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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇硬件技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：計算機 硬件維護 保養(yǎng)技術(shù)
中圖分類號：TP303 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00
我們現(xiàn)在正處于信息化與自動化時代，計算機也在各個領(lǐng)域發(fā)揮著不可忽視的作用，在這種背景下，計算機維護保養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究也逐漸引起了人們的重視，尤其是作為計算機核心組成的硬件，其維護保養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究對計算機的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。而相比于發(fā)達國家我國的計算機領(lǐng)域起步較晚，在技術(shù)應(yīng)用等方面還比較落后，因此，相關(guān)工作人員應(yīng)不斷加強專業(yè)知識與維修技術(shù)的學(xué)習(xí)，以及維護保養(yǎng)技術(shù)研究。從而進一步提升我國計算機事業(yè)的發(fā)展水平。
1計算機硬件維護
1.1基本原則
一方面，計算機的運行需要有良好的環(huán)境，若其工作環(huán)境含有大量灰塵，或者是比較潮濕，不僅會導(dǎo)致計算機使用壽命的縮短，也會在某種程度上對計算機電源的穩(wěn)定性造成一定影響，而其工作環(huán)境的灰塵較多，也很容易導(dǎo)致計算機各部件出現(xiàn)老化，以及設(shè)備接觸不良等故障。因此，計算機硬件維護的基本原則之一就是要保證環(huán)境的清潔。而為了避免計算機工作環(huán)境積累較多灰塵，進而對其硬件產(chǎn)生一定影響，用戶應(yīng)該將計算機盡量放置在防塵、防潮的環(huán)境內(nèi)，如果計算機長時間不使用，應(yīng)在一段時間內(nèi)持續(xù)開機2小時左右，同時還應(yīng)做好計算機所處環(huán)境的灰塵清潔，以此來保障計算機的正常運行。另一方面，應(yīng)從不同角度與環(huán)節(jié)來進行計算機故障的分析，如，計算機部件出現(xiàn)老化現(xiàn)象屬于計算機外部故障；電源與網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象屬于計算機軟件故障等。通過這樣的分析使計算機各個部件的故障都能得到科學(xué)合理的維護[1]。
1.2維護措施分析
一是，顯示屏。顯示屏外部雖然設(shè)有保護殼，但灰塵是無孔不入的，并對其顯示屏的顯示效果會產(chǎn)生很大的影響，同時也會對計算機用戶的視覺造成一定損害，因此，必須定期對顯示屏的灰塵進行清理。對此，可以在日常維護中給顯示器上帶一個防塵罩，或者是利用專業(yè)的清洗劑對其顯示器進行清理，這里需要注意的是嚴(yán)謹使用水和酒精，以及化學(xué)溶劑來清潔顯示屏[2]。
二是，計算機內(nèi)部CPU維護。CPU作為計算機正常運行的主要工具，很容易受到溫度的影響，如果其運行環(huán)境溫度過高，極易導(dǎo)致其計算機出現(xiàn)運行緩慢等現(xiàn)象，因此，在應(yīng)用過程中應(yīng)注重對CPU運行環(huán)境溫度的控制，最好是控制在70度左右，也可以采用一些性能較高的風(fēng)扇，進而實現(xiàn)降溫除塵的效果。
三是，計算機硬盤與內(nèi)存的維護。首先，計算機硬盤使其用戶存儲數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)備，其在計算機中發(fā)揮著不可替代的作用，但是由于其用戶操作過于頻繁，以及硬盤的告訴運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生強烈的震動，往往都會對其硬盤設(shè)備造成一定損害。因此，其計算機用戶應(yīng)不斷提高對其硬盤的維護意識，適當(dāng)減少計算機硬盤的適應(yīng)負荷，以及文件下載與讀寫等操作；其次，如果計算機處于長期未運行狀態(tài)，常常會出現(xiàn)無法啟動，以及黑屏等現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因很可能就是內(nèi)存出現(xiàn)了問題，在檢查過程中，首先應(yīng)對其內(nèi)存條接觸是否良好進行檢查，然后再對其內(nèi)存條與插槽進行清理，再將其內(nèi)存條重新插入，最后重啟電腦。因此，應(yīng)確保內(nèi)存條接觸的良好性，避免出現(xiàn)靜電與兼容性等現(xiàn)象[3]。
四是，鼠標(biāo)維護。作為計算機用戶操作電腦的基本設(shè)備，對于鼠標(biāo)的操作如果頻率過高，很容易導(dǎo)致其設(shè)備出現(xiàn)控制失靈，以及按鍵彈性消失等故障，而針對這些問題的處理，可以先將其設(shè)備拆開，之后再檢查和清潔其鼠標(biāo)內(nèi)部，以此來排除鼠標(biāo)故障。
五是，電源方面。計算機要想平穩(wěn)安全的運行，除了要注意上述各個方面維護外，還要為計算機提供穩(wěn)定可靠持續(xù)的供電保障，所以在日常維護中，一定要保障計算機使用的電源是有品質(zhì)保障的優(yōu)質(zhì)品牌，同時其電源插座也要確保牢固可靠，避免漏洞。
