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1.1針對性,服務性,人性化網絡軟件根據各個階層,各個工作性質才從不同層次滿足人們的需求,通過制定程序化語言,使得系統有條不紊執行指令。網絡應用軟件具有針對性特點,如針對學生課本中數學方程制定執行口令,解決數學問題,促進學生學習;網絡軟件服務性強,整個系統嚴密有條理,能夠考慮到各個方面問題,更好為人民群眾服務;網絡軟件系統的制定的目的在于解決人們工作生活遇到的問題,人性化色彩濃厚。
1.2系統軟件功能系統軟件是計算機必不可少的軟件程序,用來實施計算機系統的管理,確保系統正常運行。系統軟件通過編譯口令,制定程序步驟來完成對整個網絡環境的整理功能,操作程序是系統軟件之一,編制程序的目的在于實現操作便利。
2計算機軟件應用功能
計算機軟件的應用功能,以其強大的優勢占領市場,各行各業都對計算機軟件功能產生依賴性,應用領域波及廣,影響力大,服務性強,以一定優勢占據重要地位。
2.1經濟功能隨著計算機技術的不斷發展,網絡已經走進千家萬戶。更多的商家看到了網絡帶來的商機,網上購物開始席卷購物商場,淘寶,天貓,京東,等眾多購物平臺的出現給商家帶來巨大的經濟額,針對網上消費的需要,計算機軟件制定相應的程序,給整個購物帶來便利,確保購物環境的安全。除了網上購物,計算機軟件在商場購物有著廣泛應用。網絡軟件通過錄入產品信息,數量,特點,確保了運營環境正常進行。服務員通過信息查詢得知產品所剩數量,根據銷售額,尋找消費者喜好,更好的為人民服務。軟件系統能夠保證消費者的合法權益,掃碼,購物小票,給了消費者消費憑證,從一定程度維護了消費者合法權益。此外購物小票是商家依法進行納稅的標志,保障了國家的經濟利益。
2.2管理功能管理者能夠確保一個公司體制的正常運行,計算機網絡軟件中有專門為網絡管理者設計的管理軟件,起著統籌的作用。管理者通過自身掌握的程序對網絡環境進行維護,以減少在系統應用中給使用者帶來的不便,清理障礙,確保整個網絡程序的正常進行。管理軟件以自身的優勢深入到社會的各個階層,銀行,煤礦,電信,為各個階層帶來了便利。
3計算機網絡軟件功能的不足之處
部分網絡軟件不夠完善,程序設計存在漏洞,使得不法分子有機可乘,他們利用軟件設計中忽視的細節,使用一些不法工具盜取使用者的用戶信息,導致個人信息外漏,財產安全受到侵害。加強軟件的嚴密性,是研發網絡軟件工作者需要特別注意的問題。安全問題得不到切實的保證,會最終導致軟件的研發失去本身的意義。程序設計中的非復制,是確保軟件安全的有效途徑之一。注重對信息的非復制性研制,能夠有效確保用戶信息安全。
4結語
關鍵詞:計算機通信技術;高層建筑智能化工程;應用
中圖分類號:TU17文章標識碼:A
引言
計算機的高速運算、大存儲、高智能化的特點,為現代建筑工程的高效運行具有極大的幫助,滿足了建筑工程對大量資料收集整理及工程項目預算等要求??梢哉f,計算機技術的出現,促進了我國建筑業的發展,帶動了建筑工程技術的提高。接下來,筆者將著重探討建筑工程中,各個領域對計算機技術的應用情況。
一、公共廣播傳呼系統
智能建筑廣播系統分2類,一是面向公共區(如展廳,中廳服務區域等)的公共系統,平時播放背景音樂廣播,火災或緊急情況時立即切換為緊急廣播。二是面向辦公區域及車庫區域的廣播系統在一些特殊區域等則要單獨設置專業廣播設備)。公共廣播傳呼系統應具有2個主要功能,即平時的背景音樂或普通廣播以及緊急廣播。緊急廣播總控制器有最高邏輯優先權。緊急廣播總控制器當有消防控制觸發信號抵達時.通過啟動各分區的邏輯控制模塊將相應的負載回路切換成對應的緊急廣播回路。
二、 共用無線電視系統CATV和衛星接收系統
智能建筑的共用無線電視系統是適應人們使用功能要求的一部分,系統不僅用于接收廣播電視,還能傳送自行播送的節目及調頻廣播。衛星接收系統的選址地安裝及調試是一個重要部分,經接收、解調、調制后的衛星信號混合人共用無線電視系統前端部分,經傳輸分配系統送至各用戶終端。智能建筑采用了套板狀衛星電視接收天線,分別用于接收不同電視衛星的電視信號共8套。
三、智能建筑弱電系統的防雷、接地設計
1)電源系統的雷電防護
由于機房電力供給是由大樓的建筑物變配電室引入的,電源高壓端的防雷保護已由電力供電部門實施。按照國標GB50057--1994,為了將低壓配電系統線路上的電壓限制在一個安全的水平,在供電線路上需安裝SPD。弱電機房的電源浪涌保護通常作三級保護:電源引入的總配電柜處安裝浪涌保護器,作為一級保護;通常弱電機房均由總配電柜單獨配出一個回路為機房供電,因此需要在機房配電箱處安裝浪涌保護器,作二級保護;在所有重要的、精密的設備以及UPS的前端應相對地加裝浪涌保護器,作為三級保護。有了這三級的保護,就.口T將雷電過電壓(脈沖)鉗制在lkV以下,達到保護設備的目的。當然,浪涌保護的級數可根據工程的實際情況進行增減,以求經濟合理的方案,達到抑制浪涌的目的,保護弱電設備。
2)等電位聯結
通過設置等電位聯結,可有效消除不同接地點可能存在的電位差,發生雷擊時可有效避免因感應產生的不同接地點電壓不同而導致的放電現象。在建筑物實際設計與施工中,通常按照設備、機房的不同位置,分別設置由共用接地系統引來的總等電位聯結端子板和局部等電位聯結端子板,將引入建筑物的給排水管、電纜金屬護套、金屬保護導管、煤氣管道、金屬構件等與等電位聯結端子可靠連接。設備安裝時將各設備間和管道間的各種金屬管道、金屬構件、電源PE線等與各局部等電位聯結端子板可靠連接,構成等電位聯結。
高層建筑物內各種金屬導體和管道(如金屬門窗、設備的金屬外殼等)作等電位聯結;電源線、信號線通過電涌保護器實現等電位聯結;建筑物各處的均壓環、起到一定電磁屏蔽作用的鋼筋網、各處的電氣裝置以及防雷等電位聯結導體形成總等電位聯結,最后與聯合接地系統相連,形成一個理想的“法拉第籠”。
四、結構化布線系統作為智能建筑的基礎
結構化布線是一種具有全新概念的布線系統,用以服務建筑物中所有通信和計算機設備,滿足現在和將來的布線要求。設計應以智能建筑的現時和計劃需求為依據。設計未將電話通訊歸人結構化布線,這是因為作為智能建筑,語音與數據兩種終端的分界很明顯,且位置不易變更。另外,從技術經濟上考慮,3類線帶寬16MHZ,可傳輸10MBPS及其以下低速數據,作為語言傳輸是廉價而效果很好的媒介。智能建筑的結構化布線是計算機管理系統的結構化布線,智能建筑的計算機管理系統分為辦公系統和收銀系統(POS)。智能建筑展廳與辦公室共有終端信息點865多個,行政局域網的信息終端分布在地下層和行政辦公管理區域,收銀系統的信息終端分布在展廳一層的前臺服務區域。
