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篇(1)

關(guān)鍵詞：計算機(jī)硬件課程；能力培養(yǎng)；開放實(shí)驗(yàn)平臺

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 24-0008-02

在計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系中，無論是專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課還是專業(yè)選修課，基本可以分為兩條主線：一是軟件課程體系；另一個就是硬件課程體系。一般來說，計算機(jī)軟件課程在計算機(jī)專業(yè)中基本能夠得到重視和加強(qiáng)。而計算機(jī)硬件課程體系相對比較薄弱。隨著電子技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)與電子科學(xué)技術(shù)相互滲透和融合、硬件軟件化和軟件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SOC、SOPC等技術(shù)的出現(xiàn)，計算機(jī)軟、硬件的融合日益顯著和成熟，加強(qiáng)計算機(jī)硬件課程的建設(shè)、硬件課程體系及新的實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)顯得越來越重要和必要。

1計算機(jī)硬件課程教學(xué)思路的改革

計算機(jī)硬件課程包括：數(shù)字邏輯電路設(shè)計、計算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與接口技術(shù)、計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、計算機(jī)維護(hù)、EDA技術(shù)等。傳統(tǒng)的計算機(jī)硬件課程主要任務(wù)是講授計算機(jī)的工作原理，以配合計算機(jī)軟件課程的教學(xué)。而技術(shù)的發(fā)展需要軟硬結(jié)合、軟件硬件化或交融，硬件課程教學(xué)的任務(wù)不但要學(xué)生了解計算機(jī)結(jié)構(gòu)、原理，而且要用硬件描述語言進(jìn)行部件及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。結(jié)合軟件知識，能夠設(shè)計計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，尤其是嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用日益普及，應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，要培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力。除此以外，計算機(jī)的維護(hù)也是學(xué)生能力的培養(yǎng)的一個方面。

本教學(xué)成果是對計算機(jī)硬件課程進(jìn)行體系改革及教學(xué)內(nèi)容的梳理，確定硬件課程系列中基礎(chǔ)層、系統(tǒng)層、應(yīng)用層分別要講授的知識和學(xué)生應(yīng)該掌握的能力，以及各層之間的銜接和關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，如圖1所示。制定教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、課程設(shè)計大綱等教學(xué)文件，教改項(xiàng)目的研究，教材、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編寫，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。教案、多媒體課件的制作。

圖1 計算機(jī)硬件課程結(jié)構(gòu)

在基礎(chǔ)層，主要是“數(shù)字邏輯電路設(shè)計”課程的建設(shè)，從99年開始對該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，編寫出版了教材，引入可編程器件、ABEL語言，改造實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在2001年獲得江蘇省教學(xué)成果二等獎。2002年該課程獲得江蘇省二類優(yōu)秀課程。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，配合計算機(jī)組成原理的課程改革，將硬件描述語言從ABEL改為VHDL，引入FPGA技術(shù)的介紹及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，又更新了實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在2004年重修編寫出版了教材和編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。主要思路是讓學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本知識和現(xiàn)代設(shè)計方法，能夠設(shè)計一般的數(shù)字邏輯部件及簡單的數(shù)字系統(tǒng)。所以在課程結(jié)束后安排了1.5周的課程設(shè)計，學(xué)生可以在FPGA芯片上運(yùn)用VHDL語言設(shè)計如電子鐘、交通燈控制器、電梯控制器等簡單的數(shù)字系統(tǒng)。

在系統(tǒng)層，該層有“計算機(jī)組成原理”、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”、“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”。其中“計算機(jī)組成原理”課程是最主要的硬件課程，該課程一直是我們教研教改的重點(diǎn)。采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等多種教學(xué)方式，課件文字精煉、圖文結(jié)合、動畫豐富、重點(diǎn)突出，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的能力。實(shí)踐教學(xué)中突出設(shè)計能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。采用基于FPGA的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，通過設(shè)計與教材緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教材和課程設(shè)計教材，形成了完整的相關(guān)課程教材系列，連貫性好。著重訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。該課程在2006年被評為江蘇大學(xué)一類精品課程。課程的教學(xué)主頁(/subject/zcyl/)上的教學(xué)文檔、資料、課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等齊全。“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程原來以從16位CPU的機(jī)型講授，根據(jù)目前技術(shù)的發(fā)展，改成以32位CPU的機(jī)型講授，并且在2005年更新了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

在應(yīng)用層，由前二層主要課程的課程設(shè)計及專業(yè)選修課、綜合課程設(shè)計組成，主要在3個方面的應(yīng)用：數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計，運(yùn)用硬件描述語言設(shè)計計算機(jī)接口及整個應(yīng)用系統(tǒng)，如“EDA技術(shù)”；計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件電路、應(yīng)用軟件。“單片機(jī)應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)”課程就是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計能力，單片機(jī)教學(xué)采用了C8051F系列單片機(jī)芯片，他是在系統(tǒng)編程的SOC(system of chip)芯片， 編寫出版了專門的教材、設(shè)計了專用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、編制了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。“嵌入式系統(tǒng)”也專門定制了ARM7、ARM9、ARM10的試驗(yàn)設(shè)備和編寫了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；另外一個方面就是計算機(jī)的維護(hù)，根據(jù)目前的教學(xué)條件，開辟了專用的計算機(jī)維修實(shí)驗(yàn)室，面向全校開設(shè)了計算機(jī)維護(hù)的選修課，2005年編寫出版了計算機(jī)維護(hù)的專用教材。

2特色教材建設(shè)

在明確了硬件課程教學(xué)目的和思路的基礎(chǔ)上，開展相關(guān)課程的教材建設(shè)，組織課程自編教材與選用精品教材相結(jié)合，近幾年出版了4本教材，由于大多數(shù)“數(shù)字邏輯”方面的教材是重點(diǎn)講授數(shù)字電路原理，作為后續(xù)課程的技術(shù)基礎(chǔ)。所有我們組織力量編寫了《數(shù)字邏輯電路設(shè)計》教材，增加了硬件描述語言的設(shè)計方法、在系統(tǒng)可編程器件的技術(shù)，精簡了傳統(tǒng)的設(shè)計部分，99年在東南大學(xué)出版所出版，2004年進(jìn)行了修改，增加了VHDL硬件描述語言的設(shè)計內(nèi)容、FPGA器件的內(nèi)容以及VHDL語言設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)的實(shí)例，在清華大學(xué)出版社出版，已經(jīng)三次印刷，在全國范圍的高校中得到使用。在“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程的教材方面，由于目前我們使用了最新的片上系統(tǒng)(SOC)型的單片機(jī)進(jìn)行教學(xué)、實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均可以直接運(yùn)用到實(shí)際的工程項(xiàng)目中，傳統(tǒng)的單片機(jī)教材已不能滿足要求，2004年參編了《單片機(jī)原理與應(yīng)用》，由機(jī)械工業(yè)出版社出版，加進(jìn)了部分內(nèi)容。我們自己又編寫了合適教學(xué)要求的教材《C8051F單片機(jī)原理及應(yīng)用》，2006年在中國電力出版社出版。由于計算機(jī)技術(shù)發(fā)展太快，“計算機(jī)維護(hù)”課程一直沒有合適的教材，我們組織編寫了《計算機(jī)系統(tǒng)高級維護(hù)教程》，2005年在中國科技大學(xué)出版社出版。

3開放實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)

2004年獲得中央與地方共建高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目“計算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”的支持，及時更新了相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，大部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是任課老師根據(jù)技術(shù)的最新發(fā)展提出實(shí)驗(yàn)設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)，由廠商定做的。幾款實(shí)驗(yàn)設(shè)備目前已作為該生產(chǎn)廠家的定型產(chǎn)品銷售到很多其他學(xué)校。設(shè)計了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。2005年省高教所教改項(xiàng)目“開放實(shí)驗(yàn)室信息查詢系統(tǒng)”通過省級鑒定。建設(shè)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站(202.195.167.4:8080)、教學(xué)專用的ftp，學(xué)生可以隨時隨地獲得教學(xué)資源。改革了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的模式，集體實(shí)驗(yàn)和分散預(yù)約相結(jié)合(學(xué)生可以在任何地點(diǎn)、時間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站進(jìn)行預(yù)約)，提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，寫好實(shí)驗(yàn)報告的“靜態(tài)”(實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等等)部分后，再到實(shí)驗(yàn)室開始做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中完成實(shí)驗(yàn)報告的“動態(tài)”(實(shí)驗(yàn)調(diào)試過程、出現(xiàn)的問題、解決方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析等)部分。提高了實(shí)驗(yàn)效果，激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣。

4結(jié)束語

本文介紹了計算機(jī)硬件課程的教學(xué)思路的改革，通過近幾年的實(shí)踐，取得了成效。建立了老中青的課程教師梯隊(duì)，備課，出卷、改卷，有一支過硬的、每人能任2門以上主要硬件課程的主講教師隊(duì)伍。硬件課程中有2門獲省級2類優(yōu)秀課程，一門獲校級一類優(yōu)秀課程，有3項(xiàng)教研項(xiàng)目通過省級鑒定，多項(xiàng)相關(guān)科研項(xiàng)目通過省級鑒定并獲得省、市級科技進(jìn)步獎。獲得多項(xiàng)校級教案、教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)秀教師、講課比賽等獎項(xiàng)。出版教材4部，發(fā)表教研教改論文12篇。有2名本教學(xué)成果成員指導(dǎo)的07屆學(xué)生，所做的硬件應(yīng)用的畢業(yè)設(shè)計論文被評為校優(yōu)秀論文。

作者簡介：

鮑可進(jìn)(1958-)，男，江蘇靖江人，副教授。研究方向：嵌入式計算與應(yīng)用

通信地址：江蘇鎮(zhèn)江學(xué)府路301號 江蘇大學(xué)計算機(jī)學(xué)院。郵編212013

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篇(2)

