時(shí)間：2023-03-14 15:14:40
序論：在您撰寫計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；使用需求；合理；硬件選購(gòu)
中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 12-0000-02
當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的普及率大大提高，已成為我們工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)不可或缺的平臺(tái)和工具。但由于普通用戶對(duì)計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)不夠了解，往往在計(jì)算機(jī)硬件選購(gòu)過(guò)程中被奸商欺騙，或滿足不了使用需求，或多花了冤枉錢，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。計(jì)算機(jī)硬件就像一支球隊(duì)的隊(duì)員，個(gè)人能力再?gòu)?qiáng)沒(méi)有協(xié)同作戰(zhàn)能力也是無(wú)濟(jì)于事，球隊(duì)隊(duì)員講配合，計(jì)算機(jī)硬件講匹配。怎樣才能裝配一臺(tái)適合自己的計(jì)算機(jī)呢？這就需要我們掌握一些計(jì)算機(jī)硬件選購(gòu)知識(shí)，把握計(jì)算機(jī)硬件選購(gòu)原則，裝配出最適合自己使用的計(jì)算機(jī)。筆者通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件選購(gòu)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)合理選購(gòu)計(jì)算機(jī)硬件是滿足用戶使用需求、節(jié)約資金的有效手段，在此向大家傳授一些計(jì)算機(jī)硬件選購(gòu)知識(shí)，不當(dāng)之處請(qǐng)指正。
一、計(jì)算機(jī)使用者類型和使用需求分析
（一）使用者類型
（1）家庭娛樂(lè)。這類用戶的使用范圍以游戲、影音、聊天工具為主。
（2）普通商務(wù)辦公。這類用戶的使用范圍以行業(yè)軟件的應(yīng)用為主。
（3）硬件發(fā)燒友。這類用戶的使用范圍以緊跟時(shí)代潮流、以發(fā)掘硬件的潛能為主。
（二）使用需求
（1）家庭娛樂(lè)用戶。這類用戶對(duì)計(jì)算機(jī)硬件配置和網(wǎng)絡(luò)速度要求較高，側(cè)重于運(yùn)行速度和多任務(wù)處理能力。
（2）普通商務(wù)辦公用戶。這類用戶對(duì)計(jì)算機(jī)硬件配置要求不高，追求穩(wěn)定。
（3）硬件發(fā)燒友。這類用戶具備一定的專業(yè)知識(shí)，對(duì)硬件更新頻繁，為了計(jì)算機(jī)性能的提升不計(jì)成本的投入，對(duì)硬件的 “超頻”性能要求較高，追求硬件品質(zhì)的高、精、尖。
二、計(jì)算機(jī)硬件選購(gòu)原則
計(jì)算機(jī)硬件的選購(gòu)因人而異，原則是滿足使用者需求。要首先確定使用者類型，然后確定軟件使用對(duì)計(jì)算機(jī)配置的要求。如經(jīng)常玩的游戲、使用的行業(yè)軟件，可以到官方網(wǎng)站查詢推薦的計(jì)算機(jī)配置。最后通過(guò)硬件型號(hào)、參數(shù)、做工、價(jià)格的比較選購(gòu)計(jì)算機(jī)硬件，也就是同樣的型號(hào)比參數(shù)，同樣的參數(shù)比做工，同樣的做工比價(jià)格。
三、計(jì)算機(jī)硬件選購(gòu)知識(shí)（對(duì)于硬件發(fā)燒友用戶硬件選購(gòu)知識(shí)本文不再詳述）
（一）cpu
對(duì)于家庭娛樂(lè)用戶和普通商務(wù)辦公用戶推薦選購(gòu)高主頻、雙核心、二級(jí)緩存大、新架構(gòu)的CPU，架構(gòu)新代表技術(shù)先進(jìn)，雙核心具備多任務(wù)處理能力，二級(jí)緩存大傳輸速度快，制作工藝高，高主頻運(yùn)行速度快。部分計(jì)算機(jī)用戶經(jīng)常問(wèn)到：“為什么不選6核心的cpu呢？”對(duì)于家庭娛樂(lè)用戶和普通商務(wù)辦公用戶，高主頻、雙核心、二級(jí)緩存大、新架構(gòu)的CPU完全可以滿足您的需求，不必多花冤枉錢，造成資源浪費(fèi)。
（二）主板
對(duì)于家庭娛樂(lè)用戶和普通商務(wù)辦公用戶主板的選購(gòu)可采用兩種方法：
（1）目測(cè)法。要從主板的大小、插槽的數(shù)量、主板芯片組型號(hào)、做工用料的好壞、設(shè)計(jì)布局的合理性五個(gè)方面來(lái)看，主板小、內(nèi)存和pci插槽數(shù)量少說(shuō)明擴(kuò)展能力不夠，芯片組型號(hào)老代表支持的新硬件少，做工用料的好壞要看pcb印刷質(zhì)量和層數(shù)、主板的硬度、元器件的類型和品牌、焊點(diǎn)的飽滿均勻程度。設(shè)計(jì)布局的合理性要看CPU插座的位置、電源接口的位置、IDE設(shè)備接口位置，原則是便于安裝，避免互相妨礙。
（2）稱重法。對(duì)于普通用戶可將品牌不同、大小相同的主板拿在手中感覺(jué)一下重量，哪個(gè)越重越代表哪個(gè)主板用料實(shí)在，這也是最簡(jiǎn)單有效的方法。個(gè)人推薦品牌：技嘉。
（三）內(nèi)存
內(nèi)存要選擇主板支持的類型，頻率越高運(yùn)行速度越快；內(nèi)存的選購(gòu)應(yīng)從二方面入手：
（1）購(gòu)買大品牌、售后有保障的內(nèi)存，能夠保障硬件的兼容性和可靠性。
（2）盡量使用一條內(nèi)存，以保障硬件的兼容性。對(duì)于家庭娛樂(lè)用戶如果使用windows xp操作系統(tǒng)推薦使用2g容量的內(nèi)存，對(duì)于windows vista之后推出的操作系統(tǒng)推薦4g容量的內(nèi)存。普通商務(wù)辦公用戶同上。個(gè)人推薦品牌：金士頓、宇瞻。
（四）電源
電源的選擇注重穩(wěn)定性，供電穩(wěn)定的電源是保證計(jì)算機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行重要開端[1]。電源的選購(gòu)可采用3種方法：
（1）計(jì)算法?？墒褂谩昂郊喂β视?jì)算器”（.cn/pwcount/pwcount.asp）將組件的總功耗計(jì)算出來(lái)，然后參照總功耗選購(gòu)電源。
（2）稱重法。這也是選購(gòu)電源的最簡(jiǎn)單直接的方法，同樣的功率比重量，越重電源的做工和用料越好。
（3）看品牌。個(gè)人推薦TT，航嘉，全漢等優(yōu)質(zhì)電源。對(duì)于家庭娛樂(lè)用戶建議使用額定功率大于總功耗加100w得出的數(shù)值選購(gòu)電源，既能保障計(jì)算機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性，也能夠滿足以后硬件升級(jí)對(duì)電源的要求；對(duì)于普通商務(wù)辦公用戶建議使用額定功率大于總功耗加40w得出的數(shù)值選購(gòu)電源，既能節(jié)約資金，也能滿足日常應(yīng)用。
最近有不少軟件領(lǐng)域的牛人進(jìn)軍硬件行業(yè)，但不知從何處入手。相信每個(gè)人面對(duì)一個(gè)龐大的知識(shí)體系時(shí)都一樣迷茫。下面就讓小編帶你去看看計(jì)算機(jī)硬件新手實(shí)用知識(shí)，希望能幫助到大家!
碼農(nóng)們?nèi)绾巫兊酶叽笊希河布R(shí)學(xué)起來(lái)如下：列幾個(gè)項(xiàng)目，坐地鐵時(shí)，記得看看。如果對(duì)某方面感興趣可以留言告訴我們哦，小編會(huì)為你們整理相關(guān)資料的~
1EMC與安規(guī)
EMC與安規(guī)在規(guī)模較大的公司都有專門的團(tuán)隊(duì)，但小公司只能硬件工程師親手來(lái)。
CE認(rèn)證測(cè)試項(xiàng)目最多，學(xué)習(xí)可以先關(guān)注CE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不同行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，汽車電子和信息技術(shù)設(shè)備的測(cè)試方法和要求都不一樣。
EMC理論個(gè)人覺(jué)得已經(jīng)發(fā)展的比較形象(不像電磁場(chǎng)那么理論抽象)，精髓就是EMC三要素，干擾源、敏感源和耦合路徑。設(shè)計(jì)分析就是關(guān)注共模電路的回流路徑或者泄放路徑
2
RF與天線
同樣的RF與天線在規(guī)模較大的公司也有專門的團(tuán)隊(duì)。
行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，硬件工程師的RF和天線設(shè)計(jì)工作基本就是選型了。因此，需要明白一些基本的參數(shù)如增益、P1dB、IP2、IP3、天線的方向性等等。
3
電源
電源部門在規(guī)模較大的公司也有專門的團(tuán)隊(duì)，無(wú)論板級(jí)DCDC電源還是電源適配器都有專人完成設(shè)計(jì)、選型或測(cè)試工作，硬件工程師應(yīng)用時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電路拿來(lái)用即可。
關(guān)于電源大概就以下幾個(gè)方面。
DCDC有幾種基本拓?fù)?效率與什么有關(guān)?
LDO原理是什么?設(shè)計(jì)需要注意哪些參數(shù)?
POE協(xié)議是否熟悉?
4
時(shí)鐘
晶體和晶振有什么區(qū)別?怎么設(shè)計(jì)?
時(shí)鐘信號(hào)有哪些關(guān)鍵參數(shù)?
PLL的原理是什么?環(huán)路帶寬是什么意思?PLL失鎖的可能有哪些?
時(shí)鐘芯片如何選型?
