器件,也会造成学校经费的不小的浪费[1,2]。
所以,针对计算机专业的特点,建设硬件类课程虚拟实验平台是对传统教学的改革,是对新的教学方式的探索。我们可以通过借鉴已有的对虚拟实验平台系统的研究和建设经验[3,4,5,6],设计出符合计算机专业特色的硬件类课程的虚拟实验平台系统,使得计算机专业学生大大提高对硬件类课程的学习兴趣和学习效果。
1 计算机专业硬件类课程虚拟实验平台建设目标
计算机类专业硬件类课程虚拟实验平台建设不仅是为硬件类课程理论课和实验课教学服务,而且可以方便师生的随时的学习、交流及课业管理。具体来说,包括:
1)辅助理论课教学。教师在上理论课时可以在教室里登录虚拟实验平台,结合实验软件进行演示,可以取得更好的课程讲解效果;学生只要利用联网的电脑,通过学习计算机类专业硬件类课程虚拟实验平台图形界面的使用,并熟悉模块库的内容,就可以方便地进行仿真实验,并通过实验平台提出疑问和上传实验报告。
2)提高实验课效率和质量。在传统硬件电路实验的基础上,将虚拟实验软件例如Multisim仿真[7,8,9]等引入到硬件类课程虚拟实验平台中。通过登录虚拟实验平台系统,老师可以对学生实验情况进行实时观察、答疑、批改实验报告,并在虚拟实验平台系统中给出学生成绩。虚拟实验平台不仅能够解决传统硬件类实验课程的弊端,并且具有控制功能强大、方便快捷的优势。
3)方便师生交互、激发学生学习热情。虚拟实验平台具有即时交流的功能,学生可以随时登陆虚拟实验平台系统中,把问题放在交流讨论空间中,而教师看到就可以随时进行解答。这种交流方式可以大大激发学生的学习热情。
2 硬件类课程虚拟实验平台构建
计算机专业硬件类课程虚拟实验平台既要满足现有的实验课程的所有功能,又要具有更多的扩展功能。在教学方面,教师在教室里进行理论教学时也可以随时登录虚拟实验平台进行实时操作演示,从而实现对理论课教学的互补,并且该平台不仅可以集成现有的虚拟实验课程,而且能够扩展以后开设的新的课程;对教师而言,能够方便地在此平台上进行虚拟实验准备、对学生实验进行管理,和学生进行互动交流;对学生而言,使用该平台不仅可以进行对实验的自学,而且随时随地可以进行实验操作练习。总的来说,计算机专业硬件类课程虚拟实验平台的设计需要遵循集成性、可扩展性、共享性、操作性强及使用安全等原则。虚拟实验平台可以通过C/S的体系结构,利用Visual C++进行集成开发。下面,本文将详细介绍该硬件类课程虚拟实验平台架构和功能。
2.1 硬件类课程虚拟实验平台构成
计算机专业硬件类课程虚拟实验平台结构模块如图1 所示,主要由网络管理系统、数据库系统和虚拟实验课系统三个大模块组成。
网络管理系统包括“系统管理模块”、“用户管理模块”和“平台外置接口”三部分。其中,“系统管理模块”主要管理虚拟实验平台网站。“用户管理模块”主要管理用户权限、用户信息和用户访问记录等,教师通过“用户管理模块”可以获得高权限的管理资格,从而再通过“虚拟实验课系统”可以进行虚拟实验的设置和准备等,学生通过“用户管理模块”可以获得较低权限的访问资格,可以访问虚拟实验课程系统,进行相关学习和操作,也可以通过该虚拟实验平台和教师进行交流互动。而“平台外置接口”可以实现对其他院系或机构虚拟实验资源的链接,更加方便师生的学习,而本校或外校师生如果获得访问权限,可以随时随地访问该虚拟实验平台。
数据库系统包括“教师课程管理”、“学生作业管理”和“系统安全管理”三个部分。任课教师通过“教师课程管理”模块可以管理历年所上课程的相关资料,包括多媒体课件、教辅材料、实验指导书、实验考核等。而选课的学生则可以通过虚拟实验平台上传虚拟实验完成后生成的实验报告或作业等到“学生作业管理”数据库中。“系统安全管理”可以完成对用户的创建、修改,对教师提供较高的管理和实验权限,教师可以管理学生上传的相关作业及报告,对学生提供较低的管理和实验权限,学生可以管理自己课程的作业和报告,可以在交流讨论空间对教师提问。此外,“系统安全管理”旨在采取必要维的技术和措施来维护系统安全,防止来自外界和内部对系统的破坏,主要体现在:用户必须通过用户名和密码才能登录虚拟实验平台系统,这样可以拒绝非法访问者的进人;对于正当的用户,如果出现了不当操作,也要及时中止;定时维护和更新系统软件和硬件,对进入系统的用户,首先进行正当操作介绍,对于下载平台中的资料的要求,需要其提出申请。
虚拟实验课系统是计算机专业硬件类课程虚拟实验平台的核心,网络管理系统和数据库系统都是对其支撑和服务的。我们按照现有的课程设置对虚拟实验课系统进行了设计,分为电路基础虚拟实验、模拟电路虚拟实验、数字逻辑虚拟实验等硬件课程的虚拟实验。该子系统具有良好的扩展性,如果以后开设新的硬件类课程,则在此子系统中随时进行扩充即可。进入每门硬件课程的虚拟实验空间,就像进入一个独立的实验室,虚拟实验课会模拟真实的实验课堂,教师可以在虚拟实验室中对实验课程进行管理,对实验课进行详细的布置、介绍,对学生实验报告进行审阅,对学生提问可以及时反馈。
2.2 虚拟实验课子系统功能
虚拟实验课子系统是硬件类课程虚拟实验平台的核心,建立功能完善、便于维护、更新和扩展的虚拟实验课子系统关系到整个硬件类课程虚拟实验平台的教学效果。总的来说,虚拟实验课子系统要遵循实时性、交互性、易于扩充和维护的原则去设计,并且虚拟实验课要按照教师引导、学生主导的启发式的方式教学。
每个虚拟实验子系统即每个虚拟实验课上要求实验环境中的实验仪器的操作与真实设备的操作相似,实验过程、实验现象要与实际相符,并要求虚拟实验平台反应灵敏,搭建电路、接通虚拟电源并打开测量仪器开关后,可以立即读取待测量数据,立即观察到电路的变化,这样,学生在虚拟实验平台上进行学习才可以得到与传统实验实物操作过程一样的观察和反馈结果。