五、弱電豎井和弱電管理間
弱電豎井的安排是弱電應用環境系統的一項重要內容。傳統的弱電井僅僅是弱電系統的過線通道,即使安裝設備,也是少量的墻裝設備。由于計算機系統在智能建筑中的廣泛應用,弱電井道已不再是傳統意義上的線路過道。更重要的是,
為高效利用建筑平面及弱電系統安裝考慮,弱電井往往用作計算機的二級網絡管理機房。因此,間作網絡管理間的弱電豎井,在建筑設計時應考慮其在建筑體內的合適位置、面積及內部應用環境三個方面的問題。
計算機網絡對各種數據通信線路都有一定的要求,包括長度限制。在智能建筑中,計算機系統的水平線路往往采用銅質雙絞線(u1P)。UIP和網絡傳輸的帶寬有密切關系。綜合布線的標準和規范,要求PC工作站到網絡交換機的U耶線路長度不能超過100米(布線設計時應考慮在90米以內,其余為網絡跳線長度)??紤]到管路的豎直、彎度因素,建筑物的最邊緣至弱電間的距離不應超過60米,因此,間作網絡管理間的弱電豎井位置在建筑平面設計時的位置相當重要。占地面積很大的建筑物,弱電井的數量就不應只有一個。網絡管理間還有另外一些重要的因素應在建筑平面規劃時給以考慮。網絡管理間內將安裝網絡機柜,周圍需有安裝和維護空間,再加上墻裝的弱電設備等,網絡管理間的面積一般在6~10平方米之間,最少不應小于4平方米。
六、弱電系統的供電
弱電系統的供電往往在電氣設計時被忽略,把此部分供電設計和施工交給弱電工程商,這不符合電氣工程規范要求。弱電系統供電往往采用子系統單獨供電,了解整個弱電系統的供電要求在電氣設計和施工上很有必要。
弱電系統的設備正常運行需要強電系統的支持,弱電系統的供電線路不能和照明、動力等線路共用,且多數弱電系統有單獨供電的要求,其目的是保證設備供電的安全性。如安全防范系統采用單獨回路集中供電,尤其是與消防聯動的系統應保證緊急情況下能正常供電。通常情況下,計算機網絡系統會采用不問斷電源(UPS)集中供電,在強電設計時應給以考慮。不間斷電源機房的供電進線有容量的要求,出線有集中供電的要求。即使不采用UPS供電的工作站,也要求有單獨回路供電,以防止和其他電路混用對系統帶來的危害。對建筑項目而言,各弱電系統的規劃和設計固然重要,但必須在整體規劃的前提下進行。也就是說智能建筑弱電系統的規劃和設計更應引起高度重視。原因很簡單,大多數弱電系統工程問題并不是系統建設本身,而往往出在工程的界面協調上,而這些矛盾都是因為沒有重視弱電系統的規劃和設計引起的。
結語
總之,隨著信息技術的飛速發展,智能建筑的智能化設備越來越多,對智能建筑弱電系統的設計也提出了許多新的內容和要求。若設計不當,可能造成嚴重的經濟損失。所以,我們要從系統性的角度進行全方位綜合考慮,才能搞好智能建筑弱電系統的設計
參考文獻:
關鍵詞:計算機硬件;虛擬現實技術;虛擬仿真
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)33-0210-02
隨著計算機技術的快速發展,計算機虛擬仿真技術在各領域得到了廣泛的應用。計算機虛擬現實技術主要是指通過計算機技術,對現實中的一些實驗或者操作進行仿真處理,使現實中的一些難度大或成本高的操作或者實驗通過虛擬計算機實驗平臺來完成。如對計算機硬件的測試、開發以及相關知識學習等等,通過虛擬技術,能有效地將計算機硬件的相關功能、特性以及實驗測試直觀地展現在人們面前,從而有效提升計算機硬件的實驗和操作效率。
1 虛擬計算機硬件實驗平臺概述
虛擬計算機技術又稱為計算機虛擬現實技術和計算機虛擬仿真技術,主要通過計算機技術,將一些難度大或者成本高的操作和實驗利用現代科技置于計算機中進行完成。從而制造出一些直觀的集視覺、聽覺以及觸覺的虛擬環境,讓用戶身臨其境地進行感受與操作。虛擬計算機硬件實驗平臺,主要是對對計算機硬件的測試、開發以及相關知識學習等等,通過虛擬技術,能有效地將計算機硬件的相關功能、特性以及實驗測試直觀地展現在人們面前,從而有效提升計算機硬件的實驗和操作效率。通過虛擬計算機硬件實驗平臺,將計算機中一些復雜的在現實環境中不能直觀操作或者操作繁復的過程置于虛擬環境進行操作,并實現現實仿真的效果。
2 虛擬計算機硬件實驗平臺的構建
虛擬計算機硬件實驗平臺的構建首先必須構建一個完整的虛擬現實系統。虛擬顯示系統主要包括以下一個方面,具體如下圖1所示:
2.1 虛擬現實開發平臺
虛擬計算機硬件實驗平臺的構建,離不開虛擬現實開發平臺,計算機硬件開發平臺具有一套高性能的圖象生成和處理系統。硬件虛擬開發平臺是整個虛擬實驗平臺的核心。其主要負責整個VR場景的開發、運算、生成,是整個虛擬現實系統最基本的物理平臺,同時連接和協調整個系統的其他各個子系統的工作和運轉,與他們共同組成一個完整的虛擬現實系統。
2.2 虛擬仿真交互系統
多自由度實時交互是虛擬現實技術最本質的特征和要求之一,也是虛擬現實技術的精髓,離開實時交互,虛擬現實應用將失去其存在的價值和意義,這也是虛擬現實技術與三維動畫和多媒體應用的最根本的區別。在虛擬現實交互應用中通常會借助于一些面向特定應用的特殊虛擬外設,它們主要是6自由度虛擬交互系統,比如:力或觸覺反饋系統、數據手套、位置跟蹤器或6自由度空間鼠標、操縱桿等等。
2.3 虛擬三維顯示系統
在虛擬現實應用系統中,通常有多種顯示系統或設備,比如:大屏幕監視器、頭盔顯示器、立體顯示器和虛擬三維投影顯示系統,而虛擬三維投影顯示系統則是目前應用最為廣泛的系統,因為虛擬現實技術要求應用系統具備沉浸性,而在這些所有的顯示系統或設備中,虛擬三維投影顯示系統是最能滿足這項功能要求的系統,因此,該種系統也最受廣大專業仿真用戶的歡迎。虛擬三維投影顯示系統是目前國際上普遍采用的虛擬現實和視景仿真實現手段和方式,也是一種最典型、最實用、最高級別的投入型虛擬現實顯示系統。這些高度逼真三維顯示系統的高度臨場感和高度參與性最終使參與者真正實現與虛擬空間的信息交流與現實構想。
3 虛擬計算機硬件實驗平臺的應用