5
小模擬電路和小邏輯電路
硬件工程師的工作是系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用，不是IC設(shè)計(jì)的大神，工作中很少用分立器件設(shè)計(jì)電路。
二極管、三極管、MOS管和運(yùn)放的特性要熟悉會(huì)分析，簡(jiǎn)單的電路要設(shè)計(jì)。
如三極管電平轉(zhuǎn)換電路怎么設(shè)計(jì)，為毛低溫就不工作了?
如MOS管雙向電平轉(zhuǎn)換怎么設(shè)計(jì)?要關(guān)注什么參數(shù)?
如MOS管的米勒效應(yīng)，能不能定量的用公式分析?
6
高速信號(hào)及信號(hào)完整性
建立時(shí)間與保持時(shí)間?
時(shí)鐘的抖動(dòng)分哪幾類?
數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)是什么?
CDR是什么?
抖動(dòng)與誤碼率的關(guān)系是什么?
EQ、去加重、預(yù)加重?
7
低速信號(hào)
I2C、UART、SPI是什么?
會(huì)不會(huì)通過(guò)示波器測(cè)量判斷通信數(shù)據(jù)對(duì)不對(duì)?
8
RAM 和ROM
NAND FLASH和NOR FLASH有什么區(qū)別?
DDR3 SDRAM原理是什么?CL、AL、RL、WL是什么?各種參數(shù)的會(huì)不會(huì)設(shè)置?
9
CPU、SOC、FPGA
X86、ARM、MIPS、POWERPC有什么區(qū)別?
FPGA設(shè)計(jì)需要注意什么?IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域了解嘛?
關(guān)注自己的行業(yè)不同行業(yè)的技術(shù)是不一樣的，應(yīng)用環(huán)境及解決方案也不一樣
如你是設(shè)計(jì)智能電視的
1、視頻相關(guān)知識(shí)?BT1120是啥?H.264是啥?YUV是啥?4：2：2是啥?什么是HDMI?具體協(xié)議是啥?
2、思考下產(chǎn)品，內(nèi)容重要還是硬件重要?能不能優(yōu)化下3D?
如你是設(shè)計(jì)交換機(jī)的
1.802.3了解嘛?啥是MAC?啥是PHY?GMII接口如何設(shè)計(jì)?
2.交換機(jī)如何工作的?VLAN是啥?
3.客戶是啥?教育網(wǎng)還是運(yùn)營(yíng)商?
如果你設(shè)計(jì)無(wú)線路由器的
1.802.11
a/b/g/n/ac的區(qū)別?TCP/IP協(xié)議是啥?ARP是啥?路由的工作原理?
2.天線如何設(shè)計(jì)的?增益、方向圖是什么?各種PA、LNA如何選型?
3.客戶是啥，需求如何?150塊賣給普通人，還是1000塊賣給企業(yè)級(jí)用戶?
有兩個(gè)領(lǐng)域值得去深入研究，以后是物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。
網(wǎng)絡(luò)
也是交換機(jī)和路由器等應(yīng)用與組網(wǎng)?，F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)基于以太網(wǎng)，802.3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了MAC和PHY規(guī)范。上層協(xié)議如TCP/IP、UDP、ARP、環(huán)網(wǎng)等等，總之網(wǎng)絡(luò)的水很深，值得一探。
無(wú)線通信
如移動(dòng)通訊、WIFI、sub1GHz等等應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多，之前國(guó)家的什么旅游規(guī)劃，有一條就是景區(qū)要實(shí)現(xiàn)免費(fèi)WIFI覆蓋。無(wú)線通信也基本是802.x協(xié)議族?；鶐Ш蚏F都可以深入學(xué)習(xí)。
最后一點(diǎn)
如果你不是必不得己，還是不要做碼農(nóng)，如果你必須做技術(shù)，那就做一個(gè)硬件工程師吧，了解下以上知識(shí)足夠了，每天給供應(yīng)商打幾個(gè)電話，看看ppt,開開會(huì)，耍幾個(gè)專業(yè)名詞，放心，你的老板和那幫碼農(nóng)是聽不懂的。
新手必看的電腦硬件知識(shí)大全一、CPU
電腦的CPU(中央處理器)就相當(dāng)于人的大腦，現(xiàn)在市面上的CPU主要分為兩大陣營(yíng)，分別是Intel(英特爾)和 AMD，性能都是以產(chǎn)品型號(hào)來(lái)區(qū)分。這里我們用英特爾來(lái)舉栗子。
四位數(shù)中最重要的是第一位，它表示了 CPU 的代數(shù)，因此這一位的數(shù)值越大，該 CPU 的架構(gòu)也就越新，從而帶來(lái)更高的性能和更低的功耗。后三位數(shù)字對(duì) CPU的性能通常影響不大，我們沒(méi)有必要考慮。
看CPU好壞，最直觀的方法是看CPU天梯圖，詳見(jiàn)最新「CPU天梯圖。
二、顯卡
顯卡作為電腦主機(jī)里的一個(gè)重要組成部分，是電腦進(jìn)行數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換的設(shè)備，承擔(dān)輸出顯示圖形的任務(wù)。顯卡接在電腦主板上，它將電腦的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)讓顯示器顯示出來(lái)，同時(shí)顯卡還是有圖像處理能力，可協(xié)助CPU工作，提高整體的運(yùn)行速度。對(duì)于從事專業(yè)圖形設(shè)計(jì)的人來(lái)說(shuō)顯卡非常重要。下面以最常見(jiàn)的NVIDIA獨(dú)立顯卡為例，教大家如何判斷顯卡性能。
顯卡分為NVIDIA和AMD兩個(gè)品牌，兩個(gè)品牌的命名規(guī)則如下：
1、Nvidia顯卡
(1)從高到低的顯卡系列是：GTX系列、GTS系列、GT系列、GF系列以及iris集成顯卡系列。另外還包括為專業(yè)工作站而設(shè)的Quadro顯卡系列(這個(gè)系列市場(chǎng)上見(jiàn)的不多，基本數(shù)字越大性能越高)
(2)不同的系列命名規(guī)則是一樣的，以GTX980Ti為例。首先數(shù)字9表示的是GTX系列第九代顯卡，核心是GM204。后面的數(shù)字8就表示在這一代顯卡里面的定位，一般在5一下的是屬于中低端顯卡，比如GT740就是第七代的中低端顯卡;而7及以上的就是高端顯卡，如GTX 970。
2、AMD顯卡：以前使用的是Radeon
HD命名，最新出了以RX系列命名的顯卡。
(1)R系列的顯卡分為三種：RX5700XT表示高端顯卡，如RX 5700和RX 5700XT;RX580表示中端顯卡，如RX560;R5表示的是低端的入門級(jí)獨(dú)立顯卡，如R5 230。
(2)舊的命名方式更好判斷性能，以HD7950為例，首先數(shù)字7表示AMD第七代顯卡，一般最新的一代在架構(gòu)上有進(jìn)步，性能會(huì)更好一些。后面的9表示的是在第七代顯卡中的性能定位，8和9屬于高端顯卡，6和7屬于中端顯卡，5及以下的就屬于低端顯卡。
看顯卡好壞，最直觀最方便的則是看顯卡天梯圖，詳見(jiàn)最新「顯卡天梯圖。
三、主板
主板不像CPU和顯卡一般有明顯的性能差異，你買了更高端的CPU和顯卡就能享受更強(qiáng)的性能，但主板是一個(gè)載體，一個(gè)支撐所有硬件的骨架，只有根據(jù)CPU兼容性和是否支持超頻，來(lái)合理搭配、選擇適合自己的主板才能獲得更好的使用效果。
四、內(nèi)存·
內(nèi)存是用來(lái)暫時(shí)存放 CPU 運(yùn)算數(shù)據(jù)的硬件，我們大可把它理解為“ 為程序運(yùn)行提供的空間”，越大越好，如今裝機(jī)標(biāo)配8GB大內(nèi)存，大型游戲或者專業(yè)設(shè)計(jì)則建議上16GB大內(nèi)存，下面我們用金士頓的內(nèi)存條來(lái)舉例子。
內(nèi)存
五、硬盤
目前，硬盤分為機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，機(jī)械硬盤讀寫速度慢、容量大、價(jià)格便宜、數(shù)據(jù)恢復(fù)方便、但比較笨重，不抗震，適用于存放較多文件;固態(tài)硬盤讀寫速度快，又輕又小，但價(jià)格很貴，適用于多系統(tǒng)安裝，保證開機(jī)速度、系統(tǒng)流暢度。
硬盤
由于固態(tài)硬盤體驗(yàn)更好，如今SSD早已經(jīng)是主流電腦的標(biāo)配。不過(guò)，需要注意的是，常見(jiàn)固體硬盤又分M.2和SATA接口，M.2NVME接口固態(tài)硬盤速度最快，價(jià)格相對(duì)也更高，適合追求高速的朋友推薦，普通用戶一般買SATA固態(tài)硬盤就夠了，價(jià)格便宜，兼容性強(qiáng)。
M.2固態(tài)硬盤最小是10Gb/s，大的達(dá)到了32Gb/s，普通的SSD盤SATA3.0帶寬是6Gb/s，機(jī)械硬盤HDD速度在100MB/s左右，在讀寫速度方面M.2 明顯超越了普通 SATA SSD和HDD硬盤的;
與MSATA相比，M.2主要有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。第一是速度方面的優(yōu)勢(shì)。M.2接口有兩種類型：Socket 2和Socket3，其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口，而如果采用PCI-E×2接口標(biāo)準(zhǔn)，最大的讀取速度可以達(dá)到700MB/s，寫入也能達(dá)到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E×4接口，理論帶寬可達(dá)4GB/s。
六、機(jī)箱電源
機(jī)箱方面，主要是外觀部分，根據(jù)自己的喜歡，選擇就可以了。當(dāng)然，如果是想要體驗(yàn)水冷，在買機(jī)箱的時(shí)候，則需要注意下機(jī)箱是否支持水冷散熱器等。
一般的機(jī)箱水冷一般支持到240MM，也就是雙風(fēng)扇水冷，如果要使用360MM水冷的話建議詢問(wèn)一下購(gòu)買客服，或者自己上網(wǎng)定制。機(jī)箱的大小也要考慮到自己的各種硬件能否容納，比如說(shuō)三風(fēng)扇顯卡，以及大型主板、塔式風(fēng)冷散熱，小機(jī)箱可能無(wú)法安裝。
電源則相當(dāng)于電腦的心臟，為電腦各硬件供電。雖然電源在主機(jī)硬件中不起眼，但其穩(wěn)定在起著至關(guān)重要的作用，低價(jià)山寨電源偷工減料厲害，容易導(dǎo)致電腦頻繁死機(jī)，甚至燒壞硬件。因此，買電源不僅僅是主看額定功率大小，還要看電源的穩(wěn)定性與質(zhì)量，一般強(qiáng)烈建議推薦品牌主流型號(hào)電源，以保證穩(wěn)定與耐用。
80PLUS認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
上圖為電源的80PLUS認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，一般最低保證選用白牌以上的電源，用的比較放心，質(zhì)量也可以得到保證。
電源還分為全模組與非全模組電源：
全模組電源
非全模組電源
全模組與非模組電源的區(qū)別：
1、外觀上不同
非模組電源從內(nèi)部引出一大堆供電線，模組電源則是用模組接口板代替。拆開電源后，可以看到，非模組電源的供電線直接從PCB板上引出，而模組電源則是把從PCB板引出來(lái)的供電線在輸出接口處連接到模組板。
2、工作效率不同
非模組電源的PCB板和供電線只有一個(gè)連接點(diǎn)，所以損耗很低。但是模組電源的PCB板和連接到主機(jī)的供電線之間有兩個(gè)連接點(diǎn)，由于多了連接點(diǎn)，因此損耗更高。同規(guī)格下模組電源的效率要比非模組電源低了一點(diǎn)。
3、轉(zhuǎn)換效率不同
實(shí)際功率越高，模組電源的損壞也會(huì)提高，比如市電下負(fù)載百分百的模組電源，要比非模組低了0.6%左右，不同的電源表現(xiàn)不同，但同樣狀態(tài)下，模組電源確實(shí)要比非模組電源的轉(zhuǎn)換效率更低。
芯片背后的這些硬件知識(shí)你都學(xué)會(huì)沒(méi)有?