虚拟实验课子系统的功能设计如图2所示。
教师可以通过“虚拟实验管理”模块对虚拟实验课堂进行布置,主要是对实验前的准备、实验原理、实验步骤指导等,也包括设置实验要求、对学生实验的实时查看等。“虚拟实验操作”就是虚拟实验具体操作空间,使用者可以用虚拟实验操作空间里的仿真软件如Multisim软件进行仿真实验。在这个虚拟实验环境中,学生可以按照实验目的和要求,进行实验电路的搭建,通过虚拟仪器,对电路进行测试。对实验操作和实验内容或原理不熟悉的学生可以同时结合“多媒体课件学习”模块进行学习,使得虚拟实验操作同传统实验课上一样,将实验和多媒体教学结合起来。学生利用各种虚拟仪器仪表和虚拟元件搭建电路,可以得到仿真结果,学生结束实验后,可以在实验平台中将实验结果进行保存,并可以写上实验分析等生成最终标准的电子实验作业或报告。通过“教师实验评阅”模块,教师可以审阅学生实验作业或报告,通过系统对学生打分并录入系统中。同传统实验课堂一样,虚拟实验课堂同样可以进行学生提问、教师解答及交流讨论,这些都可以通过“交流讨论空间”模块实现。
2.3虚拟实验课教学思路
虚拟实验本身是新颖的教学模式,其教学方式应该吸收传统实践教学的经验,不仅在虚拟实验内容设计上要兼顾到实验环境的可行性和实验方法、步骤的科学性,而且要给学生更大的尝试空间,积极锻炼学生的分析问题解决问题的能力,从高效的虚拟实验平台上得到更大的提高。总的来说,采用教师引导、学生主导的启发式的虚拟实验教学思路。针对这点,我们可以考虑按照如下进行教学设计。
2.3.1“实验—结论—问题—讨论—实验”的教学模式
硬件类实验是应用性很强的实践课程,也与计算机软件体系紧密联系。在虚拟实验教学中,可以采用“实验—结论—问题—讨论—实验”的模式,这种启发式实验教学方法,不仅可以巩固学生的理论知识,而且可以培养学生解决实际问题的能力,从“讨论”环节启发他们解决问题的思路,从而变被动为主动,去积极地探索新的知识,找到解决问题的途径,从而实现教师引导,学生主导,激发学生对虚拟实验和硬件类课程的浓厚兴趣。
2.3.2“基础性实验→验证性实验→设计性实验→综合性实验→创新性实验”的实验内容设计
由于受到有限仪器设备的约束,传统实验教学往往是全班同学做同一个实验,且实验项目连续若干年改动不大。而虚拟实验不用受此约束,教师可以设计更丰富的实验题目,采用更多样的实验设备及元器件。在实验内容设计上,可以按照“基础性实验→验证性实验→设计性实验→综合性实验→创新性实验”的方式。这样的实验教学方式非常科学,遵循了由浅入深、由易到难的方式,循序渐进地提高学生的学习和钻研的能力,并积极鼓励学生基于虚拟实验平台,根据自己的兴趣爱好,大胆提出并验证自己的实验设计方案,引导和支持他们开展有意义的实验研究。这种实验设计和培养方式,有利于培养学生创新的兴趣和科研能力。
3 结束语
设计科学合理的、交互强的、便于维护和更新的计算机专业硬件类课程虚拟实验平台能够避免真实电路电子实验的诸多弊端,不仅大大节省了教学成本,而且虚拟实验操作快捷高效,可以提高学生的学习效率。虚拟实验教学采用启发式的教学模式,结合便捷的虚拟实验平台,势必成为理论课程教学的良好补充,是今后教学发展的趋势所在。然而目前虚拟实验平台的设计依然不够完善,建设功能强大、操作灵活、对实物实验扬长避短的计算机硬件类虚拟实验平台是我们努力的方向。
参考文献
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计算机硬件实验 篇9
1.1 教学内容陈旧、不足
实验课一般不独立设课, 而是依附于理论教学, 其内容大多是理论教学中的理论验证, 各门课程的实验之间互相分割、相对独立、缺乏综合性、学生的思维也被局限于相应的理论课程。这种模式, 只适用于基本技能的训练, 不适应创新能力的培养, 学生难以形成工程设计的整体概念。由于验证性较多, 设计型、研究型、创新型、实际应用型较少的特点, 在实验项目的体系安排上, 基本上是验证理论性的体系, 理论课讲到哪个章节, 实验就跟到哪个章节。
1.2 实验设备更新换代过快, 造成投入不足
实验仪器设备的技术性能是设备生产厂商的生命线, 尤其是以计算机为领军的高科技产品更是如此。但是计算机及计算机专业实验设备的性能并不是与设备的价格成正比的, 甚至随着时间的发展成反比, 更新换代的周期越来越短, 这样导致计算机实验设备经常处于落后地位, 难以跟上计算机技术飞速发展的步伐。
1.3 教学模式呆板
传统实验教学以教师为中心、为主体, 学生被动地按照实验要求和操作步骤进行。这种教学模式培养的学生思维狭隘, 办事循规蹈矩, 缺乏创新精神和创造能力, 不能适应现代社会对人才的需要。
1.4 学生实践机会较少
由于受硬件课程的内容及实验环境的限制, 造成学生实际动手机会少之又少, 因此常出现学生做实验时只要稍有问题, 就只能等老师来解决的现象, 既浪费了时间, 又浪费了自己主动解决问题的机会。这样的学生, 走到工作岗位, 专业知识再好, 面对几分钟就能解决的计算机故障也束手无策。
1.5 师资力量缺乏
实验课的指导教师一般由主讲此门课的教师充当, 往往是学生多, 教师少, 一个教师辅导几十到上百的学生, 学生与实验指导教师交流的机会少, 往往一堂实验课下来, 很多学生没有轮到教师的辅导。
2 计算机专业硬件实验课的改革
2.1 整合实验课程