3.1 虛擬計算機硬件實驗平臺在計算機硬件教學中的應用
在計算機硬件相關的教學中,可以通過計算機硬件實驗平臺,將硬件的一些特性、功能、組裝過程等等各種內容設計成各種圖形、動畫、聲音等信息,從而將這些信息在多媒體等工具中進行展現,讓學生們在直觀的畫面下對計算機硬件進行認識和學習。計算機硬件虛擬實驗平臺對于計算機硬件教學有著很大的作用,主要體現在共享性、交互性、表現性等方面。共享性主要是指在制作好的計算機硬件教學課件可以進行多元的傳遞和共享,交互性主要是指在課堂上能促使學生進行現場互動,讓學生們在計算機硬件知識學習的過程中,身臨其境地對硬件相關功能、特性以及組裝過程進行全面的了解和操作。表現性主要是指在硬件教學過程中,通過虛擬計算機平臺,將計算機硬件及其構件以及組裝過程直觀地展現在學生面前,讓學生產生即時的想象性和沉浸感,能有效提升學生學習計算機硬件的積極性。在計算機硬件教學中,虛擬計算機實驗平臺主要應用在三維課件的制作、硬件組裝的實踐操作、虛擬實驗室等方面。
3.2 虛擬計算機硬件實驗平臺在計算機硬件設計和組裝中的應用
計算機硬件虛擬實驗平臺在計算機硬件的設計和組裝中應用是比較常見的,計算機的各硬件在開發設計中不可能重復地進行現實實驗操作,這樣的話將浪費大量的成本,而通過虛擬計算機硬件實驗平臺,將計算機硬件在計算機中進行展示、設計和測試,從而大大降低計算機硬件開發設計的成本。比如計算機硬件的組裝,其操作性以及直^性非常強,組裝過程中所涉及的計算機硬件非常多,并且計算機一些部件的更新速度比較快,而且相應的設備跟進有點滯后性,所以對計算機進行操作實驗往往存在著一定的難度。因此,通過計算機硬件虛擬仿真技術,將計算機各硬件在相關系統或者軟件中進行仿真模擬,以構建一個虛擬計算機硬件實驗平臺,如利用VRML技術,使用戶通過人機界面,對計算機各硬件在虛擬環境中展開組裝操作。
其實,虛擬計算機硬件實驗平臺對于計算機硬件的設計和組裝主要體現在以下幾個方面,首先體現在對計算機硬件及其各部件的直觀瀏覽上,通過虛擬仿真平臺,讓用戶直觀的觀看和了解計算機各硬件及部件。其次,體現在計算機各硬件及其部件的組裝過程的演示上,通過計算機組裝的演示,讓應用者能清楚地了解整個組裝過程,對整個組裝過程有一個整體的把握。最后,對各硬件的功能和特性及其效果進行監測。通過虛擬計算機硬件實驗平臺,對計算機各硬件的功能和特性在虛擬現實環境中進行實驗,這對于新開發和設計出來的硬件性能檢測有著巨大的幫助作用。
3.3 虛擬計算機硬件實驗平臺在計算機硬件維護中的應用
計算機技術并不是一層不變的,而是不斷發展的。新技術的出現勢必會產生計算機硬件設備性能的改變,這一定程度上也促使了計算機硬件維護方法的改變。因此,用戶在計算機使用過程中,隨著計算機技術的不斷更新,其也需要不斷增進計算機硬件的維護常識和技能。比如在計算機各硬件設備出現一些故障時,用戶應該形成一種維護常識。同時,用戶應該對計算機的各硬件及應用狀況等知識進行一定的了解,用戶應該根據硬件設備的技術更新,而實時地改進其維護方法和知識。而針對這些知識的獲得,通過虛擬計算機硬件實驗平臺是最有效的方法。
綜上所述,虛擬計算機硬件實驗平臺開發將計算機中一些復雜的在現實環境中不能直觀操作或者操作繁復的過程置于虛擬環境進行操作,并實現現實仿真的效果。其在計算機硬件教學、計算機硬件設計和組裝、計算機硬件維護中得到更為廣泛的應用。
參考文獻:
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1.系統設計
1.1系統結構本文所設計的計算機硬件組裝虛擬實驗系統采用C/S架構,系統結構如圖1所示。在服務器端利用Quest3D封裝的交互模型建立虛擬實驗系統,并對用戶的操作數據進行存儲;共享網絡可以是建立在機房的局域網絡也可以應用互聯網絡;用戶在客戶端通過QuestViewer執行硬件組裝虛擬應用程序完成計算機硬件組裝的三維模擬瀏覽、虛擬演示、模擬操作等,系統還具有更新功能,通過下載數據庫的最新數據,完成虛擬硬件的型號、參數更新。
1.2設計流程根據計算機硬件學習資料內容進行需求分析、虛擬硬件模型設計與動畫制作、人機交互設計和性能測試、系統流程設計,在需求分析中結合學生學習特點和教學大綱,確定系統功能模塊,對系統的角色、權限、數據庫、界面等進行規劃;通過對計算機硬件的外形、接口、參數等進行硬件模型設計,應用部分現有3DWarehouse等模型庫中的硬件模型提高系統的開發效率,對一些需要進行精細設計的模型可采用Sketchup工具對現有模型進行修改或者是應用3DMAX軟件進行制作,再通過Deepexploration軟件對模型優化使其達到與現實硬件產品精度、參數的統一;人機交互建立硬件組裝場景,利用Quest3D軟件進行虛擬實現,完成人與系統的交互功能;最后對系統進行測試,如發現問題進行逐步改進。
1.3模塊設計根據系統架構和功能分析,系統模塊主要分為計算機硬件理論知識學習模塊、硬件組裝技能練習模塊和系統管理模塊。計算機硬件理論知識學習模塊是呈現計算機硬件圖片和文字說明的理論型模塊,該模塊主要以理論知識學習和計算機模型瀏覽為主,學生可以通過客戶端從任意角度瀏覽硬件模型,當鼠標置于模型既定位置時提示硬件信息參數及文字說明。硬件組裝技能練習模塊是由部分圖片、視頻等組合而成的人機互動模塊,該模塊可由學生虛擬實驗計算機硬件的組裝與匹配,并且能夠給出匹配結果和最優選擇。系統管理模塊是對系統的功能、用戶及安全進行管理,系統管理員可增加和刪除系統的登錄用戶,能夠對硬件模型進行更新,并且能夠對系統應用的各項數據進行監控和數據備份,保護系統的安全。
2.系統實現
2.1交互界面實現計算機組裝虛擬實驗系統交互界面采用導航欄形式方便用戶快速熟悉系統菜單中的各項功能,快捷菜單設計在系統界面的頂部,以隱性樹形結構顯示,將一級分類顯示在主界面頂部,當鼠標點擊一級分類下拉出二級分類,當鼠標置于二級分類時標有符號的分類顯示三級分類,便于用戶依照順序定位系統功能,在主畫面區可顯示硬件3D圖像,并可用鼠標、鍵盤、觸摸屏等對虛擬硬件進行移動、旋轉、放大、縮小,便于用戶詳細觀察硬件的各個細節,同時主顯示界面可以播放RMVB、AVI、3GP等格式的視頻文件,學生可以選擇計算機組裝的細節教學視頻進行學習。