前言
我們都知道芯片，也知道芯片技術(shù)在21世紀(jì)是最重要的技術(shù)之一，但很少有人能知道芯片技術(shù)的一些細(xì)節(jié)，如芯片是如何構(gòu)造的、為什么它可以運(yùn)行程序、芯片又是如何被設(shè)計(jì)制造出來(lái)的等等。本文就嘗試從最底層的二極管開始，逐一講講二極管、mos管、邏輯門電路、集成電路、大規(guī)模集成電路是如何逐步構(gòu)造成我們所熟知的“芯片”。
二、從二極管到邏輯門電路
二極管
二極管是大家熟知的基本器件之一，可以說(shuō)二極管的發(fā)明和大規(guī)模使用是現(xiàn)代工業(yè)騰飛最重要的基礎(chǔ)之一。二極管的特性就是電流單向?qū)?，如下圖所示，一般情況下電流只能從A到B而不能從B到A，且這種單向?qū)ㄟ€有個(gè)特點(diǎn)就是施加的電壓必須大于某個(gè)數(shù)值，如硅二極管為0.5V才能導(dǎo)通，且導(dǎo)通后繼續(xù)增加電壓會(huì)導(dǎo)致電流大幅增加(相當(dāng)于電阻下降)。
在邏輯上可以這樣理解：施加在二極管上的電壓小于0.5V時(shí)它是不通電的(表現(xiàn)為極高的電阻)，當(dāng)電壓等于0.5V時(shí)二極管突然就導(dǎo)通了(表現(xiàn)為極低的電阻)。所以我們總結(jié)一下二極管的特性：
1、只能單向?qū)?/p>
2、施加電壓低于0.5V時(shí)完全不導(dǎo)通
3、施加電壓等于0.5V時(shí)突然完全導(dǎo)通
事實(shí)上，科學(xué)家們正是利用上述的簡(jiǎn)單特性構(gòu)建了龐大復(fù)雜的電子世界。
三極管
在二極管的基礎(chǔ)上，科學(xué)家們進(jìn)一步研究出了三極管。三極管的特點(diǎn)就是增加了一極，不由施加在兩端的電壓大小決定是否導(dǎo)通，加入了第三極，使用三極間壓差來(lái)決定是否導(dǎo)通。如下圖所示，工作時(shí)b、c、e極都施加了一定的電壓，這里不探究具體電壓差是如何導(dǎo)致c、e間導(dǎo)通的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)各極間壓差實(shí)現(xiàn)c、e間先是逐漸導(dǎo)通(表現(xiàn)為壓差增大電流增大)，而后變?yōu)橥耆珜?dǎo)通(表現(xiàn)為壓差增大而電流不變)。且這種特性也是挑方向的，只能是c到e的導(dǎo)通而不能是e到c的導(dǎo)通(即施加反向電壓再高也不會(huì)反向?qū)?。
邏輯上我們可以做如下總結(jié)：
1、只能c到e導(dǎo)通(反向施加電壓無(wú)法反向?qū)?
2、壓差低于某值A(chǔ)時(shí)完全不導(dǎo)通(無(wú)電流)
3、壓差高于某值A(chǔ)時(shí)逐漸導(dǎo)通(電流隨壓差增大)
4、壓差高于另一值B時(shí)完全導(dǎo)通(電流不隨壓差變化)
邏輯門電路
了解了基本器件后，我們?cè)賮?lái)說(shuō)說(shuō)數(shù)學(xué)。在數(shù)學(xué)上我們有三個(gè)基本邏輯：與、或、非。
與(&)：0&0=0、1&0=0、0&1=0、1&1=1
或(|)：0|0=0、1|0=1、0|1=1、1|1=1
非(!)：!0=1、!1=0
科學(xué)家們使用二極管、三極管、電阻、電容在電路上實(shí)現(xiàn)了上述的三個(gè)基本邏輯，具體表現(xiàn)為：
1)與門：A、B兩端同時(shí)輸入5V則L端輸出5V，否則L端輸出0V
2)或門：A、B任意一端輸入5V則L端輸出為5V，A、B端同時(shí)為0V時(shí)L端輸出為0V
3)非們：A端輸入5V則L端輸出0V，A端輸入0V則L端輸出5V
這里我們就不探究邏輯門的具體原理了，大家只要知道二極管、三極管的物理特性使得這種邏輯電路運(yùn)行的非常穩(wěn)定，以非門為例，當(dāng)A端輸入小于5V時(shí)L端輸出穩(wěn)定為5V，當(dāng)A端等于5V時(shí)L端會(huì)立即輸出為0V(這里忽略了很多電路細(xì)節(jié)和器件特性)。為便于使用，科學(xué)家們使用符號(hào)將這三個(gè)邏輯門進(jìn)行了抽象：
為便于使用，我們將其進(jìn)一步抽象，如下圖所示：
從數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō)，所有復(fù)雜的邏輯式最終都可以分解為最基本的三個(gè)邏輯組合，我們先溫習(xí)一下高中的代數(shù)課：
那在電路上，是不是就可以使用與、或、非這三個(gè)基本的邏輯門電路來(lái)分解?
三、從邏輯運(yùn)算到電路運(yùn)算
以加法為例
下圖是二進(jìn)制加法的真值表，S是A+B，C是進(jìn)位。
科學(xué)家們使用邏輯式來(lái)總結(jié)了這個(gè)真值表，從真值表到邏輯式的轉(zhuǎn)化是高中代數(shù)的基本內(nèi)容。
我們發(fā)現(xiàn)，S和C的輸出可以由A與B的邏輯運(yùn)算得到(一個(gè)異或門、一個(gè)與門)。那么，如果我們使用邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，是不是就可以用電路來(lái)實(shí)現(xiàn)加法?