【關(guān)鍵詞】大專院校 計算機(jī) 硬件教學(xué) 課程整合

一、引言

隨著Internet的飛速發(fā)展，信息時代到來，教育專家們就中國國情提出目前大專院校應(yīng)該培養(yǎng)的是復(fù)合型，技術(shù)型，全面發(fā)展的人才。但目前計算機(jī)硬件教學(xué)出現(xiàn)了學(xué)生學(xué)的知識不能滿足社會需求的問題，筆者就目前大專計算機(jī)硬件課程教學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀以及存在的問題進(jìn)行了分析，提出大專層次的計算機(jī)專業(yè)教學(xué)迫切需要改革課程體系，培養(yǎng)適應(yīng)社會的需求的人才。并且作者根據(jù)自己教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對如何搞好計算機(jī)硬件教學(xué)進(jìn)行了深入思考。

二、計算機(jī)硬件教學(xué)現(xiàn)狀

1.培養(yǎng)方向不明確

人才培養(yǎng)目標(biāo)，作為學(xué)校對其培養(yǎng)的人的具體標(biāo)準(zhǔn)和要求，具有一定導(dǎo)向作用，你定什么樣目標(biāo)就培養(yǎng)什么樣的人才，它是整個教學(xué)活動的目標(biāo)，但筆者發(fā)現(xiàn)目前大專計算機(jī)硬件教學(xué)對人才培養(yǎng)目標(biāo)還認(rèn)識不夠，主要有以下幾個方面：

（1）沒有明確的教學(xué)目標(biāo)或有教學(xué)目標(biāo)但沒有用；

（2）教學(xué)目標(biāo)過于陳舊，過時；

（3）教學(xué)目標(biāo)過于拔高。

2．課程種類繁多混亂

就筆者了解，目前大多數(shù)大專院校開設(shè)的硬件課程種類有《電路基礎(chǔ)》，《微機(jī)原理與接口》，《計算機(jī)組成原理》，《系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與分析》，《匯編語言設(shè)計》，《EDA》，《計算機(jī)組裝與維護(hù)》等，多數(shù)大專院校開設(shè)了部分上述課程，甚至有些學(xué)校開設(shè)了全部課程，我們不難看出，這些課程和本科生的課程沒什么區(qū)別，作為大專生在三年的學(xué)習(xí)時間內(nèi)能完成如此多的課程嗎？是不是能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果？其它課程也有類似問題。所以說課程過于繁多混亂。

3．教材過時落后

就筆者所教的《微機(jī)原理》來說吧，該教材選用的是李大友主編的一本教材，筆者發(fā)現(xiàn)，教材當(dāng)中有一部分內(nèi)容，如芯片結(jié)構(gòu)，存儲器部分內(nèi)容已經(jīng)過時。計算機(jī)技術(shù)是一個飛速發(fā)展技術(shù)，它知識更新的速度驚人的，剛出現(xiàn)的知識理論不久就會過時，甚至被，因此，應(yīng)根據(jù)計算機(jī)的科技發(fā)展，適時的選取適合、最新的教材。

4．內(nèi)容過多過難

其實(shí)這也是整個大專教學(xué)普遍存在的問題，對所教學(xué)生過于拔高，在內(nèi)容的設(shè)計中存在過多過難的現(xiàn)象，專科的教學(xué)一定要把握好“度”，做到“夠用”即可，在難度上一定要作到“適合”，始終牢記我們培養(yǎng)的是三年制大專人才。特別是計算機(jī)硬件課程的設(shè)計更應(yīng)該注意。

三、研究與思考

1．加強(qiáng)教學(xué)研究

就目前而言，我國對高職高專人才培養(yǎng)工作的關(guān)心還不夠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上對本科教育的關(guān)心。我國目前還處于職業(yè)教育的起步階段，職業(yè)教育還不夠成熟，所以會出現(xiàn)“技工慌”等現(xiàn)象，大學(xué)生找工作不容易，相反技工找工作倒容易。因此，從學(xué)者到教育部門對大專教學(xué)的研究還不夠，整個大專教學(xué)還沒有走上正軌。筆者在工作中發(fā)現(xiàn)，你要尋找關(guān)于大專教學(xué)的資料是很少的，特別是教材方面更明顯，要找一本好的適合專科教學(xué)的教材是非常不容易的，大部分有名的編者是不關(guān)心專科教育的。因此，筆者提出，我們應(yīng)加強(qiáng)專科教育教學(xué)的研究工作，編寫出適合專科教學(xué)的教材，加強(qiáng)各高職高專學(xué)校之間的交流是非常重要的。同理，計算機(jī)硬件課程的教學(xué)同樣存在此問題，因此，在計算機(jī)硬件的教學(xué)中我們應(yīng)多做研究，多學(xué)習(xí)。

2．調(diào)整教學(xué)目標(biāo)

在教學(xué)目標(biāo)上，一定要有明確可行的教學(xué)目標(biāo)，千萬不可拔高，脫離教學(xué)目標(biāo)。筆者認(rèn)為，專科教學(xué)培養(yǎng)的主要是技術(shù)型人才，所以，培養(yǎng)目標(biāo)一定要專，千萬不能追求“大”，“全”。就計算機(jī)硬件課程而言，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)開設(shè)一定量的課程即可。例如，你的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)“動漫設(shè)計”方面的人才，那么計算機(jī)硬件僅需開設(shè)一們硬件綜合課程，讓學(xué)生了解硬件方面的知識即可。至于學(xué)習(xí)其它硬件課程的必要性就不大了。如果你培養(yǎng)的是“電子設(shè)計”方面的人才，那么，你可能要開設(shè)好多硬件課程才行。

3．進(jìn)行課程整合

針對目前硬件課程多而重復(fù)的問題，而大專學(xué)習(xí)的時間僅有三年的時間（部分大專專業(yè)僅有兩年），我們要用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法，對大專計算機(jī)人才培養(yǎng)過程中的課程進(jìn)行分析，從培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的高度，重新審視原有課程的體系問題，該整合的必須整合，該重組的必須重組。目前，已經(jīng)有些院校提出了硬件課程的組合，例如，有些專業(yè)將所有硬件課程整合成《硬件基礎(chǔ)》課程，當(dāng)然該如何整合，這要視專業(yè)而定。

4．提高教學(xué)效率

計算機(jī)硬件課程主要講述的是計算機(jī)的硬件原理及應(yīng)用，而硬件芯片內(nèi)部的結(jié)構(gòu)根本無法獲得，所以的教學(xué)本身比較枯燥，抽象，難以理解，因此如何提高課堂教學(xué)效率，上好一堂課，讓學(xué)生獲得更多的課堂信息對計算機(jī)硬件教學(xué)來說是非常關(guān)鍵的。筆者提出以下三個方面：

（1）運(yùn)用多媒體技術(shù)演示

由于計算機(jī)硬件課程抽象，所以我們可以用多媒體技術(shù)來模擬演示計算機(jī)內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)、信息流動、運(yùn)算過程等，例如，《計算機(jī)組成原理》中當(dāng)講到ALU時，我們可以用多媒體動畫來演示它的運(yùn)算過程。學(xué)生可以直觀了解計算機(jī)內(nèi)部的工作原理，這樣可以達(dá)到很好的教學(xué)效果。

（2）上好實(shí)驗(yàn)課

實(shí)驗(yàn)課是計算機(jī)硬件教學(xué)非常重要的環(huán)節(jié)，如《計算機(jī)組成原理》的《微機(jī)接口》實(shí)驗(yàn)、匯編語言實(shí)驗(yàn)等，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指導(dǎo)學(xué)生主動參與完成知識，探究知識的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生在探索中掌握規(guī)律，在研究過程中進(jìn)行思維加工，在實(shí)際運(yùn)用中達(dá)到知識創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)課程好壞，直接影響到學(xué)生理論課程的學(xué)習(xí)以及將來到工作崗位上的表現(xiàn)。

（3）提高學(xué)生興趣

興趣可以激發(fā)人的求知欲，但計算機(jī)硬件課程的學(xué)習(xí)是一個比較枯燥、辛苦的學(xué)習(xí)過程。因此，在教學(xué)過程中一定要運(yùn)用新的教學(xué)方法及思想激發(fā)學(xué)生的興趣。這對于硬件課程的學(xué)習(xí)是非常關(guān)鍵的。

5．勇于創(chuàng)新

創(chuàng)新是動力，創(chuàng)新是生命。計算機(jī)硬件的更新速度本來非常快，只有不斷的創(chuàng)新，不斷學(xué)習(xí)，才能立于不敗之地。要搞好計算機(jī)硬件教學(xué)，必須研究新的教學(xué)方法，新的教學(xué)手段，才能使學(xué)生獲得最新的知識及技術(shù)。

四、結(jié)論

“教育之所以重要，歸根到底還在于人的重要”，就筆者所在的學(xué)校而言，通過改革，已取得很好的教學(xué)效果，越來越多的學(xué)生說“我能聽懂”，而越來越少的學(xué)生說“我什么都沒學(xué)會”，因此，大專計算機(jī)硬件的教學(xué)，要根據(jù)社會的需要，制定合適的培養(yǎng)目標(biāo)，開設(shè)合理的課程，選好教材，運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)手段，這樣才能取得好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]郭慶，陳尚松.傳統(tǒng)教學(xué)方法與多媒體教學(xué)方法的相互配合[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報， 2004，(26).

[3]劉雅琴，郭雪梅.高校計算機(jī)硬件課程教學(xué)方法研究[J].河南： ，1999，（5）.