2.2主要功能實現用戶與系統進行交互首先登錄系統進入用戶登錄模塊,該模塊利用Quest3D中的DBDriverMysql、DBinfo、DBQue-ry、DBValue等連接信道與數據庫進行連接,確認用戶身份進入系統;其次系統視頻演示實驗與動畫實驗功能實現操作界面與人的交互,視頻演示是教學模型,教師可以將硬件組裝實際操作視頻播放給學生觀看,動畫實驗功能是學生通過系統可以在虛擬環境下以動畫形式操作計算機各硬件的組裝,通過調用Quest3D中的MediaTexture、MediaTextureCom-mand、Trigger、UserInput等信道完成該功能;用戶在進行硬件組裝虛擬練習時,通過鼠標、鍵盤、觸摸屏等對虛擬環境下的CPU、顯卡、內存、電源、主板等進行組裝,系統可正確判斷各虛擬硬件放置位置是否正確,通過Quset3D中userinput、expressionvalue、setvalue等節點進行實現;在遇到新型硬件時,系統可擴展添加新型硬件的圖片、參數,建立虛擬模型,并保存在MySQL模型數據庫中。
2.3故障排除交互實現學生在進行計算機硬件組裝虛擬實驗系統操作時,操作錯誤系統會彈出錯誤提示,譬如:在完成計算機硬件組裝虛擬實驗進行模擬開機時,提示開機錯誤,并顯示顯卡錯誤、聲卡錯誤或者是內存條錯誤等信息的提示,該功能的實現可采用模擬樹的方式進行設計,在模擬樹下增加判斷型節點,節點內容包括:主板、CPU、顯卡、硬盤、內存、光驅、電源、鼠標、鍵盤、顯示器,當任一節點未正確安裝,則無法完成計算機虛擬開機,彈出提示框輔助學生找到故障所在,并對故障原因加以解釋說明。
3.結束語
關鍵詞:EDA技術 計算機硬件 存在問題 優化措施
一、EDA技術的基本特征研究
現代EDA技術的基本特征是采用高級語言描述,具有系統級仿真和綜合能力,具有開放式的實際環境以及豐富的元器件模型庫等;硬件描述語言輸入是EDA系統的主要輸入方式,由于現代社會電子系統規模日漸增大,硬件描述語言輸入逐步取代了之前傳統的原理圖輸入設計方法,其優勢在于能夠進行邏輯綜合優化,使設計者在比較抽象的層次上對設計的結構和內部特征進行描述。
二、傳統計算機硬件設計存在的問題
(一)硬件設備短缺,開發周期較長
早期的計算機由于工作環境、硬件材料等方面因素的影響,隨著時間的延長,計算機硬件設備的損耗量相對較大。為了保證計算機硬件設備正常運轉,管理人員不得不花費較多的人力、物力和財力進行修復和管理。同時,受當時技術水平的制約,計算機硬件設備的開發周期較長,而對于相關專業的任課教師來說,從理論知識的學習到最終熟練進行知識的講解,中間還需要經歷長時間的計算機硬件設計分析和試驗,因此,計算機硬件設備的周期非常漫長。而對于高校的計算機實驗室來說,如果堅持與時俱進的進行計算機硬件設備更新換代,雖然能夠保證各項計算機教學試驗正常開展,但是高頻率的計算機硬件設備更新必然會造成較大的經濟壓力,不利于高校的綜合性建設;而如果長時間不進行計算機硬件設備的更新,又起不到教學應有的效果。
(二)硬件與試驗脫節且不夠系統化
計算機專業的硬件類課程是一門實用性很強的學科,學生不僅要掌握計算機系統設計的基本方法和理論知識,而且要學會計算機系統的設計技術和計算機的控制運用。但是從現階段高校計算機硬件設計教學來看,許多高校專業教師仍然沒有從根本上轉變教學方法,課堂理論知識講解的比重過高,學生獨立思考和獨立設計的時間偏少,由此導致計算機硬件的理論教學與實踐相脫節。除此之外,即便是在教師的帶領下開展了計算機硬件實驗課程,由于缺乏規范化的組織和系統化的安排,學生的自主動手和實驗能力也得不到有效的發揮,多數情況下只能按照教師所講解的內容進行模仿設計,學生計算機應用能力和硬件設計能力沒有得到真正的提高。
(三)教學內容相對固定,缺乏創新性實驗
計算機硬件設備的設計要滿足與當前社會的發展需要,這就要求其設計理念必須緊跟市場發展形勢,不斷的進行自我更新和完善。但是作為高校的一門學科,計算機硬件設計要受到多種因素的制約,例如其硬件開發不僅受高校實驗室硬件設備的影響,還與實驗人員的整體素質有關。而有些高校為了降低計算機硬件設計的開發成本,對某個實驗室的設計功能進行了限定,這種方法雖然能夠降低硬件設計成本,但是不利于實驗室功能的延伸,并且專用實驗臺的故障率較高,后期投入維修的花費也大。因此,計算機硬件教學內容難以實現與時俱進的更新,缺乏創新意識,是制約其硬件設計的主要根源。
三、基本設計思想和EDA技術
開發利用EDA平臺進行計算機系統部件及主機系統設計,其實質是利用運行在計算機上軟件所提供的虛擬實驗環境,設計人員利用該系統所提供的各種元器件和芯片仿真模型,根據實驗需要設計邏輯電路,進行系統布線和調試運行。由于整個實驗過程都是在虛擬環境下進行,因此可以反復操作和多參數調控,而不必擔心系統設計的成本問題。同時,設計者還能隨時進行存檔,將當前設計的系統、線路進行保存,并在再次使用時隨時調用。在此基礎上,可以針對自己設計出的部件及系統進行編譯、模擬仿真測試,以驗證自己邏輯設計的正確性。課程設計結束后,可以將存儲的設計圖及結果提交給檢查者。使用EDA技術,解決微指令時序控制時邏輯與非門電路比較復雜的問題:時序設計分一個周期完成一條機器指令或是二個周期完成一條機器指令,對于后者,時序控制邏輯就比較復雜。
四、基于EDA技術開展計算機硬件的優勢
(一)提高學生自主學習能力,豐富課程內容
EDA技術的優勢之一在于其應用范圍的廣泛性,在電子信息工程專業和計算機技術專業專業領域內,學生都需要進行不同深度的EDA課程學習。同時,EDA技術還是一門輔助教學能力較強的課程,學生在掌握基礎的理論知識和熟練的EDA技術操作后,能夠為繼續進行相關方面的專業學習提供極大便利。例如,EDA技術要求學生動手進行線路設計和按照操作,對于提升學生的動手操作能力和團隊合作能力有積極幫助。而今后學生在學習系統編程時,也離不開這兩種能力。因此可以說,EDA技術對于豐富學生專業課程內容,提高學生自主學習能力有極大的幫助。
(二)彌補條件的不足,節約課程投入