第一步，我們先用邏輯符號(hào)來(lái)繪制上述的公式：
第二步，將邏輯符號(hào)轉(zhuǎn)為電路(沒(méi)找到半加器電路，這個(gè)是全加器)：
第三步，焊接物理電路
邏輯疊加
通過(guò)加法的例子我們實(shí)現(xiàn)了從邏輯到電路的轉(zhuǎn)變，根據(jù)這個(gè)原理我們可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)：
1)減法器
2)乘法器
3)除法器
4)8位加法器
實(shí)際上我們發(fā)現(xiàn)所有的運(yùn)算都是邏輯的疊加，邏輯最終可以轉(zhuǎn)化為電路，所以我們可以得出結(jié)論：所有的運(yùn)算最終都可以使用電路實(shí)現(xiàn)。
四、從電子電路到集成電路
龐大的電子計(jì)算機(jī)
前面的內(nèi)容，我們知道了所有邏輯運(yùn)算都可以使用電路實(shí)現(xiàn)，那么加法器、減法器、乘法器、除法器都是可以實(shí)現(xiàn)的，事實(shí)上一開始的“計(jì)算機(jī)”就是用于做這些加減乘除運(yùn)算。使用邏輯門的好處顯而易見(jiàn)，所有邏輯疊加問(wèn)題都可以用電路的“疊加”來(lái)解決，無(wú)論是10位的加法、100位的減法、還是1000位的乘法，理論上來(lái)說(shuō)只要二極管、三極管、電容電阻足夠我們都可以實(shí)現(xiàn)。但是隨著計(jì)算需求越來(lái)越大，計(jì)算器的體積變得越來(lái)越大，“耗電”成了一個(gè)大問(wèn)題。下圖是第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)ENIAC，它可以每秒5000次加法或400次乘法運(yùn)算，但是它使用了17,468根真空管(電子管)7,200根晶體二極管，1,500個(gè)中轉(zhuǎn)，70,000個(gè)電阻器，10,000個(gè)電容器，1500個(gè)繼電器，6000多個(gè)開關(guān)。拋開成本因素，光耗電量就是一個(gè)天文數(shù)字。
MOS管與集成電路
體積龐大、造價(jià)高昂、耗電量成為制約計(jì)算機(jī)的核心問(wèn)題所在，如果有辦法縮小元器件的體積，體積、造價(jià)、耗電的問(wèn)題都迎刃而解了。在這個(gè)需求的基礎(chǔ)上集成電路誕生了，它不是使用電路將各種元器件連接起來(lái)，而是將各種元器件、線路直接“做”到了硅片上。
下圖是一個(gè)典型的PNP三極管示意圖，本質(zhì)上P與N的材質(zhì)是一樣的(硅)，只是摻雜了不同的雜質(zhì)改變了其電特性(二極管、三極管就是這么制造的)。所以有沒(méi)有辦法在一片硅上面按需求“做”出P結(jié)、N結(jié)，而后用“線路”將各P結(jié)和N結(jié)連接成電路，只要前期規(guī)劃做好，數(shù)量龐大的三極管、二極管、線路就可以集成到一個(gè)硅片上了。
mos管是金屬(metal)、氧化物(oxide)、半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，名字復(fù)雜其實(shí)本質(zhì)就是由金屬、氧化物、半導(dǎo)體組成的元器件。前面說(shuō)到要將三極管、二極管、線路集成到硅片上，其中MOS管中的“半導(dǎo)體”就是P結(jié)或N結(jié)，用來(lái)組成三極管或二極管?！敖饘佟本褪沁B接各結(jié)的線路，“氧化物”就是各結(jié)間用以絕緣的隔離層。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，集成電路就是在硅片上制造了很多的半導(dǎo)體(PN結(jié))、金屬(線路)、氧化物(絕緣層)，這些半導(dǎo)體、金屬、氧化物組成的器件我們稱之為MOS管，無(wú)數(shù)MOS管按邏輯電路進(jìn)行組合就是所謂的集成電路了。
集成電路工藝
現(xiàn)在我們找到了辦法將器件縮小，下一步就是如何實(shí)現(xiàn)PN結(jié)、金屬線路、氧化物。下圖是一個(gè)典型的PNP晶體管剖面示意圖
在工藝上要做成這樣需要很多步驟，大概有：
1)切割：將工廠生產(chǎn)的硅錠切割成片
2)影?。涸诠杵贤恳粚庸庾栉镔|(zhì)(想象成防護(hù)膜)，然后按設(shè)計(jì)要求溶解部分光阻物質(zhì)(讓部分區(qū)域露出來(lái))。工藝上是在紫外燈上面加一層有很多孔的遮罩，被紫外燈照射的光阻物質(zhì)就溶解了，沒(méi)有照射的地方還有保護(hù)。如下圖所示，通過(guò)影印將部分光阻清除，露出部分硅片。
3)刻蝕：露出該露的、遮住該遮的部分后，就使用刻蝕技術(shù)將沒(méi)被遮住的區(qū)域“蝕”出一個(gè)溝，如下圖所示。
4)摻雜：有了溝之后就使用原子轟擊這個(gè)“溝”使其摻入雜質(zhì)形成P型襯底
5)沉積：接著在P型襯底上沉積一層N型硅
就這樣反復(fù)影印、刻蝕、摻雜、沉積就得到了我們需要的MOS管。
五、從集成電路到CPU
我們將一塊晶圓上制作了大量MOS管的叫集成電路，MOS管特別多的叫大規(guī)模集成電路，MOS管超級(jí)超級(jí)多的叫超大規(guī)模集成電路，其實(shí)就是工藝進(jìn)步了。一塊芯片上集成的電子器件越多、電路越復(fù)雜能實(shí)現(xiàn)的功能也就越多，所以我們不能只滿足于做加減乘除這樣簡(jiǎn)單的運(yùn)算。但當(dāng)時(shí)的科學(xué)家并沒(méi)有“未來(lái)”的視野，他們當(dāng)時(shí)急需的問(wèn)題不是發(fā)明CPU，而是解決數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)的問(wèn)題。如果數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在電路里，那就可以實(shí)現(xiàn)很多復(fù)雜的操作，比如簡(jiǎn)單的編程。
D觸發(fā)器
為了將數(shù)據(jù)“鎖”在電路里，科學(xué)家們使用邏輯門組成了D觸發(fā)器。其中CP是時(shí)鐘控制信號(hào)(這里將其當(dāng)做一個(gè)控制信號(hào)即可)，當(dāng)CP值為1時(shí)D輸入一個(gè)信號(hào)則Q輸出同樣的信號(hào)，當(dāng)CP值不為1時(shí)D輸入任何信號(hào)則Q輸出不變，如此就實(shí)現(xiàn)了將D信號(hào)“鎖”在了Q。
寄存器
數(shù)個(gè)D觸發(fā)器的組合就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)寄存器，如下圖所示就是一個(gè)4位寄存器，可以存儲(chǔ)一個(gè)4位的數(shù)據(jù)，如“0101”：
根據(jù)寄存器的工作內(nèi)容又細(xì)分了：指令寄存器、程序計(jì)數(shù)器、地址寄存器、通用寄存器等等。
運(yùn)算器
將數(shù)個(gè)寄存器與前面所說(shuō)的加、減、乘、除計(jì)算電路結(jié)合起來(lái)就是運(yùn)算器了，運(yùn)算器的作用就是對(duì)寄存器(一個(gè)或多個(gè))中的內(nèi)容進(jìn)行算數(shù)計(jì)算，而后將結(jié)果存入寄存器。
控制器
上圖可以看到，運(yùn)算器內(nèi)有數(shù)個(gè)寄存器，那何時(shí)執(zhí)行計(jì)算任務(wù)、計(jì)算那幾個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)、最終存儲(chǔ)到哪里呢，這些都由控制器來(lái)完成。控制器由指令寄存器、指令譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、堆棧指針、數(shù)據(jù)指針組成，它從指令寄存器中獲取指令而后根據(jù)指令從外部存儲(chǔ)中獲取數(shù)據(jù)、控制運(yùn)算器執(zhí)行運(yùn)算、獲取下一步指令等等。這一且都是通過(guò)“時(shí)鐘控制信號(hào)”和復(fù)雜的邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)于時(shí)鐘控制信號(hào)，可以理解為一個(gè)節(jié)拍器，時(shí)鐘源向CPU發(fā)送有節(jié)奏的高低電平信號(hào)，讓控制器內(nèi)部邏輯電路被激活，該邏輯電路又根據(jù)指令寄存器的內(nèi)容生成各種控制信號(hào)指揮運(yùn)算器讀取數(shù)據(jù)、執(zhí)行運(yùn)算、讀取下一步指令、存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果等等。下圖就是一個(gè)完整的控制器與運(yùn)算器的示意。
存儲(chǔ)器
存儲(chǔ)器又叫高速緩沖存儲(chǔ)器，它的作用就是存儲(chǔ)即將交付CPU處理的數(shù)據(jù)并保存CPU處理的結(jié)果。實(shí)際上各種控制信號(hào)、數(shù)據(jù)都是放置于存儲(chǔ)器中，控制器從這里獲取下一步的數(shù)據(jù)和指令。
CPU
存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器的結(jié)合就是一個(gè)基本的CPU了，等等?似乎CPU沒(méi)有什么特殊的功能啊，那它是如何執(zhí)行這么多復(fù)雜工作的呢?實(shí)際上CPU的原理就是這么簡(jiǎn)單。當(dāng)我們寫好代碼后，編譯器就將這些代碼翻譯成CPU可以識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，而后按順序放入存儲(chǔ)器中即可，控制器會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的程序按節(jié)奏從存儲(chǔ)器中獲取指令和數(shù)據(jù)，控制運(yùn)算器處理這些數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)代碼功能。
六、CPU運(yùn)作示例
為便于理解其工作原理，我們做一個(gè)簡(jiǎn)單的示例。比如我們寫了一段代碼：
A=1;
B=2;
C=A+B;
輸出C到屏幕
編譯器編譯時(shí)可能會(huì)做如下翻譯：
1)將0001放入寄存器A、將0010放入寄存器B
2)執(zhí)行寄存器A+寄存器B，結(jié)果放入寄存器C
3)讀取屏幕顯示器的存儲(chǔ)地址，放入寄存器E
4)根據(jù)寄存器E的數(shù)據(jù)(屏幕顯示器地址)，將寄存器C的數(shù)據(jù)(運(yùn)算結(jié)果)寫入該存儲(chǔ)地址
至此CPU就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算和屏幕顯示。當(dāng)然具體操作過(guò)程可能會(huì)比這個(gè)復(fù)雜無(wú)數(shù)倍。但是CPU的核心功能就是簡(jiǎn)單的算數(shù)運(yùn)算，以及各種數(shù)據(jù)的讀寫。而編譯器的工作就是將復(fù)雜的代碼翻譯成簡(jiǎn)單的算數(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)移動(dòng)。
七、總結(jié)
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬件 知識(shí)體系 結(jié)構(gòu)框架
中圖分類號(hào)：TP303-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)06-0122-01
隨著社會(huì)進(jìn)步和信息化時(shí)代的發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力變得越來(lái)越必要。如何掌握計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)也成了大家關(guān)心的話題。在計(jì)算機(jī)的硬件知識(shí)體系中，知識(shí)點(diǎn)紛繁復(fù)雜，因此，構(gòu)建合理的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系框架有重要意義。筆者就如何構(gòu)架計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系框架幾點(diǎn)淺薄的認(rèn)識(shí)：
1、計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系的特點(diǎn)
1.1 硬件知識(shí)整體性強(qiáng)、富有層次性
計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的許多知識(shí)點(diǎn)都是密切相關(guān)的，相互影響的。在某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和理解如何直接影響著對(duì)其它知識(shí)點(diǎn)的把握，如門陣列控制器就一知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)就需要有“可編程陣列邏輯”為基礎(chǔ)。除此之外，富有層次性也是硬件知識(shí)體系的一個(gè)重要特點(diǎn)。比如在計(jì)算機(jī)硬件的設(shè)計(jì)中，就需要經(jīng)過(guò)三個(gè)過(guò)程，從概念結(jié)構(gòu)到邏輯結(jié)構(gòu)，再到物理結(jié)構(gòu)，這三個(gè)模塊層次分明。
