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计算机软硬件技术开发8篇

时间:2023-12-04 10:00:59

计算机软硬件技术开发

篇1

1计算机软件技术概述

计算机软件技术涉及到的内容较多,但通常我们将计算机程序、方法以及计算机运行时所需的各种数据统称为计算机软件技术。如上所述,计算机软件技术一种较为先进的技术,对于当今世界的发展具有重要意义,同时又因其具有操作便捷、运行速度快、适用范围广等特点而备受现代人们的喜爱。计算机软件技术分类的方法较多,但我们常将其分为科学计算、数据处理、过程控制以及人工智能等几个部分。计算机软件技术是计算机实现其功能目标的保障,如果没有计算机软件技术,那么计算机就和普通的机器没有区别。如今是一个技术发展迅速的时代,在这种环境背景下要想充分发挥计算机软件技术的优势,就应加大对计算机软件技术专业人才的培养力度,提高计算机软件技术人员接受新知识、新技术的能力。

2计算机软件技术的不可靠分析

随着社会科学技术水平的不断发展,计算机软件技术也取得了较大的发展和进步,但是在其发展进步中,难免会存在一些不可靠性表现,下面具体分析一下其不可靠性。

2.1计算机软件的可靠性定义

近年来,计算机软件技术取得了较大的发展,同时我国的信息化建设工作也逐渐趋于正规化和规范化,软件产业成为促进我国经济和科学技术水平快速发展和进步的支柱型产业。在学术界,将计算机软件的可靠性定义为能对软件性能、工作效率等内容进行详细描述和评价的标准。即我们所说的,在一定的环境下、一定的时间范围内,使用计算机软件而不会引发系统故障的概率。随着计算机软件技术的推广,如何确保计算机软件的可靠性成为人们关注的重点问题。根据计算机软件技术的特点,我们发现要想提高计算机软件技术的可靠性主要还是应该做好软件开发工作。

2.2计算机软件技术的不可靠性表现

我国软件技术发展一直备受关注,也制定了许多相关政策对其发展给予一些必要指导和帮助。因此我国软件技术与产业在近年来发展势头良好,进步较为稳定,但是与全球软件行业发展的程度来看,我国计算机软件的发展依旧存在诸多问题。

(1)计算机软件技术与计算机硬件技术不同,计算机硬件技术问题的产生主要是因为硬件材料的性能决定的。计算机硬件技术的科研重点就是解决硬件材料问题,从而增加硬件的使用寿命;计算机软件技术不存在磨损问题,也不存在使用寿命问题,计算机软件技术的问题主要是软件程序的稳定性问题。在使用计算机软件技术时最常出现的问题就是软件程序问题,程序一旦出现问题,如果处理不当就会使软件失效。而软件技术工程师在开发软件时很难预测到软件程序会出现问题,这就增加了软件技术开发的难度;

(2)软硬件技术的可靠性一定程度上存在很大的相似性与互通性。两者同样运用复杂的函数作为定义缺陷和故障的标准。但计算机软件和硬件技术还是存在很大的差别性。软件技术开发过程是一个“思考创作”的过程,主要是以用户的需求为基准,通过建模、编程等步骤解决用户的问题。这一过程,主要是人的思维能力和创新能力的一种体现。但由于是人的思维过程,一定会存在思考不到位的情况,致使计算机软件技术存在漏洞和不合理性。这些漏洞和问题有的可以在软件测试阶段被检测出来,有的却难以被发现,只能等到用户使用过程中才会被发现,而一旦出现了这些问题就会造成软件失效或崩溃;

(3)计算机软件与计算机硬件在技术维修方面存在差异,计算机硬件的故障主要集中在硬件系统方面,这些故障往往都是属于可维修的故障,有解决问题的方法。但计算机软件系统一旦受到破坏就很难维修,一般只有通过重新设计软件才能解决问题。

3解决计算机软件不可靠性的对策

针对上文介绍的计算机软件技术不可靠性的表现,下文将具体介绍一些解决对策,以解决计算机软件的不可靠性。

3.1减少软件出错

当软件出现差错时,引起软件故障,降低了软件可靠性,而致使软件出错的主要原因是人的原因。因此,在软件开发过程中应做到下述几点。第一,要确保软件开发人员的专业素养水平;第二,对于语法错误等技术性问题必须严格注意。此外,当计算和计划错误的时候,软件开发人员要进行认真的思考,直到最后版本等内容完全一致,还要学会分析工程的实际情况,做好材料的选择。

3.2注意软件的评审工作

计算机软件开发中,工作人员并未参与其各阶段的评审工作,因此有时会产生各种各样的问题,为了各阶段都符合相关要求,避免跨越阶段现象的出现,要在软件开发的各个阶段组织测评工作,确保软件开发的准确性。评审人员要包括设计师、管理者等全体人员,保证专家评审的质量,这对提高工作质量有很大帮助。对评审组来说,主要工作就是对设计师提交的软件文档是否符合要求进行审核,通过专业人士的管理,对计算机硬件进行更好的维护,保证计算机软件的更深层次发展。

4总结

篇2

关键词:计算机技术;发展;创造

1计算机技术的兴起与发展

当世界上第一台计算机被应用在军事方面的时候,极少有人会意识到这个创造能在若干年后广泛的被应用于国计民生的各个环境中,尤其是借助了互联网作为平台之后,“地球村”已经绝非再是一种概念,凭借计算机各个终端中的相互关联,已经完全演绎成为一个实实在在的真实场景。互联网环境在不断的发展,无线数据信号传输所带来的便利带动了计算机技术的革新,越来越快的信息处理器仅仅是从硬件方面对计算机技术的提升,软件方面的计算机技术应用与推广也是日新月异。

2计算机技术发展过程中的创造

回顾计算机技术的发展过程,可以明显的看出其有着鲜明的时代背景特点,在所谓“冷战”时期又有计算机被大量的应用在了军事方面,由于涉及到了海量的数据运算,因此对计算机硬件技术的革新极为重视,在相当长的一段时间里,计算机硬件技术一直是各大硬件厂商技术攻关的重点。而当互联网平台搭建起来之后,计算机又被快速的融入到了国计民生的各个环节中,需要不同的软件尤其是操作系统来作为计算机应用的根基,因此一大批的计算机软件开发团队甚至是个人又引领了计算机技术发展的潮流。总而言之,在软硬件两个不同的发展历程中,计算机技术借助信息处理器和操作系统两方面里程碑式的创造,让世人的生活完全迈入了计算机信息化时代。当历史的车轮驶入了二十一世纪的时候,与互联网技术结合之后,进而衍生出了互联网+时代的生活。

3计算机技术发展过程中的选择

针对目前计算机技术发展的分析来看,计算机技术的发展过程已经逐步的趋于理性化,虽然在宏观上来说仍然本着软硬件两个方向分别开展技术革新与创总工作,但是相互之间的融合甚至是依附关系也逐步的日渐明显。归纳起来说,计算机技术发展过程中的选择本着四个原则:

3.1计算机硬件技术发展不再盲目的追求“速度”