以往的電子相關課程以理論講解為主,學生雖然有機會參與到實踐操作中,但是許多技術方面的問題得不到及r解決,容易影響下一步的知識學習。而EDA技術則能夠在很大程度上避免類似問題:首先,EDA技術以計算機和電子技術為支撐,學生在教師講解完相關的課堂知識后,能夠立即在計算機上完成實踐聯系,包括設計電路、調整參數、系統運行以及模型分析等。其次,利用計算機上的這些仿真軟件,能夠隨時進行設計修改和多參數調試運行,而不用擔心成本問題。而在以往的實驗室操作教學中,如果學生操作不當,很容易出現器材損壞、元器件丟失等問題,給實驗室造成一定的經濟損失。因此,EDA技術的使用,間接的節省了實驗開發成本。
參考文獻:
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關鍵詞:云技術;計算機;實驗平臺
1概述
在高職計算機教學領域,人們對計算機教學信息化、智能化的需求也越來越高[1],特別是在計算機硬件的教學中,不僅要對教學內容進行創新,同時還要不斷加強教學基礎設施的建設,從而全面提高計算機教學的水平[2]。計算機硬件專業是一門實踐性很強的課程,學生只有通過實際操作實驗才能真正理解和掌握該課程的理論知識。因此,在計算機硬件教學中,計算機硬件實驗平臺的建設是重要的一部分[3]。一個技術先進、硬件設施完善的實驗平臺是學生快速學習計算機硬件知識的重要場所。當前,傳統的計算機硬件實驗平臺存在著維護難度大、安全性較低等不足,已經越來越不能滿足計算機硬件教學的實際需要。為此,提出一種基于云技術的計算機硬件實驗平臺的設計方法。在計算機硬件實驗平臺的建設中引入云技術,以云技術為支撐,使學生能夠根據自身的實際需求獲取計算機硬件實驗平臺中的各類信息,從而提高了計算機硬件教學的水平。
2計算機硬件平臺的問題以及云技術的優勢
2.1存在問題
當前階段,很多院校的計算機硬件實驗平臺已經難以滿足計算機硬件教學的實際需求,其存在的問題主要體現在以下幾點:(1)維護難度大。當前,一個計算機實驗平臺經常服務于多門專業或者課程,為了滿足不同專業或者課程的教學需要,維護人員經常需要花大量的時間去安裝和更新各類軟件,從而極大地增加了計算機硬件平臺的使用成本。(2)安全性較低。計算機硬件實驗平臺在使用過程中會產生大量的實驗數據,同時U盤等移動存儲介質的使用也會使計算機硬件實驗平臺引入大量的計算機病毒。若僅依靠還原卡來防范病毒,不僅會清除各種實驗數據,同時也會清除各類軟件升級數據。因此,如何防范計算機病毒已經成為計算機硬件實驗平臺建設中的一個重要課題。(3)軟件難以及時更新。在現有的教學模式下,計算機硬件實驗平臺中的軟件經常需要手動更新,一些計算機考試軟件的運行也需要特殊的軟件才能運行。若準備時間較短,計算機硬件實驗平臺中的一些軟件就不能被及時更新,從而對相關計算機課程的考試計算造成影響。(4)實驗數據保存中的難題。學生知識水平往往存在著較大差異,為了滿足不同學生學習、實驗的連貫性,需要為學生保留一些實驗數據,在進行實驗數據拷貝的過程中,計算機病毒的防范又是個難題。
2.2云技術在計算機硬件實驗平臺中的優勢
利用云技術對計算機硬件實驗平臺進行設計,具有以下顯著的優勢:(1)降低了成本投入。由于所有的教學程序都是在云端運行的,用戶端無需更高的存儲空間或者處理器,同時可以省去光盤驅動器等配置,因此可以大幅度降低用戶端的投入。教師和學生在進行計算機硬件實驗中需要的所有服務都從云端獲取,學校僅需投入較低的云端接入設備即可。利用云技術能夠很好地滿足不同用戶對數據運算的需求。云技術既降低了硬件的投入成本,同時也降低了人工維護成本。利用云技術可以對實驗平臺中的每一臺用戶終端中的應用程序進行批量安裝和升級,節省了大量的時間。(2)提高了平臺的性能。利用云技術能夠使實驗平臺中的計算機避免占用程序和后臺運算能力,提高了用戶終端計算機的啟動速度和運算速度,從而使實驗平臺的整體性能得到大幅度提高。(3)安全性高。在計算機硬件的實驗平臺中,往往有多人共同使用同一臺設備,因此實驗數據難以有效保存,安全性較低。而利用云技術,只需一個賬號,就能安全的保存各類實驗數據,且幾乎沒有容量限制。本地實驗平臺無需保存任何實驗數據,因此不用擔心實驗數據被竊取、破壞或者病毒感染等。同時,即使實驗平臺中的系統崩潰,也不會影響實驗數據的安全性。因此,云技術能夠極大提高實驗數據的安全性。
3系統設計
計算機硬件實驗平臺設計的目的,就是為了使師生更好的利用現有的硬件資源和軟件資源,從而提高計算機硬件實驗平臺的效率,提高教學水平。因此,計算機硬件實驗平臺應該充分利用云技術等現有的IT技術,突破傳統的計算機硬件實驗室的觀念,最終將單純的計算機硬件實驗平臺轉變為各種計算機硬件教學資源與實驗相結合的實驗平臺。云技術的計算機硬件實驗平臺可分為云技術平臺部分、教學資源部分、信息系統部分等3個部分。
3.1云技術平臺
虛擬化技術是云技術中的一個重要分支,利用虛擬化技術能夠將所有可用的硬件資源組合成一個資源池,并將虛擬功能將資源池中的資源按照不同用戶的需求提供用戶。虛擬化是通過虛擬機實現的,虛擬機是一種封閉運行的軟件容器,在其內部可以獨立運行操作系統和應用軟件,如同一臺真實的物理計算機。虛擬機包含自己的虛擬CPU、RAM存儲器和網絡接口NIC。云技術平臺的結構包括虛擬中心服務器、虛擬化操作系統、用戶端和數據庫等4部分構成。(1)虛擬中心服務器(vCenterServer)。中心服務器采用的是兩臺型號為曙光天闊A840r-G的服務器,其配置為兩路12核2.1GHzCPU、64GECCDDR31333Registered內存、4個1TB2.5英寸的SAS硬盤、1塊雙口千兆網卡、1個雙口8GbFCI-E光纖HBA卡、1+1冗余電源模塊。利用虛擬化技術能夠將服務器中的處理器、內存、硬盤及網絡資源等虛擬化為多臺虛擬機,虛擬機可從服務器中運行的ESX/ESXi獲取各類資源。硬盤陣列采用的是曙光DS600-F20,25塊2TBSATA硬盤能夠提供50T的存儲空間。(2)虛擬化操作系統(VMwarevSphere)。虛擬化操作系統至少存在于虛擬中心服務器中,在一臺高性能的服務器中安裝虛擬化操作系統,能夠為實驗平臺提供基本的數據服務,如訪問權限控制、提供個性化配置等功能。它能夠將所有硬件資源和網絡資源進行統一分配,使所有虛擬機共享資源。虛擬化操作系統的應用環境中需要必要的域環境。若域環境具備則可直接使用,否則必須搭建必要的域環境。(3)用戶終端(ViewClient)。師生用戶需要在物理機中通過用戶終端遠程訪問虛擬桌面,用戶終端是用戶與虛擬化操作系統進行交互操作的橋梁,因此可將其作為虛擬機的控制臺和虛擬操作系統的管理界面。(4)數據庫。數據庫的作用是對虛擬操作系統中所有的配置數據進行組織分配。系統管理界面(ViewComposer)必須與虛擬化操作系統安裝在同一個虛擬機中。