2計算機硬件保養(yǎng)技術(shù)分析
加強計算機技硬件的日常保養(yǎng)，對促進計算機性能的不斷增強有著重要作用。首先，在清潔計算機內(nèi)部灰塵方面，應(yīng)先將連接主機箱內(nèi)部的線拆除，并安全拔出機箱內(nèi)的主板、驅(qū)動器和音光盤等設(shè)備。對于辦卡接口的灰塵可以采用毛刷來進行清潔；而CPU風(fēng)扇，以及硬盤和光驅(qū)表面的灰塵則可以利用吹風(fēng)機來清除；其次，在將計算機各個部位的灰塵全部清除干凈后，再將其各個部件按拆除順序依次安裝上，在安裝完吉祥外殼后，還要運用專業(yè)的清潔劑來清理計算機顯示屏上的灰塵；最后啟動計算機，并對其各個部件是否正常運行進行詳細檢查。此外，作為計算機的主要操作者，在日常使用中，使用者在使用完計算機之后，應(yīng)采用防塵罩將計算機蓋住；而為了使計算機電源的使用壽命能夠得到不斷延長，在日常使用過程中，其用戶應(yīng)重視起計算機電源保護程序的設(shè)置，盡可能避免手機等電子設(shè)備靠近計算機，進而有效防止其相關(guān)設(shè)備對計算機的正常運行 產(chǎn)生干擾，此外，計算機使用者也應(yīng)該養(yǎng)成連良好的應(yīng)用習(xí)慣，如正確開、關(guān)計算機，以及避免長時間不開機，以及開機過于頻繁等行為都對延長其使用壽命有著積極作用。
3結(jié)語
總之，計算機在給各個領(lǐng)域發(fā)揮不可替代作用的同時，也給我們的日常生活帶來了翻天覆地的變化，學(xué)習(xí)工作質(zhì)量與效率也得到了進一步提升，但作為科技產(chǎn)品，由于計算機使用者的不規(guī)范操作，以及其各個部件的長期運行，在使用中難免會出現(xiàn)一些故障，而為了避免其各種故障的產(chǎn)生，就必須要給予科學(xué)有效的維護保養(yǎng)，并以此來延長計算機的使用年限。同時，還要不斷加強對硬件維護保研保養(yǎng)技術(shù)的研究，相關(guān)維護保養(yǎng)措施的實施也要到位，進而在不斷提升計算機硬件維護保養(yǎng)水平的同時，促進我國計算機事業(yè)的進一步發(fā)展。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]計算機硬件；維護；應(yīng)用
中圖分類號：TN83 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0059-01
1 電腦硬件的日常維護以及故障的判斷應(yīng)當(dāng)遵循的基本原則
（1）防塵和防潮在電腦主板的日常維護工作過程中比較重要，中央處理器、內(nèi)存條以及顯示卡等關(guān)鍵部件全部插在主機板上，假如上面有太多灰塵，容易使得主板和其它部件之間接觸不好，出現(xiàn)一些未知故障，給用戶的工作以及娛樂造成一定的麻煩；假如環(huán)境過于潮濕，主板極易變形而出現(xiàn)接觸不良等問題，就會影響用戶的正常使用。日常需要注意的事項：①電腦周圍的環(huán)境狀況：比如電腦的位置、電源、濕度與溫度等。②電腦體現(xiàn)的故障問題、顯示器所顯示出來的內(nèi)容和正常狀況下的相同與不同之處。③電腦內(nèi)外的物理狀況：比如粉塵、線路板以及零件、部件的形狀以及指示燈的顯示情況等。④電腦的軟件、硬件配置情況：比如所安裝的軟、硬件；系統(tǒng)資源的配置，軟件方面使用何種操作系統(tǒng)，硬件配置的驅(qū)動程序的哪種類型的版本。
（2）通過所觀察到的現(xiàn)象判斷產(chǎn)生故障的原因，判斷依據(jù)主要有：①元件、芯片方面的故障；②連線以及接插件等硬件故障；③部件產(chǎn)生的故障；④硬件兼容產(chǎn)生的故障；⑤跳線以及設(shè)置產(chǎn)生的故障；⑥電源產(chǎn)生的故障；⑦軟故障。在對故障進行分析的時候，盡可能利用自己的知識與經(jīng)驗加以判斷，不明之處，向有經(jīng)驗的相關(guān)人員請教。
2 電腦硬件故障排除的主要方法
（1）觀察法。具體的做法包括：對電腦硬件的環(huán)境、插座、插頭、用戶操作電腦的習(xí)慣等進行仔細觀察。
（2）最小系統(tǒng)法。電腦硬件最小的系統(tǒng)包括電源、主板和中央處理器。該系統(tǒng)并無信號線的連接，僅僅存在電源到主板的連接電源。在故障判斷的時候是通過聽聲音或主板故障診斷卡來對該核心部分是不是能夠正常運行進行判斷；電腦的軟件最小系統(tǒng)包括電源、主板、中央處理器、內(nèi)存條、顯示卡（或者顯示器）、硬盤以及鍵盤等。通過判斷確定系統(tǒng)是不是能夠正常的啟動以及運行。
（3）逐步添加法。該方法以最小系統(tǒng)為前提，每一次僅僅給系統(tǒng)添加一個設(shè)備或者軟件，來判斷故障現(xiàn)象是不是消失或者出現(xiàn)變化，從而判斷并且準(zhǔn)確定位故障產(chǎn)生的部位。
（4）隔離法。該方法是先將容易妨礙故障判斷的軟、硬件進行屏蔽。同時也是一種將相互沖突的軟、硬件隔離開從而判斷故障是不是出現(xiàn)變化的方法。
（5）替換法。該方法是通過好的部件去替換可能出現(xiàn)故障的部件，從而判斷故障是不是消失的方法。好的部件并無型號方面嚴(yán)格的要求。
（6）比較法。這種方法和替換法較為接近，也就是通過好的部件和懷疑存在故障的部件的外觀、配置以及運行現(xiàn)象等各個方面進行對比，也可以在兩臺電腦之間加以對比，從而判斷故障電腦在環(huán)境的設(shè)置、硬件的配置這幾個方面的區(qū)別，以便查明故障的準(zhǔn)確部位。