计算机的广泛应用的确需要硬件技术达到一定的高度作为支撑。但是相对于以往盲目的追求利用硬件技术的革新来提升其运行与计算速度而言。目前的计算机硬件技术发展的选择已经不再盲目强调这一点了。一是,计目前计算机硬件技术已经发展到了一定的水平上,无论是处理器还是内存,精巧的体积与超高的性能在一般的民用层面上已经完全能够达到相关的要求,除了极为专业的运算之外,硬件技术已经没有再进行大规模提升的空间;二是,通过对计算机硬件运行速度的破坏性实验数据来看,当其运算速度长期保持临界值状态的时候,会导致其大大的缩短使用寿命,频繁的更换计算机硬件的话,对于系统的稳定性并不是好事;三是,目前计算机硬件的原材料采购成本已经相对稳定,如果在此基础上再进行技术革新,势必会让其成本激增,这样反倒不利于现有硬件的普及与推广。

3.2计算机软件技术发展不再盲目的追求“简单”

当微软的视窗操作系统还处于3.1时代的时候。诸多计算机业内人士就大胆预言说计算机软件技术已经到了“一键式”时代了。的确,视窗操作系统完全颠覆了计算机软件技术的“个体式”发展格局,把软件技术完全囊括在视窗操作系统的“配套式”发展模式下。不过,随着计算机软件技术的日臻完善,这种发展模式所带来的弊端也较为明显的显现出来,因为视窗系统的漏洞导致的大规模病毒扩散、数据泄漏等问题已经引起了相关部门的重视和关注。目前的计算机软件技术发展已经也不再盲目的追求这一点了。一是,视窗操作系统的简便操作给系统的稳定带来很多的隐患。黑客大规模的利用视窗操作系统的漏洞来窃取相关核心数据已经并非个案,而视窗操作系统对对应措施仅仅是在事后做出技术修补,这对于大多数专业化运行体系而言绝对是一种巨大的阻力;二是,视窗操作系统商业化概念炒作的盛行导致了更新速度的提升,但是在这种系统更新的背后其核心技术并没有在一定程度上实现突破,反倒是客户需要因此支付高额的费用,从节约成本的角度上考虑,过度依赖视窗操作系统并非明智之举。

3.3计算机软硬件技术发展之间存在交叉与融合

黑客问题一直是计算机技术发展过程中一个绕不过去的矛盾点。在软硬件技术各自为战的时期,虽然都在这方面进行了一些尝试,但是效果并没有太明显,但是将软硬件技术融合在一起之后,采用硬件防火墙与软件防病毒系统兼容的形式,可以极大的提升计算机运行终端的稳定性,这就让软硬件技术在发展的过程中抓住了融合与交叉的切入点。在此基础上,衍生出来的“城域网”技术已经在很多领域得到了广泛的应用,可以说是计算机软硬件技术发展过程中的一个典型优势。

3.4计算机软硬件技术发展都考虑了外部环境因素

互联网无线环境的推广与应用,给计算机软硬件技术的发展指引了一个明确的方向,软件需要配合在无线环境下确保各应用系统的信息处理稳定,硬件需要在无线环境下确保数据终端传输信号的过程中精准。因此,目前全球各大计算机软硬件供应商都将计算机技术发展的目标围绕着适应外部因素的变化作为一个全新的“风向标”。这样做一方面可以从技术的角度上满足计算机的实际运行与应用,一方面可以从营销的层面上满足软硬件设备的市场需求,最主要的一方面是,在无线环境下,计算机软硬件的技术都区域模块式发展的新方向,广泛的参与其中之后,对于未来计算机技术的发展完全能够把握先机。

4结束语

计算机技术的应用改变了人们的生活方式,计算机技术的革新提升了人们的生活质量,随着时代的发展,人们对计算机技术的创造也会越来越重视实用性和技巧性,这是计算机技术发展的规律,更是时展的潮流。

参考文献

[1]康文德.计算机技术在面向市场需求中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(01).

[2]段彩霞.论述通信中计算机技术的应用[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(01).

篇3

【关键词】计算机技术 发展 创造

1 计算机技术的兴起与发展

当世界上第一台计算机被应用在军事方面的时候,极少有人会意识到这个创造能在若干年后广泛的被应用于国计民生的各个环境中,尤其是借助了互联网作为平台之后,“地球村”已经绝非再是一种概念,凭借计算机各个终端中的相互关联,已经完全演绎成为一个实实在在的真实场景。互联网环境在不断的发展,无线数据信号传输所带来的便利带动了计算机技术的革新,越来越快的信息处理器仅仅是从硬件方面对计算机技术的提升,软件方面的计算机技术应用与推广也是日新月异。

2 计算机技术发展过程中的创造

回顾计算机技术的发展过程,可以明显的看出其有着鲜明的时代背景特点,在所谓“冷战”时期又有计算机被大量的应用在了军事方面,由于涉及到了海量的数据运算,因此对计算机硬件技术的革新极为重视,在相当长的一段时间里,计算机硬件技术一直是各大硬件厂商技术攻关的重点。而当互联网平台搭建起来之后,计算机又被快速的融入到了国计民生的各个环节中,需要不同的软件尤其是操作系统来作为计算机应用的根基,因此一大批的计算机软件开发团队甚至是个人又引领了计算机技术发展的潮流。

总而言之,在软硬件两个不同的发展历程中,计算机技术借助信息处理器和操作系统两方面里程碑式的创造,让世人的生活完全迈入了计算机信息化时代。当历史的车轮驶入了二十一世纪的时候,与互联网技术结合之后,进而衍生出了互联网+时代的生活。

3 计算机技术发展过程中的选择

针对目前计算机技术发展的分析来看,计算机技术的发展过程已经逐步的趋于理性化,虽然在宏观上来说仍然本着软硬件两个方向分别开展技术革新与创总工作,但是相互之间的融合甚至是依附关系也逐步的日渐明显。归纳起来说,计算机技术发展过程中的选择本着四个原则:

3.1 计算机硬件技术发展不再盲目的追求“速度”

计算机的广泛应用的确需要硬件技术达到一定的高度作为支撑。但是相对于以往盲目的追求利用硬件技术的革新来提升其运行与计算速度而言。目前的计算机硬件技术发展的选择已经不再盲目强调这一点了。一是,计目前计算机硬件技术已经发展到了一定的水平上,无论是处理器还是内存,精巧的体积与超高的性能在一般的民用层面上已经完全能够达到相关的要求,除了极为专业的运算之外,硬件技术已经没有再进行大规模提升的空间;二是,通过对计算机硬件运行速度的破坏性实验数据来看,当其运算速度长期保持临界值状态的时候,会导致其大大的缩短使用寿命,频繁的更换计算机硬件的话,对于系统的稳定性并不是好事;三是,目前计算机硬件的原材料采购成本已经相对稳定,如果在此基础上再进行技术革新,势必会让其成本激增,这样反倒不利于现有硬件的普及与推广。

3.2 计算机软件技术发展不再盲目的追求“简单”