3.2教學資源
計算機硬件實驗平臺的教學資源包括計算機原理、匯編語言、接口技術、JavaEE課程、C/C+課程、以及其他實訓課程。實驗平臺設計的目的就是能夠將學生將理論與實踐融合在一起。平臺中的教學資源可作為軟件既服務(SAAS)部分,所有的計算機硬件教學資源都是以服務的形式提供給師生用戶用于實驗,也可以提供給國內外其他院校使用。平臺中的教學資源都是計算機硬件方面理論與實踐相結合的資源,其核心是計算機硬件的實驗資源。將理論資源與實驗資源相結合用于計算機硬件的教學,能夠極大地提高教學質量。
3.3信息化系統
平臺中的信息化系統主要包括教學實驗、計算機實訓、實驗管理等3個子系統。教學實驗子系統負責計算機理論課與實驗課的教學;計算機實訓子系統負責對學生進行計算機硬件實際操作培訓;實驗管理子系統負責對整個計算機硬件教學過程和實驗過程中產生的數據進行管理。信息化系統以WebService的數據格式為師生提供訪問接口,用于訪問3個子系統。實驗平臺中各類資源能夠同時服務于計算機硬件的理論教學、案例教學、學生實踐、實驗管理、教學質量評價等方面。
4結語
基于云技術的計算機硬件實驗平臺的設計,能夠降低各類高職院校計算機硬件實驗平臺的硬件成本和維護成本。實驗平臺中的軟件和操作系統的下載、更新等都可以通過網絡及時進行更新和維護,從而簡化了計算機硬件實驗平臺的管理工作。師生通過云技術的計算機硬件實驗平臺獲得個性化服務,為計算機硬件的教學提供了可靠的技術保障。
參考文獻
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[2]劉春紅,宋耕,徐曉潔.基于云平臺的虛擬網絡實驗室設計與實現[J].杭州電子科技大學學報,2015,(2):98-102.
早期計算機性能低下,最初的計算機系統中沒有操作系統軟件,計算機的主要功能也只是提供科學計算,所以初期的計算機完全需要人工操作,通過硬件線路的連接來實現計算程序的運行。后來由于計算機硬件速度的快速發展和新的對信息處理能力需求,操作系統成為計算機系統不可缺少的軟件平臺。
計算機操作系統可以幫助工作人員管理計算機硬件資源,調度任務,同時可以人性化的將任務的處理過程和結果實時反饋給用戶。操作系統的產生改變了人們對計算機使用方式的定義和認知,是邁向信息時代的第一步。
計算機發展至今,硬件速度越來越快,操作系統越來越復雜功能越來越強大,幾乎可以處理任何一種數據信息,而人們又對計算機的性能有了新的需求。
當計算機功能越來越強大的同時管理維護的成本也在逐漸增大,其安全性和穩定性已經變成了計算機應用的最主要技術指標,高容錯性和系統快速恢復能力成為當今計算機系統研究的主要方向,而虛擬機技術的完善使得這些新需求的滿足有了更可行的捷徑。
最早計算機虛擬化技術完全由軟件實現,運行速度緩慢而且功能單一,虛擬設備,程序虛擬運行環境都屬于這一類。但是這些遠遠不能滿足各產業實際應用的需求。因此在軟件虛擬技術成熟的基礎之上一些大的軟件公司開始研究虛擬操作系統的產品,VMware就是這類產品的代表。
VMware用軟件模擬計算機硬件系統,這樣一來在一個真實的計算機系統上(包括操作系統軟件)可以同時運行多個虛擬操作系統,這些虛擬操作系統可以是和真實系統相同的系統軟件,也可以是完全不同的系統軟件。比如在一臺裝有WindowsXP操作系統的PC機平臺上安裝VMware,然后再用VMware虛擬機安裝linux操作系統,這樣一來,用戶可以在同一個硬件平臺上同時運行兩個結構完全不同的操作系統。這種計算機的應用方式被許多教學單位采用,以構建低成本的計算機實驗環境。
但是用軟件模擬硬件的技術有它先天的局限性,比如虛擬機系統運行速度受到很大限制,對外部設備的支持差等原因,使得純軟件模擬實現的虛擬機環境不適合商業和工業領域的應用。
為了突破這一瓶頸,許多硬件廠商和軟件廠商都為此做了大量研究。例如Intel已經在其新的CPU中集成了VT功能,這種功能通俗的解釋就是:可以讓一個CPU工作起來就像多個CPU并行運行,從而使得一臺計算機中同時產生運行多個操作系統運行的硬件環境成為可能。
與軟件模擬硬件技術不同,這種以硬件功能為主的虛擬技術可以大大提高虛擬機系統的運行速度,而且可以方便的解決早期純軟件模擬技術條件下虛擬機實現中的許多復雜設計。
目前許多虛擬機軟件開發商都采用了這種VT技術,其中VMwareworkstation、Virtual PC、Xen、Linux KVM都采用了這一一技術,目前對這一類虛擬化技術,人們統一稱之為硬件輔助虛擬化。
Xen
Xen是在劍橋大學作為一個研究項目被開發出來的,它已經在開源社區中得到了極大推動。Xen是一款半虛擬化(paravirtualizing)VMM(虛擬機監視器,VirtualMachine Monitor),這表示,為了調用系統管理程序,要有選擇地修改操作系統,然而卻不需要修改操作系統上運行的應用程序。
雖然VMWare等其他虛擬化系統實現了完全的虛擬化(它們不必修改使用中的操作系統),但它們仍需要進行實時的機器代碼翻譯,這會大大影響性能。
Xen采用了VT技術來實現計算機底層虛擬化功能,它很充分的發揮了硬件輔助虛擬化技術的優點,不再將虛擬機模型建立在真實機操作系統之上,而是在硬件平臺上構建一套類似于中間件(并不是真正意義上的中間件)的軟件邏輯層,所有操作系統都建立在這個“中間件”之上。
其中有一個DomO(1inux)操作系統,它負責統一管理其他Guest虛擬操作系統,但是原理上這個負責管理的linux操作系統與其它虛擬機系統是平等的。
這種計算機虛擬技術模型的優點在于,用戶可以通過設置或開發擴展功能,實現計算機硬件資源被所有虛擬操作系統共享,虛擬機系統可以對硬件資源進行適當的調度和管理(完全軟件模擬虛擬化技術中,虛擬機操作系統對硬件資源沒有權利占有,只能依賴虛擬機軟件提供的使用接口實現調用功能),用戶可以指定每個虛擬機系統所占有的系統資源,比如內存、外存、CPU個數等等。
Xen采用qemu模擬計算機硬件,qemu提供了虛擬機操作系統與計算機硬件的數據交互和控制功能,這樣一來多個虛擬機操作系統可以同時擁有并使用同一個硬件。