總而言之，排除電腦的故障最好是遵循：先排除外部設(shè)備然后排除主機，先電源然后部件，先簡后繁等原則。外設(shè)方面的故障比較容易查出并排除，首先應(yīng)當(dāng)依據(jù)系統(tǒng)的報錯信息對鼠標(biāo)、鍵盤以及顯示器等外部設(shè)備的基本工作狀況。假如不存在問題，就應(yīng)當(dāng)考慮主機方面存在的問題。
3 電腦硬件的日常維護與保養(yǎng)工作
（1）整機。電腦最好放在通風(fēng)狀況比較好、衛(wèi)生清潔較好的房間，以免灰塵與高溫對電腦產(chǎn)生不利影響。電腦如果長時間不用的話應(yīng)當(dāng)將電源切斷，但是需要定期開機運行，以免由于潮氣損壞電腦的零部件。
（2）電源。①確保所購置的電源質(zhì)量，并且定期對電源盒進行清潔。②電腦電源必須使用專用的插座。
（3）顯示器。對電腦的液晶顯示器定期進行清潔是十分重要的，但是不能用酒精進行擦拭，由于酒精對其涂層產(chǎn)生腐蝕作用，容易對電腦的液晶屏幕產(chǎn)生損傷。正確的做法是利用擦鏡頭的鏡頭紙，稍微沾上純凈水就可以進行擦拭了。
（4）主板。在電腦的機箱不開啟的情況下，通常不會接觸到主板，日常存在最多的問題是任意熱插拔電腦的零部件，容易對接口造成損壞，甚至?xí)沟眯酒蛘唠娐钒鍩龤А?/p>
（5）中央處理器。①目前主流的中央處理器的運行頻率速度非常快，超頻沒有必要。②中央處理器通常在75℃以下就能夠工作。③中央處理器的風(fēng)扇對保護CPU非常重要。風(fēng)扇的葉片上應(yīng)當(dāng)定期清除其灰塵并且給在其軸承上添加適量的油。
（6）內(nèi)存。①如果只安裝一根內(nèi)存條的時候，首選與CPU插座類似的內(nèi)存插座。②在對內(nèi)存進行升級的時候，宜選擇與原有內(nèi)存一致的，否則容易出現(xiàn)無法兼容的問題。安裝內(nèi)存條的時候動作必須規(guī)范。
（7）硬盤。電腦中的硬盤比較脆弱，使用不正確比較容易出現(xiàn)問題。尤其是電腦在運行的時候切忌搬動，因為震動對硬盤的傷害比較大。此外，硬盤是電腦中最關(guān)鍵的存儲介質(zhì)，大部分人容易忽視了對硬盤進行維護與保養(yǎng)，常常使得硬盤超負荷運行：下載容量很大的各種影視劇、游戲等、頻繁使用Windows的系統(tǒng)還原操作。一次性開啟過多（超過3個）的上傳或者下載的窗口。這些做法容易對電腦硬盤產(chǎn)生傷害。此外，在BT運行的時候，宜設(shè)置任務(wù)管理器將優(yōu)先權(quán)調(diào)整到低于標(biāo)準(zhǔn)值。
關(guān)鍵詞：計算機硬件 硬件維護 計算機技術(shù)
中圖分類號：TP307 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0090-02
隨著計算機信息技術(shù)的快速發(fā)展，計算機技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)涉及人們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€方面，但是隨著計算機應(yīng)用的不斷深入，計算機應(yīng)用中所凸顯的硬件問題也越來越多，加上許多用戶對于計算機硬件方面知識的了解比較匱乏，從而使得他們在硬件故障或者問題面前束手無策，這嚴(yán)重影響著計算機的應(yīng)用效果。因此，下面將從計算機維護的要求出發(fā)，積極探討新技術(shù)背景下計算機硬件維護的策略。
1 計算機硬件維護的要求
計算機硬件的維護對于計算機的應(yīng)用效果有著極大影響，但同時，計算機硬件維護必須遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。這對計算機應(yīng)用者來說，無疑是最基本的維護技能。
1.1 用戶必須不斷增進硬件維護常識
計算機技術(shù)并不是一成不變的，而是不斷發(fā)展的。新技術(shù)的出現(xiàn)勢必會產(chǎn)生計算機硬件設(shè)備性能的改變，這在一定程度上也促使了計算機硬件維護方法的改變。因此，用戶在計算機使用過程中，隨著計算機技術(shù)的不斷更新，其也需要不斷增進計算機硬件的維護常識和技能。比如在計算機各硬件設(shè)備出現(xiàn)一些故障時，用戶應(yīng)該形成一種維護常識。同時，用戶應(yīng)該對計算機的各硬件及應(yīng)用狀況等知識進行一定的了解，用戶應(yīng)該根據(jù)硬件設(shè)備的技術(shù)更新，而實時改進其維護方法和知識。
1.2 用戶應(yīng)該提供良好的運行環(huán)境
計算機硬件的維護都是在正常工作運行的情況下進行的，只有將計算機處于一個正常的良好的運行環(huán)境，計算機才有維護可言。反之，將計算機置于水中或者高溫、強濕度等環(huán)境下，這肯定對計算機硬件的壽命和使用效率產(chǎn)生極大的不利影響。所以，用戶在計算機應(yīng)用過程中，應(yīng)該為計算機硬件提供良好的運行環(huán)境。首先，應(yīng)該為計算機硬件創(chuàng)造一個適宜的溫度環(huán)境。將計算機盡量置于一個通風(fēng)、適溫、背光的環(huán)境下；其次，應(yīng)該將計算機置于特定的濕度之下，不能讓計算機及其硬件滲水，也不能太干燥，滲水或者濕度過高容易產(chǎn)生計算機硬件短路，太干燥容易產(chǎn)生靜電效應(yīng)，這些會對計算機的正常運行產(chǎn)生極大影響。
1.3 用戶應(yīng)該正確應(yīng)用計算機