篇(3)

計算機(jī)理論淺析計算機(jī)硬件組裝與教學(xué)方法初探

計算機(jī)硬件組裝與維護(hù)課程是計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的一門重要基礎(chǔ)課程，其主要任務(wù)是使學(xué)生了解計算機(jī)各種部件的分類、性能、選購方法，理解各主要部件工作原理、硬件結(jié)構(gòu)、軟件安裝、相互聯(lián)系和作用，并能掌握微型計算機(jī)的組裝與簡單故障的維修方法。

由于計算機(jī)硬件安裝強(qiáng)調(diào)的是動手能力，按時以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式，只能是紙上談兵。例如教師在講述CPU相關(guān)知識時往往要把CPU結(jié)構(gòu)、功能、原理做為重點(diǎn)來講，而這些知識對職業(yè)學(xué)生以后的就業(yè)幾乎沒有任何作用，而對CPU的種類、廠家、性能、與其它部件的搭配等，這些對職業(yè)學(xué)生將來就業(yè)有用的，則介紹得不多。學(xué)生對這些理論并不是很感興趣，也很難記住這些知識，而等到他們就業(yè)時，這些理論已經(jīng)過時了。同時由于學(xué)生缺乏動手能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練，畢業(yè)后走上工作崗位，即使面臨一些簡單的操作方面的問題也無從下手。相反，我們在一些電腦市場看到的工作人員往往沒有什么計算機(jī)學(xué)歷，但是他們對計算機(jī)組裝與維修非常熟練。他們通常的經(jīng)驗(yàn)是：做的多了、熟了，就會了，不需要懂得太多知識。這種現(xiàn)象使我們意識到計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)更要注重培養(yǎng)學(xué)生的動手操作技能。為此，我們應(yīng)該在計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)進(jìn)行大膽探索，引入一種以實(shí)際需求為教學(xué)目的的改革教學(xué)模式，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的學(xué)生。

本課程的教學(xué)改革可以用以下的教學(xué)方法：

1．充分運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)輔助教學(xué)。由于教學(xué)資源缺乏，那么可以利用3DS MAX虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)來解決。學(xué)生不光可以在學(xué)校使用這一資源，也可以把這種輔助教學(xué)軟件帶回家進(jìn)一步學(xué)習(xí)。我們可以用3DS MAX強(qiáng)大的建模功能，建立出計算機(jī)中的“CPU”、硬盤、顯卡、主板等核心硬件，并且每一個硬件完全對比真實(shí)實(shí)物建模，內(nèi)部構(gòu)造也要建模完成，這樣就可以節(jié)省大量資金和使用空間，可能剛開始做這些硬件模型需要一定的時間，但是一勞永逸，這些虛擬的模型造價遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于真實(shí)硬件的價格，并能得到同樣的教學(xué)效果。不用像傳統(tǒng)硬件教學(xué)，在使用設(shè)備的時候搬來搬去，只需要一個U盤，你就可以擁有一個計算機(jī)硬件設(shè)備實(shí)驗(yàn)室，便于教師隨身攜帶，去不同場合教學(xué)使用。學(xué)生放假也可以把這個“虛擬的硬件實(shí)驗(yàn)室”帶回家，只要有一臺計算機(jī)，就可以在家中做練習(xí)，鞏固對知識的掌握。

2．充分運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法。在教學(xué)中，以社會的實(shí)際需求為標(biāo)準(zhǔn)，主要采用項(xiàng)目教學(xué)來構(gòu)建教學(xué)模式。從學(xué)習(xí)者的角度說，項(xiàng)目教學(xué)是一種學(xué)習(xí)方法，特別適用于學(xué)習(xí)操作類的知識和技能，尤其適用于學(xué)習(xí)計算機(jī)應(yīng)用方面的知識和技能。所謂項(xiàng)目教學(xué)法，就是師生通過共同實(shí)施一個完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動，在這是指采取小組討論、協(xié)作學(xué)習(xí)的方式，以實(shí)際的任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時還可采取多種形式來完成各個任務(wù)，比如：行動導(dǎo)向、小組搶答、網(wǎng)上模擬攢機(jī)、小組競賽等。行動導(dǎo)向的教學(xué)形式是：每次任務(wù)之前，老師在充分考慮學(xué)生和設(shè)備的安全問題之后，把任務(wù)直接下達(dá)給他們，每個小組從任務(wù)的計劃——決策——實(shí)施——檢查等各個環(huán)節(jié)都是獨(dú)立完成，中途有疑問的，老師給他們提供若干學(xué)習(xí)途徑：實(shí)習(xí)報告、網(wǎng)絡(luò)、老師的輔導(dǎo)、小組間的互助等。老師在巡視過程中，不斷記錄存在的問題或及時更正一些不當(dāng)?shù)淖龇ǎW(xué)生的操作過程做適當(dāng)點(diǎn)評，最后由學(xué)生根據(jù)老師的點(diǎn)評繼續(xù)完善任務(wù)。通過完成任務(wù)，應(yīng)用已有知識和掌握新知識，真正做到全面提高學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)。

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計算機(jī)理論談軟件的破解與保護(hù)

常見的軟件破解方法

首先我們來了解一下破解中幾個重要的專業(yè)術(shù)語。

(1)斷點(diǎn)，所謂斷點(diǎn)就是程序被中斷的地方，中斷就是由于有特殊事件發(fā)生，計算機(jī)暫停當(dāng)前的任務(wù)，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行另外的任務(wù)，然后再返回原先的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行。解密的過程就是等到程序去獲取我們輸人的注冊碼并準(zhǔn)備和正確的注冊碼相比較的時候?qū)⑺袛嘞聛恚缓笪覀兺ㄟ^分析程序，找到正確的注冊碼。

(2)領(lǐng)空，所謂程序的領(lǐng)空，就是程序自己的領(lǐng)土地盤，也就是我們要破解的程序自己程序碼所處的位置。每個程序的編寫都沒有固定的模式，所以我們要在想要切人程序的時候中斷程序，就必須不依賴具體的程序設(shè)置斷點(diǎn)，也就是我們設(shè)置的斷點(diǎn)應(yīng)該是每個程序都會用到的東西。

(3)API，即Application Programming Interface的簡寫，我們叫應(yīng)用程序編程接口，是一個系統(tǒng)定義函數(shù)的大集合，它提供了訪問操作系統(tǒng)特征的方法。API包含了幾百個應(yīng)用程序調(diào)用的函數(shù)，這些函數(shù)執(zhí)行所有必須的與操作系統(tǒng)相關(guān)的操作，如內(nèi)存分配、向屏幕輸出和創(chuàng)建窗口等，WINDOWS程序以API為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)打交道。無論什么樣的應(yīng)用程序，其底層最終都是通過調(diào)用各種API函數(shù)來實(shí)現(xiàn)各種功能的。

了解了以上三個專業(yè)術(shù)語后，我們看下基本的軟件破解方法。

2.2利用算法注冊機(jī)。算法注冊機(jī)是要在分析了軟件的注冊碼算法的基礎(chǔ)上，制作出來的一種可以自動生成軟件注冊碼的程序。所以軟件的算法很重要，一般軟件作者自己也編寫，方便軟件的銷售使用。這類軟件加密的特點(diǎn)是一個注冊碼只能在一臺電腦上使用，像和電腦進(jìn)行了一對一的綁定。使用步驟是首先運(yùn)行試用的軟件，得到本臺機(jī)器的軟件機(jī)器碼，再用算法注冊機(jī)算號注冊，然后用算法注冊機(jī)直接算出合適的注冊碼，最后用算出來的注冊碼直接注冊。

2.3利用內(nèi)存破解。我們知道所有正在運(yùn)行的程序的數(shù)據(jù)，全部都要加載到內(nèi)存中去，軟件在進(jìn)行注冊碼認(rèn)證的時候會有個比較的過程，所以我們只須知道所要破解軟件的注冊碼的內(nèi)存地址，就達(dá)到目的了。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是無須花大力氣掌握軟件注冊碼的算法，非常節(jié)省編寫內(nèi)存注冊機(jī)的時間。步驟是先加載內(nèi)存注冊機(jī)，再通過它去獲得內(nèi)存中軟件的真實(shí)注冊碼，或修改內(nèi)存中軟件相關(guān)的某些數(shù)據(jù)，來達(dá)到破解軟件的目的。主要有2種方式，第一種直接從內(nèi)存中得到注冊碼，第二種在內(nèi)存中模擬已注冊程序的運(yùn)行環(huán)境。

2.4補(bǔ)丁破解法和文件注冊法。補(bǔ)丁破解法是指用相關(guān)的補(bǔ)丁程序來修改軟件，以達(dá)到破解軟件的目的。此方法一般是破解軟件的驗(yàn)證注冊碼或時間，基本上都是修改原程序的判斷語句。比如程序試用期是一個月，就可以把這個修改掉，來達(dá)到無限使用的目的。文件注冊法就是把軟件的注冊內(nèi)容放到一個文件里，以方便自己或別人用它來注冊，主要有注冊表導(dǎo)人和注冊文件導(dǎo)人兩種方式。

