计算机硬件的联系篇1

关键词：计算机；计算机产业；硬件；软件；网络

人类社会正在以一种前所未有的发展速度向着知识经济时代迈进。随着计算机技术、通信技术以及遍布全球的计算机国际互联网的发展、普及，人们可以跨越时空的阻隔，以极快的速度获取大量的信息，真正做到了“信息共享”、“资源共享”，世界经济一体化的进程明显加快，全球经济网络化与一体化成为时代特征。在20世纪人类科技进步史上，计算机的问世与计算机国际互联网Internet的普及应用可称作最伟大的发明。计算机及其互联网正在改变着人们工作、学习、生活的方式，推动着各国经济的发展和人类社会的进步，并以其神奇的威力，使这个世界发生着巨变。

1世界计算机产业发展概况

计算机产业是更新发展速度较快、受科技影响变动较大的一种产业。从1946年世界上第一代电子计算机问世于美国开始，人类社会自此进入了以计算机的开发利用为主要标志的第一次信息革命时代。计算机从发明到现在仅仅60余年的时间，经历了大型电脑，迷你型电脑，个人电脑和网络系统电脑四个发展阶段。仅从计算机芯片的技术发展速度就可以反映出整个计算机产业的发展速度是惊人的:从产品研制到形成批量生产，4K存储器用了35年，16K用了33年，64K用了2年，256K和1M(1兆位)各用了3年。20世纪70年代，英特尔公司研制成功微处理器芯片，微型计算机诞生;80年代，微型计算机生产的工业标准化平台产生，有了大规模生产的可能。从而导致全球计算机产业二十几年来的加速发展。电子计算机在功能和应用范围上也从最初的数据计算和处理，扩展到办公事务处理和工业控制以及数据库、网络、图形处理等方面。

美国是世界上计算机技术最发达的国家。美国政府对以计算机技术为核心的信息化革命极其重视。1992年美国率先提出兴建“信息高速公路”计划，并投入巨资，从而把全球计算机技术推向一个更高的层次和水平。人类社会也进入了以数字技术和互联网络技术为核心的新阶段。计算机及网络技术把包括美国在内的整个世界带进空前的经济增长和社会变革时期。

2我国计算机产业的发展状况

中国计算机产业的发展起步较晚，从引进前苏联的计算机技术开始到目前形成比较完整的计算机产业体系，大致经历了四个发展阶段:1956年至1965年的萌芽阶段;1966年至1977年的曲折发展阶段;1978年至80年代末，中国计算机产业化进程真正开始;第四阶段是90年代计算机进入快速发展阶段。90年代以来，计算机产业和市场的规模逐年扩大，年平均增长率高于42%，中国计算机业正成为国民经济的重要产业之一。

（1）计算机硬件方面。计算机硬件主要包括个人电脑(PC机)、外部设备及网络设备，其中PC机包括台式PC机、笔记本电脑、PC服务器和工作站等。

①以硬件为主的计算机市场规模迅速扩大。目前，我国的计算机产业的发展重点还在硬件制造业上，约占计算机产业总产出的65%左右。

②中国计算机硬件市场以微机为中心，外部设备市场格局已初步形成。微机市场的高份额源于20世纪90年代中国微机市场的迅速扩大，国内计算机外部设备市场格局已形成。其中硬盘、显示器和终端的市场均由国内厂商占据。

③一大批具有自主知识产权的国内知名品牌的涌现对我国计算机硬件工业产生了巨大的推动作用。如联想、方正、长城、浪潮等。

（2）计算机软件方面。作为21世纪的朝阳产业，软件是全球最具有发展前景与开发潜力的产业之一，成为全球经济新的增长点。软件市场大致可分为应用软件、系统软件和工具软件。其中，以应用软件为主约占73%。中国计算机软件产业不论是整体市场规模还是增长率都低于硬件市场，但其发展势头较好。但是，我国目前的系统软件、工具软件市场主要被外国厂商占据，在基础操作系统软件上(如windows)几乎是空白，所推出的软件都是在别人的操作系统上开发的，即“外挂”式中文处理环境，这与我国对软件发展的需求还相差甚远，还需积累足够的力量。

（3）计算机应用及网络化方面。进入20世纪90年代以来，信息技术的发展突飞猛进，多媒体、网络化也日益渗透到社会生活的各个方面，推动着经济的发展和社会的变革。

①我国计算机工业在取得不断发展的同时，在应用和普及方面也卓见成效。每千人个人电脑拥有量从1990年的0.43台增加到1997年的6台。到2008年初，中国的网民已超过美国，成为世界上网民最多的国家。

②网络化给社会生活注入了新的活力和生机。“八五”以来，我国以计算机网络为基础，重点建设了国家经济信息系统、科技信息计算机服务系统、电子数据交换系统等十多个国家信息系统。目前，全国已建成60多个行业计算机网，有些网络还实现了国际联网。

（4）中国计算机企业不断发展壮大。产业形成的基本标志是其企业的成长、形成体系并达到一定规模。随着企业的壮大，计算机产业的生产规模得以较快发展。

（5）中国计算机产业在国际化的进程中成长。计算机产业是国际化程度很高的产业，国际化表现之一是计算机业的产出以外资企业的产出为主，国际化表现之二是国际市场已成为中国企业的重要市场。表现之三是民族企业逐步按国际标准组织生产和经营。

3发展我国计算机产业的设想及对策

（1）要充分认识采取必要的措施支持民族计算机产业发展的重大意义。根据美国等一些发达国家支持计算机产业发展的经验，采取必要的扶持政策是有意义的。无论从政治、经济、科技的任一层面看，民族计算机业及相关产业的发展对中国国民经济持续发展的意义都是不容置疑的。