如果用戶對Xen進行內核及的擴展性開發,還可以實現虛擬機操作系統完全占有硬件的能力,也就是說一個虛擬機操作系統在一段時間內可以對一個或幾個計算機硬件資源完全占有,就好像這段時間內這個虛擬操作系統是直接安裝在這些硬件上的,無論性能還是穩定性都會大幅度提高。中國國內目前已經有許多公司開發出了類似的功能擴展。
完全虛擬化技術的不利因素就是它們的性能,因此半虛擬化的思想已經成為了目前計算機虛擬化技術的主流,其性能度量和它達到的高效性成為一個突破。運行Xen的系統開銷確實非常小,大約占3%,這在完全虛擬化技術時代是不可想象的。
Xen的半虛擬化技術與硬件輔助虛擬化技術所描述的概念不同,半虛擬化技術主要指的是軟件層面上的特點,而硬件輔助虛擬化技術指的是計算機硬件為了實現虛擬化所作的輔助設計。
Xen是在linux系統內核代碼的基礎上修改添加了許多用來支持計算機虛擬化技術的功能,這樣一來Xen本身便成了一個獨立存在的系統軟件(也可看作是系統硬件和操作系統之間的一個類似中間件的邏輯部分),標準的操作系統如Windows或linux等都運行在它的基礎上。
如果直觀的解釋,那就是Xen在linux系統內核與計算機硬件之間封裝了一層功能接口,這些接口用來管理虛擬機操作系統,為虛擬機操作系統提供硬件資源并建立數據交互機制。這樣的軟件層的實現,使得虛擬機系統的運行速度和穩定性更加優良。
但是只有這些是不能完全實現一個虛擬機系統全部的功能,因為作為被虛擬的操作系統,他們自身是一個完整的標準操作系統,因此它們沒有對X en的依賴概念,Xen的特殊性和被虛擬操作系統的獨立性之間便會出現許多矛盾,為了解決這些問題,Xen除了內核上的修改之外還提供了許多服務性質的軟件。
結合上述計算機硬件系統與設備的常見故障問題與類型,導致計算機硬件系統與設備故障問題發生的原因可以分為兩個方面,即人為原因和本身機器老化。其中,人為原因主要是指用戶在使用過程中不當操作,結合上述計算機硬件系統與設備的常見故障問題與類型,導致計算機硬件系統與設備故障問題發生的原因可以分為兩個方面,即人為原因和本身機器老化。其中,人為原因主要是指用戶在使用過程中不當結合上述計算機硬件系統與設備的常見故障問題與類型,導致計算機硬件系統與設備故障問題發生的原因可以分為兩個方面,即人為原因和本身機器老化。其中,人為原因主要是指用戶在使用過程中不當操作,結合上述計算機硬件系統與設備的常見故障問題與類型,導致計算機硬件系統與設備故障問題發生的原因可以分為兩個方面,即人為原因和本身機器老化。其中,人為原因主要是指用戶在使用過程中不當硬件系統與設備的故障問題劃分為先期故障、中期故障和后期故障三種類型。其中,計算機硬件系統與設備的先期故障與問題,主要是指計算機用戶在進行計算機設備購買至設備保修期間硬件系統與設備所發生的故障問題。通常情況下,計算機硬件系統與設備的先期故障多是由于計算機系統與設備自身的原因所導致的故障情況。其次,計算機硬件系統與設備的中期故障主要是指計算機硬件系統或者是設備在使用一定時期后發生的故障和問題,計算機硬件系統與設備的中期故障和其元器件質量之間也有著很大的關聯。最后,計算機硬件系統與設備的后期故障是在計算機硬件系統與設備老化導致功能退化或者是失效情況下發生的故障。
二、計算機硬件系統與設備故障原因分析
結合上述計算機硬件系統與設備的常見故障問題與類型,導致計算機硬件系統與設備故障問題發生的原因可以分為兩個方面,即人為原因和本身機器老化。其中,人為原因主要是指用戶在使用過程中不當操作,如強制關機、長期使用導致CPU過熱等現象,而計算機本身的老化也會導致元器件性能受損,造成其使用壽命與質量等的下降。
2.1用戶的使用習慣
結合上述計算機硬件系統與設備的常見故障問題與類型,導致計算機硬件系統與設備故障問題發生的原因可以分為兩個方面,即人為原因和本身機器老化。其中,人為原因主要是指用戶在使用過程中不當操作,結合上述計算機硬件系統與設備的常見故障問題與類型,導致計算機硬件系統與設備故障問題發生的原因可以分為兩個方面,即人為原因和本身機器老化。其中,人為原因主要是指用戶在使用過程中不當操作,應注意按照正常的關機順序,不可強制關機,更不能頻繁的進行關機操作,以免對元器件造成損傷。
三、計算機硬件系統與設備的維修方法研究
結合實際中對于計算機硬件系統與設備故障的維修措施,主要有對于常規故障問題的觀察維修以及通過計算機設備電路檢測實現的故障維修、進行計算機設備拆除基礎上實現的故障維修、通過計算機設備信號檢測實現的故障維修等方式。在實際故障維修和處理中,注意結合故障情況,采用合適的維修方式進行維修恢復。
3.1對計算機硬件設備常規故障的觀察維修
在計算機硬件設備故障維修中,對于計算機硬件設備的常規故障和問題,可以通過觀察方式在確定故障類型與原因后,進行其故障問題的維修恢復。也就是在計算機硬件設備故障維修中,先把計算機通電,再打開機箱直接觀察設備內部元件的情況,主要是以電路故障檢查為主,觀察內部是否有短路、斷線、漏電、接觸不良等現象,針對能直接表現出來的故障進行觀察,實現故障問題的維修恢復,這種維修方式可以很快的確定故障位置,進行故障問題的排除。
3.2以電路檢測方式進行計算機硬件設備故障維修
通過電路檢測方式進行計算機硬件設備故障問題的排查維修,在維修使用中,根據電路檢測的內容不同,可以分為電壓法、電流法以及電阻法三種電路檢測方法。其中電壓法進行計算機硬件設備故障維修中,主要是通過對設備電路端點的電壓和元器件工作的電壓進行測量,將得出的數據與正常數據進行對比分析,找到故障出現的原因。而電流法通常是用來檢查設備的電源電路負載電流、電路各個部分直流和工作電流。電阻法是計算機硬件故障維修的重要方法之一,通過利用萬用表測量儀器,對可能造成故障的元器件的電阻值進行測量,并將得出來的數值與正常數值進行比較,就可以判斷元器件是否受損。
3.3通過計算機硬件設備的拆除進行故障維修
通過計算機硬件設備的拆除,進行計算機硬件設備故障維修,是一種計算機應急維修方法,通過將這些損壞的元器件進行拆除,以恢復設備的正常工作。在有些元件損壞后不但不能正常運轉,并且對于整個電路運行造成嚴重影響,導致計算機不能工作的情況下,這種維修方式的應用比較多。