計算機的應(yīng)用也是講究一定的應(yīng)用原則或者要求的，用戶在使用過程中也應(yīng)該采取正確的應(yīng)用措施。比如關(guān)機并不是直接拔掉電源即可，而是應(yīng)該在界面中進行關(guān)機，這樣將有效降低電腦電源的損耗。再如，計算機聲卡、網(wǎng)卡、顯卡等位置不能插錯，還有計算機應(yīng)該定期對風(fēng)機進行清塵，這樣將一定程度上提升計算機的壽命。所以用戶應(yīng)該養(yǎng)成良好的計算機使用習(xí)慣。
2 計算機硬件維護的措施
計算機硬件的維護，除了用戶具備一定的維護常識、為計算機提供良好的運行環(huán)境以及正確使用計算機外，其還需要一定的策略，只有采取以下幾個計算機硬件維護措施，才能確保計算機在新技術(shù)不斷發(fā)展的背景下運行良好，才能提升計算機的維護效率。
2.1 定期檢查，查找問題
在計算機應(yīng)用過程中，對計算機硬件應(yīng)該定期檢查，對各種可能出現(xiàn)的問題進行探尋，并及時進行處理。比如，對于計算機的鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器等的運行狀況進行定期不定期檢查，確保其運行狀況是否良好，若出現(xiàn)不好的狀況，用戶應(yīng)對問題進行處理和解決。同時，用戶在計算機使用過程中，對于新技術(shù)背景下的硬件兼容問題，應(yīng)該定期或不定期根據(jù)新技術(shù)對計算機及其硬件進行檢查。
2.2 優(yōu)化資源配置，提升應(yīng)用效率
在計算機應(yīng)用過程中，對于計算機各硬件中的資源往往通過計算機系統(tǒng)進行啟動，其中相關(guān)的配置也進行了生成，而這些資源在配置過程中，必須對其進行優(yōu)化配置，以提升計算機硬件的應(yīng)用效率。如在計算機菜單“開始”中可以打開“設(shè)備管理器”并對各硬件的系統(tǒng)資源進行科學(xué)的合理的正確的高效的配置。所以，用戶對于計算機硬件的維護，必須重視資源的優(yōu)化配置。應(yīng)該在菜單中對黃色驚嘆號進行定期檢查，并進行有效設(shè)置，只有這樣才能確保整個計算機硬件的正常運行，確保計算機的高效運轉(zhuǎn)。
2.3 針對不同硬件，采取不同的維護措施
計算機各硬件基本上都是獨立的，它們之間又彼此聯(lián)系，因此在對計算機進行整體維護的同時，也應(yīng)該針對不同的硬件采取特殊的獨立的維護措施。
第一，針對計算機主機。其維護應(yīng)該是計算機硬件維護的重要部分，其中的CPU可謂整個計算機的核心，其對計算機的運作具有巨大的推庸δ堋R虼耍主機的維護顯得格外重要。而對于主機的維護，首先，應(yīng)該對各部件進行系統(tǒng)而又獨立的維護。如顯卡的維護主要是確保計算機顯示的內(nèi)容和頁面清晰，如聲卡的維護主要是確保用戶接收和播放的聲音正常。總之，在計算機硬件的維護過程中，每一個硬件的維護既是獨立的，同時又是相互聯(lián)系的，一個硬件出了問題，將勢必會影響整個計算機的運行效果。其次，在計算機硬件維護中，應(yīng)該采取正確的操作措施，如開機和關(guān)機之間的時間差應(yīng)該大于2 min，如關(guān)機并不是將電源拔掉，而應(yīng)該采取正確的程序進行操作。
第二，針對顯示器。首先應(yīng)該保證整個顯示器的整潔；其次應(yīng)該確保顯示器跟計算機主機之間連線的聯(lián)結(jié)；再次應(yīng)該確保顯示器附近沒有一些強磁性物品，比如收音機、電視機、信用卡、銀行卡等，盡量讓顯示器跟強磁性物品保持一定的距離，以避免磁場的干擾；再者，顯示器的對比度跟亮度應(yīng)該設(shè)計到一個恰當(dāng)?shù)姆秶蛔詈螅@示器的分辨率不能頻繁改變，這樣將對顯示器產(chǎn)生巨大的損害。
第三，針對鍵盤、鼠標(biāo)等硬件。首先，鍵盤和鼠標(biāo)不能進水，不能置于潮濕的環(huán)境工作，這樣容易形成短路，從而降低它們的使用效率。其次，鍵盤按鍵過程中，盡量不要長按一個鍵不放，這樣可能造成鍵盤的損壞。再次，定期對鍵盤鼠標(biāo)進行清塵處理，防止鍵盤灰塵太多，從而影響鍵盤的使用效率。
第四，對光驅(qū)、音響、耳機、攝像頭等硬件，應(yīng)該定期對其效用進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時檢修。
3 結(jié)語
綜上所述，當(dāng)今計算機技術(shù)發(fā)展和廣泛應(yīng)用已經(jīng)對人們生活諸多方面都產(chǎn)生巨大影響，因此加深對計算機技術(shù)的相關(guān)了解是非常有必要的，相關(guān)硬件知識可以有效幫助用戶進行簡單的計算機故障處理及維護，保持計算機良好的使用性能及壽命。計算機技術(shù)的快速發(fā)展，勢必會引起計算機硬件維護策略的不斷更新，而針對計算機各硬件，彼此是聯(lián)系的整體，因此對于它們的維護，不但要單獨進行維護，同時還要注重彼此之間的聯(lián)系。所以，計算機硬件的維護對于計算機的應(yīng)用效果有著極大影響，但同時，計算機硬件維護必須遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在維護過程中，用戶必須不斷增進硬件維護常識，必須為計算機提供良好的運行環(huán)境，必須正確應(yīng)用計算機；同時還要定期檢查，查找問題；還要優(yōu)化資源配置，提升應(yīng)用效率；還要針對不同硬件，采取不同的維護措施。
參考文獻
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關(guān)鍵詞 學(xué)校;信息技術(shù);硬件環(huán)境;建設(shè);教學(xué)
中圖分類號TP31 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2010)26-0230-02