（2）政府的扶持和引导是计算机产业不断发展的关键。中国计算机产业是在我国政府的关怀支持下发展起来的，政府对计算机工业的发展给予了一定的优惠政策，并积极加以引导。但因财力有限，财政支持仍显不足。在这方面，今后还应不断加强与倾斜，为中国计算机产业创造一个良好的投、融资环境。

（3）继续深化科技体制改革，不断提高企业技术创新能力。让企业建立起真正意义上的现代企业制度，建立公平竞争，有效竞争机制，给企业宽松的发展环境。

（4）重视人才引进。人才培养，让更多的计算机人才脱颖而出。一个行业的发展，归根结底要靠高素质的人才，人才即是资源，要充分发挥我国计算机人才的专长及优势，制定保护人才的政策，建立良好的用人激励机制，吸引更多的优秀人才为民族计算机业服务。

（5）发展资本市场，风险投资事业。支持计算机等高新技术企业成长。

（6）支持计算机市场的扩大和升级。鼓励计算机业特别是计算机服务业与电信业的融合。

计算机硬件的联系篇2

【关键词】收费系统计算机病毒防治

一、高速公路收费系统计算机组成部分

1、高速公路发展地位

随着我国高速公路蓬勃发展，高速公路的建设已成为拉动内需，促进国民经济快速发展的重要因素之一，越来越受到了各级政府的高度重视。高速公路的不断延伸，也为道路运输的迅速发展创造了有利条件，许多产业已经和高速公路密切关联，高速公路在国民经济中的地位空前提高。

随着信息行业的兴起，带动了计算机产业的飞速发展，计算机硬件产品更新换代日新月异、计算机技术水平跨越发展。为了给过往车辆司乘人员提供高效、优质、便捷的服务，高速公路在收费系统上设备也加大了投入，为收费系统安装了一批高配置、性能好、运行速度快的计算机系统。

2、高速公路收费系统计算机组成部分

广东省高速公路采用区域联网收费，区域内不同经营单位管理的收费高速公路实行“统一收费、系统分帐”的收费管理方式，现金收费在联网收费区域内进行划帐结算；非现金收费在区域内拆帐，在省联网结算中心进行结算。整个系统分为省联网收费结算系统、区域计算中心系统、区域管理系统、路段收费中心系统、收费（收费车道）系统；路段收费系统主要由计算机系统、闭路电视监控系统、内部对讲及报警系统、供配电及接地系统以及各种软件构成。收费系统计算机构成模式一般分为了三级，即收费中心计算机系统、收费站计算机系统和车道计算机系统，收费中心计算机系统汇聚了收费站计算机系统上传的数据后，通过软件上传到联网收费中心计算机系统。收费中心计算机系统由交换机、路由器、防火墙、收费中心服务器（采用双机热备份服务器）、磁盘阵列、财务管理工作站、收费管理工作站、硬盘查询工作站、维护管理工作站等组成；收费站计算机系统由收费服务器、财务工作站、IC卡管理机组成，设置交接班和IC卡管理的相关设备；收费广场计算机系统由广场交换机和车道控制机组成。

二、收费系统计算机病毒危害

1、计算机病毒及传播方式

计算机病毒，是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。计算机病毒传染的渠道一般是通过软盘、硬盘、光盘、移动存储设备和网络等途径传播。

高速公路收费系统采用专网管理，收费网络与办公系统网络和互联网完全隔离，收费网络为收费系统计算机统一分配IP地址。一般来说，收费系统计算机最有可能感染的病毒是引导区型病毒和文件型病毒。引导区型病毒主要通过软盘在操作系统中传播，感染引导区，蔓延到硬盘，并能感染到硬盘中的"主引导记录"。文件型病毒是文件感染者，也称为寄生病毒，它运行在计算机存储器中，通常感染扩展名为COM、EXE、SYS等类型的文件。

2、高速公路收费计算机系统感染病毒的危害及影响

高速公路收费系统计算机存储了大量收费数据，感染病毒后就可能会造成数据信息丢失，严重影响了本路段和跨路段之间的通行费用结算；计算机感染病毒以后，轻则运行速度明显变慢，频繁死机，重则文件被删除，硬盘分区表被破坏，甚至硬盘被非法格式化，更甚者还会造成计算机硬件损坏，很难修复；病毒具体传染性，当一部收费计算机感染病毒后，很快就会通过收费独立网段感染其它计算机，这样一来，收费系统将面临瘫痪状态，无法进行收费工作，给高速公路投资者造成巨大的经济损失。

三、收费系统计算机病毒防治方法

1、高速公路收费系统计算机接触人员

目前高速公路能够接触到收费系统的人员有：机电养护人员、收费稽查人员、财务管理（交接班管理）人员、普通收费员和公安系统取证人员等。

机电养护人员负责日常机电设备故障处理与设备保洁保养，收费计算机系统硬件损坏或者系统运行异常时，机电养护人员都要相对应地对某一个硬件进行检修更换或者重新安装一个新计算机系统，当遇到收费应用程序需要升级的时候还需通过移动存储设备将新的应用程序安装到收费系统上；收费稽查人员负责对收费系列人员的监管，防止收费员作弊和防止逃费等职责，平时还需要分析收费过程中所记录的文本信息或者图像信息，对于一些重大事项还需用到存储设备对相关资料进行拷贝；财务管理（交接班）管理人员对收费系统人员上下班进行记录，录入收费所用的通行卡数量和收回的通行费、分析收费日常数据表报，如果每天需要向相关单位或者部门提供相关收费报表的时候，还需用到存储设备拷贝收费系统数据；普通收费员日常发卡或者收费都面对着收费计算机系统，可能接触到计算机相应接口，严禁收费员将存储设备接入计算机；公安系统取证人员为了打击犯罪份子，经常寻求高速公路监控中心协助调查取证，当他们需要取走相关资料的时候，需要用到存储设备拷贝相关材料。