硬件系列课程从体系结构上划分为三个层次:基础层、应用层和提高层, 其理论课程与实验课之间的关系如图1所示。基础层为“电子技术”与“计算机组成原理”。“电子技术”课程虽然在教学体系上不属于计算机硬件系列课程, 但其是计算机硬件系统的技术基础, 是必修的前续课;“计算机组成原理”介绍计算机的基本组成和工作原理, 解决整机概念;通过“电工电子实习”与“模型机设计与组装”两门实践课程, 强化学生的硬件动手能力。在应用层中, 通过“接口技术”介绍应用层的外围接口和相关外设, 通过“硬件综合实践”、“嵌入式系统实践”强化学生对基础知识的掌握和综合应用。提高层为“计算机系统结构”及“性能测试与分析”实践课程, 通过学习和实践, 能够使学生比较全面地掌握计算机系统的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法、基本设计方法和性能评价方法, 并建立起计算机系统的完整概念。理顺每门课与前导课和后续课之间的关系, 从而保证硬件课程体系的系统性和完备性。
2.2 建立“验证型-设计型-综合型-探索型”的多层次实践教学模式
“验证型-设计型-综合型-探索型”的多层次实践教学模式, 系统强化学生的综合设计和硬件动手能力。在验证型实验中, 注重使学生巩固基本理论, 进一步掌握基本概念和基本技能。在设计型的实验中, 注重培养学生的创新意识、设计能力和动手实践能力。在这一类实验中, 以学生动手为主, 教师辅导为辅, 只给定实验的课题及达到的目标, 中间过程需学生自己去查阅资料和设计方案, 直至最后调试完成。在综合型实验中, 注重培养学生综合运用所学知识的能力, 使学生受到更为实际、更加全面的科学研究的训练。课程设计的部分内容属于探索型实验, 学生可以自主选择感兴趣的课题及相关开发工具, 写出设计书, 交给指导教师审核后实施。在这一过程中, 学生需要查阅大量的资料, 培养了学生的自学能力、研究设计能力、独立分析问题及解决问题的能力和创新能力。
2.3 大胆放手、随时关注、及时引导
实验教学应主要是为学生创造一种有利于思维能力发展的环境和条件, 完全抛弃由指导教师“包干”到底的做法, 让其通过自身的实践来挖掘潜能, 提高素质。因此, 要求教师鼓励学生大胆实践, 不怕失败, 善于从成功或失败中吸取经验。所以在实验中只是在学生确有困难时才加以指点, 对一些有疑难现象有意识地给予启发, 这不仅帮助了学生更好地消化课程内容, 还可开拓思路。同学们都处于积极状态, 在实验中不但要动手操作, 还要想通道理。教师安排实验的每一内容时都要经过认真思考, 学生的主动性被调动起来, 积极的参与到实验中。学生在实验过程中可以向教师提出各种各样的问题, 教师要热情给予引导, 这样做比课堂学习更具体更容易弄懂, 知识会得到进一步深化。
2.4 建立实验课考核制度
实验课单独考核, 单独给成绩。在整个的实验课考核的过程中, 建立实验课考试制度, 考试应进行得比较生动, 具体规划为:首先, 提前一定时间由学生抽签方式得到题目, 每一个题目都是实验过程的一个主要环节。其次, 学生完成规定的实验内容, 应回答教师提出的问题, 这些问题应紧紧围绕实验内容, 以基本概念、基本原理方面为主, 这样将有益于培养学生应用基本理论解决实验问题的能力。考试实验过程, 应该在实验问题或实验故障的排除上, 引起学生对实际问题的浓厚兴趣, 给严肃的考试增添活跃气氛, 使考试生动起来。
2.5 改进实验教学方法和教学手段
为激励优秀学生更多地投入到实验实践活动中, 设立“创新学分”制度, 如算法程序设计、电子设计、数学建模、网页设计等竞赛获奖者, 均可凭客观指标获得创新学分。
2.6 设立综合实验案例库开发
一个综合型、应用型、研究型或探索型实验案例的设计具有两个要素:具有创新性的想法, 以及具有可操作性的分解。应用性和趣味性强的实验案例通常更有利于学生体会实践带来的成就感。对于实验案例库建设而言, 最重要的是挖掘优秀的想法, 并将实验步骤加以分解与细化, 甚至在必要时开发相应的实验软装置, 从而设计出一个高品质的实验案例。
2.7 提高学生对实验内容的兴趣
例如, 在汇编语言上机实验中, 同学普遍感到非常枯燥、乏味, 即使同学们编程正确, 也经常看不见、摸不着, 调试起来缺乏根据, 这样在很大程度上影响了学生学习汇编语言的热情和兴趣, 如果有条件最好能用系统计算机连上一个硬件实验台, 让同学们通过设计汇编程序、用编程来真正控制硬件, 如:交通灯、舞台灯光、中断程序, 这样就在实践中达到更好地理解、掌握汇编语言及编程技巧, 提高和激发学生对学习汇编语言的兴趣和热情。
2.8 每学期设立实践周
根据教学的实际情况, 在每学期的中期或期末, 设立实践周。在实践周, 设立综合实验, 使学生能够在这一学期将所学的知识综合运用, 整合计算机硬件和软件课程, 对于硬件课程和软件课程之间的衔接问题, 都可以在实践周中得到验证和提高。由于实践周有足够的时间, 教师可以充分利用这个时间给学生出一些比较综合性的实验, 让学生思考, 自己查资料解决问题, 例如学了电子技术和汇编语言, 可以让学生设计时钟、抢答器等, 学生从电路设计、制板、焊接、安装、调试到产品成型, 在教师的指导下, 可以顺利进行, 通过历年的实践周情况看, 学生兴趣浓厚、积极性非常高。在实践周也可以组织学生到IT产业调研、参观、学习, 使学生了解IT产业的最新技术, 能够提升学校所学的基础知识, 缩短学校与企业之间的距离, 让学生一毕业就可以在企业顺利就业。
3 结束语
任何自然科学理论都离不开实践, 在学习本学科理论知识基础上, 加强基本实验技能的训练, 实验教学即为这种技能训练的重要环节, 实验质量的高低将直接影响学生实际能力的高低, 而实际能力则关系到学生今后工作与发展, 所以对于实验课应该给予应有的重视。
参考文献
[1]周国安.改革实验教学加强学生科学实验能力培养.天津:实验室科学, 2006 (2) :28-29.