隨著信息技術(shù)的快速普及和應(yīng)用,信息技術(shù)作為現(xiàn)代化教學(xué)手段迅速進入了課堂,并深深影響和促進了教學(xué)改革,提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。信息技術(shù)硬件環(huán)境的建設(shè)是信息技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的基礎(chǔ),所謂的“硬件環(huán)境”,是一個相對的概念,學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境的建設(shè)指的是學(xué)校建立以校園網(wǎng)絡(luò)為核心內(nèi)容,以多媒體教室、語言實驗室、網(wǎng)絡(luò)教室、CAI、CAD等專業(yè)實驗室和各職能辦公室為終端的,主要服務(wù)于教育教學(xué)、科研、管理的系統(tǒng)所需要的設(shè)備設(shè)施的購置、整合、啟用、管理的過程。
1 學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境的建設(shè)必要性
現(xiàn)代信息技術(shù)提供的全新的、交互式的、以個別學(xué)習(xí)為主的自主學(xué)習(xí)方式,已成為教師和學(xué)生的迫切要求。存儲、傳遞和正確利用信息,已是師生的一項必備技能。
但是,這些教學(xué)信息如何獲得?教學(xué)軟件如何運行?這就需要一定的設(shè)備設(shè)施作技術(shù)支撐。這種設(shè)備設(shè)施就是所謂的信息技術(shù)硬件。良好的硬件環(huán)境是教學(xué)、實踐活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,在學(xué)校建立信息技術(shù)硬件環(huán)境對學(xué)校教育的改革和發(fā)展是十分有必要和有意義的。
2 學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的現(xiàn)狀與存在的問題
學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)是一項系統(tǒng)工程,不能一蹴而就,盲目建設(shè)。需要認真分析和研究學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的現(xiàn)狀和存在的問題。避免盲目投資建設(shè),以免造成脫離單位實際需求的工程。目前這種現(xiàn)狀產(chǎn)生的原因:一是經(jīng)費不足,導(dǎo)致硬件環(huán)境建設(shè)水平不高;二是學(xué)校管理部門對信息技術(shù)硬件環(huán)境的建設(shè)不夠重視;三是使用效益不高,嚴(yán)重影響了信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的速度;四是學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)人員信息素養(yǎng)不夠高。
3 學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的策略
3.1 解決對學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的認識
當(dāng)前,現(xiàn)行的教育評估涉及利用現(xiàn)代教育技術(shù)進行教育教學(xué)實踐的內(nèi)容較少,評估標(biāo)準(zhǔn)和評價體系還不完善。因此,領(lǐng)導(dǎo)對此應(yīng)有足夠的重視程度,由此,會涉及到學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的投資力度,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用能力,也會涉及到學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的管理體制及管理水平;其次是教師對學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的態(tài)度,存在著為了使用信息技術(shù)而使用信息技術(shù)。這影響著正確的建設(shè)規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)。再就是學(xué)生對學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的認識,應(yīng)充分考慮學(xué)生的觀點,可有助于硬件環(huán)境的功能取舍和硬件設(shè)施的正確分布。
3.2 學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的指導(dǎo)思想及原則
3.2.1 目的性原則
將目的性原則放在首位,目的很明確,就是從學(xué)校的實際出發(fā),通過建立學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境,充分利用信息技術(shù)手段,培養(yǎng)優(yōu)秀的高素質(zhì)人才。
3.2.2 主體性原則
主體性原則體現(xiàn)的是以人為本的現(xiàn)代教育思想,即“以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)”。學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境的建設(shè),要充分考慮廣大師生的需求,以師生的需求為建設(shè)的取舍。