当微软的视窗操作系统还处于3.1时代的时候。诸多计算机业内人士就大胆预言说计算机软件技术已经到了“一键式”时代了。的确,视窗操作系统完全颠覆了计算机软件技术的“个体式”发展格局,把软件技术完全囊括在视窗操作系统的“配套式”发展模式下。不过,随着计算机软件技术的日臻完善,这种发展模式所带来的弊端也较为明显的显现出来,因为视窗系统的漏洞导致的大规模病毒扩散、数据泄漏等问题已经引起了相关部门的重视和关注。目前的计算机软件技术发展已经也不再盲目的追求这一点了。一是,视窗操作系统的简便操作给系统的稳定带来很多的隐患。黑客大规模的利用视窗操作系统的漏洞来窃取相关核心数据已经并非个案,而视窗操作系统对对应措施仅仅是在事后做出技术修补,这对于大多数专业化运行体系而言绝对是一种巨大的阻力;二是,视窗操作系统商业化概念炒作的盛行导致了更新速度的提升,但是在这种系统更新的背后其核心技术并没有在一定程度上实现突破,反倒是客户需要因此支付高额的费用,从节约成本的角度上考虑,过度依赖视窗操作系统并非明智之举。

3.3 计算机软硬件技术发展之间存在交叉与融合

黑客问题一直是计算机技术发展过程中一个绕不过去的矛盾点。在软硬件技术各自为战的时期,虽然都在这方面进行了一些尝试,但是效果并没有太明显,但是将软硬件技术融合在一起之后,采用硬件防火墙与软件防病毒系统兼容的形式,可以极大的提升计算机运行终端的稳定性,这就让软硬件技术在发展的过程中抓住了融合与交叉的切入点。在此基础上,衍生出来的“城域网”技术已经在很多领域得到了广泛的应用,可以说是计算机软硬件技术发展过程中的一个典型优势。

3.4 计算机软硬件技术发展都考虑了外部环境因素

互联网无线环境的推广与应用,给计算机软硬件技术的发展指引了一个明确的方向,软件需要配合在无线环境下确保各应用系统的信息处理稳定,硬件需要在无线环境下确保数据终端传输信号的过程中精准。因此,目前全球各大计算机软硬件供应商都将计算机技术发展的目标围绕着适应外部因素的变化作为一个全新的“风向标”。这样做一方面可以从技术的角度上满足计算机的实际运行与应用,一方面可以从营销的层面上满足软硬件设备的市场需求,最主要的一方面是,在无线环境下,计算机软硬件的技术都区域模块式发展的新方向,广泛的参与其中之后,对于未来计算机技术的发展完全能够把握先机。

4 结束语

计算机技术的应用改变了人们的生活方式,计算机技术的革新提升了人们的生活质量,随着时代的发展,人们对计算机技术的创造也会越来越重视实用性和技巧性,这是计算机技术发展的规律,更是时展的潮流。

参考文献

[1]康文德.计算机技术在面向市场需求中的应用[J].电子技术与软件工程, 2016(01).

[2]段彩霞.论述通信中计算机技术的应用[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(01).

[3]孙艳杰.论计算机技术发展中的创造与选择[J].西部素质教育,2016(03).

篇4

1计算机软件系统相关介绍

计算机是由硬件系统与软件系统组成,所谓的软件系统是指为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。可以说,计算机软件系统是联系硬件系统与用户间的一座桥梁。通常来讲,可将计算机软件系统分为系统软件与应用软件两类。系统软件是由计算机厂家作为计算机系统资源提供给用户使用的软件总称,可以使用户更好的使用并管理计算机,为其他软件的使用提供服务。可以说,系统软件是联系硬件系统与其他软件的中介。而应用软件是专门为解决某个或某些应用领域中的具体任务而编写的功能软件。通过使用应用软件可以实现计算机多功能操作。

2计算机软件的开发

随着社会的不断发展,人们对计算机的需求不断增加,往往希望通过计算机来实现更多的应用,期待更加多样化的功能,这就推动了计算机软件的开发与应用。计算机软件的开发不是单一独立的,其是基于不同的平台而开发的。这里所说的基础平台主要是指硬件平台、操作系统平台、网络中间软件平台、多元化数据库开发的软件等。基于不同的开发平台,所开发出的软件就会有着不同的功能,以下是对计算机软件开发的具体探讨。

2.1基于硬件平台开发的计算机软件

基于硬件平台开发的计算机软件功能侧重点为服务硬件系统。这类软件的开发可以有效确保各类硬件的正常应用。

2.2基于操作系统平台开发的计算机软件

基于操作系统平台开发的计算机软件具有多样性、实用性与依赖性。这类软件在开发之后,往往形成了不同的软件具有相似功能的局面,如此一来,哥软件之间的竞争力较强,软件能否进一步发展应用就在于是否把握好核心竞争力。这里所说的核心竞争力是软件的应用与更新。基于操作系统平台开发的计算机软件不仅要便于应用,更要注重的是更新完善,软件的功能要不断与变化的计算机技术、应用环境相适应。

2.3基于网络中间软件平台开发的计算机软件

基于网络中间软件平台开发的计算机软件主要服务于网络应用,这类软件可以有效解决网络环境下不同网络系统之间的异构问题,故而也具有较强的实用性。不仅如此,这类软件还可以辅助软件系统在不同的网络环境下正常运行,为信息的交流与共享提供了极大的便利条件。

2.4基于多元化数据库技术开发的计算机软件

基于多元化数据库技术开发的计算机软件主要服务于电子数据库技术,使得电子数据库的使用更加的便利,也促使电子数据库实现由单机多功能发展向多机多元化发展,更有利于信息资源的共享。

3分析计算机软件系统应用平台技术

随着计算机软件系统的广泛应用,其应用平台也呈现了一定的发展趋势。现阶段的计算机软件系统应用平台逐渐发展为独立的软件系统,例如WINGE5.0嵌入式软件应用平台与AEM9软件应用平台等。而在这种发展趋势的影响下,人们对计算机软件系统应用平台的研究,也逐渐侧重为其组件技术与系统平台化。

3.1组件技术的研究

各软件的合理应用都需要依靠组件技术,组件技术可以有效的处理软件,使得各个软件之间保持独立的功能特点并具有良好的接口功能。组件技术可以实现各组件间的有效拼接,当某个软件出现运作异常需要及时更换时,可以实现独立更换,而不影响其他软件的正常应用,相比于软件捆绑,组件技术的应用可以降低损失,更有利于各软件的应用。如此一来,组件技术的应用大大提高了软件设计效率,也降低了开发的难度,便于更多优质软件的开发。由于组件技术的不断发展与广泛应用,人们对这种技术更加的认可,基于组件技术的应用平台逐渐发展成为当前各软件应用平台的主流,组件技术本身也成为了计算机软件系统应用平台技术中最重要的技术之一。