3．建立虛擬計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。由于計算機(jī)硬件安裝與維護(hù)實(shí)踐中設(shè)備容易在操作中損耗，因此，虛擬的計算機(jī)硬件設(shè)備最大程度的解決了這些問題，虛擬的設(shè)備是不會有磨損和消耗的。做了錯誤操作，計算機(jī)會提示你這樣做的后果，也不會真實(shí)地?fù)p壞虛擬設(shè)備，這樣極大地方便了剛剛開始入門的硬件維修學(xué)生，他們再也不用擔(dān)心自己損壞硬件設(shè)備了，可以放開手腳地練習(xí)計算機(jī)硬件維修技術(shù)。當(dāng)然虛擬硬件設(shè)備同樣也會有一些維護(hù)問題。例如計算機(jī)病毒是可以損壞虛擬硬件的，但是只要做好備份和計算機(jī)軟件常規(guī)維護(hù)工作，這些可能的損壞變得很小。比起真實(shí)的硬件設(shè)備維護(hù)，資金消耗和工作量小得太多。從中我們不難看到虛擬技術(shù)的強(qiáng)大和明顯優(yōu)勢。因?yàn)樘摂M機(jī)是一款軟件，它可以在電腦上模擬出一個虛擬的計算機(jī)，但是學(xué)生卻可以像對一臺真正的計算機(jī)一樣來對它進(jìn)行各種操作。

4．采用全面的考核方法。在計算機(jī)組裝與維修實(shí)操課中，對于每個任務(wù)不是單憑終結(jié)成績就了事的。老師可以把每個任務(wù)按10分算，這10分包含：紀(jì)律、學(xué)習(xí)主動性、回答問題情況、衛(wèi)生、任務(wù)完成次序等。這樣做，學(xué)生不光注重任務(wù)的結(jié)果，還注意在整個實(shí)操過程中自己的一言一行、一舉一動。而且，在每次任務(wù)進(jìn)行過程中，老師可以在大屏幕上時不時地展示每個小組的本次任務(wù)得分情況，并根據(jù)學(xué)生的具體表現(xiàn)動態(tài)地變化這個得分表。通過這一舉措，相信學(xué)生在實(shí)操時幾乎看不見違反紀(jì)律的情況，給人的感覺是整個實(shí)操場地秩序井然。

總之，通過計算機(jī)輔助教學(xué)、運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)、建立虛擬實(shí)驗(yàn)室、全面考核這四方面的處理，我想計算機(jī)應(yīng)用教學(xué)無論從質(zhì)上還是從量上，將會有一個飛躍。我們能將計算機(jī)組裝與維修這門課程的教學(xué)提上一個臺階，也能讓學(xué)生在這些教學(xué)改革中學(xué)到有用的知識．鍛煉他們的實(shí)踐動手能力！

參考文獻(xiàn)：

[2]蔡澤光，廖喬其 計算機(jī)組裝與維修清華大學(xué)出版社2004

[4]如何在中職學(xué)校開展《計算機(jī)組裝與維修》專業(yè)課程的教學(xué) 百度2008

篇(4)

(1) 國務(wù)院學(xué)科評議組成員、國防科技大學(xué)校長溫熙森教授：

鄒逢興教授在各層次、各環(huán)節(jié)教學(xué)中堅持教書育人、為人師表、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)風(fēng)端正，學(xué)術(shù)造詣深，教學(xué)水平高，且有符合時代特點(diǎn)的教學(xué)思想和科學(xué)先進(jìn)的教學(xué)方法，教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果獲得學(xué)生和專家的高度評價。他主講的“計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”系列課程，改革和建設(shè)成果顯著，且自編有高質(zhì)量的全國、全軍統(tǒng)編教材、“九五”國家級重點(diǎn)教材和教育部“面向21世紀(jì)課程教材”，在全國同領(lǐng)域中有較大影響。他重視教師隊(duì)伍建設(shè)，自覺指導(dǎo)和幫助中青年教師不斷提高授課水平，對形成“一課多人，一人多課，后繼有人”的教師梯隊(duì)作出了重要貢獻(xiàn)。

(2) 中國工程院院士、知名計算機(jī)專家、國防科技大學(xué)副校長盧錫城教授對課程主體教材綜合評價：

該書取材合適、深度適宜，結(jié)構(gòu)上分微機(jī)部件、微機(jī)原理、微機(jī)接口和微機(jī)應(yīng)用四大模塊，每個模塊難易有別，循序漸進(jìn)，符合認(rèn)知規(guī)律。該書選材系統(tǒng)、實(shí)用，全部內(nèi)容基于80X86，能較好地反映國內(nèi)外該領(lǐng)域的科學(xué)研究和教學(xué)成果，完整地表達(dá)課程內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)選擇的重點(diǎn)是設(shè)計性和綜合性實(shí)驗(yàn)，突出原理提示，啟發(fā)思路，具體電路和程序由學(xué)生自己動手，體現(xiàn)了創(chuàng)新教育改革思想，有助于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作和創(chuàng)新能力。

(3) 國防科技大學(xué)本科教學(xué)督導(dǎo)專家組組長王興業(yè)教授：

“計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”是由國家級教學(xué)名師鄒逢興教授領(lǐng)銜開設(shè)的一門計算機(jī)基礎(chǔ)教育課。這門課從開設(shè)到現(xiàn)在已歷20余年，期間經(jīng)過多次教學(xué)改革的錘煉，精益求精，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果上均屬國內(nèi)上乘，校本科教學(xué)督導(dǎo)組本年度(2004年)作為優(yōu)秀課程建設(shè)質(zhì)量評價對象，重點(diǎn)跟蹤了課程組的教學(xué)情況，對其課堂教學(xué)質(zhì)量的評價如下：

一、本學(xué)期在第一線教學(xué)的教師共4人，都能做到備課認(rèn)真，對教學(xué)內(nèi)容非常熟練，在課堂上精神飽滿，講課有激情并能駕馭課堂。嚴(yán)格要求自己，嚴(yán)格課堂紀(jì)律，做到教書育人，為人師表。

二、由鄒逢興教授主編的教材，體系上有創(chuàng)新，內(nèi)容適度，取材合理，層次清晰，循序漸進(jìn)。課堂教學(xué)都能做到重點(diǎn)突出，條理分明，對課程中的難點(diǎn)解析透徹。

三、本課程采用了CAI課件教學(xué)，教學(xué)課件制作質(zhì)量高，形式上圖文并茂，兼有動畫，畫面顯示清晰；內(nèi)容上層次清楚，攜載了較大信息量。但教師并沒有被多媒體課件約束，能恰當(dāng)?shù)貙鍟投嗝襟w結(jié)合，做到了多種形式教學(xué)，教學(xué)互動，課堂氣氛活躍，充分調(diào)動了學(xué)員的主動性和積極性。

四、這門課授課的幾位教師，教學(xué)水平較高，尤其是鄒逢興教授，講課語言生動準(zhǔn)確，表達(dá)能力強(qiáng)，恰當(dāng)運(yùn)用案例教學(xué)，理論聯(lián)系實(shí)際，能在傳授知識的同時，注意培養(yǎng)學(xué)員的科學(xué)精神、學(xué)習(xí)方法和能力。

五、教學(xué)效果好，學(xué)員對這門課講授的滿意程度高。

(4) 第一屆國家級教學(xué)名師、西安交通大學(xué)馮博琴教授：

該課程及其負(fù)責(zé)人鄒逢興教授因其教學(xué)改革、課程建設(shè)成果和全軍、全國統(tǒng)編教材而在國內(nèi)同行中有很大影響，知名度很高。他帶領(lǐng)課程組全方位地開展課程改革和課程建設(shè)，形成了一流的教師隊(duì)伍、一流的教學(xué)內(nèi)容、一流的教材、一流的教學(xué)方法手段和一流的教學(xué)條件及管理水平，并最終體現(xiàn)在一流的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果上，不僅為課程組贏得了國家級教學(xué)成果獎和優(yōu)秀教材獎，也為自己贏得了第一屆國家級教學(xué)名師的榮譽(yù)。從鄒教授的網(wǎng)上教學(xué)視頻錄像看，他講課條理清晰、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、概念準(zhǔn)確、重點(diǎn)突出，語言精練流暢、詳略得當(dāng)，確有名師風(fēng)范。

(5) 全國高等學(xué)校計算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會副理事長、上海市教學(xué)名師、同濟(jì)大學(xué)龔沛曾教授：

對鄒逢興教授負(fù)責(zé)的“計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)”課程我早有所聞、早有所知。他發(fā)表了許多卓有見解的教研論文，出版了很多在國內(nèi)很有影響的教材著作，這些論文和教材著作充分體現(xiàn)了作者與時俱進(jìn)的教學(xué)思想、不斷創(chuàng)新教學(xué)的探索追求和課程組在課程內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法手段、考試考核方法、實(shí)踐性教學(xué)的改革和數(shù)字化教學(xué)環(huán)境的建設(shè)等方面所做的卓有成效的工作。他們的教學(xué)成果多次獲得軍隊(duì)級、國家級教學(xué)成果獎，教材多次獲得全國優(yōu)秀教材獎，鄒教授本人榮獲第一屆國家級教學(xué)名師獎，我認(rèn)為不是偶然的，而是長期課程改革、課程建設(shè)成果積累的結(jié)晶。從鄒教授應(yīng)邀在一些學(xué)術(shù)會上的報告發(fā)言和發(fā)表的論文、著作可以看出，他的學(xué)術(shù)造詣很深、表達(dá)能力很強(qiáng)、條理清晰、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、重點(diǎn)突出，可見他的課程教學(xué)效果是一流的。

2學(xué)生評價

部分學(xué)員(學(xué)員隊(duì))對鄒老師授課的評價摘錄

(1)三院2002級學(xué)員隊(duì)：

授課老師鄒逢興教授，上課語言風(fēng)趣幽默，總能在笑聲中啟發(fā)大家的思維，很多學(xué)員反映聽鄒教授的課是一種享受，讓人有種如沐春風(fēng)的感覺。在本課程開課之初的緒論課上，鄒教授就本課程的總體框架、教學(xué)目的等給學(xué)員作了生動而詳盡的說明，學(xué)員普遍反映，通過該次緒論課，對本課程有了一個整體的把握，也增強(qiáng)了學(xué)好本課程的信心。鄒教授備課認(rèn)真，上課時不僅把課本中的內(nèi)容講解得深入淺出，而且常常把課題前沿向大家介紹，使大家受益匪淺。教學(xué)方法上，鄒教授在總結(jié)以往授課經(jīng)驗(yàn)上，對教學(xué)方法和手段進(jìn)行了有益的嘗試，打破了過去“老師講，學(xué)生聽”的固定思路，經(jīng)常讓學(xué)生到講臺上講解，一方面激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；另一方面也活躍了課堂氣氛，在學(xué)員中取得了很好的效果。