1.2 計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系的特征
一般而言，計(jì)算機(jī)的硬件知識(shí)點(diǎn)難度都不小，如在存儲(chǔ)系統(tǒng)中，就會(huì)涉及局部的存儲(chǔ)和訪問(wèn)，以及如何精心相關(guān)的替換算法和存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用諸多問(wèn)題。同時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的理論知識(shí)和實(shí)際的要求卻相差甚遠(yuǎn)，例如說(shuō)電腦中都會(huì)有CPU這一核心配置，但我們卻很難看到CPU的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
1.3 知識(shí)體系的重點(diǎn)和界限變化快
以往的硬件知識(shí)體系培養(yǎng)的是人們?cè)O(shè)計(jì)電腦硬件的能力和底層使用的硬件，而從上世紀(jì)八十年代后期開始，硬件知識(shí)體系則是以嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、軟件和硬件的結(jié)合為目標(biāo)。同時(shí)，硬件知識(shí)的重點(diǎn)也有了很大改變，同時(shí)，界限也在變化。
2、計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系結(jié)構(gòu)框架
2.1 計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)
計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)主要有以下三個(gè)：讓學(xué)生掌握相關(guān)的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)，為以后的計(jì)算機(jī)軟件和其他知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)；學(xué)會(huì)嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法；形成能夠直接以已有的基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)運(yùn)用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)硬件所研究的包括對(duì)計(jì)算機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)的分析和以及一些編程和技術(shù)的運(yùn)用。
2.2 計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系結(jié)構(gòu)框架
計(jì)算機(jī)硬件的知識(shí)體系可以分成以下四種：工作原理知識(shí)系列、編程應(yīng)用知識(shí)系列、組成結(jié)構(gòu)知識(shí)系列和技術(shù)方法的知識(shí)系列。這四者的具體的構(gòu)建方法和如何構(gòu)建各有不同。比如說(shuō)工作原理的知識(shí)系列通過(guò)一定手段讓理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，這可以通過(guò)一些相關(guān)的過(guò)程驅(qū)動(dòng)、指令執(zhí)行等來(lái)實(shí)現(xiàn)；而編程應(yīng)用知識(shí)系列則不同，編程應(yīng)用看重的是從基礎(chǔ)知識(shí)到具體應(yīng)用和操作的一種轉(zhuǎn)變，編寫程序可以通過(guò)一些特性結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)：
工作原理的知識(shí)系列的重要內(nèi)容是計(jì)算機(jī)的組成和結(jié)構(gòu)方面的一些知識(shí)，它是計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)知識(shí)，也是重要根據(jù)。工作原理相關(guān)的主要知識(shí)包括：順序程序驅(qū)動(dòng)的含義和重要性、電腦指令的表現(xiàn)形式、控制器的使用以及程序設(shè)計(jì)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。
作為計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系中的核心，組成結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)的使用有著十分重要的意義。組成結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)涵蓋了計(jì)算機(jī)的組成原理、數(shù)字邏輯和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等多方面的知識(shí)，如運(yùn)算器和邏輯代數(shù)等重要部件的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)的存儲(chǔ)系統(tǒng)等。
除了以上兩種知識(shí)系列，編程應(yīng)用知識(shí)系列也是重要的知識(shí)系列之一。編程應(yīng)用是計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的目標(biāo)之所在，介紹的是匯編語(yǔ)言和相關(guān)的程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容，如指令系統(tǒng)、接口芯片和微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)等都是編程應(yīng)用知識(shí)體系中的重要知識(shí)點(diǎn)。
此外，作為計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的一大思路，技術(shù)方法的知識(shí)體系的重要性越來(lái)越受到肯定。技術(shù)方法方面的知識(shí)體系主要涉及了計(jì)算機(jī)組成原理、微型計(jì)算機(jī)的組成原理和相關(guān)的接口技術(shù)等，具體的包括數(shù)字指令的種類、流水線技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等。
3、如何構(gòu)建計(jì)算機(jī)硬件的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)
正如前面我們所提到的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系的四種系列，在構(gòu)建相關(guān)的知識(shí)體系的時(shí)候也應(yīng)當(dāng)加以區(qū)別對(duì)待。
3.1 工作原理的知識(shí)體系的構(gòu)建方法
在構(gòu)建工作原理的知識(shí)體系時(shí)，應(yīng)當(dāng)本著從理論到實(shí)踐的想法來(lái)構(gòu)建。計(jì)算機(jī)硬件方面的知識(shí)有許多是理論性強(qiáng)，較抽象的，這就需要我們能將這個(gè)抽象轉(zhuǎn)化為具體的操作。如計(jì)算模型本身是一個(gè)較抽象的概念，在這個(gè)概念的表達(dá)中，我們要加深對(duì)計(jì)算過(guò)程的程序和驅(qū)動(dòng)的認(rèn)識(shí)，以及加深對(duì)數(shù)字指令的和運(yùn)行方面的認(rèn)識(shí)，這樣就能更加明白的理解誒怎樣通過(guò)控制計(jì)算機(jī)中的相關(guān)元件和配備來(lái)達(dá)到計(jì)算的目的。
3.2 編程應(yīng)用知識(shí)體系的構(gòu)建方法
在構(gòu)建編程應(yīng)用知識(shí)系列的鍋中中，要遵循從基礎(chǔ)到應(yīng)用的指導(dǎo)思想。我們直接通過(guò)給計(jì)算機(jī)指令來(lái)讓機(jī)器運(yùn)行，這時(shí)的計(jì)算機(jī)指令的能夠和執(zhí)行的基礎(chǔ)就是計(jì)算機(jī)的外部特征，同時(shí)，機(jī)器之所以能夠執(zhí)行這些指令，依靠的又是在計(jì)算機(jī)里編寫好了的程序，在這個(gè)基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)才能夠計(jì)算和解決那些實(shí)際意義的應(yīng)用難題。
3.3 組成結(jié)構(gòu)知識(shí)體系的構(gòu)建方法
和工作原理知識(shí)系列的構(gòu)建不同的是，組成結(jié)構(gòu)的知識(shí)體系應(yīng)當(dāng)遵循從部分到整體的方法。部分是局部的概念，要將部分納入到整體中去。如邏輯元件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的最小組成單元，我們通過(guò)對(duì)邏輯元件等小的計(jì)算機(jī)器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步能夠加深對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的組成和功能設(shè)計(jì)等的認(rèn)識(shí)，這就是通過(guò)部分認(rèn)識(shí)整體的一個(gè)方面。
3.4 技術(shù)方法知識(shí)體系的構(gòu)建方法
技術(shù)方法知識(shí)體系的構(gòu)建應(yīng)當(dāng)遵循抽到到具體的轉(zhuǎn)變。計(jì)算機(jī)的功能如何是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等的重要基礎(chǔ)，概念性的結(jié)構(gòu)較為抽象、不容易理解，而計(jì)算機(jī)的物理性結(jié)構(gòu)則較為具體，因此，應(yīng)當(dāng)以某種邏輯形式或聯(lián)系來(lái)將它們連接好。
4、結(jié)語(yǔ)
總之，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用如此廣泛的今天，如何掌握計(jì)算機(jī)的硬件和軟件方面的必備知識(shí)是我們都需要關(guān)注的問(wèn)題。因此，計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系的構(gòu)建也日益重要。筆者相信，在不斷的探索之下，計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)體系的結(jié)構(gòu)框架會(huì)越來(lái)越完整。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；硬件；使用常識(shí)；信息技術(shù)；高科技
中圖分類號(hào)：TP307 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 (2012) 06-0100-01
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，高科技水平不斷提高，信息技術(shù)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)不是遙不可及的高科技產(chǎn)品了，已經(jīng)開始走進(jìn)千家萬(wàn)戶，并且廣泛的應(yīng)用于學(xué)習(xí)與生活之中。計(jì)算機(jī)在使用的時(shí)候需要注意的地方非常多，只有對(duì)計(jì)算機(jī)的保護(hù)得當(dāng)，才能使計(jì)算機(jī)的使用壽命更長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)硬件在日常使用的時(shí)候需要注意的事項(xiàng)有很多。放電腦的房間應(yīng)該非常整潔，避免灰塵太多影響電腦各配件；不應(yīng)該在電腦周圍堆放雜物，應(yīng)該給電腦留有充足的散熱空間；電腦周圍不應(yīng)該有強(qiáng)大的磁場(chǎng)，顯示器附近盡量不要音箱；不應(yīng)該把專有液體的容器放在電腦桌上，也不應(yīng)該把裝有液體的容器放在主機(jī)、顯示器、鍵盤之上。如果較長(zhǎng)時(shí)間不使用電腦的話，必須斷電，需要定期開機(jī)運(yùn)行，避免其內(nèi)部產(chǎn)生的潮氣損害內(nèi)部元件。搬運(yùn)機(jī)箱的時(shí)候不應(yīng)該在電腦工作中進(jìn)行，不要震動(dòng)工作中的電腦；除此之外，我們必須定期對(duì)電腦進(jìn)行清潔。電腦中的顯示器是最貴的配件，同時(shí)也是最晚淘汰的，維護(hù)的時(shí)候也需要特別的注意。