3.2.3 效益性原則
效益性原則主要體現(xiàn)在提高課堂教學(xué)質(zhì)量,擴大教學(xué)效果和減少教育教學(xué)所消耗的時間和精力3個方面。
3.2.4 創(chuàng)造性原則
創(chuàng)造性原則是在現(xiàn)代教育思想的指導(dǎo)下,充分發(fā)揮建設(shè)者的潛能和想象力,利于實際,多角度、全方位的思考問題,創(chuàng)造性地開展工作。
3.2.5 反饋性原則
根據(jù)控制論原理,對階段性的建設(shè)要及時反饋,并作為以后建設(shè)決策的一種信息,不斷完善建設(shè)方案,實現(xiàn)硬件環(huán)境經(jīng)最優(yōu)化。
3.3 學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的實施過程
首先是方案的制定。方案就是把信息技術(shù)硬件環(huán)境所需的設(shè)備設(shè)施,以科學(xué)和發(fā)展的理念,統(tǒng)籌考慮,從本單位實際出發(fā),認真分析研究而制定的可行性建設(shè)報告。
方案是建設(shè)的藍圖。方案要依據(jù)現(xiàn)代教育技術(shù)有關(guān)理論,根據(jù)學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的現(xiàn)狀與存在的問題、建設(shè)的目的、建設(shè)的指導(dǎo)思想及原則,“整體規(guī)劃分布實施 ”的思路,經(jīng)討論修訂。方案制定的程序要經(jīng)過“初稿――修訂――基本方案――論證――最后方案”的過程。方案要突出重點,體現(xiàn)全面、可行。
方案應(yīng)體現(xiàn)設(shè)備設(shè)施整體安全性、可靠性、實用性、經(jīng)濟性、可擴展性,方便設(shè)備的管理和維護。
方案確定之后,要按照政策法規(guī),實施政府設(shè)備采購、設(shè)備到位后,要嚴(yán)格按照招標(biāo)文件進行清點驗收。待驗收合格后,方可進行現(xiàn)場施工。施工過程中要嚴(yán)格進行工程質(zhì)量、進度的監(jiān)督檢查。施工完畢后,要進行設(shè)備設(shè)施的試運行。
4 學(xué)校信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)的所需要的幾個必要條件
4.1 管理體制的建設(shè)
4.1.1 建立一支隊伍
根據(jù)本單位的工作職能和本部門人員的整體素質(zhì),建立起一支具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神,具有較高的為教育教學(xué)主動服務(wù)的意識,具有豐富的專業(yè)理論知識,又具有較強的設(shè)備操作水平和技術(shù)實踐能力,知識結(jié)構(gòu)合理,人員數(shù)量足夠,人員之間關(guān)系和諧,懂建設(shè)會管理且高效的專業(yè)信息技術(shù)管理人員隊伍。
4.1.2 制定一套制度
“無規(guī)矩不成方圓”實現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)需要一整套行之有效的管理制度作保障。對建設(shè)要定人定崗定責(zé),使全體人員恪盡職守,各負其責(zé)。做到有章可循,有法可依,管理到位。積極做好階段性工作計劃、評比、總結(jié)、考核,改正不足,發(fā)揚成績。使大家在有序的工作環(huán)境下積極按照制度辦事,使建設(shè)科學(xué)化、規(guī)范化、程序化。
4.1.3 構(gòu)建一套體系
要解決好建設(shè)工作中的矛盾和問題,從領(lǐng)導(dǎo)至教師學(xué)生積極參與支持,必須建構(gòu)一套完整的和諧的管理體系,才能不斷提高建設(shè)質(zhì)量和效率。
4.2資源庫的建設(shè)
資源庫是由多媒體素材庫、VOD視頻點播系統(tǒng)、教學(xué)案例庫和試題庫組成。資源庫的建設(shè)要本著節(jié)約、實用的特點。教師和學(xué)生是教學(xué)活動的參與者,他們的經(jīng)驗更貼近于資源庫使用者的需求,教師群體和學(xué)生群體是取之不盡、用之不竭的教學(xué)資源的源泉。在校園網(wǎng)教學(xué)資源的建設(shè)中,不應(yīng)該僅將目光集中于圖片、文字、動畫、課件等現(xiàn)成的素材上,而忽視教學(xué)活動中最重要的具有互動關(guān)系的教師和學(xué)生以及他們所進行的教學(xué)活動和教學(xué)過程的資源。
5 結(jié)論
學(xué)校信息技術(shù)環(huán)境建設(shè),是使學(xué)校的教育教學(xué)、科研、管理走向現(xiàn)代化的重要措施和保證,是學(xué)校一項復(fù)雜而且持續(xù)時間很長的大型建設(shè)綜合工程。學(xué)校信息技術(shù)環(huán)境建設(shè)的優(yōu)劣,將直接影響到教學(xué)活動的順利進行和課程優(yōu)化。因此,學(xué)校的各級管理者和廣大師生要重視并積極參與信息技術(shù)硬件環(huán)境建設(shè)。學(xué)校應(yīng)從信息技術(shù)環(huán)境中走向未來,這也是學(xué)校必須確立的科學(xué)發(fā)展觀。
參考文獻
[1]高玉鵬.現(xiàn)代教育技術(shù)在學(xué)校應(yīng)用的現(xiàn)狀與對策研究, 2004,12.