(2) 合訓(xùn)旅2000級機(jī)械工程與自動化專業(yè)學(xué)員：

通過以上科學(xué)的教學(xué)模式，大家較好地掌握了這門課。有一點(diǎn)比較好的證明就是在這次畢業(yè)設(shè)計中，拿出老教材回顧幾天后，又能較好地運(yùn)用當(dāng)時所學(xué)的知識。我們對所學(xué)課程知識印象較深的原因是教員在教學(xué)過程中在各部分、各章節(jié)的學(xué)習(xí)中強(qiáng)調(diào)要做到原理、技術(shù)與應(yīng)用并重，理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的緣故。這門課給我們感受很深的兩點(diǎn)就是，與其他課程相比，它的上機(jī)實(shí)驗(yàn)課時占課程總課時的比例大和實(shí)驗(yàn)開設(shè)較早，在剛剛學(xué)習(xí)了匯編語言程序入門知識后就開始上機(jī)操作使學(xué)員較早投入到實(shí)踐中，提高對本課程的興趣。這門課本身的實(shí)踐性就很強(qiáng)，與教材配套的計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程就較好的把握了實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它分為微機(jī)部件、微機(jī)原理、微機(jī)接口和微機(jī)應(yīng)用四個部分。各個部分側(cè)重點(diǎn)有所不同，不同的類型、不同的難度適合于不同程度的學(xué)員，培養(yǎng)了綜合應(yīng)用微機(jī)原理和接口技術(shù)獨(dú)立設(shè)計、調(diào)試實(shí)際微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。”

(3) 合訓(xùn)旅2000級信息工程專業(yè)學(xué)員隊(duì)：

不得不講的是鄒逢興老師科學(xué)創(chuàng)新的教學(xué)方法，這特別體現(xiàn)在與課程配套的實(shí)驗(yàn)課上。鄒老師的實(shí)驗(yàn)課，不管是設(shè)計性為主，還是驗(yàn)證性程序，這些都需要實(shí)驗(yàn)者自己去設(shè)計，在設(shè)計的基礎(chǔ)上才動手做實(shí)驗(yàn)。而鄒老師的講授則重要是“實(shí)驗(yàn)原理提示”為主，著重啟發(fā)我們從實(shí)驗(yàn)任務(wù)及要求出發(fā)，從粗到細(xì)的逐步設(shè)計出硬件，軟件方案。每個實(shí)驗(yàn)都必須花心思去考慮、準(zhǔn)備、實(shí)現(xiàn)完成，同學(xué)們在學(xué)到知識的同時也獲得較大的成就感和自信心。課程結(jié)束后，大部分同學(xué)都具備了自己設(shè)計、實(shí)現(xiàn)簡單電子系統(tǒng)的能力，我隊(duì)多名同學(xué)后來在電子設(shè)計競賽、“挑戰(zhàn)杯”等比賽中獲得的優(yōu)異成績就是鄒老師優(yōu)秀教學(xué)效果的最好證明。

網(wǎng)上“教學(xué)評價”欄的學(xué)生評價摘錄

(1) 學(xué)號為200307022013的學(xué)員：

鄒老師可以說是科大名師的典范，能有幸在您的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)真是我的榮幸，您那鏗鏘有力的聲音，一絲不茍的作風(fēng)，處處都體現(xiàn)著軍人教師的風(fēng)范，佩服。

(2) 學(xué)員周晗：

鄒老師的課非常精彩，生動有趣而且充滿激情，與同學(xué)們的互動很好。通過上課學(xué)習(xí)，還有網(wǎng)絡(luò)課程提供的復(fù)習(xí)資料，使我對這門課的學(xué)習(xí)輕松了很多。

(3) 學(xué)號為200203009014的學(xué)員：

鄒教授的課內(nèi)容豐富，條理清楚，上課幽默，善于調(diào)動學(xué)員興趣和課堂氛圍，激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣。

(4) 學(xué)號為200203009033的學(xué)員：

在學(xué)習(xí)計算機(jī)硬件課程中，鄒逢興教授的悉心指導(dǎo)，一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神都給我以深刻教育。硬件課程理論與實(shí)踐相結(jié)合，使我對于各部分的認(rèn)識有了進(jìn)一步的理解。感謝老師們的悉心指導(dǎo)。

篇(5)

關(guān)鍵詞: 《計算機(jī)組成原理》 創(chuàng)新素質(zhì)教育 啟發(fā)式 實(shí)踐教學(xué)

1.引言

創(chuàng)新素質(zhì)教育在國外起步較早。德國柏林大學(xué)最早于19世紀(jì)初推出了“教學(xué)與科研相統(tǒng)一”的辦學(xué)原則;美國哈佛大學(xué)早在1945年發(fā)表的哈佛“紅皮書”――《自由社會中的一般教育》中提出了知識和能力協(xié)調(diào)發(fā)展的原則,把教育分成一般教育和專門教育,其中的專門教育即注重學(xué)生創(chuàng)新能力的訓(xùn)練;美國麻省理工學(xué)院致力于給學(xué)生打下牢固的科學(xué)、技術(shù)和人文知識基礎(chǔ),培養(yǎng)創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。20世紀(jì)70年代,美國教育界就明確提出了培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的人才的目標(biāo)。斯坦福大學(xué)在美國硅谷成功過程中發(fā)揮了巨大的作用,則更加證明了創(chuàng)新素質(zhì)教育對國家的發(fā)展極為重要。

我國在20世紀(jì)80年代中期開始倡導(dǎo)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,但對創(chuàng)造型人才培養(yǎng)這一問題的深入研究,卻是20世紀(jì)90年代以后。1999年10月,中國比較教育研究會第十屆學(xué)術(shù)年會在西南師大召開,大會的主題是“跨世紀(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的國際比較”,并在會后出版了年會的學(xué)術(shù)論文選《跨世紀(jì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的國際比較》。2006年7月,在上海舉行的第三屆中外大學(xué)校長論壇以“創(chuàng)新與服務(wù)”為主題,關(guān)于創(chuàng)新人才的研究再一次成為研究的熱點(diǎn)。

從目前計算機(jī)組成原理的教學(xué)情況來看,國內(nèi)外有較大的差異。國外的教學(xué)通常是通過以下幾種方式進(jìn)行的:1.給學(xué)生指派研究性課題。這種課題涉及文獻(xiàn)檢索,銷售產(chǎn)品的Web檢索,實(shí)驗(yàn)室的研究活動等。2.給學(xué)生指派仿真性課題。領(lǐng)悟處理器的內(nèi)部操作,學(xué)習(xí)和評價某些設(shè)計性能的最好方法之一就是仿真處理器的某些關(guān)鍵元器件,因此,這也是國外教學(xué)的主要方式之一。3.給學(xué)生指派閱讀、報告類題目,即要求學(xué)生閱讀并分析文獻(xiàn)中的論文。而國內(nèi)的教學(xué)基本上是以教師講授基本原理和學(xué)生做實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式進(jìn)行的。

在全社會提倡創(chuàng)新素質(zhì)教育的前提下,地方高校的《計算機(jī)組成原理》課程教學(xué)也應(yīng)有所改革。高校教師應(yīng)該把創(chuàng)新教育融入到《計算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)工作中,讓學(xué)生在每一次的學(xué)習(xí)過程中,都能夠欣賞到前人創(chuàng)新的經(jīng)歷與成果培養(yǎng)起他們創(chuàng)新的興趣和勇氣,初步領(lǐng)略到創(chuàng)新的思路和方法,使學(xué)生在畢業(yè)走出校門時,具備基本的創(chuàng)新素質(zhì),成為建設(shè)創(chuàng)新型國家的棟梁之才。

我通過對創(chuàng)新素質(zhì)教育下的計算機(jī)組成原理教學(xué)改革的研究,對《計算機(jī)組成原理》教學(xué)存在的一些問題進(jìn)行了分析和討論,并提出了一些改進(jìn)措施和方法,以促進(jìn)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的提高。學(xué)生通過感受到創(chuàng)新在推動技術(shù)進(jìn)步中的巨大作用,從而培養(yǎng)起的創(chuàng)新興趣與創(chuàng)新意識,初步掌握創(chuàng)新的能力與方法,可為將來在建設(shè)創(chuàng)新型國家的偉大事業(yè)中建功立業(yè)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)中存在的問題

2.1《計算機(jī)組成原理》是硬件系列課程中的核心課程,是計算機(jī)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,它需要以《匯編語言》、《模擬電路》、《數(shù)字邏輯電路》、《微機(jī)原理》等課程為基礎(chǔ),它又與《計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》、《操作系統(tǒng)》、《微機(jī)接口技術(shù)》、《單片機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用》等課程密切相關(guān),所以是一門難度較大的課程。由于先修課程知識不扎實(shí),硬件課程自身的特點(diǎn)決定了它跟其他計算機(jī)課程相比,既零碎又比較枯燥和抽象,容易讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒,而且隨著計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜和龐大而且高度集成化,學(xué)生對硬件課程認(rèn)識不足,普遍感到《計算機(jī)組成原理》這門課難學(xué)、難懂、概念抽象。