2、高速公路收费计算机系统防治方法

软盘、硬盘、光盘、移动硬盘等存储设备都可能会携带病毒进入收费系统计算机，上述人员在接触收费系统计算机之前必须对其携带的设备进行认真自查与排查，严禁将病毒携带设备与联网计算机相连接，路段业主、机电管理部门加强监管，将病毒防患在管理之下。

四、高速公路收费系统计算机管理措施

1、高速公路收费计算机系统管理措施：

1）建立本单位的计算机病毒防治管理制度；

2）采取计算机病毒安全技术防治措施；

3）对本单位计算机信息系统使用人员进行计算机病毒防治教育和培训；

4）及时检测、清除计算机信息系统中的计算机病毒，并备有检测、清除的记录；

5）使用具有计算机信息系统安全专用产品销售许可证的计算机病毒防治产品；

6）对因计算机病毒引起的计算机信息系统瘫痪、程序和数据严重破坏等重大事故及时向公安机关报告，并保护现场。

2、高速公路收费系统计算机管理需要注意的细节

1）把好管理关，未经批准的单位或者个人严禁操作收费系统计算机，对需使用到软盘、硬盘、光盘和移动存储等设备时，管理部门必须严格检查，杜绝将有病毒的设备在收费系统计算机使用，真正做到从源头上堵住病毒入侵计算机系统。

2）运用计算机技术手段对收费系统计算机进行防患，有条件和有目的地禁用软盘、光盘和USB插口等功能。

3）在安装新的计算机系统时，为系统安装系统补丁，震荡波一类的恶性蠕虫病毒一般都是通过系统漏洞传播的，打好补丁就可以防止此类病毒感染。

4）为收费系统相关计算机安装可升级的防病毒软件，并开启实时监控，以免病毒入侵计算机系统。

5）在路段级收费系统服务器与联网区域中心服务器之间安装防火墙。

6）严禁将收费系统网络与办公自动化网络、互联网相连通。

7）定期和不定期备份数据库，以防数据丢失，备份数据库最好采用独立网内的二台计算机机交叉备份或者使用经过批准使用的干净的移动存储设备进行备份，备份数据库相关工作安排人员专门负责。

8）加强对员工防病毒的教育，定期或者不定期开展计算机防病毒宣传活动。

计算机硬件的联系篇3

【关键词】计算机硬件；课程体系；教育改革

1计算机类学科的专业特点

1．1知识更新速度快

计算机技术发展十分迅猛，使用的范围也比较广泛。其范围有科学计算、文字信息处理、多媒体技术、工业把控等多个方面。计算机的种类根据不同的使用方式主要划分为单片机、个人计算机、工业控制机和大型计算机等。计算机技术的大量使用和迅速发展，这就需要高等学校在进行教学的时候，适当的传递新型的信息技术，让学生能够更好的适应社会。当然还是要以不增加课时数量为基础，进行针对性的教学改革，这样才可以保证在课程体系中融入新的知识内容。

1．2知识体系关联紧

计算机学科的专业基础课和专业课主要划分为软件课程和硬件课程。不但软件、硬件课程之间存在一定的联系，软件和硬件之间关系也十分密切。在现在多种多样的课程中，很多课程之间都有内在的联系。现在很多教材为了保证内容的完整性，把和专业有关但是联系不紧密的内容融合在教材中，使得很多课程内容出现重复的情况。这样就会使得学时过于紧张，这样不但阻碍了学生的积极性，还对教学效果的融合性造成了阻碍。

1．3动手能力要求高

计算机使用具有一定的实践性，不论是在进行软件学习，还是在进行硬件学习，都需要利用实践来认识和理解学习的关键内容。如果只是重视教学理论，而不注重学生的实践性，这样就会阻碍教学质量的提升。如果学生不会操作，就不能深入理解知识的实际意义。所以在课程内容安排的过程中要表现其实践性。如果理论知识较多，并且没有其实际价值，就让使用技术方面的课时白白浪费，从而阻碍教学水平的提升。

2高职硬件教学改革的措施

2．1调整课程体系

教学效果模型R=f(T，S，B)中的三个要素分别是T(Teacher)也就是老师，S(Student)也就是学生以及B(Bridge)就是我们所熟悉的中介。在这里中介主要是指教学内容和实际的教学模式，像是教学方式、教学技术、教学组织形式等。其中的教学质量R(Result)需要教学活动中的老师、学生和中介的相互配合，从而有效的提升学习质量。根据这个模型，我们可以构建一个计算机学科课程系统中介模型，也就是B=f(H，S，A)，这里面的硬件课程H(Hardware)、软件课程S(Software)和动手能力A(Application)三个元素之间也有密不可分的关系，彼此相互影响。学生在学习软件课程的时候需要硬件知识的配合，在学习硬件知识的时候还要掌握软件是怎样对硬件造成影响的，只有学生熟练的把握这些课程知识之后，才能够熟练的使用软件和硬件知识，从而研究和设计出更多的具有创造力的产品。现在的问题主要集中在，计算机专业的学生对硬件课程、实践操作能力和创新能力方面存在一定的问题。

2．2有机融合课程

转变课程系统的直接方式就是对课程内容进行相应的调节。并且把技术比较落后的或是使用数量比较少的内容从课程体系中去掉或是缩减，把一些联系紧密的课程进行有效的融合，把一些新型的技术内容及时准确的融入到课程体系中去。通过这样的方式可以让教学过程更加的顺畅，进一步提升教学质量，并且还可以用更多的空间来填补新的科学技术到课程系统中去。