一、顯示器的日常使用常識(shí)
在使用顯示器的時(shí)候，應(yīng)該非常注意。顯示器的上面不要放東西，堵住顯示器的外殼的散熱器更是不允許的；強(qiáng)光照射也會(huì)損害顯示器，也需要盡量避免。避免顯示器的顯像管的燈絲和熒光粉過(guò)早老化，盡量不要把顯示器調(diào)的過(guò)亮或?qū)Ρ榷冗^(guò)強(qiáng)；電腦的顯示器如果不是觸屏的，就盡可能的不要用手去觸碰顯示器，屏幕受到不同程度的損害一部分原因是來(lái)自于人手的觸碰。人的手上有許多東西會(huì)損害顯示器屏幕。顯示器在工作之后，用手直接觸摸顯示器屏幕，會(huì)產(chǎn)生劇烈的靜電放電現(xiàn)象，在一定程度上會(huì)對(duì)顯示器產(chǎn)生損害，特別是脆弱的LCD。具有強(qiáng)磁場(chǎng)的東西盡量遠(yuǎn)離顯示器，各種電磁波會(huì)干擾顯示器，因此，顯示器通常情況下自身都具有消磁功能，我們使用顯示器的時(shí)候應(yīng)該做好消磁工作，最好是定期進(jìn)行，但是此功能不適宜在同一時(shí)期內(nèi)反復(fù)使用。
二、機(jī)箱的日常使用常識(shí)
不要開機(jī)箱運(yùn)行，我們通常認(rèn)為打開機(jī)箱蓋會(huì)讓CPU更涼快，其實(shí)這不是正確的做法，而且會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的負(fù)面影響，設(shè)計(jì)機(jī)箱時(shí)候前后都開孔，使機(jī)箱內(nèi)的空氣形成對(duì)流，使內(nèi)部各個(gè)配件散熱得更好。除CPU之外，對(duì)硬盤和光驅(qū)的發(fā)熱量也必須高度重視，現(xiàn)在的主流硬盤轉(zhuǎn)速可以達(dá)到7200轉(zhuǎn)每秒，既然轉(zhuǎn)速這么快肯定是發(fā)熱的；開機(jī)箱蓋運(yùn)行對(duì)使用者的身體健康非常不利，會(huì)產(chǎn)生電磁輻射、噪音等危害；機(jī)箱內(nèi)部難以形成空氣對(duì)流的話，將會(huì)使得硬盤和光驅(qū)下部的電路板，產(chǎn)生的熱量會(huì)并且逐漸上升；開機(jī)箱運(yùn)行會(huì)使里面的配件更加易臟，并且阻礙風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)。
三、CPU的日常使用常識(shí)
現(xiàn)在主流CPU運(yùn)行頻率非常的快，不必再超頻使用，與此相反的是在夏天應(yīng)降頻，此外，通常來(lái)說(shuō)，CPU安全工作是在75度以下。說(shuō)到CPU也應(yīng)該說(shuō)說(shuō)CPU風(fēng)扇，通常人們對(duì)它并不是很重視，但是CPU必須由CPU風(fēng)扇來(lái)保護(hù)，如果沒(méi)有CPU風(fēng)扇的話，在幾分鐘之內(nèi)就會(huì)被燒毀。因此，要注意CPU風(fēng)扇的運(yùn)行狀況，風(fēng)扇頁(yè)片上的灰塵要定期清除，并且記得給風(fēng)扇軸承加油。
四、掌握硬盤的日常使用常識(shí)
硬盤相對(duì)比較脆弱，要注意特別保護(hù)，否則很易出現(xiàn)問(wèn)題，首先，震動(dòng)會(huì)對(duì)硬盤的損害比較嚴(yán)重，所以搬運(yùn)主機(jī)的時(shí)候在關(guān)機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行；其次，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候硬盤高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這個(gè)時(shí)候嚴(yán)禁重啟電腦或，直接切斷電源也是不可以的。
五、掌握電源、電腦風(fēng)扇日常使用常識(shí)
灰塵最多的部件就是電源盒，定期對(duì)其進(jìn)行除塵。電腦在插座使用的選擇，最好使用單獨(dú)的插座。保持電源插座接觸良好，電源盡量放在不易碰絆的地方，盡量杜絕意外原因使電源斷電。如果條件允許，確保計(jì)算機(jī)有潔凈的電力可用，建議購(gòu)買穩(wěn)壓電源之類的設(shè)備。
六、掌握鼠標(biāo)的日常使用常識(shí)
計(jì)算機(jī)使用的配件眾多，最容易出現(xiàn)故障的配件是鼠標(biāo)。鼠標(biāo)在使用的時(shí)候需要小心，避免鼠標(biāo)與其它銳利或重物相碰，強(qiáng)力拉拽導(dǎo)線也是不允許的，點(diǎn)擊鼠標(biāo)的時(shí)候要力度適中。光電鼠標(biāo)在使用的時(shí)候，鼠標(biāo)墊要保持清潔使其處于良好的感光狀態(tài)，盡量不在反光率高的情況下使用鼠標(biāo)。
七、掌握鍵盤的日常使用常識(shí)
使用鍵盤的時(shí)候要非常注意，裝有液體的杯子不要放鍵盤上，若液體灑到鍵盤上會(huì)造成鍵盤故障。使用鍵盤的時(shí)候，按鍵不要過(guò)猛，動(dòng)作要輕柔并且力度適中，特別是玩游戲的時(shí)候，為了避免鍵帽損壞盡量減小按鍵力度。
八、結(jié)語(yǔ)
二十一世紀(jì)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的水平隨之不斷提高，社會(huì)需要的人才需要掌握的技能開始日益增多，會(huì)使用計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為新時(shí)期人才必備技能之一。計(jì)算機(jī)的快速普及并且在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，人們生活水平也不斷提高，計(jì)算機(jī)已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶，人們可以很方便地使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)。但是電腦在使用的時(shí)候給人們生活帶來(lái)更多便利的同時(shí)也有一定的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的硬件日常維護(hù)就是問(wèn)題之一。在電腦使用的過(guò)程中掌握計(jì)算機(jī)硬件日常使用常識(shí)，能夠使計(jì)算機(jī)硬件的使用壽命延長(zhǎng)，在使用計(jì)算機(jī)過(guò)程中，每位計(jì)算機(jī)使用的工作人員，要嚴(yán)格按照計(jì)算機(jī)日常使用常識(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行維護(hù)，認(rèn)真對(duì)待這項(xiàng)工作，只有這樣認(rèn)真、負(fù)責(zé)地做好維護(hù)工作，才能使電腦運(yùn)行的更加流暢。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡彥博,姚卓希.淺析計(jì)算機(jī)硬件日常使用常識(shí)[J].華章,2011,28
第一、高職計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)容易出現(xiàn)失去了培養(yǎng)“個(gè)性化人才”的氛圍
計(jì)算機(jī)的硬件就像人的四肢一樣，無(wú)論多么聰明的大腦，要是沒(méi)有健康的體魄做為支撐點(diǎn)的話，最終也是徒勞無(wú)功的。所以說(shuō)，讓學(xué)生在日常教學(xué)中必須掌握所有計(jì)算機(jī)硬件的自身基本特性，是每一個(gè)教師在進(jìn)行授課前的備課的時(shí)候的重點(diǎn)核心。但是由于像類似于CPU等核心硬件設(shè)施一直以來(lái)是西方大國(guó)壟斷公司的壟斷產(chǎn)品，我們?cè)S多老師對(duì)其基本構(gòu)架也僅僅是停留在圖紙上或者是理論性參數(shù)上，很少能獨(dú)立的進(jìn)行解析。這樣就無(wú)形中影響到了教學(xué)實(shí)際效果，對(duì)于有這方面天賦或者是對(duì)這方面信息渴求欲望比較強(qiáng)烈的學(xué)生，按照一般的教學(xué)模式是難以達(dá)到期望的效果的。而高職院校與本科院校的最根本的區(qū)別就是在于高職院校在教學(xué)中比較側(cè)重于啟發(fā)學(xué)生的動(dòng)手能力，如果不能全面的解決這些屏障問(wèn)題的話，教師在教學(xué)中就會(huì)遇到難以“自圓其說(shuō)”的窘境。其實(shí)，解決此類問(wèn)題的方式方法也比較簡(jiǎn)單，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行一般教學(xué)的同時(shí)，可以觀察學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的“認(rèn)識(shí)、認(rèn)知、認(rèn)可”程度，如果有對(duì)計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)造十分感興趣的學(xué)生，可以協(xié)助他們成立興趣小組，幫助學(xué)生翻譯一些國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)資料，啟發(fā)學(xué)生自己進(jìn)行深入的研究。從而達(dá)到促進(jìn)教學(xué)的目的。
第二、高職計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)容易出現(xiàn)失去了培養(yǎng)“實(shí)驗(yàn)室人才”的氛圍
計(jì)算機(jī)硬件的更新速度很快，根據(jù)文獻(xiàn)資料顯示目前的計(jì)算機(jī)硬件基本上是以18月提高1代產(chǎn)品的速度進(jìn)行著更新，有的核心部件的更新速度由于受到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等因素的影響甚至更快，但是在高職計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)中由于受到教學(xué)課件和教材的限制，其更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際產(chǎn)品的更新速度。這樣在日常教學(xué)中容易讓學(xué)生產(chǎn)生一種“學(xué)了也沒(méi)用，反正過(guò)時(shí)了”的思想。其實(shí)，有這種想法是不理性的，因?yàn)闊o(wú)論其替代產(chǎn)品的性能多么的優(yōu)越，但是其核心的理論構(gòu)架是完全一樣的，也就是說(shuō)無(wú)論產(chǎn)品升級(jí)到一個(gè)什么標(biāo)準(zhǔn)，其原始的技術(shù)參數(shù)等核心的數(shù)據(jù)完全是同一個(gè)模板出來(lái)的，其更新的只是處理速度等容易受到外界影響的客觀因素而已。但是，學(xué)生在學(xué)習(xí)中一旦產(chǎn)生了上述類型的“厭學(xué)心理”，就很難再予以糾正，直接影響教師的教學(xué)水平正常發(fā)揮，同時(shí)也直接影響到了學(xué)生正常的理論知識(shí)吸收。其實(shí)，解決此類問(wèn)題的方法也不難，授課老師可以在講授一般性的理論知識(shí)的同時(shí)，可以根據(jù)外部因素的實(shí)際情況來(lái)更新輔助教學(xué)的課件。在讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展軌跡的同時(shí)，不斷的推陳出新一些新的課件，至于這些新的課件的一些理論參數(shù)到底是否與教材上的相符，那就要鼓勵(lì)學(xué)生們大膽的走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室去自己通過(guò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決。這樣，不僅大大的促進(jìn)了學(xué)生們的實(shí)際動(dòng)手能力，還能使學(xué)生們所學(xué)的知識(shí)基本上與社會(huì)上存在的計(jì)算機(jī)硬件水平保持一致，基本上能達(dá)到同步教學(xué)的水平，從而促進(jìn)學(xué)生們主動(dòng)掌握計(jì)算機(jī)硬件核心內(nèi)容的積極性。
第三、高職計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)容易得到“復(fù)合型”人才