2.2授課方式和考核方式缺乏活力。盡管現(xiàn)在很多高校已經(jīng)采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,但是仍然缺乏師生互動,在考核方式上,仍然采用傳統(tǒng)的閉卷考試為主,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性不高。

2.3實(shí)踐教學(xué)相對較弱。很多高校“重軟輕硬”的觀念也影響到了學(xué)生的認(rèn)知水平,對硬件實(shí)驗(yàn)根本就不重視,而《計算機(jī)組成原理》更多涉及芯片的構(gòu)造、工作原理和應(yīng)用,很多知識只有通過實(shí)踐操作和驗(yàn)證,才能真正理解和掌握。

3.教學(xué)改革與探索

3.1教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革

針對《計算機(jī)組成原理》課程的特點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn),在授課中堅持以系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成為主線,以工程應(yīng)用為中心,自頂向下、由表及里,層層細(xì)化教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生一步步地由表層深入計算機(jī)內(nèi)核,從而有利于學(xué)生對計算機(jī)原理的理解,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好計算機(jī)組成原理的信心。改變傳統(tǒng)的教學(xué)計劃,對教學(xué)內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行大膽取舍,對于重點(diǎn)內(nèi)容要講深、講透,對于可講可不講的內(nèi)容要堅決舍棄,使學(xué)生對重點(diǎn)內(nèi)容學(xué)精、學(xué)通、學(xué)透,重視《計算機(jī)組成原理》先導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)。在教學(xué)中常會發(fā)生這樣的情況,例如講到運(yùn)算器,控制器中的部分邏輯電路時,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對譯碼器、時序邏輯電路等非常陌生,甚至根本就沒學(xué)過,因此不得不花大量時間給他們復(fù)習(xí),所以注意先導(dǎo)課程的知識與計算機(jī)組成原理內(nèi)容的相互滲透、融合和課程之間的銜接,避免內(nèi)容的重復(fù),將會大大提高學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣與信心。

3.2教學(xué)方式的改革與探索

采用啟發(fā)式教學(xué)。所謂啟發(fā)式教學(xué),是指在課堂上激發(fā)學(xué)生思考問題,然后引導(dǎo)學(xué)生提出問題,又引導(dǎo)學(xué)生去思考如何解決這個問題的教學(xué)方式。教師要注重方法,化難為易。在教學(xué)過程中,應(yīng)注意充分運(yùn)用“分析―綜合、具體―抽象”的邏輯方法,善于使用類比、比喻等方法來表達(dá)概念,對于重點(diǎn)、難點(diǎn)或比較抽象的概念,備課時要考慮在課堂上如何用顯見、易懂的事例或簡明的語言,使學(xué)生比較容易接受。

3.3充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段提高教學(xué)質(zhì)量

由于《計算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)內(nèi)容具有較強(qiáng)的抽象性和技術(shù)性,現(xiàn)有的傳統(tǒng)教學(xué)手段無法直觀、形象地描述計算機(jī)內(nèi)部組成的工作過程和原理,因此,充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段可在一定程度上提高教學(xué)效率。立體化課件形象直觀的演示和強(qiáng)大的交互功能,可以使學(xué)生寓教于樂,極大地改善課程中枯燥、抽象難懂部分的教學(xué)效果。另外,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)也是改進(jìn)教學(xué)的重要手段。教師利用Internet網(wǎng)絡(luò),在學(xué)校網(wǎng)站上教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教案、多媒體課件等輔導(dǎo)材料指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),并提供多層次的自測練習(xí)題,這樣學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況選擇相應(yīng)的層次進(jìn)行練習(xí)。這種方式改變了傳統(tǒng)的師生交流方式,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)互動,可提高教學(xué)效率,推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)的資源共享,形成豐富的教學(xué)模式,極大地提高教學(xué)質(zhì)量,并獲得良好的教學(xué)反饋。

3.4在實(shí)踐環(huán)節(jié)加強(qiáng)硬件動手能力

在學(xué)習(xí)基本原理的基礎(chǔ)上,如何結(jié)合計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,充分體現(xiàn)硬件技術(shù)的系統(tǒng)性和實(shí)踐性,是當(dāng)前所面臨的重要問題,也是真正提高計算機(jī)專業(yè)學(xué)生硬件設(shè)計能力所必須解決的問題。轉(zhuǎn)變觀念,把傳統(tǒng)的“閉合式”實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換成“開放式”實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在空余時間隨時可以進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)。教師除了讓學(xué)生自己動手完成各基本單元的連接并驗(yàn)證通過,如運(yùn)算器、存儲器、寄存器、總線、控制器、時序控制等單元實(shí)驗(yàn),而且可以安排課程設(shè)計、小型作業(yè)、畢業(yè)設(shè)計,以及各種社會實(shí)踐活動,以工程設(shè)計思想和方法來訓(xùn)練學(xué)生,最后在課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計階段軟硬件結(jié)合構(gòu)造出一個完整的模型機(jī)系統(tǒng),是實(shí)踐環(huán)節(jié)改革的最終目標(biāo)。

4.結(jié)語

我對《計算機(jī)組成原理》教學(xué)中存在的一些問題進(jìn)行了分析,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)方式、教學(xué)手段和實(shí)踐教學(xué)等方面采取了一些改進(jìn)措施和方法,提高了教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效率,培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新開發(fā)能力。但是,教學(xué)改革是一個逐步深化的長期過程,還需要教師立足于提高教學(xué)水平、教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)全面發(fā)展的新型人才的出發(fā)點(diǎn)上,不斷提高自身素質(zhì),不斷摸索,不斷創(chuàng)新。

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篇(6)

【 關(guān)鍵詞 】 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；計算機(jī)教學(xué)

1 引言

隨著現(xiàn)代的科技進(jìn)步，我們的教學(xué)手段從傳統(tǒng)的一支粉筆一塊黑板和三尺講臺組合的舊時代，走向了以各種高科技手段輔助教學(xué)的新時代，尤其是以計算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)為代表。在這樣的大環(huán)境下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)映入了我們的眼簾。未來的教學(xué)環(huán)境下我們將更多的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行我們的教學(xué)過程，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將是一種非常行之有效的教學(xué)輔助手段，將給我們的教學(xué)過程帶來劃時代的變革。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是伴隨多媒體技術(shù)發(fā)展起來的計算機(jī)新技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨率顯示技術(shù)，生成三維逼真的虛擬環(huán)境，用戶需要通過特殊的交互設(shè)備才能進(jìn)入虛擬環(huán)境中。這是一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，它融合了數(shù)字圖像處理、計算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)分支。虛擬現(xiàn)實(shí)的主要特征包括多感知性（Multi-Sensory）、浸沒感（Immersion）、交互性（Interactivity）、構(gòu)想性（Imagination）等。

作為一個教育者，我們都知道，人類在教育過程中，是一個知識、技術(shù)傳承的過程，也可以說是一種經(jīng)驗(yàn)的傳承過程。我們教育者迫切地需要一種工具，可以為受教育者直觀地展示他們所要學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)場景，讓他們設(shè)身處地地在這樣的場景下接受我們的經(jīng)驗(yàn)傳承，那樣應(yīng)該是事半功倍的。另外，在傳授經(jīng)驗(yàn)的過程中我們可以使用真實(shí)的工具，但我們的教育資源是有限的，如何得到更多的工具提供給受教育者，這也是我們教育者面臨的客觀難題。綜上所述，我們教育者在教學(xué)過程中遇到的諸多難題都可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來解決。

3 教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)是在計算機(jī)中構(gòu)造出一個形象逼真的模型。人與該模型可以進(jìn)行交互，并產(chǎn)生與真實(shí)世界中相同的反饋信息，使人們獲得和真實(shí)世界中一樣的感受。當(dāng)人們需要構(gòu)造當(dāng)前不存在的環(huán)境（合理虛擬現(xiàn)實(shí)）、人類不可能達(dá)到的環(huán)境（夸張?zhí)摂M現(xiàn)實(shí)）或構(gòu)造純粹虛構(gòu)的環(huán)境（虛幻虛擬現(xiàn)實(shí)）以取代需要耗資巨大的真實(shí)環(huán)境時，就可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。在虛擬教學(xué)方面，可以應(yīng)用教學(xué)模擬進(jìn)行演示、探索、游戲教學(xué)。利用簡易型虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)表現(xiàn)某些系統(tǒng)（自然的、物理的、社會的）的結(jié)構(gòu)和動態(tài)，為學(xué)生提供一種可供他們體驗(yàn)和觀測的環(huán)境。建立教學(xué)模擬的關(guān)鍵工作是創(chuàng)建被模擬對象（真實(shí)世界）的模型，然后用計算機(jī)描述此模型，通過運(yùn)算產(chǎn)生輸出。這些輸出能夠在一定程度上反映真實(shí)世界的行為。虛擬教學(xué)模擬是一種十分有價值的 CAI 模式。

現(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用還停留在比較淺的層次，譬如說多媒體課件的開發(fā)等，這些技術(shù)屬于桌面級的虛擬現(xiàn)實(shí)。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)利用個人計算機(jī)和低級工作站進(jìn)行仿真，計算機(jī)的屏幕用來作為用戶觀察虛擬境界的一個窗口，各種外部設(shè)備一般用來駕馭虛擬境界，并且有助于操縱在虛擬情景中的各種物體。這些外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、追蹤球、力矩球等。它要求參與者使用位置跟蹤器和另一個手控輸入設(shè)備，如鼠標(biāo)、追蹤球等，坐在監(jiān)視器前，通過計算機(jī)屏幕觀察360度范圍內(nèi)的虛擬境界，并操縱其中的物體，但這時參與者并沒有完全投入，因?yàn)樗匀粫艿街車F(xiàn)實(shí)環(huán)境的干擾。桌面級的虛擬現(xiàn)實(shí)最大特點(diǎn)是缺乏完全投入的功能，但是成本也相對低一些，比較適用于教學(xué)過程中采用多媒體教學(xué)課件或教學(xué)軟件的應(yīng)用。