2．3加强动手能力

实践操作能力的培养是计算机类专业学生所必备的因素之一。针对软件课程和硬件课程中的实践操作能力来说，两者之间是存在差别的，在学习软件课程的时候，因为很多学生都有自己的电脑，因此在进行学习的时候，感兴趣的学生可以进行实践操作。但是在进行硬件学习的时候，需要给实践操作相对应的环境和设备支撑，如果在课程安排的过程中忽视了这方面的内容，学生只是学习一些乏味的理论知识，没有进行针对性的操作训练，就会让学生对硬件课程丧失兴趣和热情。因此在课程体系中需要加强实践操作方面的能力，而且还要安排相对应的实验设备和相对应的场地。有的学校把实践的部分从理论课程中分离出来，单独设立课程。

3高职教学改革的实践

3．1教材改革是教学改革的基础

针对上面的改革方式，我们在实践训练的时候，第一步要对教材进行改革。通过研究计算机的学科特征，并且以《电路分析》、《模拟电子技术基础》和《数字电路技术基础》几门课程的内容为基础，编写出适合改革潮流的教材。在编写教材的时候，把一些所占空间较多、学生不容易理解的、计算机专业运用比较贫乏的内容进行抽象的讲解，只是对其中的概念进行简单的介绍。再者就要把有些内容进行融合，例如把电源的内容融入到二极管的使用中，对相关内容进行分析;有的内容介绍的是新型的科学技术，像是数字电路中很多都是以大规模的电路为主要案例进行分析。

3．2现代教学手段是教学改革的措施

(1)构建讨论区。在网络课件中构建“在线论坛”，学生可以根据自己的实际情况，在论坛中表述自己对一些问题的看法和意见，或是利用论坛来解决学生中遇到的困难，也可以更加深入的探索一些问题。并且老师也可以通过论坛更加深入的了解和把握学生的实际状况和思想变化。(2)构建聊天室。“聊天室”是为了实时的处理问题或是进行问题的讨论，在“聊天室”中同学可以针对一些问题进行讨论，老师还可以使用聊天室进行问题的处理。站在使用的层面上来看，有的公式不容易进行详细的表述，这也是网络课件在以后急需要进行完善的地方。(3)科学合理的使用多媒体技术，多媒体技术是展现课程内容的主要方式。在电路中有很多内容和语言是传统媒体不能展现的。学生在理解方面存在一定的难度性，为了帮助学生更好的处理具有难度性的知识内容，可以利用flas把抽象的概念更加的具体化。

4结语

高职教学改革的工作时间较长、范围较广，尤其是随着科学技术的迅猛发展，教学改革也在不断的变化，还需要不断的吸取和总结经验，这样才能保证教学改革的合理进行。

参考文献:

［1］，王晓丹，王晓楠等．计算机硬件技术基础课程研究型教学模式的探索与实践［J］．计算机工程与科学，2014，36(z2):307～311．

［2］黄勤，唐丹，李楠等．融计算思维于"计算机硬件基础"课程的改革［J］．电气电子教学学报，2015(1):8～11．

计算机硬件的联系篇4

关键词：计算机联锁系统客运专线提速线信号安全性可靠性

1、可靠性保障技术

1.1可靠性保障技术概况

为了提高系统的可靠性,防止故障造成系统失效,在长期的研究中发展了两类技术:避错技术、容错技术。

避错技术:防止和减少故障发生的技术;容错技术:当系统的某一部分发生故障时仍使系统保持正常工作的技术。

DS6-K5B联锁系统的可靠性保障主要从两方面出发,一方面是应用高可靠性的设备元件,另一方面是在系统设计中采用容错技术。

DS6-K5B联锁系统主要采用了具有很强的防酸、防潮和抗辐射性能的高可靠性继电器作为控制器件,而且继电电路中的所有连线采用多股线缆,使室内断线的可能生很小。另外还有对继电器进行定期的检查维修,从而提高了继电器的可靠性。

DS6-K5B联锁系统采用双网路供电。现场设备的信号机采用双灯丝结构,每个信号机都有主、副灯丝。通常情况下主灯丝工作,当主灯丝出现故障,由副灯丝接替其继续工作。

表1是避错技术和容错技术研究范畴及研究方法。

1.2动态冗余结构

动态冗余系统由多个模块组成,其中只有一个输出有效。系统不断地进行故障检测和定位,并根据故障检测和故障定位结果,将运行中发生故障的模块用备用模块去代替,实现系统重组恢复。

最基本的动态冗余系统是二模动态冗余系统,一般有三种工作方式:冷备方式,热备方式,温备用方式。冷备方式中切换开关的切换成功率对系统的可靠性影响很大,而且切换时备机从断电状态转入工作状态,需要一定的时间,工作的连续性显然比热备方式差;二模热备方式中的同步是个基本问题;二模温备方式则由于备机处于通电但不运行的状态,可以减少切换的等待时间。

对比这三种方式,热备方式更能满足控制连续性、瞬时控制能力的要求。因此,二模热备冗余结构（又称双机热备结构）成为目前计算机联锁控制系广泛采用的结构之一,其基本思想是“单机保证安全,双机提高可靠性。”

双机热备联锁系统一般由两个独立的单元组成,每个单元具有相同的硬件结构,都能独立完成规定的同样的功能。正常工作时,两个单元都上电工作,同时采集数据,进行数据处理,但只有工作单元的输出有效,经切换单元输出。两模块均有故障检测功能,工作过程中,各单元进行自检,若工作单元发现自身出现故障时,就给出控制信号,驱动切换单元进行切换,然后停机维护。若是备机出现故障,则自动停机,进行维修。双机热备联锁系统其结构如图1所示。

2、故障—安全保障技术

铁路信号的安全包括两重含义:

(1)功能安全,即在无故障时设备能准确无误地工作;