高職院校的教學(xué)特點(diǎn)確定了其學(xué)生構(gòu)架的基本組織特性，學(xué)生在完成學(xué)業(yè)之后既不是屬于全日制大學(xué)學(xué)生注重理論學(xué)習(xí)，又比一般的技工類學(xué)校在理論基礎(chǔ)上深入了許多，這類型的學(xué)生目前在就業(yè)市場(chǎng)上是屬于比較熱門的。尤其是針對(duì)計(jì)算機(jī)行業(yè)來(lái)講，可以說(shuō)，目前的各個(gè)門類基本上都離不開計(jì)算機(jī)應(yīng)用，這類型的人才也是企業(yè)在招工的時(shí)候的關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)方向。通常情況下，大家可能解讀為計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中下游的企業(yè)比較青睞高職院校的計(jì)算機(jī)硬件專業(yè)學(xué)生，但是根據(jù)對(duì)目前高職院校計(jì)算機(jī)硬件專業(yè)學(xué)生的就業(yè)研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)際情況遠(yuǎn)比我們想的要好的多。以青島市為例，海爾、海信、澳柯瑪?shù)纫慌鷩?guó)內(nèi)外知名企業(yè)在錄用新入司員工的時(shí)候，其高職計(jì)算機(jī)硬件專業(yè)的學(xué)生錄用率要明顯高于一般普通全日制大學(xué)的本科院校學(xué)生。通過(guò)調(diào)查我們得知，企業(yè)之所以選擇優(yōu)先錄用高職計(jì)算機(jī)硬件專業(yè)的學(xué)生，一是因?yàn)楦呗殞W(xué)生的就業(yè)起點(diǎn)定位比較準(zhǔn)確，不易產(chǎn)生“好高騖遠(yuǎn)”的思想；二是因?yàn)楦呗殞W(xué)生的企業(yè)定位點(diǎn)比較理想，理論基礎(chǔ)較為扎實(shí)的學(xué)生可以在公司的相關(guān)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行輔工作，動(dòng)手能力較為突出的學(xué)生可以在公司相關(guān)生產(chǎn)部門進(jìn)行統(tǒng)籌性工作，比較適合公司的一般用人原則。因?yàn)榭吹搅诉@樣良好的就業(yè)前景，目前許多高職院校也在陸續(xù)的開設(shè)計(jì)算機(jī)專業(yè)的硬件專業(yè)教學(xué)班，從人才儲(chǔ)備的角度上來(lái)說(shuō)這是一個(gè)可喜的現(xiàn)象，它極大的推動(dòng)了我國(guó)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的水平，為甄選計(jì)算機(jī)專業(yè)“復(fù)合型”人才打下來(lái)良好的基礎(chǔ)。
第四、高職計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)容易得到“社會(huì)型”人才
關(guān)鍵詞： 中職計(jì)算機(jī)硬件教學(xué) 系統(tǒng)性 實(shí)踐性
一、當(dāng)前中職學(xué)校計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)存在的問(wèn)題
中職學(xué)校計(jì)算機(jī)原理與數(shù)字電路課程作為計(jì)算機(jī)課程的重要組成部分，對(duì)于學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。但是從當(dāng)前的教學(xué)課程設(shè)置來(lái)看，對(duì)于這個(gè)部分的關(guān)注度顯然是不夠的，特別是硬件相關(guān)課程是難點(diǎn)，其大概的原因不外乎以下三點(diǎn)。
1.計(jì)算機(jī)硬件的技術(shù)和設(shè)備水平發(fā)展異常迅速，導(dǎo)致當(dāng)前的課程和教材及實(shí)驗(yàn)設(shè)施都無(wú)法跟上其速度。處理器的技術(shù)、存貯的技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展都是迅速而日新月異的。因而這種快速的發(fā)展便造成了期間的關(guān)聯(lián)程度降低。
2.計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)體現(xiàn)強(qiáng)系統(tǒng)性，但是相關(guān)教學(xué)活動(dòng)卻沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)，缺乏足夠的實(shí)踐性和操作性。目前，中職學(xué)校的計(jì)算機(jī)硬件課程大多是以課程大綱要求為標(biāo)準(zhǔn)，而不是以計(jì)算機(jī)的整個(gè)體系結(jié)構(gòu)為主線，因而這種現(xiàn)象亟待改革。
3.計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育所針對(duì)的對(duì)象是需要具備軟件和硬件的設(shè)計(jì)能力的學(xué)生，對(duì)于軟件的掌握，是較容易實(shí)現(xiàn)的，但是對(duì)于硬件的掌握則是較難的，因而在教學(xué)中這個(gè)部分的效果很差。并且當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多是由實(shí)驗(yàn)箱組成，無(wú)法體現(xiàn)出硬件的設(shè)計(jì)思想。因而對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件的充分學(xué)習(xí)，對(duì)于其原理進(jìn)行掌握，并且結(jié)合計(jì)算機(jī)的硬件技術(shù)的發(fā)展，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)性和實(shí)踐性，是我們需要著重突破的問(wèn)題。
二、計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的系統(tǒng)性與實(shí)踐性
1.推動(dòng)科學(xué)的教材體系建設(shè)。當(dāng)前情況來(lái)看，計(jì)算機(jī)及應(yīng)用專業(yè)的硬件課程面臨兩個(gè)問(wèn)題。一方面是教材的內(nèi)容劃分混亂，內(nèi)容嚴(yán)重重復(fù)，形成學(xué)生重疊學(xué)習(xí)的情況，一個(gè)簡(jiǎn)單的例子在于微型計(jì)算機(jī)基本原理的內(nèi)容幾乎頻繁出現(xiàn)。另一方面，教材的內(nèi)容的邏輯性的依據(jù)在于依照計(jì)算機(jī)科學(xué)的邏輯來(lái)發(fā)展，但是沒(méi)有依照計(jì)算機(jī)的硬件技術(shù)的系統(tǒng)性。應(yīng)當(dāng)依據(jù)發(fā)展的觀點(diǎn)分析整個(gè)計(jì)算機(jī)的硬件體系。在計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展的階段里，其計(jì)算機(jī)的原理和工作過(guò)程是變化較小的，但是其硬件設(shè)置的性能有巨大變化。一方面是電子元件性能的發(fā)展，所謂計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段就是依照電子元件的發(fā)展階段來(lái)區(qū)分的。另一方面的性能就在于，流水線及各種處理系統(tǒng)的不斷完善和完備。計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)中不變性，所以其變化性比較微小。
從前文的分析可以知道，有必要按照這個(gè)邏輯重新進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件課程體系的設(shè)置，將課程的開展分為三個(gè)層次，前兩個(gè)層次以基本原理的教學(xué)為主，到第三個(gè)層次則體現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算的發(fā)展。具體操作來(lái)看，可以這樣理解：（1）數(shù)字邏輯，對(duì)于數(shù)字邏輯的理解，應(yīng)當(dāng)更加突出對(duì)于電路設(shè)計(jì)邏輯的講解而不是當(dāng)前的重點(diǎn)關(guān)注器件的理解。除了之前的教學(xué)內(nèi)容里有關(guān)數(shù)字電路的內(nèi)容之外，還應(yīng)當(dāng)增加對(duì)于EDA的理解。（2）計(jì)算機(jī)的基本原理和編程語(yǔ)言的理解?；驹淼膬?nèi)容本身是作為一個(gè)先導(dǎo)性的內(nèi)容，因而其內(nèi)容的設(shè)置以語(yǔ)言的需要為依據(jù)，不要過(guò)于冗雜，否則便會(huì)喪失其簡(jiǎn)潔性。（3）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與運(yùn)作原理。計(jì)算機(jī)的硬件管理課程主要包括對(duì)于計(jì)算機(jī)的組成部分，比如各個(gè)硬件設(shè)施的原理，更要突出強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（4）微機(jī)的接口和外設(shè)，從應(yīng)用層面，可以給予擴(kuò)展，并在安排教學(xué)計(jì)劃的時(shí)候，可以預(yù)留相關(guān)的課時(shí)。（5）高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這個(gè)部分與計(jì)算機(jī)的組成與設(shè)計(jì)是一脈相承的，主要在于計(jì)算機(jī)的基本組成在性能上的提升，與計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的前沿緊密相關(guān)，因而要體現(xiàn)在課程教學(xué)上。
2.注重課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)，追求連續(xù)性。對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，是計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生所必須具備的能力，中職學(xué)校較注重對(duì)軟件的設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，在學(xué)校的課程當(dāng)中較多涉及此部分內(nèi)容。但是對(duì)于硬件部分的教學(xué)卻顯得較為稀少，因而在課程設(shè)計(jì)部分的改進(jìn)路徑在于，加強(qiáng)對(duì)硬件教學(xué)的發(fā)揮，使得學(xué)生真正理解計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性，并保證相關(guān)的設(shè)計(jì)能力。在教學(xué)過(guò)程中要較多地針對(duì)能力的培養(yǎng)，教導(dǎo)學(xué)生對(duì)于關(guān)鍵因素的關(guān)注，比如時(shí)序、頻率、干擾等。
根據(jù)傳統(tǒng)的數(shù)字電路一般都是根據(jù)集成電路進(jìn)行裝聯(lián)的，但是根據(jù)布線和連線等問(wèn)題的影響，對(duì)于其效果也是千差萬(wàn)別。但是不斷發(fā)展的EDA實(shí)際上解決了上述問(wèn)題。因而在課程的設(shè)計(jì)上要適當(dāng)?shù)丶尤隕DA的內(nèi)容，特別是ISP的技術(shù)大大提高了設(shè)計(jì)效率。另外，還要傳授學(xué)生明白軟件編程與硬件編程之間的相通之處。所以課程的內(nèi)容不僅要包括對(duì)于單一的軟件或者硬件的知識(shí)的傳授，還要包括軟件和硬件互相轉(zhuǎn)化的機(jī)制。很多硬件的功能可以通過(guò)軟件的發(fā)展給予替代。因而對(duì)于指令和語(yǔ)言及相關(guān)的傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就顯得尤其重要。良好的系統(tǒng)不僅會(huì)使得設(shè)計(jì)的效率大幅度提高，更會(huì)使得整個(gè)計(jì)算機(jī)的硬件和軟件及輔助系統(tǒng)體現(xiàn)更多的系統(tǒng)性。高度的系統(tǒng)性和實(shí)踐性正是高性能計(jì)算機(jī)的固定追求。合理的課程和教學(xué)會(huì)大大增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
三、根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件的系統(tǒng)性構(gòu)建硬件實(shí)驗(yàn)室