3.2软件系统应用平台化

网络技术的复杂化发展带动着软件系统的发展,软件的体系结构逐渐呈现多层发展,软件的底层基础构架与软件的业务功能逐渐独立,软件系统对应用平台的要求也越来越严格。软件平台化技术可以实现各项功能的兼容并为各种软件的应用提供有效的支持,不仅如此,这类软件平台具有一定的开放性,便于应用的同时也在最大程度上确保着软件的安全可靠性。软件系统应用平台化是软件技术发展的必然趋势,其对软件的开发提出更为严格的要求,与此同时软件研发强度也将加大,这就要求相关开发人员具备较高水平的专业素质与更加灵活的思维,力求所开发出的软件与软件系统应用平台化的发展趋势相适应。未来的计算机软件系统应用平台技术会不断呈现多元化发展,逐步向服务型转变,更加的智能化、开放化、网络化,不断融合其他先进技术,完善软件系统应用平台技术本身,保持发展优势,提高软件产业的核心竞争力,在应用中创新,在创新中应用,实现计算机软件系统的进一步发展。

4结束语

篇5

关键词:计算机技术;软件技术;不可靠性

作者简介:杨云卿,1994年生,女,汉族,辽宁省葫芦岛市人,渤海大学,软件与服务外包学院,信息科学与技术(软件开发)专业,本科生

1前言

计算机软件技术是一项比较先进的技术,随着当今社会的不断发展,越来越多的领域都开始对计算机软件技术加以利用,对于软件技术的利用给人们的生产生活带来了极大的便利,但同时,计算机软件技术也有着一定的不可靠性。

2计算机软件技术及其组成成分

所谓的计算机系统,是由硬件系统和软件系统两个方面的内容所组成的,其中,软件技术就是指的计算机程序、规则和方法的稳定记载及计算机上运行时所必须的数据。从计算机诞生至今,人们对于软件技术的研究主要包括了以下几个方面的内容,第一是计算机设计语言、编译技术和操作系统,第二是实用程序、数据库技术、软件工具及其实现技术等等。对于软件技术而言,它大致分为了数据处理、过程处理、科学计算和人工智能几个大类,所谓的软件技术,就是将现实中的问题通过建立相应模型的方法,然后再针对相应的模型进行分析并提出解决方案,最后再通过程序的编制来对问题加以解决,最终通过计算机来显示预期的处理结果。一个计算机系统离开了计算机软件技术是不完整的,因为计算机各种功能的实现都必须要依靠软件,而这些功能软件都是在软件技术的基础上创造出来的。

3计算机软件技术的特点

3.1高技术性

对于一个计算机软件而言,在其创作过程中,必然是存在一定的组织性和程序性的,因此进行软件设计时,工作人员的分工也是十分有序的,而且他们的操作都十分的精密。除此之外,在计算机软件的设计过程中,往往还需要运用到一些高科技的工具,通过对这些高科技工具的利用,一方面可以使得工作的效率和质量得到提高,另一方面,也充分地保证了其精度。计算机软件也是一种科技的产物,它是随着科技的发展才得以诞生的,也是人类智慧的结晶,所以说在开发的过程中,难度也是相对较大的,而且其开发成本往往也较高,开发的周期相对较长,因此有着高技术性。

3.2强大的功能性

计算机的运行是离不开计算机程序的,计算机程序的设计不同于文学创作等,计算机程序的开发是具有非常大的价值的,因此对其进行设计必然要使其完成一定的功能。所以说计算机软件主要是用来为人们提供服务的,人们可以通过对其功能的利用来实现人们的某些目的。所以说计算机软件技术是有着很强大的功能性的,如果人们不能够通过软件来实现自己的一些目的,那么软件的存在就是毫无意义的。计算机软件的功能性主要体现在三个方面,第一是计算机的可执行性,简而言之,就是说计算机软件必须是在计算机能够处理和执行的条件下,才是有价值的;第二是计算机软件的序列性,序列性主要是指的代码化的指令序列、符号化的指令序列和符号化的语言序列;第三是计算机软件的目的性,计算机软件在其运行过程中,都必然是围绕着某一个明确的目标来展开的。

3.3互相渗透性

计算机软件是一个整体,通过计算机软件,可以充分地对人类的思维进行模拟,同时,计算机软件也综合了多种技术,它不但具有与文字相似的表现形式,同时还有这很强的使用性,所以说计算机软件实现了这两者的统一。相比于计算机硬件系统而言,软件更加地能够体现出人们的智慧,正是由于计算机软件有着诸多的优势,所以使得计算机软件技术成功地渗透进了许多领域,任何领域都可以通过对自身需求的总结和对计算机软件技术的利用来设计出相应的软件,来帮助人们完成相应的任务,实现相应的目标,一方面大大地节省了人力和物力,另一方面,也使得工作效率得到了大大的提高。

4计算机软件技术不可靠性的定义

要定义计算机软件技术的不可靠性,我们可以通过对计算机软件技术可靠性的分析来实现。所谓的计算机软件的可靠性,指的是在规定的条件下和规定的时间内,软件可以对用户下达的指令加以完成。根据计算机软件可靠性的定义我们可以看出要对一款软件的可靠性进行衡量,主要应该依据两个方面的内容,第一是指定的时间,第二是指定的条件。但是在软件的实际应用过程中,往往会因为各方面的因素使得软件不能够在指定的时间内或者指定的条件下来完成相应的指令,这就是计算机软件的不可靠性。正是因为计算机软件技术存在一定的不可靠性,所以也就出现了市面上许多的软件往往在其说明书中对其实际功能有所夸大,在软件的实际运用过程中,并不能够完全按照说明书来实现相应的功能。

5计算机软件技术的不可靠性分析

5.1系统危险

所谓的系统危险,指的是有可能会导致人员伤亡或者设备财产遭受损失的现象。随着我国当前计算机技术的不断发展,软件在各行各业中的使用频率也越来越高,在各行各业中所扮演的角色也越来越重要,虽然软件的使用可以带来极大的便利,但是由于计算机软件技术尚还存在着一些不可靠性,所以有可能因为软件的问题而导致整个产业系统面临着一些风险,使得系统工作不能够正常的进行。

5.2安全性风险

计算机技术与信息技术有着密不可分的关系,二十一世纪是一个信息化的时代,随着信息技术的不断发展,在软件运行的过程中,网络的安全就显得越来越重要。计算机网络的意义就在于提供给用户以相应的服务和信息资源,虽然网络的使用给人们的工作和生活带来了极大的便利,但同时网络也在通过一些软件来对人们的生活和工作造成一些不必要的负面影响。所以说当前计算机软件技术的不可靠性还体现在安全风险方面,在对计算机软件进行设计的过程中,如果没有相应的网络安全防范机制,就很可能使得软件用户面临诸多的信息安全风险,给人们带来一些不必要的损失,所以安全风险也是计算机软件技术不可靠性的一个重要内容。