(2)故障—安全,即在故障时,设备应该导向安全状态。

故障—安全是指任何部分发生故障及系统处于任何可能的外界环境中时系统输出均处于安全状态。对铁路信号系统来说,必须考虑在联锁系统发生故障后,确保后果不危及行车安全,在铁路信号领域称这一原则为故障—安全原则。

2.1故障—安全概述

客观上,绝对可靠的设备是不存在的,也就是说设备的故障是不可避免的,因此,为了使设备具有高安全性,必须使设备在高可靠性的基础上还具备故障—安全特性。

根据设备故障的后果,故障可以分为安全侧故障和危险侧故障。在考虑了所有故障的情况下,当设备的危险侧故障概率小到可以忽略的程度时,则认为该设备是故障—安全的。

铁路信号设备的故障—安全是以具有非对称错误特性的信号继电器和闭路原理为基础的狭义故障—安全,即设备故障时导向“功能停止”侧。实现信号设备的整体性的故障—安全。故障—安全停机降低了设备的利用率,而且,在某些情况下,不能把它的安全侧定义为“功能停止”,而必须定义为“维持功能”,否则可能发生危险,不能简单地确定安全侧,应根据系统的使命定义安全侧,故障—安全概念具有更广泛的含义。

2.2故障—安全保障技术分析

车站信号联锁控制系统是一个复杂的系统,对于以计算机作为主体构成的计算机联锁控制系统来说,就必须采用有效的方法保证计算机系统具有故障—安全特性。目前,构成故障—安全计算机的方法主要有3种:

(1)基于多机采取硬件冗余的故障—安全计算机构成方法;

(2)基于单机采取软件冗余的故障—安全计算机构成方法;

(3)基于单机闭环自诊断的故障—安全计算机构造方法。

2.2.1基于多机采取硬件冗余的故障—安全计算机构造方法

由于在极短的时间间隔内,两台计算机同时出错并且错误呈现同一模式的概率几乎为零,所以,基于多机硬件冗余的故障—安全计算机系统越来越受到关注。

用两台构成相同、彼此独立的计算机组成计算机表决系统。两台计算机运行具有相同功能的程序,接收相同的输入信息,并行地对数据进行处理,并且对各个阶段的信息进行比较,当两台或两台以上计算机工作正常,即至少其中两台计算机的结果一致时,则产生控制命令并输出,从而实现2取2表决系统。

对于2取2表决乘2冗余系统,如果其中一个2取2计算机系统出现故障,则系统切换到另一个2取2计算机系统,并不影响系统的使用;两台以上的计算机出现故障时,系统就锁住控制命令,并切断控制电流,从而实现故障—安全。

(1)双模紧密耦合故障—安全计算机。

采用硬件结构完全相同的两台计算机组成双模冗余系统,每台计算机配置相同版本的程序。在内部总线上插入多重化的2取2表决器,它在每个机器周期内对总线上的信号进行严格的表决,一旦发生故障立即被纠正。计算机间借助总线紧密耦合连接,在容错时钟的驱动下,计算机在时钟级严格地同步运行相同的程序。故障—安全比较器用来校核计算机内部总线（数据总线、地址总线、控制总线）上的信息,以便及时发现计算机故障。

(2)双模松散耦合式故障—安全计算机。

上述紧密耦合式故障—安全计算机需要容错同步时钟来实现两个模块在时钟级严格同步,通过复杂的多数表决电路和故障—安全比较电路进行冗余管理,保证安全性和可用性。但是,由于硬件的复杂性,系统的优越性有所抵消。为此,提出了以软件多数表决为主的双模松散耦合式故障—安全计算机系统。

该系统结构由两立的微型计算机组成,每台计算机有自己独立的时钟发生器,独立的供电电源,并且完全独立地运行相同的程序。两台计算机通过冗余管理接口,相互间进行通信,实现同步、测试和控制。各模块间的通信连接应该是光电隔离的,确保计算机的独立性。每台计算机都设有冗余管理硬件,实现对每台计算机冗余管理接口的控制,读取其他计算机的状态。冗余管理硬件应该具有以下两个功能:第一是不可逆转地进行故障计算机的切离;第二是多机发生故障时,不可逆转地停止系统,把输出固定在安全侧。

2.2.2软件的故障—安全保障技术

计算机系统是由硬件系统和软件系统组成的,而软件系统所起的作用又是非常关键的,如果软件中存在差错,即便硬件系统是正常的,这些差错也可能通过硬,软件的接口使硬件发生失效或误动,产生严重的安全事故,甚至造成灾难性的后果。因此,一个计算机系统的安全性,不仅依靠硬件的故障—安全性,而且还要由软件系统的故障—安全性来保证。

(1)软件故障。

软件系统的故障—安全保障技术以保证程序的正确性为前提,如果软件编程出现错误,将导致永久故障。

当程序编制正确时,还需要防止存储于存储器中的程序代码发生改变。

硬件的瞬间故障和干扰会对程序的执行和CPU的运算产生不希望的影响,造成程序运行出现瞬间故障。

(2)软件的故障—安全性及其主要研究内容。

软件的故障—安全性是指软件无论是否完成其预定功能,不会导致意外事故发生的概率。故障—安全软件设计的基本原则:1)每个与安全相关的功能,应该采用冗余结构,软件的正确性可由多样性来保证。实现这一目标的有效手段是采用双份编码,即根据同一份规格说明书开发出功能上完全一样的两个程序版本,由于各自开发的程序思路不同、结构不同,甚至所使用的编程语言也不同,这样两组程序在逻辑上出现相同错误的概率大大减小。2)每个相关模块必须经过充分的分析和测试,以确实保证其安全性。3)所有在线的计算机应该进行连续的比较,通过连续的比较,检验系统安全性相关的功能被正确执行。4)系统检测到失效发生时,应该使系统进入一种严格的循环状态之中,输出限定在安全状态。5)应该使用硬件定时监视器防止程序进入死循环或停止运行,只要程序的执行时间超出规定的范围,就可以认定程序进入死循环。