出于對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件的實(shí)踐性的追求，硬件實(shí)驗(yàn)室是必不可少的。這是計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)的實(shí)踐性和系統(tǒng)性的要求。對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)來(lái)說(shuō)，首先要考慮的因素在于對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的基本原理的不變形，其系統(tǒng)性及技術(shù)的漸變發(fā)展特性這些因素，與此同時(shí)，要兼顧相關(guān)的軟件程序的配套性。實(shí)驗(yàn)室從核心到，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從單機(jī)到多機(jī)要同時(shí)構(gòu)建，并且輔助以配套的指令程序系統(tǒng)、微程序及驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)。具體而言包括如下幾個(gè)方面：（1）運(yùn)算器、微程序控制器、寄存器及指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等構(gòu)造CPU。（2）存儲(chǔ)器和相應(yīng)的數(shù)據(jù)、地址及控制總線的設(shè)計(jì)等構(gòu)造存儲(chǔ)系統(tǒng)。（3）外設(shè)、接口、中斷、DMA及相應(yīng)的接口驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)等構(gòu)造I/O系統(tǒng)。上述部分是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成，后面部分是從指令系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)等方面提高計(jì)算機(jī)的整體性，為計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展留下擴(kuò)展的空間。在實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生一方面要完成硬件課程所要求的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性的課題，另一方面要使學(xué)生理解計(jì)算機(jī)硬件的系統(tǒng)性及性能提升的方法，理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)化史。
四、結(jié)語(yǔ)
所謂計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性在于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)性資源，對(duì)于計(jì)算機(jī)的硬件教學(xué)來(lái)講，要調(diào)整思想，堅(jiān)持對(duì)系統(tǒng)性和實(shí)踐性的追求，不但要使得學(xué)生掌握好計(jì)算機(jī)硬件的基本原理，而且要學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)理念。要讓學(xué)生主動(dòng)探索計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和研究方法，啟發(fā)創(chuàng)造性思維并產(chǎn)生良好產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)：
[1]謝安裕.計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)實(shí)踐性與系統(tǒng)性結(jié)合研究.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011.2.
［關(guān)鍵詞］計(jì)算機(jī)應(yīng)用；中職學(xué)校；微課開發(fā)；實(shí)踐
《中職計(jì)算機(jī)新課程論》中強(qiáng)調(diào)，在計(jì)算機(jī)教育教學(xué)中，堅(jiān)持貫徹“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，創(chuàng)新教學(xué)模式，結(jié)合技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)微課教學(xué)模式，促進(jìn)不同專業(yè)之間的融合，培養(yǎng)學(xué)生合作、探究、創(chuàng)新、自主的學(xué)習(xí)意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生全面健康地發(fā)展。在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)中，教師普遍采用講授的教學(xué)模式，即在課前根據(jù)課標(biāo)進(jìn)行備課，在課堂上按照目錄進(jìn)行講授。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)不能有效地調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效率大打折扣，學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)提升勢(shì)必受到制約。所以在新課改的背景下，創(chuàng)新教學(xué)模式顯得尤為必要。本文通過(guò)分析三種計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)中的微課開發(fā)實(shí)踐，希望為新課改下的中職計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)有效教學(xué)提供借鑒。
一、微課簡(jiǎn)介
微課作為一種新型的教學(xué)模式，即教師在上課之前給學(xué)生提前錄制好一個(gè)小視頻，在小視頻里對(duì)所要講述的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行一一介紹，使學(xué)生對(duì)所要學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容有一個(gè)大致的了解，便于學(xué)生更好地抓住本課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，理解課程內(nèi)容。它改變了傳統(tǒng)的教案設(shè)計(jì)模式，直接突出課程的重點(diǎn)部分和難點(diǎn)內(nèi)容，理清所要講述內(nèi)容的結(jié)構(gòu)，刪去不必要的講課內(nèi)容，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。采用微課這種新型的教學(xué)模式，給學(xué)生點(diǎn)明了正確的學(xué)習(xí)方向，有了新的學(xué)習(xí)動(dòng)力，不再是沒(méi)有頭緒地學(xué)習(xí)。
二、“微課”開發(fā)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)中的實(shí)踐
（一）抓住課堂重點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生理解
微課教學(xué)可以幫助學(xué)生抓住課堂的重點(diǎn)，通過(guò)視覺(jué)上的沖擊力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解。例如，在講中職《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》（重慶大學(xué)出版社）第一章第六板塊“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理”的時(shí)候，由于本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生熟悉掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的基本組成部分，同時(shí)分析計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的基本工作原理和性能指標(biāo)。在本課的教學(xué)過(guò)程中，教師給學(xué)生播放一個(gè)小視頻，在視頻里面展示了本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)，即“計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)里面的主機(jī)，外部設(shè)備，輸入和輸出接口，總線；計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)里面的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的各自組成部分；操作系統(tǒng)的基本功能和工作原理”。另外，教師在課堂中帶一個(gè)主機(jī)給學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的介紹，便于學(xué)生的理解。微課抓住教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，提升了學(xué)生的理解水平，促進(jìn)了有效教學(xué)。
（二）突破課堂難點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率
微課教學(xué)可以抓住課堂的難點(diǎn)，便于學(xué)生的練習(xí)，提升專業(yè)素養(yǎng)。例如，在講中職《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》（重慶大學(xué)出版社）中“Word與Excel表格協(xié)作”的時(shí)候，由于本課的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生了解辦公室軟件的發(fā)展歷程，學(xué)會(huì)在Word與Excel中新建、保存、打開文檔，同時(shí)學(xué)會(huì)查找和替換，復(fù)制與粘貼，插入特殊符號(hào)的操作。在進(jìn)行本課教學(xué)過(guò)程中，教師給學(xué)生播放一個(gè)小視頻，在小視頻里面著重展示了本課教學(xué)難點(diǎn)，即“掌握基本的Ctrl+C的復(fù)制功能，Ctrl+V的粘貼功能，Ctrl+F的查找和替換功能”等，學(xué)生掌握了教學(xué)的難點(diǎn)之后，教師就可以帶學(xué)生去電腦上進(jìn)行具體的操作，鞏固所學(xué)的知識(shí)。微課清楚地抓住了教學(xué)的難點(diǎn)，便于學(xué)生的理解和掌握，促進(jìn)了有效教學(xué)。
（三）分析知識(shí)結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生記憶掌握
微課教學(xué)模式可以在課堂上給學(xué)生直觀展示知識(shí)架構(gòu)，讓學(xué)生對(duì)所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容先有一個(gè)框架性的了解，再通過(guò)樹枝圖的發(fā)散形式，記憶掌握各知識(shí)點(diǎn)。例如，在講中職《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》（重慶大學(xué)出版社）中“PowerPoint2003操作實(shí)務(wù)”的時(shí)候，由于本課的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生學(xué)會(huì)制作幻燈片，同時(shí)掌握幻燈片制作中的文字、圖片的切換手法，學(xué)會(huì)自定義動(dòng)畫的制作等。在進(jìn)行本課教學(xué)過(guò)程中，教師先給學(xué)生播放一段小視頻，在小視頻里著重展示分析本課知識(shí)的框架結(jié)構(gòu)，即“幻燈片的啟動(dòng)，圖片的插入，文字的輸入，動(dòng)畫效果的設(shè)置，藝術(shù)文字的插入，幻燈片的保存”等，再通過(guò)樹枝圖節(jié)點(diǎn)發(fā)散展開，幫助學(xué)生記憶掌握，從而為后面的有效學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。之后，教師帶領(lǐng)學(xué)生再上機(jī)進(jìn)行實(shí)際操作就變得十分容易了。微課教學(xué)給學(xué)生理清了所學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了教師的有效教學(xué)和學(xué)生的高效學(xué)習(xí)。在中職學(xué)校計(jì)算機(jī)新課改的背景下，創(chuàng)新教學(xué)模式，引進(jìn)微課教學(xué)，便于學(xué)生抓住重點(diǎn)突破難點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的理解記憶。一方面降低了教師課堂教學(xué)的難度，另一方面，通過(guò)興趣入門提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率。
參考文獻(xiàn)：