5.3程序容易被篡改

对于计算机技术而言,硬件技术主要是对硬件所使用的材料进行研究,而一般硬件出现不可靠情况的主要因素也是硬件的老化或者损耗,因此一般而言硬件的失效主要都是一些物理故障,它是物体物理变化的必然结果,而且硬件也会出现浴盆曲线现象;但软件则不同,在软件的开发和使用过程中,软件是不发生变化的,不会出现像硬件一样的磨损和老化,更没有浴盆曲线现象的产生。但是由于软件的核心是其代码,如果代码被人为地进行了改变,软件就不能够完成其相应的功能,或者在完成功能的同时会使得用户的信息遭到泄露。软件在遭到篡改之后,十分容易造成一些数据错误,从而使得软件失效。

5.4人为影响较大

其实计算机软件技术的可靠性与硬件技术的可靠性也有着一定程度上的相似。比如说二者都是通过复杂的函数来对其缺陷和故障标准进行定义的,而且也都是通过运行来对自身的不可靠性加以发现,计算机软件技术的可靠性和硬件技术的可靠性都是系统在固定的条件下完成预定功能的可能性。在软件的开发过程中,实质上就是将开发者的思维转换为计算机语言,然后再编译成相应的软件,这是一个思考和创作的过程。软件的开发是以用户的需求为出发点的,然后通过设计师对于需求的分析和设计,最终将其通过计算机技术来加以实现。而在对软件进行设计的每一个环节中,都离不开人的参与,人的思维对软件有着极大的影响。但是往往由于人类认知和知识水平的有限,所以说在软件的开发过程中,难免会出现一些遗忘和不合理的情况,所以说就使得设计出来的软件不能够完成预期的功能,进而使得计算机软件技术的不可靠性增大。正是由于对软件技术的利用过程离不开人的参与,所以也就使得软件技术在很大程度上都会受到人为因素的影响,使得计算机软件技术具有不可靠性。

5.5软件界面不合理

一个实用的软件除了能够在指定的时间内和指定的条件下完成用户的指令之外,还应该有着直观和舒适的操作界面,因为它关系着人们的工作效率,如果软件的界面设计不合理,那么其操作就会变得十分复杂,甚至于在短时间内用户还不能够对软件的功能有一个全面的了解,这就极大的影响了人们对于软件的使用,给用户的使用带来极大的不便,使得计算机软件技术的不可靠性增加。

6计算机软件不可靠性产生的原因

6.1软件差错

软件技术的可靠性主要就是指的软件在使用过程中的安全性、可靠性、稳定性和流畅性等等,如果软件在运行过程中缺乏了以上特性,就说明其具有不可靠性。软件技术之所以会产生不可靠性,主要就是因为软件中的差错引起了相应的软件故障,而所谓的软件差错,就是指的在软件的开发过程中,由于开发人员的疏忽所导致的人为错误。比如说对于用户需求分析的错误,软件设计者没有很好地理解用户的真正需求,因此所开发出的软件必然是不能够被用户正常使用的,因而就导致了不可靠性的产生。还有就是测试错误,在软件的测试阶段,往往也会因为测试对象选取的错误而导致软件差错,最终使得软件具有不可靠性。

6.2缺少相应的评审机制

为了使得软件能够更好地满足用户的需求,软件的开发工作必须是按照一定的顺序和流程来进行的,如果不按照相应的顺序和流程来开展工作,就很容易使得所设计出来的软件不能够满足用户的需求。因此在软件开发的各个阶段,都必须要按照一定的评审机制来对软件进行评审,从而保证软件开发是朝着正确的方向在前进。但是当前的软件开发往往是缺乏相应的评审机制的,许多的软件开发仅仅是在初步设计阶段和最后的测评阶段有相应的专家参与,而在开发过程中是没有相应的人员参与测评的,所以也就使得软件产生了不可靠性。

6.3软件质量监管不严

当前我国对于软件质量的监管还不是很严,所以就使得许多功能不完善的软件流入市场,许多软件生产商都是在软件被人们广泛使用后才逐步地对其软件所存在的问题进行修复。由于缺乏严格的质量监管体系,也使得软件技术的不可靠性得以存在。

7结语

计算机软件技术在我们的生活中发挥着越来越重要的作用,所以说我们必须要对计算机软件技术的可靠性引起足够的重视,尤其是当前我们正处在一个信息化的时代,信息的安全与否关系到每一个人,而当前人们对于软件的使用频率也越来越高,所以说必须加强各种软件的可靠性,避免计算机软件的不可靠性,使得计算机软件技术能够更好地服务于人类。

参考文献:

1]余玫.论计算机软件技术的不可靠性分析研究J].网友世界·云教育,2014.

篇6

关键词:计算机 发展 趋势

一、引言

中国的计算机硬件是一个程序自动根据信息处理的通用工具,其处理对象是信息,处理结果和信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、管理、过程控制和人工智能等各种方法,它是根据确定的是。该算法是准确定义一系列的规则,它指出如何给定输入信息在有限的步骤所产生的输出信息。

二、中国计算机发展现状

在中国现代计算机硬件的发展和现代计算机出现之前,计算机的发展通过机械计算机,机电计算机和电子计算机未成熟的三个阶段。在中国现代计算机硬件、外设,已经超过计算机硬件的价值,超过一半的子系统、技术水平在很大程度上决定了计算机技术方面。设备技术集成是非常强大的,不仅依赖于电子、机械、光学、磁学等多门学科知识综合,取决于精密机械技术、电气和电子加工技术和测量技术和工艺水平等。新一代的计算机硬件是信息采集存储处理、通信和人工智能在一起的智能计算机系统。它不仅可以通用信息处理,而且对知识的处理,有正式的推理、联想、学习和解释的能力,能够帮助人类未知领域的开发和获得新的知识。在计算机科学和技术,中国在有限元计算方法、数学定理机器证明、中文信息处理、计算机系统结构、软件和贡献。在计算机应用,中国在科学计算与工程设计领域已取得了令人瞩目的成就。在管理和过程控制等,计算机应用研究和实践也越来越活跃。

三、计算机科学与技术

计算机科学与技术是一个实用性非常强,发展非常迅速,面对社会技术学科它是基于数学、电子产品(特别是微电子)、磁性、光学、精密机械等不同学科的基础。然而,这不是一个简单的应用程序一些学科知识,但是作为一个高度集成的形成一套完整的相关信息表示、转换、存储、处理、控制和使用的理论、方法和技术。计算机科学是研究计算机及其周围各种现象和科学的大小,包括计算机科学理论、计算机系统结构、软件、人工智能等。计算机技术是指计算机应用领域的技术方法和技术,包括计算机系统技术、软件技术、组件技术和设备技术和装配工艺等。计算机科学与技术包括五个分支学科,即,计算机科学理论、计算机系统结构、计算机组织与实施、计算机软件和计算机应用。

四、计算机系统结构

程序设计者所见的计算机属性,着重于计算机的概念结构和功能特性,硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。硬件子系统的典型结构是冯?诺伊曼结构,它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成,采用“指令驱动”方式。当初,它是为解非线性、微分方程而设计的,并未预见到高级语言、操作系统等的出现,以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内,软件子系统都是以这种冯?诺伊曼结构为基础而发展的。但是,其间不相适应的情况逐渐暴露出来,从而推动了计算机系统结构的变革。