计算机硬件实验 篇10
1 计算机硬件类课程实验教学体系的改革与建设
1.1 计算机硬件类课程实验教学体系的现状
现在的计算机硬件类实验教学,在课程安排上,存在相互脱节的问题。各门课程的实验内容相互独立,每门课程建立了一套自有的实验教学体系。在实验内容安排、实验平台的使用上,没有考虑计算机硬件课程之间的内在联系。以中央处理器(CPU)为例,在数字逻辑课程,寄存器、加法器、译码器等内容是课程重点,而这些逻辑电路是构成CPU的基本部件。在实验教学中,安排较多学时进行验证性实验。在计算机组成原理课程,会重点讲解CPU的工作原理和设计思想,并给出了CPU内部各组成部件的电路结构框图。在实验教学中,以CPU为核心的基本模型机实验是该课程中最重要的实验。而在微机原理与接口技术课程中,所有的内容主要围绕对CPU的编程展开。在实验教学中,利用汇编语言进行程序编程和对接口操作进行编程是最主要的2个内容。在单片机原理与应用课程,主要围绕MCS-51单片机的内部结构和指令系统进行讲解,在实验教学上,主要是汇编或C语言编程以及单片机应用编程。从上面的分析看出,在计算机硬件类课程,一直贯穿着CPU的内容。但由于这些硬件课程讲解的侧重点不同,并且在不同的学期授课,因此,很多学生无法掌握这些硬件课程之间的内在联系,造成学生知识结构体系的零碎化。
1.2 计算机硬件类课程实验教学体系的改革
计算机硬件类课程之间存在密切的内在联系,学生通过这些课程的学习,应该能够逐步建立起整个计算机系统设计的概念,掌握计算机系统的设计技术[1]。为了达到这个目标,我们构建一个新的计算机硬件类课程实验教学体系。在原有主要课程的基础上,增加EDA技术、计算机综合系统设计等创新类课程。对原有计算机硬件课程,结合EDA技术对其改进。比如在数字逻辑中,对译码器、加法器、寄存器、触发器等知识,不但要介绍其功能和电路逻辑,而且给出基于硬件描述语言的实现方法。在计算机组成原理中,结合对CPU的工作原理和设计方法的介绍,逐步给出CPU的ALU、控制单元、中断系统等电路的EDA设计思路。在实验教学中,可以要求学生编写出具体的HDL实现代码。而在计算机系统结构中,利用EDA技术,在实验教学中实现对流水线CPU、带Cache的CPU的设计实现。
而在计算机综合系统设计课程中,将数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口技术、单片机原理与应用、计算机系统结构等课程的内容,以CPU为主线,形成各门课程内容上的全面贯通,加深对各门课程内在联系的认识,最终使学生建立全面的计算机硬件知识体系结构。
1.3 新实验教学体系的建立
通过对计算机硬件类课程在教学上的通盘考虑,理顺各门课程的内容安排,分清每门课与其先修课和后续课之间的关系,建立一个合理、科学的实验教学体系。根据课程内容间的内在联系和其先后衔接顺序,考虑实验内容的阶段性、层次性,我们将计算机硬件实验课程分为三个层次[2],分别为:基础层、拓展层、综合层,见图1。
基础层包括数字逻辑、计算机组成原理这两门课程的实验。数字逻辑实验是整个硬件类课程实验的基础,实验内容既包含组合逻辑电路和时序逻辑电路的验证性实验,也包含电子琴、数字频率计、电子秒表等综合性实验。同时增加关于EDA技术的应用设计实验,让学生初步学会EDA设计的方法,包括Quartus II的软件使用,并使用该软件进行仿真实验。电子工艺实习的主要内容:(1)元器件和集成电路的基本知识;(2)手工烙铁焊接技术;(3)电子工程图简介;(4)印刷电路板设计与制作[3]。我们选择AM/FM收音机为实习产品,学生通过焊接、安装、调试等一系列动手操作,为以后的硬件实验课、课程设计、毕业设计奠定实践基础。计算机组成原理实验,主要进行存储器、总线、运算器、以及控制单元等各功能模块的工作原理实验,在此基础上,使用计算机各功能部件构建基本模型机,使学生构建计算机系统的完整概念。计算机组成原理综合性设计实验让学生从指令系统入手,设计出硬布线逻辑CPU和微程序思想CPU。
拓展层是在基础层的基础上,将概念型CPU进行拓展。其中,微机原理与接口技术是以通用型CPU(比如8086、80386、Pentium等)为中心,讲解其X86指令系统,掌握汇编语言的编程规则。按照汇编、连接、可执行文件生成、调试的流程让学生掌握汇编语言的编程与调试。在此基础上,通过接口技术的实验,加深学生对微机结构和各种接口芯片的理解。单片机技术是以MCS-51型CPU为中心,掌握其指令系统和编程规则。在拓展层,这2门课程都要开展计算机定时器/计数器、中断控制器、并行接口、串行接口、A/D转换等常见I/O接口部件的实验,使学生能熟练进行应用程序开发技术。
综合层包括计算机系统结构和计算机综合系统设计。计算机系统结构实验要求学生掌握多周期CPU、流水线CPU、带Cache的CPU的设计等实验内容。计算机综合系统设计要求将CPU、中断控制器、定时器/计数器、键盘控制器、LED数码管控制器、UART串行通信控制器件设计整合成一个完整的计算机系统或So C芯片,并进行软件编程调试、优化结构和系统性能评价等。在综合层,要让学生充分利用EDA技术,在基础层、拓展层的基础上,按照自顶向下的设计方法,对整个系统进行方案设计和功能划分,由硬件描述语言完成系统行为级设计,利用先进的开发工具自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布线、仿真及特定目标芯片的适配编译和编程下载[4]。
2 计算机硬件实验教学平台的改革与建设
2.1 计算机硬件实验教学平台的现状
目前计算机硬件实验教学的实验平台,如计算机组成原理实验箱TEC-2000、Dais-CMH等,微机原理和单片机综合实验箱HK8688等。虽然设备操作简单,实验成功率高。但存在以下缺陷:
2.1.1 实验平台基本硬件化
在这类实验平台上,学生只能严格按照实验指导书的实验内容、操作步骤进行验证性实验,很难开展设计型实验。比如实验室现在所用的数字逻辑实验箱,所用到的各类门电路芯片都已经插好在电路板上,学生只需要根据实验指导书连线,进行实验验证即可。在实验过程中,很难发挥学生的主动性,极大地限制了学生创新性思维的发展,也严重消弱了学生的实验兴趣。
2.1.2 实验设备与计算机当前主流技术差距较大
现在的计算机硬件实验内容仍然是上世纪90年代左右的计算机知识,缺乏对计算机当前新发展技术的体现。比如在计算机组成原理里缺乏对RISC CPU的介绍,对于ALU没有介绍并行计算的实现算法。在微机原理中缺乏对现代计算机架构的介绍,没有引入南桥、北桥、前端总线以及超线程等概念,基本停留在Intel 16位CPU 8086的介绍。而单片机主要讲述MCS-51系列,对许多新型单片机如AVR、C8051F没有涉及。而现代计算机技术飞速发展,根据摩尔定律,计算机性能每18个月提高一倍,因此大量的新技术、新概念不断出现。但实验这些变化无法及时反映到实验设备上,这是实验设备常见的局限性。
2.2 基于EDA技术的计算机硬件实验教学平台
应用EDA技术,设计计算机组成原理实验教学平台。该实验平台采用大规模可编程逻辑器件,结合EDA技术的硬件设计思想,建立一个开放式的计算机组成原理实验平台。该实验平台以FPGA芯片为核心,配合存储器芯片、输入输出模块、通信模块,共同组成一个32位的计算机组成原理实验平台。在计算机组成原理功能模块实验时,结合altera或者Xilinx等公司的EDA软件,使用硬件描述语言编写各功能部件的设计方案,然后通过进行编译、连接和适配工作,得到二进制文件。通过对各部件进行综合、仿真、验证等。最后封装成图形化顶层文件。而在综合性实验中,既可以完成无流水无Cache的最基本的CPU设计,也可以是既有流水又有Cache的复杂CPU的设计。
在该实验平台上,通过进一步对硬件资源进行整合,以该实验平台为基础,加入相应的各个实验课程的辅助模块,即数字逻辑模块、微机原理与接口技术模块、计算机系统结构模块。从而将该实验平台扩展为一个计算机硬件实验教学的公共开放平台。使得原本分散在不同类型实验平台上的课程实验得到了统一,消减了多种实验平台带来的教学成本,更为重要的是提高了学生的实验学习效率,取得了良好的实验效果。
3 总结
计算机硬件类课程对于建立学生全面的计算机系统知识体系具有重要作用,而计算机硬件实验教学不仅仅是对理论教学的强化和补充,更对培养学生的动手实践能力、启发学生的创新意识、建立对科学研究的兴趣都具有重要的作用。因此,按照由简单到复杂、从理论到工程的教学思路,建立了一套优化的计算机硬件实验教学体系,让学生建立起计算机系统的整体概念,掌握计算机系统各部件的内在联系。而开放式的实验教学平台的建设,保证了所提出的优化实验教学体系的有效实施。
摘要：计算机硬件教学属于计算机专业教学的重要组成部分,而计算机硬件实验教学是理论知识的验证与巩固的重要环节。针对目前计算机硬件实验教学的现状,从实验教学体系、实验教学平台进行改革与探索,提出了分层次的计算机硬件优化实验教学体系,建立了一个以计算机组成原理实验为核心的开放式实验平台。促进了理论教学与实践教学紧密结合,可以适应学科发展和IT企业对高层次计算机专业人才的需求。
关键词：计算机硬件实验教学,实验教学体系,开放式实验平台,EDA技术
参考文献
[1]艾明晶.EDA课程在计算机专业硬件体系实验教学中的作用[J].实验技术与管理,2005,(10):88-91.
[2]李绍平,余桂兰.基于EDA技术的计算机硬件实验教学体系构建[J].中国现代教育装备,2009(77):97-99
[3]戚梅,东野长磊.构建计算机硬件实验教学体系[J].实验室研究与探索,2009(28),9:131-132.
浅谈计算机硬件检测维修 篇11
【关键词】计算机 硬件维修 故障检测
随着科学技术的不断发展，计算机已经逐步渗透到人类生活的各个领域，并且逐步改变传统的工作学习和生活方式，推动社会向前发展。这样，计算机硬件的维修就显得举足轻重。计算机硬件维修是提高计算机使用效率和延长计算机使用寿命的主要措施。
一、计算机硬件维修概况
在对计算机进行维修的过程中，可以针对维修对象的特征，将之分为三个不同的级别。一级维修，也可以称为板级维修，指的是对计算机之中的某一个设备或者某一个部件进行维修，还包括对计算机软件进行设置。在这个级别的维修之中，可以通过使用简单的操作，例如测试或者替换等，对出现故障的设备和部件进行确定，并及时的排除。二级维修，指的是对计算机器件和元件进行维修，具体来说，就是通过某些测试仪器，对设备和部件之中的故障进行定位，以便进行维修。三级维修，也就是线路维修，指的是针对在电路板上产生的故障进行维修。在维修的过程中，需要使用三级维修的计算机很少，但是在计算机行业之中，由于竞争的加剧，计算机成本不断降低，对一级维修的成本也不断降低，所以一级维修的地位不断加强，也是最多的。
二、计算机硬件故障检测维修遵循的原则
（一）“先软后硬”的原则。
很多隐性故障，如死机、蓝屏等，一定先检查是否因软件引起的故障，再从硬件方面检查。如安装了哪些软件、硬件的驱动程序是否安装正确等。
（二）“先外设后主机”的原则。外设上的故障较容易发现和排除，观察计算机本身及周围的环境情况，如显示器显示内容是否正常、连接线是否松动、指示灯工作是否正常等。
（三）“先电源后部件”的原则。先检查电源有无问题，若电源功率不足会导致故障发生，再查其他部件，如插卡是否松动、线路板和元器件是否有异味等。
三、计算机硬件维修的基本方法