(3)在程序设计阶段必须遵循的措施。1)为了实现软件的故障—安全性,必须在软件开发中严格遵守软件工程方法,首先,应编制正确的规格说明书,然后完全按照规格说明书,基于良好的软件开发工具和环境,编制高可靠性和高故障—安全性软件。2)采用模块化程序设计原则。安全性的程序必须遵循一个原则—程序结构应该模块化。采用自顶向下的方法进行分解,划分成一个个模块,使得一个模块内包括且仅包括某单一具体任务的所有功能。这样得到的模块内部联系比较强,而各模拟之间的独立性比较高。这就是按功能划分模块。这样每个模块可以独立地被理解、编写、测试、排错和修改,这就使得复杂的研制工作得到简化;有利于提高软件系统的可靠性和安全性。3)采用结构化程序设计软件。软件安全关键所用的标志应该明确定义它的安全侧和危险侧。4)程序设计时采用正确的数据结构和良好的设计风格,先用不会混淆的变量名,采用缩排格式。

3、DS6-K5B系统适用于客运专线和提速线故障-安全设计方案

适用于客运专线系统模型图如图2所示:

适用于提速线系统系统模型图如图3所示:

4、结语

计算机联锁系统的安全可靠性是计算机联锁系统的关键,我们必须从系统的硬件设计、软件设计和数据传输及处理等几个方面采取各种综合技术措施,才可使计算机联锁系统符合故障—安全的原则。

参考文献

计算机硬件的联系篇5

1、计算机相关耗材管理

集团机关各部室日常计算机使用耗材，包括：墨盒、光盘等方面的购置，需先填写《购买计算机、打印机等设备及耗材申报单》交办公室，由办公室根据不同机型配置及集团整体网络系统需要提出意见，报集团领导批准后,办公室出办理通知单，由保卫物业部负责购置。

2、计算机硬件配置。

机关各部门使用计算机显示器、主机、键盘、鼠标等各类硬件需要升级或购置，需由使用部室提交购置、升级申请报办公室，由办公室根据集团整体网络需求和业务工作需要，结合计算机自身配置情况，与技术维护单位共同提出意见，报集团主管领导批准后，办公室出办理通知单，进行相应硬件设备调整或由保卫物业部购置。

3、计算机日常维修

各部门计算机、打印机等设备，维修前需填写《计算机维修申报单》交办公室，由办公室与计算机维护单位共同提出解决方案。在送修前相关部室应将硬盘中的重要数据或文件清除，确保无涉密信息。在维修过程中需更换、添加或减少硬件，经请示集团主管领导批准后，由办公室出办理通知单，计算机维护单位协助办理。

4、集团计算机、打印机、复印机等设备的财产管理统一由保卫行政部负责。各部室要配合保卫行政部做好财产确认，以及日常维护管理工作。

二、计算机病毒防治

1、在使用他人计算机软盘、光盘、移动存储等信息存储设备前，必须先进行病毒检查，确信无病毒后，方可使用。

2、集团所有计算机的软、硬件资源必须用于与集团有关的业务范围，除通过办公室找有关技术部门给各部门安装的软件、硬件，及本部门工作专业软件外，未经主管领导许可，不得加载安装任何与工作无关的软件，不得擅自改变机器的配置与系统设施。

3、严禁在集团计算机上玩电子游戏。

4、每周各部门对所使用计算机最少进行一次病毒检查，如发现计算机病毒，及时清除。

5、各部门现存笔记本电脑，需到办公室统一安装网络版杀毒软件。各部门需设一人负责本部门笔记本电脑的保管及使用，同时负责每周通过集团局域网对笔记本电脑进行杀毒及杀毒软件升级。当使用笔记本电脑上局域网时，必须先杀毒后上网。

三、计算机数据备份制度

1、在计算机数据备份前，必须对存放备份数据的物理介质（包括软盘、硬盘、光盘等）进行计算机病毒检查，确保无病毒后，方可使用。

2、为防止供电系统不可预见的断电事故，各部门必须定期把更新的计算机数据进行备份。

3、集团财务审计部、人力资源部,因其所用久其系统、网上银行系统不属集团整体网络工程范围内，故以上两个部门属电脑软件维护事宜由其部门自行解决，属硬件故障问题由办公室负责解决。

4、为确保集团办公区及华龙街饭庄安全，集团在华龙街装修时安装了视频监控系统。该系统对整个大楼13个点进行24小时监控。办公室将以月为周期向保卫物业部征求有无需保存录像事宜，如没有，该数据将删除。

四、计算机网络安全管理

1、集团计算机网络的运行控制与维护服务器监控由办公室负责。所有信息插座，网络线路、布线槽、网络设备等，统一由办公室负责与有关计算机单位进行安装、维护、连接、设置、检查。办公室负责集团机关网络服务器的日常监测工作，计算机网络设施任何人不得随意占用、更换、损毁；不得改变其物理的位置、形态、性能；不得改变其连接关系、运行状态、系统配置；不得随意拔插机器的任何配件、网线及一切装置设备。以保证集团机关局域网正常运转。

2、在集团计算机网上不允许进行任何干扰他人，干扰网络服务和网络设备的活动。这些活动包括：在网络上不真实的信息、散布计算机病毒、使用网络进入未经授权使用的计算机、不以真实身份使用网络资源，导致联网计算机系统发生阻塞、溢出、处理机忙、资源异常消耗、死机、瘫痪等运行异常。