3.4通過計算機硬件設備信號檢測的維修方式
在計算機設備維修中,通過對于計算機硬件設備的信號檢測,也能夠實現計算機硬件設備故障問題的維修,這主要是因為信號主要是以波形的形式來體現的,能夠對于計算機硬件設備的工作狀態進行反映。值得注意的是,在對波形測量的時候,要注意被測量的波形周期上的變化,使計算機的信號達到最佳狀態。結束語
四、總結
關鍵詞:計算機硬件 日常管理維護 故障檢修
中圖分類號:TP307 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)03(b)-0084-02
1 計算機硬件的構成
在計算機硬件當中,主要包括控制設備、運算設備、輸入設備、輸出設備、輔助設備、存儲設備等。其中,控制設備主要對計算機的運行進行指導和控制。運算設備主要是指計算機處理器,其作用是對信息進行計算、加工和整理。攝入設備主要包括鼠標、鍵盤,以及其他一些外接輸入設備,負責將信息輸入和存儲在計算機當中。輸出設備包括聲卡、顯卡、顯示器、掃描儀、打印機等,通過這些設備將信息從計算機中輸出出來。輔助設備主要包括耳機、攝像頭、話筒等一些輔助功能的外接設備。存儲設備主要包括磁盤、優盤、硬盤等,負責存儲計算機中的信息。這些設備共同組成了計算機硬件系統,在計算機運行中相互配合發生作用,從而支持計算機的運行。
2 計算機硬件的日常維護
在計算機硬件的日常維護中,對于其運行環境應當加以注意,不能讓其在充滿粉塵的環境中運行和工作,否則將會極大地損壞計算機電路板。每隔一個月左右,應當對計算機機箱中的灰塵進行一次清理。同時,要注重日常使用中的清潔保持,例如風扇、風道、插座、接頭、以及集成電路和元器件的引腳等位置,都應當進行定期清理和檢查。在清潔過程中,應當選擇防靜電的清潔工具,防止產生靜電吸附灰塵。如果使用了金屬材質的清潔工具,應當在清潔之前斷開計算機電源,同時做好釋放靜電的措施。在清潔顯示器的時候,不能使用化學溶劑、酒精等清潔液,防止破壞顯示器。
計算機硬件的存放溫度應當控制在5℃~40℃之間,在運行過程中,盡量保證15℃~30℃的工作環境溫度,從而確保計算機硬件的安全運行。在計算機集成電路中,運行過程中會產生較多的熱量,因此要確保風扇的正常運轉和機箱的良好散熱,防止熱量積聚對硬件造成損害或燒毀。計算機硬件運行對于濕度也有相應的要求,如果空氣濕度過高,將會加快電器件和線路板的生銹腐蝕,從而接觸不良或短路。如果空氣濕度過低,還會累計過多的靜電,對集成電路造成損傷。因此,在計算機硬件的運行過程中,應當對其工作環境進行良好的控制,從而達到日常維護的目的。
3 計算機硬件的故障檢修
3.1 計算機硬件故障的分類
計算機硬件常見的故障主要包括前期故障、中期故障、后期故障等類型。其中,前期故障主要是硬件質量、硬件工藝等方面的問題。中期故障主要是在計算機硬件運行一段時間之后,由于元器件質量問題所引發的故障。后期故障則主要是由于設備和元器件老化、損耗所造成的影響。
3.2 計算機硬件故障的原因
外部原因、內部原因、人為原因等,都有可能引發計算機硬件故障。其中外部原因主要是指在計算機硬件的運行過程中,一些外部環境和影響對其造成的損害。例如計算機運行中電壓不穩、使用老化的計算機元器件等問題,都會引發計算機硬件故障。內部原因主要包括計算機硬件質量差、性能不佳等造成的使用壽命縮短,進而引發硬件故障。人為原因主要是由于人為的拆裝、改造所造成的硬件損壞或硬件故障。
3.3 計算機硬件故障的檢修
在計算機硬件的檢修當中,主要包括常規硬件檢查、故障現象觀察、硬件插拔替換、系統最小化、軟件檢測法、以及其他一些檢修方法。在實際檢修過程中,先斷開計算機電源,然后檢查硬件是否存在形變、磨損、破壞、斷路、燒毀等問題。之后接通電源,觀察是否產生異味、火星等現象。同時,檢查硬件之間是否存在短路、漏電、斷線等故障問題。如果熟悉和了解計算機硬件的結構和電路特點,可采用電壓法或電阻法進行檢查,從而觀察故障的直接表現。初步判斷可能發生故障的硬件,然后使用完好的硬件逐個替換,從而發現真正發生故障的硬件,并進行更換。此外,還可以利用專用的硬件檢測軟件,對計算機各個硬件進行檢查,從而快速、直觀地發現具體的硬件故障問題,并且采取相應的措施進行維修或更換。
第一,CPU故障。CPU是整個計算機的核心之一,只要計算機處于運行狀態,CPU都處在高溫的狀態。所以對于CPU常出現的故障就是因為過熱而導致的相關問題。對于這種情況來說,應當采取各種積極有效的措施來降低CPU工作時的溫度:必須安裝散熱風扇,并且進行定期地清理,確保風扇能夠正常運行,起到應有的散熱效果;應當安裝一些可以智能控制CPU工作和休眠的軟件,實現CPU溫度的降低;在涂硅膠的時候應當掌握厚度,不能過薄,起不到散熱效果,也不能過厚,會與灰塵結合反而影響散熱。第二,硬盤故障。硬盤是計算機存儲的載體,也是計算機運行的基礎之一,計算機的系統和數據的存儲都是借助硬盤來實現的。硬盤故障的常見處理方法為:觀察硬盤的指示燈是否正常亮起,指示燈異常情況應當考慮線路連接的問題;在日常運行中,應當定期整理硬盤碎片;對于中毒或者中木馬的硬盤分區,應當及時進行硬盤的格式化來處理。第三,內存故障。與硬盤不同,內存并不需要將數據進行永久性的輸入、記錄和輸出,它僅僅起到確保計算機正常、流暢運行的作用。內存出現故障,輕則藍屏、卡頓,此時通過重啟電源等方式就可以解決;重則導致整個計算機系統癱瘓,此時需要進行內存的插拔或者更換。需要特別注意的是,內存條與主板需要非常契合的兼容性,當下很多具有一定計算機基礎的人往往過分追求配置而忽略了兼容性,從而導致各種內存故障的產生。
4 結語
當前計算機已經廣泛應用于各行各業,也成為了人們日常生活中最不可或缺的重要組成部分之一。人們不需要掌握非常專業的計算機操作和維修技能,但是面對著一些常見的硬件故障應當能夠及時地識別和處理,盡可能避免故障對人們生產和生活的影響。當然,計算機技術作為一項不斷發展、不斷創新的技術,無論是硬件還是軟件都在持續不斷的開發之中,各種新的故障、頑固的故障等會越來越多地出現。人們需要不斷摸索、不斷分析、積累經驗,才能夠借助于計算機獲得更好的服務,為認識世界、改造世界提供更加強大的助力。
參考文獻
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