（一）观察法 即“看、听、闻、摸”。“看”即观察系统板卡的插头、插座是否歪斜； 电阻、电容引脚是否相碰； 表面是否烧焦；芯片表面是否开裂；主板上的铜箔是否烧断。“听”即监听电源风扇、 软/硬盘、显示器变压器等设备的工作声音是否正常。“闻”即辨别主机、 板卡中是否有烧焦的气味，便于发现故障和确定短路所在。“摸”即用手按压管座的活动芯片， 看芯片是否松动或接触不良。另外，在系统运行时用手触摸或靠近 CPU、显示器、硬盘等设备的外壳根据其温度可判断设备运行是否正常；用手触摸一些芯片的表面，如果发烫，则可能为该芯片损坏。
（二）最小系统法 最小系统是指，保留系统能运行的最小环境。 即由电源、 主板和 CPU 组成的系统。 在这个系统中，如果有报警声， 说明主板基本没有什么问题， 反之， 主板可能存在问题。
（三）逐步添加/去除法 逐步添加法，以最小系统为基础，每次只向系统添加一个设备，来检查故障现象是否消失或发生变化，以此来判断并确定故障部位。比如插入声卡后机器不能启动，说明故障可能是由该声卡引起的。逐步去除法，正好与逐步添加法的操作相反。逐步添加/去除法一般要与替换法配合， 即添加/去除了一个设备后系统故障出现或消失， 这时可找一块好的设备来替换该设备以便准确地确定故障部位。
（四）拔插法 PC 机系统产生故障的原因很多， 主板自身故障、I/O 总路线故障、各种插卡故障均可导致系统运行不正常。采用拔插法是确定故障在主板或 I/O 设备的简捷方法。 即是关机将插件板逐一拔出，每拔出一块板就开机观察机器运行状态， 一旦拔出某块后主板运行正常， 那么故障原因就是该插件板故障或相应 I/O 总线插槽及负载电路故障。若拔出所有插件板后系统启动仍不正常，则故障很可能就在主板上。 拔插法的另一含义是：一些芯片、 板卡与插槽接触不良，将这些芯片、 板卡拔出后再重新正确插入可以解决接触不当引起的微 机部件故障。
（五）替换法 替换法是用好的设备去替代可能有故障的设备 ，以判断故障现象是否消失的一种维修方法。好的设备可以是同型号的，也可以是不同型号的。 替换的原则一般为：首先按先简单后复杂的顺序进行替换。如：先显卡、 声卡、 内存等，后 CPU、 主板等，如要判断打印故障时，可先考虑打印驱动是否有问题，再考虑打印电缆是否有故障，最后考虑打印机或并口是否有故障等。
（六）比较法 比较法与替换法类似， 即用好的设备与怀疑有故 障的设备进行外观、配置、运行现象等方面的比较， 也可在两台计算机间进行比较， 以判断故障计算机在环境设置，硬件配置方面的不同，从而找出故障部位。
（七）升降温法 即人为升高或降低机器运行环境温度， 来诱发故障的发生， 以制造出故障出现的条件来促使故障频繁出现，以观察和判断故障所在的位置。
（八）敲打法 敲打法一般用在怀疑计算机中的某设备有接触不良的故障时， 通过振动、 适当的扭曲， 或用橡胶锤敲打设备，从而判断故障采设备的一种维修方法，有时也可解决一些由于接触不良或虚焊造成引起的故障。
计算机故障尽管五花八门、 千奇百怪，但只要我们掌握一定维护的方法，在平时使用计算机时，多留心屏幕的显示信息，在维护中多注意归纳总结，多向有经验的同志请教，你会很快对硬件的维护变得得心应手。
参考文献：
[1]何平，杨保华，王牟本.计算机的组装和维修[j].计算机知识和技术学报，2004，30（1）：5l-55
计算机硬件实验 篇12
关键词：计算机硬件,CPU,维护,系统还原卡,保养
计算机作为信息处理工具在当今时代得到迅速的发展, 高等学校的计算机教育, 作为学生的基本素质教育的一个组成部分, 已成为所有专业的必修课, 特别是操作系统、应用软件的快速更新, 计算机上机实践在教学中的比重越来越大。然而, 正是由于计算机基础教育实验工作的日趋烦琐、负荷日趋饱满, 也使管理维护工作显得越来越重要, 难度越来越高。因此, 如何利用现有的工作条件, 将计算机实验室利用的最充分、管理的最安全、维护的最简便已成为摆在实验室管理人员面前的一项重要课题, 特别是计算机系统硬件的保养管理。
1 计算机硬件
1.1 主板
计算机主板的日常维护主要应该做到的是防尘和防潮, CPU、内存条、显示卡等重要部件都是插在主机板上, 如果灰尘过多的话, 就有可能使主板与各部件之间接触不良, 产生这样那样的未知故障;如果环境太潮湿的话, 主板很容易变形而产生接触不良等故障, 影响你的正常使用。另外, 在组装计算机时, 固定主板的螺丝不要拧得太紧, 各个螺丝都应该用同样的力度, 如果拧得太紧的话也容易使主板变形。
1.2 CPU
要想延长CPU的使用寿命, 保证计算机正常、稳定地完成日常的工作, 首先要保证CPU工作在正常的频率下。通过超频来提高计算机的性能是不可取的, 在计算机正常工作时, 尽量让CPU工作在额定频率下。另一方面, 作为计算机的一个发热比较大的部件, CPU的散热问题也是不容忽视的, 如果CPU不能很好地散热, 就有可能引起系统运行不正常、机器无缘无故重新启动、死机等故障, 给CPU选择一款好的散热风扇是必不可少的。另外, 如果机器一直工作正常的话就不要动CPU, 清理机箱清洁C PU以后, 安装的时候一定注意要安装到位, 以免引起机器不能启动故障。
1.3 内存条
对于内存条来说, 需求注意的是在升级内存条的时候, 尽量要选择和以前品牌、外频一样的内存条来和以前的内存条来搭配使用, 这样可以避免系统运行不正常等故障。
1.4 显卡和声卡
显卡也是计算机的一个发热大户, 现在的显卡都单独带有一个散热风扇, 平时要注意一下显卡风扇的运转是否正常, 是否有明显的噪音或者是运转不灵活, 转一会儿就停等现象, 如发现有上述问题, 要及时更换显卡的散热风扇, 以延长显卡的使用寿命。对于声卡来说, 必须要注意的一点是, 在插拔麦克风和音箱时, 一定要在关闭电源的情况下进行, 干万不要在带电环境下进行上述操作, 以免损坏其它配件。