關(guān)鍵詞：硬件組裝；維護技術(shù)；系統(tǒng)安裝
中圖分類號：TP307
1 計算機硬件的組裝
1.1 計算機的組成。計算機是由硬件和軟件兩大部分組成，下圖1是計算機硬件中常見的部件。
圖1 計算機硬件組成
1.2 計算機硬件的組裝過程。第一步：要先打開主機箱的蓋。將主板固定在機箱里并擰緊螺絲；第二步：電源的安裝，機箱電源通常是安裝在機箱內(nèi)左上方并固定好四顆螺絲，需要注意電源的風(fēng)扇是朝機箱外面的，其好處就是起到散熱的作用，否則無法正常安裝；第三步：CPU安裝：CPU是主板上的核心部件，由于CPU的針腳較細，容易插壞，所以一定要細心，對位入座。CPU發(fā)熱量較大，為了增加散熱功能，建議在CPU背面與小風(fēng)扇間涂上散熱的硅膠，然后再固定風(fēng)扇上的四顆螺絲或者掛鉤。另外還需要將風(fēng)扇電源線接入主板對應(yīng)的接口上；第四步：內(nèi)存安裝，將內(nèi)存安裝在主板的插槽上，插槽兩邊各有一個扣，扣住內(nèi)存條。需要注意內(nèi)存缺口要與插槽對應(yīng)，然后再垂直壓下內(nèi)存即可；第五步：硬盤安裝，硬盤需要用四顆螺絲擰緊到機箱前面中間的位置。同時需要將硬盤數(shù)據(jù)線和電源線分別接主板和機箱電源，以此實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲及讀取功能；第六步：顯卡安裝，找到主板上顯卡插槽位置，將顯卡對準(zhǔn)主板插槽上接口往下壓，并用螺絲擰緊在機箱上（說明：有些主板是集成顯卡、網(wǎng)卡和聲卡，不需我們手工安裝）；第七步：控制線的連接，首先要確定機箱面板上的指示燈以及開關(guān)機、重啟按鈕與主板之間的接口連接位置（有對應(yīng)的英文文字），需要注意區(qū)分好正負極之間的連接。接線英文的說明：HDD LED是指硬盤燈、PWR SW是指機箱外開關(guān)機的電源線、Reset是指重啟電腦、Speaker是指主板喇叭線、Keylock是指鍵盤鎖的接口線以及PowerLED是指板電源燈的接線；第八步：上面的工作完成之后，需要完成機箱外部設(shè)備的安裝，外設(shè)包括：鼠標(biāo)、鍵盤、音箱、光驅(qū)（如果需要通過光盤安裝操作系統(tǒng)的，一定需要裝上光盤驅(qū)動器）以及顯示器等接線；第九步：確保前面的工作準(zhǔn)確無誤后再接通電源，觀察計算機屏幕顯示情況，然后再安裝操作系統(tǒng)。
2 計算機操作系統(tǒng)的安裝
計算機操作系統(tǒng)安裝前的基本設(shè)置。首先需要啟動計算機，按DEL鍵進入到主板BIOS進行參數(shù)的設(shè)置。其次是從BIOS主菜單中找到Advanced BIOS Features 選項，按回車進入子菜單項。再次是在子菜單項中選擇First Boot Device 選項，然后通過鍵盤上的上下方向鍵來設(shè)置為USB-CDROM或者USB-HDD（U盤啟動），這樣就把系統(tǒng)設(shè)置為光盤驅(qū)動（或者U盤）啟動了。最后，按F10鍵保存設(shè)置并退出BIOS界面。
2.1 標(biāo)準(zhǔn)安裝法。第一步，將市面上購買的Win8系統(tǒng)盤放入光驅(qū)，或者網(wǎng)上下載Win8系統(tǒng)存入U盤中并接U盤接口（細節(jié)略）；第二步，通過BIOS自動引導(dǎo)光盤（U盤）啟動；第三步，此時我們會見到屏幕上的提示：“press aany key to boot from CD or DVD...”看到這個提示時按任意鍵就可以進行win8的安裝了；第四步：在安裝界面的language to install項中選擇English，其它兩個選都選Chinese，點Next按鈕，然后點擊Install Now就可以正式安裝Win8系統(tǒng)了，最后等待安裝完成（細節(jié)略）。
2.2 快速ghost安裝法。由于標(biāo)準(zhǔn)安裝win8所花時間較長且麻煩。因此，我們可以通過Ghost來進行快速安裝操作系統(tǒng)。有了ghost軟件就變得十分方便，只需十多分鐘就能夠把Win8系統(tǒng)安裝完成，下面說一說ghost安裝Win8系統(tǒng)的詳細步驟：
到市面上購買ghost克隆軟件光盤（里面包含有g(shù)host.exe文件及ISO系統(tǒng)鏡像文件等），或者到網(wǎng)上下載ghost..exe和系統(tǒng)鏡像文件到U盤。
第一步：開機后運行g(shù)host程序，選擇恢復(fù)系統(tǒng)，進入ghost；第二步：菜單操作順序是：local->partition->from image；第三步：在Ghost新窗口的下拉列表中，選擇之前已準(zhǔn)備好Win8的gho文件所在路徑；第四步：選擇好后Wind8的ghost文件后，雙擊open按鈕，并依次點擊OK即可；第五步：此時會出現(xiàn)將系統(tǒng)安裝到哪一個盤的選項，選C盤即可（通常系統(tǒng)是安裝在C盤）；第六步：按順序點擊確定就可以快速安裝Win8系統(tǒng)了。
3 安裝硬件驅(qū)動程序
系統(tǒng)安裝完畢后需要在安裝硬件驅(qū)動程序，主板，聲卡，顯卡，網(wǎng)卡等等。安裝硬件驅(qū)動程序也有兩種方法：第一種是最原始的方法一個一個驅(qū)動程序進行手工化安裝，首先需要從主板光盤中找到主板驅(qū)動、聲卡驅(qū)動、網(wǎng)卡驅(qū)動、顯卡驅(qū)動。如果主板光盤中無法找到相匹配的驅(qū)動時，則需要到網(wǎng)上下載，相對來說復(fù)雜一點；第二種方法：自動安裝法，即是借助于第三方驅(qū)動安裝軟件進行驅(qū)動程序的自動安裝。常用的驅(qū)動安裝軟件有：驅(qū)動精靈、360驅(qū)動大師等。使用這些驅(qū)動軟件可以自動識別主機驅(qū)動程序，然后直接到網(wǎng)上下載相匹配的驅(qū)動并自動安裝。
4 計算機硬件維護技術(shù)要領(lǐng)