五、计算机软件

软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程,是软件研究和发展的基础环节。程序设计研究的内容,包括有关的基本概念、规范、工具、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是:从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计;从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法;从低级语言工具过渡到高级语言工具;从具体方法过渡到方法学。基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层:靠近硬件子系统的一层称为系统软件,使用频繁,但与具体应用领域无关;另一层则与具体应用领域直接有关,称为应用软件;此外还有支援其他软件的研究与维护的软件,专门称为支援软件。软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程,以及有关的技术。软件研究和维护的全过程,包括概念形成、要求定义、设计、实现、调试、交付使用,以及有关校正性、适应性、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象、结构、方法、工具和管理等方面。

六、中国计算机硬件产业

中国的计算机硬件行业包括两个部门,即计算机制造业和计算机服务。后者也称为信息处理产业和信息服务。计算机行业是一种节约能源、节省资源、高附加价值、知识和技术密集型产业,对国民经济的发展、国防力量和社会进步都有很大的影响。因此,许多国家把电脑产业促进繁荣的政策。计算机制造业包括生产各种电脑系统,设备终端设备,以及相关的设备、部件、设备和材料制造。计算机作为工业产品,要求产品有继承,有很高的性能,价格和综合性能。计算机自适应特别反映在软件兼容性,用户和制造商可以过去开发的软件用于新产品,保持价格高软件财富继续发挥重要作用,减少用户的软件再开发时间和成本。提高性能,价格是计算机产品更新的目标和动力。计算机行业提供电脑产品,通常只包括硬件子系统和软件子系统的一部分。通常,缺乏软件子系统来适应特定的应用程序环境的应用程序软件。为了使计算机在特定环境中发挥效率,但也需要设计应用系统和应用软件的发展此外,计算机操作和维护,需要掌握的专业知识和技术人员,这通常是一个用户不能做。

七、计算机的发展与应用

计算机科学与技术学科相结合,改进了研究工具和方法,促进学科的发展。在过去,人们主要通过实验和理论两个方面的科学和技术研究。现在,计算和仿真研究工作已成为第三种方式。计算机和相关的实验观测仪器,结合数据的字段记录、整理、加工、分析和绘制图表,显著提高质量和效率。计算机辅助设计的工程设计已成为一个重要手段的质量、自动化。在理论研究方面,电脑是人类大脑的延伸,可以代替人脑的一些功能和加强。旧的数学在纸和笔操作,现在电脑成为了新工具,如数学定理证明努力的精神工作,有可能通过计算机来完成或部分完成。计算和仿真作为一种新的研究方法,使一些主题派生的一个新的分支学科。例如,空气动力学、气象、弹性结构力学和应用分析和面临的“计算障碍症”,在一个高速计算机和相关计算方法开始突破后,推导出了计算空气动力学、数值天气预报边缘分支学科。使用计算机进行定量研究,不仅在自然科学已经扮演了重要的角色在社会科学和人文学科也是如此。例如,在人口普查、社会调查和自然语言的研究,电脑是一个非常有效的工具。

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要想对计算机软件技术的可靠性进行分析和研究,首先必须要对计算机软件技术的范围具有充分的了解。计算机系统由软件及硬件两部分组成,其中,软件主要是对控制程序执行的方案、相关数据的表示方法以及程序进行研究,同时还包括计算机操作过程以及资源管理的实现技术,其中主要有:①实现技术和软件工具;②数据库技术;③操作系统和实用程序;④编译技术;⑤程序设计语言。从概念上来讲,计算机在运行时的数据、计算机规则方法以及程序的文档就是所谓的计算机软件技术。通常可以将其划分为人工智能、过程控制、数据处理以及科学计算等。为了能够使计算机对某类具体问题进行有效的处理和解决,就需要编制应用程序、提出解决方法,并且能够在计算机中进行处理,从而可以获得良好的预期效果。立足于计算机的体系结构而言,计算机的灵魂就是计算机软件,在软件技术的指挥下才能够发挥计算机强大而神奇的功能。

2计算机软件的不可靠性研究

(1)计算机软件技术的可靠性在一般情况下主要是指对软件的属性质量以及性能进行评价和描述的标准,也就是说对计算机软件进行使用的过程中在特定的环境以及时间下不会导致系统出现故障的概率。这个概率是衡量软件有无故障的重要指标。目前计算机软件技术的发展面临着一定的瓶颈,所以尽管具备了较为完整的质量保证体系以及设计体系对软件的设计和流程进行规范,在计算机软件技术可靠性的研究工作方面还是存在着一定程度的滞后性。(2)硬件材料是硬件技术的主要研究方向,硬件材料是否容易老化损耗对于硬件至关重要。硬件失效通常表现在物理故障。而对于软件来说,它不存在磨损现象,但存在陈旧落后的问题。(3)软件行业工作人员在一般情况下都会选择预防性维护技术预防故障,采用断开失效部件的办法对故障进行诊断,采用对被损坏的系统进行更换或者修复的方式实现软件功能的恢复。但是在计算机软件出现损坏的时候很难通过这些措施进行修复,只能重新设计失效的软件。(4)由于目前我国的软件开发能力和开发水平整体属于低级水平,特别是具有较低的自主创新能力,因此导致我国严重缺乏核心技术。而且在全球软件产业链中我国的软件产业处于中下游的地位,在软件市场中我国所生产的产品的品质和层次也处于最低端。尽管我国的软件经过长期的发展取得了较大的进步,但仍然存在着不合理的软件产业发展结构等问题。我国近年来一直存在着忽视软件而重视硬件的问题,因此从整体上来讲,我国的软件开发市场仍然处于正在不断成长的阶段。

3计算机软件不可靠性的解决途径

要想使软件不可靠性问题得以有效解决,首先要在软件研发的初期就要对软件的需求进行认真分析,将软件的研发工作扎实认真做好。(1)软件的不可靠性主要由于软件差错而导致出现软件故障;而软件差错则是在软件开发的过程中存在的人为错误。因此要想有效地提升计算机软件技术的可靠性,首先要致力于工作人员专业知识以及专业水平的不断提升,工作人员必须要对软件定义进行充分的理解,真正地掌握将用户提出来的需求。其次,工作人员要对语法错误以及变量初始化错误等各种技术层面的错误给予高度的注意。再次,在避免错误的同时要认真思考,保证内容、文档和版本达到一致,同时还要以工程的实际情况为依据对其进行切实的考虑,最终能够将具有较高可靠性的软件设计出来。(2)计算机软件经常会出现各种各样的问题往往是由于计算机开发人员并没有认真地将开发计算机软件技术中的计算机硬件维护以及各阶段的评审等工作做好。为了使软件开发的各个阶段都能够与相关的要求相符合,必须严格规范地依据流程进行软件技术开发工作,坚决避免发生跨越阶段开发的现象,在软件开发的各个阶段必须要及时实施软件评审工作,从而将各个阶段的软件开发标准明确下来。在此过程中,软件评审人员在保证计算机软件的可靠性方面具有十分重要的作用,评审人员通过审核设计师提交的软件文档是否执行了上一个阶段软件文档的标准来衡量软件开发是否符合要求。同时软件评审人员还要配合各个领域的专业人员,以提高评审质量。因此对一批软件行业的高层次研究人才进行重点培养,这样才能够对计算机硬件进行更好的维护,从而推动计算机软件技术朝着更深更广的层次发展。(3)虽然我国制定了关于开发计算机软件的一系列的规范,然而由于没有将科学的技术质量监测机制建立起来,同时也缺乏核心技术,因此现在还缺乏对计算机软件技术开发实施技术改良、评价修改以及质量测试的有效途径。要想解决这些问题,必须建立完善的“三检体制”,保证计算机系统开发的规范性,提高软件设计的整体水平。同时在软件技术开发配置管理方面建立严格的软件配置体制,并对其进行不断的完善,这样才能使计算机软件的整体技术管理水平得以提升,并且能够对软件开发技术人员出现的各种错误进行有效的控制,最终促进整个核心技术的全面提升。