3、集团的计算机用户名、密码只授予机关工作人员个人使用，被授权者对自己享用的资源有保护责任，口令密码不得泄露给他人，如有泄露应及时改变，由此造成的损失由被授权者本人负责。

4、机关工作人员不得冒用他人名义从事网上活动。不得通过扫描、侦听、破解口令、安置木马、远程接管、利用系统缺陷等手段获取他人信息。

5、集团将为各部室联接国际互联网,联网时严禁关闭防病毒程序，或在计算机上进行大量消耗资源且没有意义的测试操作，广播型或链式通讯操作、游戏型或型及网上聊天操作。

6、各部门在使用计算机过程中要做好商业保密工作，做好计算机内数据文本文件的保密工作。确保集团保密文件不外漏。

五、处罚条例

凡使用集团计算机玩游戏者，或其它违反上述规定者，经核实确认无误，将按人力资源部考核规定予以相应处罚。

计算机硬件的联系篇6

关键词：非计算机专业；计算机硬件；教学质量

作者简介：郭华（1978-），男，河南灵宝人，军械工程学院信息工程系，讲师。（河北石家庄050003）尚静（1978-），女，河北石家庄人，河北经贸大学公共外语教学部，讲师。（河北石家庄050061）

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）10-0129-02

计算机学科是一门科学性与工程性并重的学科。长期以来，工科高校非计算机专业通常开设如下课程：计算机应用基础、计算机软件课程和计算机硬件课程。其中“计算机硬件技术基础”是针对非计算机专业开设的计算机课程中具有应用性和实践性的专业基础课程。随着计算机课程的建设要求变化，学生对硬件课的期望值逐渐上升，“计算机硬件技术基础”面临新的需求和挑战。

一、课程面临的问题

“计算机硬件技术基础”是一门实用性很强的专业基础课程，主要内容为80x86系列的微型计算机基本组成和工作原理，汇编语言程序设计的基本方法，微型计算机输入输出设备以及典型接口电路和接口技术。课程大纲要求通过该课程的学习，掌握微型计算机的基本理论知识，同时也注重培养学生分析和解决实际问题的能力。经过多年的完善，课程在形式上已经建设得比较完备，但也存在一些问题，主要问题有：学生仍然感觉课程很抽象，难于理解；概念很多，不容易掌握；需要记的内容很多，内容之间的关联不明确，缺乏系统性。学习深度不够，不具备解决实际问题的能力。

传统的解决方法多是在课程的形式上下工夫，比如课程体系建设、教材的选择、互动式教学和实验方式的改革等等，缺乏对课程内在特性和学生的学习规律等深层次问题的考虑。笔者通过更深入地思考找到了一些解决以上问题的方法，并在具体教学实践中取得了较好的效果。

二、内容讲授形象化

课程内容讲授的直接目的是把知识教给学生。教师考虑的主要问题是如何让学生更容易理解和接受，同时有利于启发学生进行思考。当知识成为课程时，内容逻辑上更加严密、准确，同时也更加抽象。人对知识的学习需要经历从形象到抽象的过程，学生在没有任何计算机硬件知识的情况下，抽象的内容会难于理解。

任何事物都具有某种程度的相似性，比喻是传递语意的重要方法，任何复杂问题都是可以被简单比喻的。合理利用比喻能将抽象和难以理解的内容转化成形象和容易理解的内容。

在讲授硬件中存储器内容和地址区别时，可以将存储器比喻成一个大楼，楼里有很多房间，每个房间就是一个存储单元，房间的号码就是地址，房间内的东西则是存储的内容。通过比喻可以将抽象问题形象化，加深记忆和理解。

存储器分段是计算机硬件中的难点，需要进行比较复杂的比喻。计算机等级考试时，每个考生的考号是唯一的，这个考号很长，例如2000104000010017等等，这个考号是由几部分组成的，通常是考点号加考场号加座位号的组合。对于某一个监考人员，一般只监考很少教室的考试，具体到某一个教室，也就确定了前面的考场号和考点号组合，在这个前提下，监考人员关心的就是后两位，除非换教室，否则前面是固定的。这样做的好处是监考人员在不换教室的前提下，关心两位号码，而不是例如2000104000010017长的号码，在某个考场内，通过两位号码就可以对应到某个考生。对应到存储器分段，例如2000104000010017就类似于物理地址，一个考场可以看作一个逻辑段，教室中考生号码前面考点号加考场号就是段地址，后面两位座位号就是偏移，一个考场内的考生前面考号是固定的。

通过对教学中的难点用形象的例子进行解释，学生不仅对知识的要点理解得更透彻，而且也增加了计算机硬件学习的兴趣。恰当运用比喻需要对计算机硬件知识体系有深刻的理解，对问题形象化的前提是必须把握内容的核心关键所在，不恰当的比喻不仅不会使问题简单化，还可能使学生对知识产生误解。

三、递进式的引入概念

人对事物的认知是从感性到理性，从形象到抽象。微积分在牛顿和莱布尼茨发明的一百年的时间里，虽然已经在运用，可是逻辑推理并不严密，后来在加入极限的概念后才完善起来。可见，概念实际上是知识发展到一定阶段的结晶。

计算机硬件课程一大特色就是概念多，对概念的引入需要讲求方法和时机。一个严密准确的概念并不一定适合于初学者。比如，学习汇编语言时用到INT指令，这是一条中断指令，在课程体系安排中，中断章节比较靠后，而现在学生还根本不知道什么是中断，如果现在将中断的定义告诉学生，由于缺乏相关知识的支撑，学生根本不可能理解，但是现在又要用到这个指令，可以将简化的定义告诉学生，中断可以暂时理解为一个函数调用，这个定义是不严密，不准确的，但是，对于当前学习程度的学生却是适用的。等到学到中断章节时，再将准确定义给出，学生在以前理解的基础上继续完善，就更容易接受这个新概念。