4 實(shí)例說明

以一套計算機(jī)硬件設(shè)備的安裝、維修調(diào)試的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)為例。在設(shè)計過程中，通過三維建模軟件，真實(shí)還原計算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，然后運(yùn)用程序設(shè)計技術(shù)賦予每一個計算機(jī)硬件以相對應(yīng)的真實(shí)性能參數(shù)，這樣一套計算機(jī)硬件設(shè)備的安裝、維修調(diào)試的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就完成了。當(dāng)然這個系統(tǒng)設(shè)計過程隨著仿真程度越高也將越復(fù)雜，投入的各種資源也將越多。

使用者在使用系統(tǒng)的時候，將以第一人稱視角進(jìn)入場景中，整個場景為三維建模而成，操作者可圍繞一整的計算機(jī)進(jìn)行漫游。當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊某個計算機(jī)部件時，在鼠標(biāo)位置將顯示該部件名稱。鼠標(biāo)右鍵單擊該配件將彈出菜單選項(xiàng)，內(nèi)容包括提取部件，整機(jī)的其他部分將隱藏，單獨(dú)顯示該部件，使用者可通過鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)放大該部件，并利用動畫加解說的形式對標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)硬件安裝調(diào)試過程進(jìn)行演示，在演示的過程中應(yīng)可以進(jìn)行暫停、播放、快進(jìn)等操作。還可以事先為使用者預(yù)設(shè)多個計算機(jī)硬件故障，并規(guī)定檢修時間，使用者將以第一人稱視角進(jìn)入場景中，按照設(shè)置好的步驟對計算機(jī)硬件進(jìn)行檢查，模擬實(shí)際的計算機(jī)硬件檢修過程。當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊選中某個部件時，顯示該部件的名稱、方位信息，發(fā)現(xiàn)該部件存在故障時，可對故障進(jìn)行確認(rèn)，并在界面上顯示故障名稱及數(shù)量等。

當(dāng)然隨著未來科技的進(jìn)步，我們在教學(xué)過程中還可以實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中更高端的——投入的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。高級虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供完全投入的功能，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺。它利用頭盔式顯示器或其它設(shè)備，把參與者的視覺、聽覺和其它感覺封閉起來，并提供一個新的、虛擬的感覺空間，并利用位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、其它手控輸入設(shè)備、聲音等使得參與者產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中，并能全心投入和沉浸其中的感覺。這樣的技術(shù)，完全可以排除周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境的干擾，真正地做到身臨其近感覺，給受教育者完全“真實(shí)”地經(jīng)驗(yàn)感受。

5 結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)和理論分析、科學(xué)實(shí)驗(yàn)一起，成為人類探索客觀世界規(guī)律三大手段。我們教育者更應(yīng)該善于應(yīng)用這種先進(jìn)的輔助教學(xué)手段，使我們的知識、技術(shù)傳承過程更直接，使受教育者能夠更直觀的感受知識內(nèi)容，更好地完成學(xué)業(yè)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來的教育教學(xué)過程中必將占據(jù)越來越重要的位置，成為教學(xué)過程中不可或缺的重要元素。

參考文獻(xiàn)

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[2] 賀雪晨等編著.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用教程.清華大學(xué)出版社， 2012-6-1.

篇(7)

虛擬化技術(shù)VMware虛擬機(jī)一、引言

隨著我國高校教育規(guī)模的不斷擴(kuò)大，招生人數(shù)不斷地增長，但是各種教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)設(shè)備并沒有得到增加。由于高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的學(xué)生需要熟悉各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)備的操作能力，這就需要學(xué)校有足夠的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如何利用現(xiàn)有的設(shè)備資源完成更多教學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)校教學(xué)質(zhì)量，成為各高校當(dāng)前一個重要的研究課題，尤其是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的相關(guān)課程的教學(xué)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)需要完成各種網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)操作，需要的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備數(shù)量多且價格昂貴，因此大部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都不足，如何克服這種設(shè)備不足帶來的矛盾，成了學(xué)校管理者和老師們共同關(guān)心的課題。

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)教學(xué)過程中，學(xué)生需要完成互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、服務(wù)器技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)等核心課程的學(xué)習(xí)，這幾門課程的教學(xué)都有一個共同點(diǎn)，那就是實(shí)踐性特別強(qiáng)，并且需要用到較多的硬件設(shè)備，如路由器、交換機(jī)、電腦、尤其需要多臺電腦才能滿足實(shí)驗(yàn)要求。每做一次實(shí)驗(yàn)，有時需要幾臺電腦和幾種不同的操作系統(tǒng)環(huán)境，一般的機(jī)房難以滿足網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的需要，如果單獨(dú)建一個網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，價格高且利用率低。例如，在講服務(wù)器技術(shù)時候，可能需要學(xué)生學(xué)習(xí)在Windows Server2003和Linux兩種不同的操作系統(tǒng)環(huán)境下搭建Web、Ftp、DNS、DHCP、E-mail等服務(wù)器的實(shí)驗(yàn)。在現(xiàn)今的高等學(xué)校中，許多實(shí)驗(yàn)都采用公共多媒體機(jī)房來做。由于受維護(hù)和病毒等因素困擾，機(jī)房一般都加裝有還原卡，安裝和卸載軟件都是不允許的行為，并且機(jī)房里的電腦一般不可能同時安裝多個操作系統(tǒng)，因此，許多學(xué)校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐課程的實(shí)驗(yàn)得不到很好的開展，甚至一門課程難得做幾次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生都是通過教師的理論教學(xué)和多媒體課件來理解課程內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課程形同虛設(shè)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)際動手操作能力不斷下降，課堂教學(xué)效果受到很大的影響。

二、虛擬化相關(guān)概念

針對上面教學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的困難，如何去解決這個問題，采用虛擬化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以使這個問題很到很好解決。虛擬化是將計算機(jī)中的運(yùn)算、存儲、空間以及應(yīng)用程序等資源分離成個體，經(jīng)過合理調(diào)配讓資源的使用方式更具有效率。如今，隨著計算機(jī)硬件制造技術(shù)得到飛速的發(fā)展，現(xiàn)代的計算機(jī)系統(tǒng)都具有強(qiáng)大的運(yùn)算和處理能力，僅僅運(yùn)行單個操作系統(tǒng)和簡單應(yīng)用程序，對這些計算機(jī)系統(tǒng)來說大多數(shù)時間處于空閑狀態(tài)，計算機(jī)的運(yùn)算和處理能力沒有得到充分應(yīng)用。利用虛擬化技術(shù)，可以在在一臺物理計算機(jī)上運(yùn)行多個虛擬機(jī)，這些虛擬的計算機(jī)和真正的物理計算機(jī)一樣，具有真實(shí)的CPU、硬盤、內(nèi)存、BIOS和操作系統(tǒng)，使得計算機(jī)系統(tǒng)硬件資源得到充分利用，也解決了利用物理主機(jī)虛擬多臺計算機(jī)來進(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)連接和服務(wù)器實(shí)驗(yàn)，既節(jié)約了經(jīng)費(fèi)，也提高硬件資源的利用效率。

（一）虛擬機(jī)

虛擬機(jī)是指利用一臺計算機(jī)的物理資源可在多環(huán)境空間被共享。它是一種嚴(yán)密隔離的軟件容器，它的運(yùn)行過程類似真實(shí)物理計算機(jī)，虛擬機(jī)擁有自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，它是基于軟件實(shí)現(xiàn)自己的虛擬（包括CPU、內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)卡）不含任何硬件，完全由軟件組成。操作系統(tǒng)無法分辨虛擬機(jī)與物理機(jī)之間的差異，應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)中的其他計算機(jī)也無法分辨，甚至虛擬機(jī)本身也認(rèn)為自己是一臺“真正的”計算機(jī)。由于虛擬機(jī)完全由軟件組成，不包含任何硬件組件，因此，與物理硬件相比，虛擬機(jī)有許多獨(dú)特的優(yōu)勢。虛擬機(jī)具以下三個特性：

1.兼容性，指虛擬機(jī)與所有標(biāo)準(zhǔn)的x86 計算機(jī)都兼容；

2.隔離性，指虛擬機(jī)相互隔離，就像在物理上是獨(dú)立分開的一樣，各自有不同的系統(tǒng)和應(yīng)用軟件；

3.封裝性，指虛擬機(jī)將整個計算環(huán)境封裝起來，因此代替物理計算機(jī)做一些破壞性的實(shí)現(xiàn)，而對真實(shí)的物理計算機(jī)系統(tǒng)不會產(chǎn)生任何的影響。

（二）虛擬平臺

虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用于試驗(yàn)平臺有很多種途徑，最簡單就是安裝虛擬機(jī)軟件，從而在一臺計算機(jī)上部署若干臺互相獨(dú)立的計算機(jī)，這種方法被廣泛應(yīng)用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，平臺虛擬化表現(xiàn)為在一個給定的硬件平臺上宿主機(jī)創(chuàng)造一個模擬的計算機(jī)環(huán)境（虛擬機(jī)）提供給客戶。虛擬機(jī)軟件對于用戶應(yīng)用程序沒有限制，宿主機(jī)允許運(yùn)行真實(shí)的操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)就好像直接運(yùn)行在計算機(jī)硬件上。虛擬機(jī)對硬件資源的訪問被統(tǒng)一管理在一個比處理器和系統(tǒng)內(nèi)存更有限制性的層次上，客戶軟件經(jīng)常被限制訪問計算機(jī)周邊設(shè)備，或者被限制在較低的設(shè)備性能上，這取決于宿主機(jī)硬件訪問策略的設(shè)定。