1.5 硬盘
(1) 进行读写操作时不可突然断电。现在的硬盘转速很高, 通常为5400转/分或7200转/分, 在硬盘进行读、写操作时, 硬盘处于高速旋转状态, 如若突然断电, 可能会使磁头与盘片之间猛烈磨擦而损坏硬盘。在关机的时候一定要注意机箱面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁, 如果硬盘指示灯闪烁不止, 说明硬盘的读、写操作还没有完成, 此时不宜马上关闭电源, 只有当硬盘指示灯停止闪烁, 硬盘完成读、写操作后方可关机。 (2) 不要自行打开硬盘盖。如果硬盘出现物理故障时, 不要自行打开硬盘盖, 因为如果空气中的灰尘进入硬盘内, 在磁头进行读、写操作时会划伤盘片或磁头, 如果确实需要打开硬盘盖进行维修的话, 一定要送到专业厂家进行维修, 千万不要自行打开硬盘盖。 (3) 做好硬盘的防震措施。硬盘是一种精密设备, 工作时磁头在盘片的表面浮动高度只有几微米, 当硬盘处于读、写状态时, 一旦发生较大的震动, 就可能造成磁头与盘片的撞击, 导致硬盘的损坏。因此, 当计算机正在运行时最好不要搬动它, 另外, 硬盘在移动或运输时最好用泡沫或海绵包装保护, 尽量减少震动。
2 高校实验室计算机硬件维护的目的与要求
实验室是培养学生具有创新精神、创新能力的重要场所, 加强高校实验室的软、硬件建设, 是高校管理体制改革的重要内容, 也是按照“意见”中提出的办出特色、办出水平和办出效益的重要环节, 更是学生能否就业顺畅, 提升学校知名度的重要标志。因此, 必须不断研究和探讨在新形势下实验室建设的新方法、新模式。相信, 通过不断努力, 作为高校教学三大支柱之一的实验室一定会发挥出巨大的作用。
3 高校实验室计算机日常维护与保养方法
3.1 显示器故障
在确保显示器的电源线、信号线连接完好的情况下, 如果显示器因刷新频率设置过高导致无法进入系统, 将显示器的刷新频率恢复正常即可;若显示器屏幕出现颜色不正常, 这可能是因为显示器被磁化引起的, 不严重时可以用显示器自带的消磁功能解决;若显示器屏幕经常抖动, 可能是刷新频率太低, 将刷新频率调至最优即可;若显示器出现花屏, 这种现象可能是主板受潮了, 应把计算机放到干燥、通风的地方凉干。
3.2 风扇故障
主机内的电源风扇和CPU风扇出现问题时, 一般会引起系统死机, 严重时会烧掉主机电源、CPU及主板。排除风扇故障方法为:首先打开机箱, 运行主机, 看风扇是否转动。如果CPU风扇时而运行时而停止, 用手触摸CPU, 若温度正常, 则是正常的。如果CPU温度过高, 这就不正常了, 需要更换CPU风扇再试。另外注意定时清洗风扇上的灰尘并涂上润滑油, 灰尘过多会影响风扇散热效果, 从而导致死机。
3.3 电源故障
电源故障的典型现象是显示器无显示、无法开机或开机后电源指示灯一闪即灭, 主机无法启动, 或者多次开机 (每次需拔掉电源线) 才能正常启动, 这种情况就考虑换一个正常电源或功率大一点的电源再试。如果系统即使没有按下Reset键也反复启动, 在排除软件原因后, 检查周围有无强电干扰。
3.4 CPU故障
当CPU针脚与主板插孔接触不良时, 开机后显示器会无任何输出, 这种情况就断开电源, 将CPU重新插好即可解决;如果CPU质量存在问题, 系统会出现无故死机、重启等现象, 建议在购买CPU时, 选择“盒装”且有保证书的CPU;另外, 由于CPU主频越来越高, 高速Cache容量的也越来越大, 这样由于Cache存在问题而出现的系统不稳定性故障也越来越多, 这种情况就将主板BIOS中CPU的Cache暂时关闭就可解决故障;还有因CPU超频、散热不良导致系统死机、CPU烧坏也是一种很常见的现象, 我们也要注意。
3.5 主板故障
主板故障往往表现在系统启动失败、显示器无显示等难以判断的故障现象。当主板驱动没装好时, 系统会不稳定, 出现重启、蓝屏等现象, 建议先装好主板驱动, 再装显卡、网卡等其他设备的驱动;如果主板的CMOS电池出现问题时, 显示器会无任何输出, 这时可以将CMOS放电或重设跳线, 若问题依旧, 可能是CMOS电池电压不够或损坏, 这种情况就用另外的CMOS替代再试。若因硬件冲突产生蓝屏, BIOS被病毒破坏造成显示器无输出时, 可以用BIOS启动盘刷新BIOS的办法来处理。另外要仔细检查主板上的每个小器件看是否有松动的, 发现松动及时处理。还有主板的电源没接好或主板上的灰尘太多也会造成主板发生故障, 要经常检查、清洁。
3.6 内存故障
内存出现故障时一般会引起系统的自动重启、死机、蓝屏及显示器无显示等现象, 通常开机时会出现“嘀嘀”地叫个不停的报警声, 遇到这种现象时, 可以采取如下方法来排除:首先断开主机电源, 打开机箱, 取出内存条, 看是否插反, 若插反就换过来;如果没插反, 检查一下内存条表面芯片和电路板是否有损坏的迹象;如果内存条没有损坏的迹象, 检查内存条“金手指”是否被氧化。另外, 因内存质量不佳或损坏而导致的系统工作不稳定, 像系统频繁出现“蓝屏死机”和“注册表损坏”错误或者Windows经常自动进入安全模式等, 可以更换内存条。如果内存条在其他机器上使用正常, 有一种可能是病毒程序修改了原来机器上的CMOS参数, 将CMOS放电后再试;另外一种可能是原来机器上使用了升级的内存条, 导致新内存条与旧主板不兼容, 一般升级BIOS后就可解决。
4 通过系统还原卡维护计算机实验室的系统软件
目前, 传统的系统软件维护方法已很难适应和保证计算机基础教育实验室工作的正常运行, 我们采用系统还原卡不仅可以解决上面谈到的有关问题, 还可节省大量的维护维修时间, 大大提高了计算机实验室管理工作效率。