4结语

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关键词:EDA技术;计算机专业;硬件体系;实验教学

中图分类号:G642 文献标识码:A

1计算机硬件类实验教学面临的问题

计算机技术不断进步与发展,若计算机硬件类实验教学仍采用传统的实验教学模式和传统的实验平台,开设自主性、综合性、创新性实验就面临一些问题和困难。

1.1硬件设备投入高,硬件项目开发周期长

硬件实验平台的建设需要大量的资金投入,而且硬件类实验消耗很大,需要持续的资金投入做保障。此外,硬件课程建设周期也较长,硬件实验项目开发也非一蹴而就,实验教师需要完备的理论知识和扎实的电子学知识,而且需要反复的实验和长期的实践,才能自如的设计实现,这一过程比掌握一门计算机语言或一种计算机软件开发工具要难得多和慢得多。实验设备的更新速度及实验项目长周期开发难以满足新技术、新方法的更新步伐。

1.2教学实验台的设计针对性强,硬件线路相对固定,实验内容受硬件设计的制约

很多教学实验台的设计针对性强,是针对某门课程而开发设计的,硬件线路部分相对固定,其扩展性很有局限,更新实验内容受硬件设计的制约。硬件实验设备的高投入和实验器件的大消耗,在没有足够资金投入的情况下,在现有硬件设备上进行实验内容的更新,开设自主性、综合性、创新性实验难以实现。

1.3硬件实验教学彼此脱节,缺乏系统化的实验体系

计算机专业硬件类课程必修课程一般包括数字逻辑、计算机组成原理、计算机接口与通信技术、计算机体系结构、嵌入式系统设计,选修课程一般包括单片机原理及应用、数据采集、计算机控制技术等。这些课程之间彼此存在内在的联系,学生通过这些课程的学习,应当能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,掌握计算机的控制应用。但在具体课程和实验安排中,却往往忽略并割裂了这种内在联系,实验内容没有从模块化、系统化的角度整体考虑计算机系统设计和控制应用的要求。因此,分析这些课程之间的内在联系,设计阶段性、模块化、系统化的实验教学内容,建立计算机硬件实验教学体系,对于培养学生的计算机系统设计能力和应用设计能力十分重要和必要。

2构建基于EDA技术的计算机硬件实验教学体系

EDA技术的迅猛发展,以及可编程逻辑器件PLD的出现及不断推旧出新,为解决上述矛盾提供了一个良好的契机。EDA技术不仅是一种先进的硬件设计技术,而且将在计算机专业的硬件体系实验教学中发挥其重要作用。采用EDA技术可以实现硬件设计软件化,其实以软件实验替代硬件实验的方法也将是计算机硬件设计技术的发展方向,在美国一些著名大学的计算机硬件实验室,包括计算机组成原理实验早已不用那种传统接插式箱式实验台,采用EDA技术进行硬件实验,通过可编程逻辑器件进行修改和重构,实现系统编程和硬件逻辑设计的软件化,设计方法较灵活。由于所有的实验都在计算机上利用软件来完成,不需连接导线,修改测试极为方便,可大大提高实验效率。与通常的实验手段相比,“软件化”实验无器件损耗,可节省实验经费,并减轻实验管理人员的维护工作量。采用EDA技术将为学生进行自主实验、综合实验和创新实验提供广阔的发展空间的同时,全面提高学生工程实践能力和学习硬件设计的兴趣。因此,构建EDA技术贯穿于计算机硬件实验教学体系十分必要。

2.1研究计算机专业硬件类课程之间的关系,设计递进层次的实验结构

要合理设置计算机实验课的结构,在强调计算机实验课之间的逻辑顺序的同时,注意知识内容的相互衔接,上下呼应,以保证学生知识的增长、学生能力的发展和社会需求三者之间的统一。建立基于EDA技术的基础设计、综合设计、应用研究设计三个递进层次的实验结构。

基础设计:主要掌握基本技能、基本方法的运用,加深对理论知识理解。例如,数字逻辑实验课程中组合逻辑和时序逻辑电路的设计,计算机组成原理实验课程中功能部件的设计,计算机接口实验课程中I/O接口部件的设计,学生用EDA软件原理图和硬件描述语言的方法在设计或描述这些功能时,必须清楚部件的结构与性能,充分理解理论知识。以基础设计实验替代验证性实验不仅让学生掌握基本技能和方法,更能透彻理解理论知识。

综合设计:综合所学的知识,应用现代化的设计思想,设计计算机的硬件系统。如将计算机组成原理、计算机接口技术与计算机体系结构实验课程结合,学生用硬件描述语言完成中断控制器、总线控制器的设计,及RISC、CISC的CPU优化设计。综合设计实验可以在单科单个实验的基础上,进一步将计算机硬件课程的实验内容打通,建立统一的平台,完成多科目的综合应用。实现更加复杂的计算机硬件系统的设计,达到对整个计算机硬件知识的融会贯通。

应用研究设计:进行软、硬件综合设计,能够根据需要设计出一定规模的计算机硬件应用系统实例,此时的计算机硬件实验就不仅仅是单个或综合的实验教学了,而是一个总的计算机硬件应用系统的设计项目或软、硬件综合设计。学生以接近于实际应用环境,完成高质量综合设计为训练手段,使学生建立系统的概念与工程的概念。如基于SOPC的嵌入式设计项目,以掌握计算机硬件结构与应用系统设计作为主要训练目的,使学生对计算机的整个硬件系统、软件环境有较全面、较系统的掌握,才能完成设计任务。

2.2以EDA技术为纽带构建阶段性、层次化的实验教学体系

仔细研究计算机专业硬件类课程之间的关系,构建阶段性、层次化、系统化的实验体系。EDA技术好比纽带,将那些分散的计算机专业硬件类课程有机地连接起来。具体可构建如下几个层次的实验:

(1) 数字逻辑层次实验

完成常用组合逻辑和时序逻辑电路的设计,以及具有一定实用功能的逻辑系统的实验。通过这些实验使学生熟悉EDA设计的的全过程。

(2) 计算机组成原理层次实验

主要完成运算器、存储器、CPU等大规模器件的设计,通过计算机的功能部件或整个计算机系统的设计实现过程,锻炼学生的工程实践能力。

(3) 计算机接口与通信技术层次实验

完成计算机I/O接口部件的设计,侧重于硬件逻辑实现,如定时/计数器、中断控制器、DMA 控制器、并行接口、串行接口和VGA显示器的控制电路等。

(4) 计算机体系结构层次实验

完成诸如RISC、CISC和总线控制器等的设计,实现计算机的各种组成部件或整机系统,追求结构的优化和性能的提高,培养学生进行性能分析和测试的能力。

(5) 嵌入式计算机系统层次

主要完成嵌入式系统的硬件、软件的设计和软硬件综合设计、多机容错系统设计、多机并行算法设计等,使学生能熟练进行嵌入式系统应用程序开发和运用嵌入式操作系统进行任务调度和管理,最终设计出一个完整的嵌入式系统。

3实现基于EDA技术的计算机硬件实验体系的措施

3.1增设EDA技术课程是当务之急

EDA技术课程以应用为主,主要介绍当前可编程逻辑器件PLD设计的主导思想和设计方法,以及PLD的体系结构、硬件描述语言HDL、EDA开发工具和数字系统的设计方法。实验教学是EDA课程的一个重要实践环节,通过一系列由浅入深的、不同层次(如基础设计型、综合设计型、应用研究型)的实验,学生可在较短时间内掌握EDA技术的原理和方法,熟悉EDA设计的全过程。

EDA是以PLD及其开发板为硬件平台,以硬件描述语言HDL和EDA技术为开发工具,以软件设计的方法实现硬件的功能。EDA课程的意义不仅仅在于教会学生掌握某种HDL语言和某种EDA工具的使用,更重要的是引导学生掌握现代数字系统设计的方法与思想,能够用形式化的方法来描述硬件电路,并能综合运用先进的EDA技术对设计进行仿真、综合和测试、验证,从而培养和提高学生的硬件设计能力。国外加州大学伯克利分校、斯坦福大学、威斯康辛大学等高校早已经在计算机专业应用EDA技术进行数字系统的设计和CPU的设计。国内著名高校近年也在计算机专业开设了EDA技术课程,开始应用EDA技术进行计算机系统的设计。在计算机领域应用EDA技术是计算机硬件设计技术的发展方向,对于还没有开设EDA技术课程或在计算机硬件系统设计还不能自如应用EDA技术的计算机专业,应该尽早增设EDA技术课程。

3.2精选实验内容,优化实验设置

精选一些基本的实验作为计算机实验的必修内容。在内容选取上,可以打破传统的模式,如以基础设计替代验证性实验,实验内容以训练的性质、层次进行分类。在实验类型的设计上,强调实验项目的设计,拟定方案、调试方法等由学生独立完成,使学生在基础知识、基本方法和基本技能上得到系统的训练,提高学生的主动性。

实验教学项目的设计,应开展多种类型、多种层次、多种目的实验,如基础设计型、综合设计型、创新设计型或应用研究型。合理设置计算机实验课的结构,注意知识内容的相互衔接,前后呼应。如在计算机组成原理层次实验,学生需掌握EDA技术的原理和方法,熟悉EDA设计的全过程;在嵌入式计算机系统层次实验,学生需掌握嵌入式处理器组织结构,如NiosII CPU软核或MicroBlaze CPU软核。

3.3抓好计算机硬件师资队伍建设

要培养高质量的学生,就必须有高水平的教师。教师是实践教学改革的关键,其知识结构、业务素质、实践能力、敬业精神将影响学生久远。从事计算机硬件教学的教师需要具备丰富的计算机系统知识、扎实的理论功底、一定的工程实践经验。值得思考的是,在当今实践教学内容更新迅速,实践教学指导难度加大,社会用人单位急需实践能力强的应用型人才的情况下,高等工科院校的实践教学教师仍然被定义为“教辅人员”,在岗位津贴、晋升职称、项目申报等方面仍然处于弱势地位。这种现象与重视实践教学和提高人才培养质量并不合谐一致。需要尽快转变传统的观念,抓好计算机硬件师资队伍建设,一方面积极引进计算机硬件人才;另一方面定期进行新技术培训、实践教学方法培训;此外,加强与企业单位横向合作,鼓励老师走向社会,多参加科研项目的研究,不断更新知识,提高业务水平,为实践教学改革与应用型人才培养打下坚实的基础。

3.4建立开放式EDA实验室

可编程片上系统SOPC(System On a Programmable Chip)使得在一个芯片上实现一个完整的计算机系统成为可能。SOPC集成了硬核或软核CPU、DSP、存储器、I/O及可编程逻辑,采用基于SOPC的实验平台,使学生调试、验证自己的设计项目成为可能,为学生的自主实验提供广阔的发展空间。比如软硬件协同设计实验,面向DSP等实际应用的实验,基于SOPC嵌入式系统设计实验等,使学生能够应用EDA技术完成大型硬件的原型设计,或进行创新性课题的研究。

由于PLD自身的特点,学生最初完全可以在计算机上借助于EDA工具完成设计输入、编译、仿真和综合,这样学生在普通的计算机上即可完成PLD设计的大部分工作,最后再到EDA实验室进行编程下载和验证。借助EDA技术学生能完成涉及多门硬件类课程的实验,在不同的学习阶段,学生学习了相应的硬件课程后,就可以采用EDA技术,自行设计与本课程相关的实验设计或复杂应用系统设计。

采用这种模式开设硬件系列实验,建立一个一定规模的EDA实验室,配备一定数量的SOPC实验台和配套的计算机。这并不需要很大的实验室,也无须与学生规模相配套的实验设备,在计算机上安装各种成熟高效的EDA工具,实验室作为开放式实验室,可以是实验时间开放和实验内容开放,为计算机专业学生提供一个良好的硬件环境和软件环境。EDA技术的应用贯穿于计算机硬件体系实验教学,学生的自主设计能力和创新意识将得到极大提高,这无疑对培养具有创新意识的人才有着重要的作用。

4结束语

计算机科学是一门实践性很强且发展迅猛的学科,实践环节是计算机学科建设与发展的重要组成部分。构建合理

的计算机硬件实验体系,对培养学生良好的计算机硬件基础,提高学生设计、应用计算机的能力至关重要。构建系统的EDA技术的实验教学体系,实行开放式实验教学,有利于增加新技术、新方法的实践应用;有利于随时更新实验内容,开设自主性、综合性、创新性实验。建立EDA技术的实验教学体系必将极大地推进计算机专业硬件实验教学内容和教学形式的改革,为创新人才的脱颖而出创造条件。

参考文献:

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[3] 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.

[4] 徐煜明. 计算机专业硬件教学的研究与改革[J]. 常州工学院学报,2007,(3):83-86.

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