三、虛擬化軟件VMware Workstation

（一）VMware Workstation簡介

VMware Workstation是VMware公司桌面級的虛擬化應(yīng)用軟件，教師使用 VMware Workstation為學(xué)生創(chuàng)建虛擬機(jī)，在其中包含課程所需的所有課件、應(yīng)用和工具。每堂課結(jié)束時，VMware Workstation 可以自動將虛擬機(jī)恢復(fù)到原始狀態(tài)，為下一批學(xué)生做好準(zhǔn)備。Workstation 還可以模擬整個虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其中包括客戶端、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫虛擬機(jī)，整個環(huán)境都在單臺物理機(jī)上。利用VMware Workstation無需重啟即可在同一臺計算機(jī)上同時運(yùn)行多個虛擬機(jī)，并且每個虛擬機(jī)都可選擇不同的多種操作系統(tǒng)（包括Linux、Windows XP Windows Server 2003），它不象物理計算機(jī)在同一時刻只能運(yùn)行一種操作系統(tǒng)，利用這種特性來搭建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺，既節(jié)省計算機(jī)硬件數(shù)量，也提高計算機(jī)硬件的利用效率，同時降低實(shí)驗(yàn)成本。利用VMware Workstation的“快照”功能，可以快速地把系統(tǒng)還原成初始狀態(tài)，這樣做完一次實(shí)驗(yàn)后，經(jīng)過簡單的還原又可以做下一個試驗(yàn)，使用“克隆”功能可以快速地建立多個虛擬機(jī)，保證實(shí)驗(yàn)正常開展，同時學(xué)生在虛擬機(jī)上做實(shí)驗(yàn)，對真實(shí)的物理設(shè)備不會產(chǎn)生任何影響，特別是一些本來對系統(tǒng)有損壞的實(shí)驗(yàn)，如系統(tǒng)的安裝、BIOSS的設(shè)置等。

（二）VMware構(gòu)建虛擬機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)

1.真實(shí)性，虛擬機(jī)就象真實(shí)物理設(shè)置一樣，具有物理設(shè)置所有的屬性，用戶覺察不到是虛擬機(jī)還是物理設(shè)備。

2.安全性，通過VMware軟件構(gòu)建的虛擬機(jī)與宿主機(jī)和其他虛擬之間相互隔離，虛擬網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)相互隔離，因此不會對外部網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)產(chǎn)生破壞。

3.多樣性，用戶可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和需求，靈活生成需要的虛擬網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)和虛擬機(jī)配置，不用擔(dān)心硬件設(shè)置不足。正因?yàn)樘摂M機(jī)有以上的這些特性，所以在現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常都應(yīng)用虛擬機(jī)來做相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，節(jié)省資金，提高設(shè)置的使用效率。

（三）VMware虛擬化網(wǎng)絡(luò)連接的實(shí)現(xiàn)

安裝VMware Workstation軟件后，VMware為虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接提供了以下三種連接方式：

1.Bridge（橋接）模式。虛擬機(jī)直接連接到外部網(wǎng)絡(luò)，在該模式下所有虛擬機(jī)都可以看成是一臺實(shí)際存在的物理機(jī)，每一個虛擬機(jī)都擁有獨(dú)立的IP地址，宿主機(jī)和虛擬機(jī)都是通過VMnet0作為虛擬交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)訪問其他物理主機(jī)和Internet。這種模式可以模擬Windows Server 2003和Linux環(huán)境下Web、Ftp、DHCP、DNS等各種需要靜態(tài)IP地址的服務(wù)器搭建。

2.NAT（地址轉(zhuǎn)換）模式：該模式下使用Vmnet8作為虛擬交換機(jī)，虛擬機(jī)使用已共享的主機(jī)IP地址，在這種模式下面由于虛擬機(jī)沒有靜態(tài)IP地址，通過DHCP服務(wù)器獲取動態(tài)IP，因此外網(wǎng)主機(jī)不能訪問虛擬機(jī)，但是虛擬機(jī)可以訪問宿主機(jī)和Internet。

3.Host-only（僅限主機(jī)）模式：連接虛擬機(jī)到一個私有網(wǎng)絡(luò)，這種模式下虛擬機(jī)和宿主機(jī)之間使用VMnet1作為虛擬交換機(jī)進(jìn)行相互訪問，但不能和外網(wǎng)主機(jī)以及Internet進(jìn)行相互訪問。這種模式可以模擬局域網(wǎng)中的環(huán)境，做一些以太網(wǎng)環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)，因此在實(shí)驗(yàn)中可以根據(jù)實(shí)際情況，靈活選用不同的連接模式來完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（四）VMware虛擬化網(wǎng)絡(luò)原理

虛擬網(wǎng)絡(luò)中的各組成元素和物理網(wǎng)絡(luò)中的組成相似，提供了虛擬交換機(jī)（VMnet0）、虛擬網(wǎng)卡、虛端口等。網(wǎng)卡設(shè)置和真實(shí)環(huán)境一樣具有MAC地址，可以設(shè)置IP地址和網(wǎng)關(guān)、DNS等，虛擬機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，通過常用的設(shè)備驅(qū)動程序或者VMware用于虛擬環(huán)境優(yōu)化的設(shè)備驅(qū)動程序與虛擬網(wǎng)卡進(jìn)行通信。在虛擬機(jī)外部，虛擬網(wǎng)卡擁有自己的MAC地址，并且根據(jù)需要可以安裝一張或多張?zhí)摂M網(wǎng)卡以滿足實(shí)驗(yàn)的需要。這些虛擬網(wǎng)卡與物理網(wǎng)卡一樣遵守標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議。不論哪種情況，虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中的通信與物理設(shè)備通信一樣。虛擬交換機(jī)的工作原理和二層物理交換機(jī)也一樣，每臺宿主機(jī)都有自己的虛擬交換機(jī)，虛擬交換機(jī)的一端與虛擬機(jī)連接，另一端與虛擬機(jī)所在宿主機(jī)物理網(wǎng)卡相連，虛擬機(jī)通過與虛擬交換機(jī)上的鏈路和物理網(wǎng)卡與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。虛擬網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示：

四、利用VMware搭建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺

實(shí)例分析：

通過以上分析，我們利用VMware workstation在Windows Server 2003和Red hat linux 9.0環(huán)境下搭建Web和Ftp服務(wù)器，其中有一臺Windows Server 2003虛擬機(jī)帶兩張網(wǎng)卡，模擬跨網(wǎng)段訪問服務(wù)，測試所建服務(wù)是否正確。實(shí)驗(yàn)拓樸圖如圖2所示：

需求分析：根據(jù)拓樸所示，本實(shí)驗(yàn)需要5臺電腦，其中四臺裝Windows Server2003，另一臺預(yù)裝Red Hat Linux9.0操作系統(tǒng)，交換機(jī)一臺，兩臺不同環(huán)境的服務(wù)器，2臺測試機(jī)，一臺作為路由器。如果采用虛擬機(jī)軟件來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果硬件配置比較好，則只需要一臺物理主機(jī)，從主機(jī)里裝四臺虛擬機(jī)，選擇Vmare橋接模式就可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證在不同環(huán)境下建立Web、Ftp服務(wù)器的操作能力，同時體驗(yàn)網(wǎng)段的概念，在雙網(wǎng)卡服務(wù)器路由沒打開時和打開以后，在宿主機(jī)上訪問服務(wù)器的的變化情況。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

1.首先安裝Vmware workstation（安裝步驟省略）；

2.安裝虛擬機(jī)，由于有四臺Windows Server 2003的虛擬機(jī)，只需要安裝其中一臺，其余三臺用選擇“虛擬機(jī)”-“管理”―“克隆”，快速克隆另外三臺虛擬機(jī)節(jié)省安裝時間。而Red Hat Linux需要重新安裝。

3.設(shè)置IP地址，并分別在Windows 2003和Red Hat Linux9.0服務(wù)器上創(chuàng)建Web服務(wù)器和Ftp服務(wù)器（創(chuàng)建過程許多書上網(wǎng)絡(luò)上都有，本文不再敘述）。

4.分別在ip地址192.168.1.4虛擬機(jī)和宿主機(jī)192.168.2.2上IE地址欄輸入http：//192.168.1.2、http：//192.168.1.3測試Web服務(wù)器是否正確。其中在宿主機(jī)上測試時需要打開雙網(wǎng)卡虛擬機(jī)的路由功能。

5.分別在ip地址192.168.1.4虛擬機(jī)和宿主機(jī)192.168.2.2上IE地址欄輸入Ftp：//192.168.1.2、Ftp：//192.168.1.3測試Ftp服務(wù)器是否確。

五、結(jié)束語

隨著計算機(jī)硬件處理能力的提高和虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的推廣應(yīng)用，一定程度上緩解了高校招生規(guī)模的擴(kuò)大而帶來的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問題，同時由于虛擬網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的特殊性，學(xué)生在做各種實(shí)驗(yàn)的時候提高了設(shè)置的安全性，減少實(shí)驗(yàn)過程中對設(shè)備的危害，減輕設(shè)備維護(hù)的難度，通過實(shí)驗(yàn)操作，增強(qiáng)學(xué)生解決問題的綜合素質(zhì)能力，通過虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以用它來組建各種局域網(wǎng)、對等網(wǎng)以及各種環(huán)境下服務(wù)器的搭建實(shí)驗(yàn)，還可以做一些服務(wù)器集群等對硬件要求較高的實(shí)驗(yàn)。因此，虛擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的使用，對高校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)起到積及的推動作用，對提高設(shè)備效率，節(jié)省設(shè)備購置資金具有現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：