通过递进式的多次解释同一概念，学生对概念的理解会越来越清晰，越来越准确。运用这种方法，学生原来普遍反映计算机硬件课概念多、不好理解的问题得到了有效缓解，而且考试结果反映出学生对概念的理解更加准确。

同样，总结性的内容因为其高度抽象性，不适宜过早教给学生。总结性的内容是教师多年对课程理解的精华，但同时也更加抽象，对于初学硬件的学生，理解起来是很困难的，这就好比给儿童上哲学课一样。因此，对于总结性的内容，都安排在课程的后期讲解，前期更多的是具体的示例和实验。

四、合理调整授课内容的顺序

计算机硬件是一门系统性很强的学科，各个部分之间联系紧密。硬件课程内容多，讲授时则必须把课程内容分成相对独立的章节，但由于学生对其他知识上相互关联的章节并不了解，从而造成了学习上的困难。现有的内容顺序编排虽然概念准确，逻辑严密，其顺序适合对计算机硬件有所了解的人，并不适合初学者学习。针对学生而言，需要有一个由浅入深、逐渐清晰的过程，而不是说明书式的教学。学生对硬件的认识是整体由朦胧变清晰的过程，不是分部分清晰的过程。

计算机硬件课程涵盖两大部分，软件和硬件。这两部分各有各的特点，软件重点是培养学生解决实际问题的能力，授课时不仅局限于指令的使用，更多的注意力放到了把问题转化成程序的能力上。硬件重点是讲解整个计算机硬件系统结构的设计框架，软件和硬件彼此紧密联系。原有课程顺序如表1所示：

表1原课程内容安排

序号章节

一概述

二系统结构

三汇编语言

四存储器

五I/O接口和总线

六典型接口应用

上述课程编排比较明显的问题是：

第二章系统结构知识高度抽象，学生不容易理解；因为第二章没有学明白，缺乏对重点的把握，汇编语言学起来也很吃力；学习接口应用的时候，由于弄不清楚和前面知识的关联性，学生感到更加迷惑。

这样的讲授方式试图把每一部分都清晰地教给学生，本质上是违背了学生接受知识的过程，因此总体教学效率很低。很多学生往往在课程最后才通过自己的努力才把整个体系结构大致搞清楚。

针对上述不足，对整个教学顺序做了小幅度调整，调整后顺序如表2所示：

表2调整后课程内容安排

序号章节

一概述

二汇编语言

三典型接口应用

四系统结构

五存储器

六I/O接口和总线

建立合理课程顺序的原则是要符合学生的学习能力，关键分成两步做：一是寻找合理的课程切入点，二是建立合理的编排顺序。

计算机硬件课程切入点有两个可选：一个是数字电路，从最基本的逻辑电路讲起，再从加法器到CPU的结构；二是汇编语言。对于非计算机专业的计算机硬件教学，学生的基础是学过计算机软件，而且由于非计算机专业学生并不对组成原理做深入的学习，因此，最合理的切入点应该是汇编语言，这部分内容实践性很强，最具体，最形象，通过上机练习可以看得到，摸得着。

确定了切入点，然后就要逐步深入地将课程教给学生。汇编讲完后，然后再讲典型接口应用，典型接口应用相对也比较具体，学生通过接口实验加深对计算机硬件的了解，最后讲系统结构。整个计算机内容逐步由浅入深，由形象到抽象，由模糊到清晰。

具体教授时，对关联知识做适当的讲解，过深，学生听不懂；过浅，内容不够用。例如，汇编语言是需要硬件知识的，采用简单讲解，计算机由三部分构成，CPU、存储器（RAM）和I/O设备。CPU中有寄存器，寄存器和存储器的目的是存放数据，程序中的数据能放到寄存器中，就不要放到存储器中，因为访问存储器还要通过总线，速度慢，寄存器就在CPU内部，速度快。寄存器包括AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI通用数据寄存器。讲授时没有把所有概念和盘托出，仅介绍和汇编语言直接相关的，使学生在不需要很多基础概念的前提下，快速学习汇编语言，同时，通过对汇编语言的练习，学生对计算机硬件结构有了更加明确的认识。讲授时不追求面面俱到，不追求过于严密的逻辑和体系。

当学生学完第三章后，通过了汇编语言和接口实验的上机练习，已经对计算机硬件有了初步的认识，在此基础上讲授更加抽象的系统结构知识，学生感到很多不清晰的知识变清晰了，甚至对某些知识有恍然大悟的感觉。

通过以上的调整，学生对课程的理解更容易，学习效率明显提高。课程顺序调整的总体原则是把握计算机硬件知识的特点，同时了解学生学习的基本规律，由浅入深，由形象到抽象，由感性到理性循序渐进。

五、结束语

课程内容的讲授更多侧重知识层面，但更高层次的目的并不是知识，而是交给学生发现问题，思考问题，解决问题的能力，这也是高等教育区别于初等教育的根本所在。通过计算机硬件的教学，希望学生能够建立计算机结构体系的基本框架，具备初步的计算机硬件应用能力和创新能力。学生的创新能力本来就存在，关键在于能不能挖掘出来。创新来源于思考，思考来源于对问题的深入，而要深入问题则先要把知识踏踏实实地学明白。针对计算机硬件教学，外在的教学形式虽然重要，但更重要的是课程知识的内在联系和对学生的了解。要在教学中充分发挥学生是主体、老师是主导的基本作用，老师和学生都应该踏踏实实深入学习，深入思考，而不能仅仅局限于应付考试。

参考文献：

[1]雷向东，雷振阳，等.加强计算机硬件课程体系建设与教学质量提升的研究[J].教育教学论坛，2012，（25）.