4.1 系统还原卡维护计算机实验室系统的特点
4.1.1 开放式管理
这种方法无需防毒、防写、防软盘开机、任意删除、格式化等, 计算机装上系统还原卡后, 所有软件皆能正常运行, 兼容性较好, 适应性强;初始化设置简单, 使用方便, 去掉保护轻而易举, 更新软件方便自如, 满足了一般用户的随意操作需求。不用担心个别读者对系统的删改和各种计算机病毒的侵扰。只要重新开机, 硬盘内的各种资料便能很快恢复, 无论是资料被删、被改或被计算机病毒感染, 皆能恢复原状。另外一旦系统瘫痪, 系统还原卡还有一对一、一对多维护和整盘复制的功能, 非常方便。
4.1.2 需求式管理
满足用户对数据保存的需要。管理人员在初装系统还原卡时, 可根据实际需求预留一个 (D盘) 或两个 (D、E盘) 空间用于存储系统临时文件, 供用户暂时保存数据、文档及程序等。对于预留空间, 可设定为非自动恢复。学生可使用计算机的预留空间存放自己的数据和其它的检索内容。被系统还原卡保护的系统盘 (C盘) , 就可以有一个纯净的软件环境而不被病毒侵蚀, 也杜绝了人为对系统文件的删改和破坏。
4.1.3 监控式管理
系统还原卡可对CMOS完整保护和实施实时监控。本卡对CMOS芯片的保护是基于回写策略。即如果是一般用户修改了CMOS信息设置是没有用的, 因为系统还原卡将会把合法的后备CMOS信息回写。CMOS分为基本模式和完整模式。基本复原只检查记录硬盘型号、软驱种类等项基本设置, 若发现被更改, 系统还原卡将CMOS内容完整复原。完整模式即扩展系统参数值 (因BIOS的不同而不同) 内容总长度128个字节。保护CMOS值的方法一般采用“备份还原法”, 首先将CMOS参数值按自己的要求设置为正常状态, 利用CMOS的两个端口将这些参数值写入硬盘中备份起来, 以后每当机器重新启动, 还原卡自动检查CMOS值, 若被修改过, 自动还原原来的设置状态, 以达到CMOS保护的目的。
4.2 系统还原卡构建多重服务器系统的方法
现以实例说明用系统还原卡构建多重网络服务器系统的方法 (本例在高校实验室实际使用中) 。用作服务器的硬件是:方正文祥电脑, CPU为PIII733, 内存SDRAM128Mb, 硬盘20Gb, 3C OM+PC I10M/100M自适应网卡一块, W.DOGII型ISA系统还原卡一块, 通过HUB连有工作站微机120台。由于教学需要, 在服务器硬盘上装入Netware3.12、Netware4.11、Windows2000 server、windows98等几种操作系统。
4.2.1 分区的划分
利用还原卡将硬盘划为8个分区: (1) 取名为NW312的分区, 大小为50MB, 类型为F AT16, 是安装Netware所需的DO S分区; (2) 取名为NW3DATA的分区, 大小为2GB, 类型NET386, 用来创建Netware分区, 并将其设为NW312的资料盘, 在开机菜单显示方式中设置为隐藏; (3) 取名为NW411的分区, 大小为50MB, 类型FAT16, 是安装Netware所需的DOS分区; (4) 取名为NW4DATE的分区, 将其设为NW411的资料盘, 开机菜单显示方式为隐藏; (5) 取名为WINNT40的分区, 大小为2GB, 类型为BIGDOS, 用以安装Window s NT系统; (6) 取名为N TD A TA的分区, 大小为4GB, 类型NTFS, 作为NT系统的逻辑D盘, 将其设为WINNT40的资料盘, 开机菜单显示方式设为隐藏。 (7) 取名为Wi ndows2000server的分区, 大小为5GB, 类型为NTFS, 安装Windows2000 server系统; (8) 取名为Windows98, 以上各分区复原模式均设为“系统设定”。而主设定界面儿复原模式设为“完全开放”。
4.2.2 安装N ovell服务器
在还原卡的分区中安装Netware往往不容易成功, 现在实践中摸索的要诀介绍如下: (1) 用DOS6.22对名为NW312的分区做FO RMA T/S, 安装Netware3.12; (2) 在“Install Option”菜单的“Disk Option”选项中重建Netware分区, 其容量尽可能接近NW3D ATA的分区容量值; (3) 由于用还原卡建立分区后, 在主引导扇区的四个分区引导机制, 其余三个分区表项, 类型标志位65H, 用作激活多分区引导机制, 其余三个分区表项为空, 而正常Netware分区应占用一个分区表项, 所以重建Netware分区后, 若查验一下安装程序会报告分区为止无效消息, 可不予理会。在建立SYS卷后, 马上退出安装。常识重启动机器, 若发现DOS系统文件被损, 可用软盘启动机器, 键入SYS C, 向硬盘传入系统; (4) 继续在SYS卷内拷入Netw are系统文件, 编辑A UTO EX EC.NC F的文件, 完成安装过程, 类似地, 可以完成NW411分区的系统安装。
5 结语
计算机的硬件维护与保养是一件比较繁琐的事, 实践证明, 加强实验室管理、技术防范, 正确设置计算机设备运行的外部和内部环境, 提高实验室人员的技术和技能水平, 采用科学的工作方法, 是搞好计算机实验室设备的管理维护, 保证实验教学正常开展的重要举措。只要我们采取科学的管理与维护方法, 就可以保障各种设备在超高使用率下的低故障运行, 以发挥出计算机最大的功效。
参考文献
[1]潘洪军.高校计算机专业课程结构体系构建的思考[J].现代教育科学, 2005 (4) :116～118.
[2]仝兴华, 刘衍聪.探索柔性培养机制创新人才培养模式[J].中国大学教学, 2006 (9) :46～47.