下面筆者總結(jié)了一些常見計算機硬件維護技術(shù)以供大家參考。
4.1 電腦的日常工作環(huán)境。通常電腦是工作在20～25℃之間的環(huán)境下；需要做好防靜電的工作，另外電壓不穩(wěn)定會容易造成對電腦電路以及部件造成不良的損害；盡量防止機箱的震動以及外部的噪音，因為震動與噪音有可能會對電腦中的某一些部件造成損壞。
4.2 維護計算機時不要急著拆開機箱，首先需要認真觀察計算機四圍設(shè)備情況，例如：計算機的外設(shè)、連接線、電源、溫度以及濕度等。其次是計算機機箱的內(nèi)外面是否有過多的灰塵、電路板與元器件顏色是否有變化，如鼓起則需要拿去維修店維修。指示燈的顯示是否正常等。最后分析計算機的軟硬件配置是否正確，如不兼容的需要更換配件，系統(tǒng)資源的使用是否過多等；現(xiàn)安裝了哪個版本的操作系統(tǒng)，已安裝的軟件是否有沖突；硬件驅(qū)動程序版本是否為最新的等。
4.3 按照觀察到的實際情況來判斷故障產(chǎn)生的具體原因，首先我們需要想到是一些什么故障，怎么樣會產(chǎn)生如此的故障？我們該怎么樣去處理呢。其次是，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)較發(fā)達，將發(fā)現(xiàn)的故障現(xiàn)象，到互聯(lián)網(wǎng)上查找，這樣可以快速解決故障，節(jié)省成本。另外一定需要堅持“先軟后硬”的故障排除原則，即查找在整機維護判斷過程中，我們需要先判斷是否是屬于軟件的故障，如果可以正常開機時，那么可以考慮重新安裝操作系統(tǒng)，假設(shè)故障無法從軟件中排除掉，那么只好從硬件方面進行認真檢查。
4.4 計算機環(huán)境維護即是電源接地是否屬于正常，工作電壓是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，我們需要對計算機工作室環(huán)境的溫度和濕度進行控制以及做好日常清潔工作等。灰塵是計算機的最大殺手，通常計算機的硬件故障大都是由于機器內(nèi)部的灰塵過多而引起的。因此，我們需要在日常生活中多做好計算機內(nèi)外部的清潔工作。
參考文獻：
[1]高爭.淺談計算機的組裝與維護[J].商情，2011（05）.
[2]付長城.淺談計算機維修思路與障礙診斷方法[J].科教文匯，2008（04）.
關(guān)鍵字：虛擬實務(wù)系統(tǒng)；Flex技術(shù)；設(shè)備仿真
中圖分類號：V227 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.07.032
本文著錄格式：[1]賈妙珍，張文輝，王輝，等. 基于FLEX技術(shù)的硬件設(shè)備仿真方法研究[J].軟件，2013，34（7）：92-94
0 前言
員工培訓(xùn)是企業(yè)風(fēng)險小，收益大的戰(zhàn)略性投資，因此現(xiàn)代企業(yè)培訓(xùn)對于企業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。隨著高新技術(shù)行業(yè)發(fā)展的日新月異，設(shè)備更新?lián)Q代頻繁，整個社會對企業(yè)員工培訓(xùn)提出了更高的要求。與此同時，由于多媒體技術(shù)、虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展，通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的虛擬實驗平臺已經(jīng)投入使用，我國也早已開展了這方面的研究工作，并實現(xiàn)了實驗性質(zhì)的教學(xué)單元。清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校分別建立了電子教室，其中有少數(shù)電子教室提供了有限的虛擬實驗功能。[1]
虛擬培訓(xùn)的實現(xiàn)為企業(yè)員工的培訓(xùn)提供了新的可能，不僅能有效緩解企業(yè)在培訓(xùn)經(jīng)費等方面面臨的困難和壓力而且可以突破傳統(tǒng)培訓(xùn)的各種限制，讓學(xué)員安全、自由地在網(wǎng)上進入虛擬實訓(xùn)室，反復(fù)完成各種操作培訓(xùn)，極大提高培訓(xùn)教學(xué)效率和質(zhì)量。但是由于其開發(fā)的過程較長，工作量較大且更新速度緩慢等，導(dǎo)致虛擬培訓(xùn)在現(xiàn)實中的應(yīng)用并不廣泛，而且并未起到其應(yīng)有的作用。
為解決這一問題，使虛擬培訓(xùn)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，本文以筆者參與研究的本校科研項目“虛擬實務(wù)培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)研究”為例，重點闡述設(shè)備仿真操作系統(tǒng)如何快速生成虛擬培訓(xùn)課程及其前端硬件仿真的開發(fā)過程、效果及今后的發(fā)展。
1設(shè)備仿真操作系統(tǒng)的設(shè)計思想及技術(shù)選擇
1.1設(shè)備仿真操作系統(tǒng)的設(shè)計思想
現(xiàn)有的種種虛擬實驗類軟件或遠程培訓(xùn)課程，每新增一門課程或者新增一個實驗內(nèi)容都必須新建一個完整的工程從頭做起，導(dǎo)致工作量過大，更新速度緩慢。為解決這一問題，經(jīng)課題組研究討論，決定摒棄設(shè)備運轉(zhuǎn)時的內(nèi)部邏輯，只關(guān)注其外部表現(xiàn)。同時根據(jù)有限狀態(tài)自動機理論，將設(shè)備每一個穩(wěn)定的外部表現(xiàn)定義為不同狀態(tài)。
一個有限狀態(tài)機是一個設(shè)備，或者一個設(shè)備模型，具有有限數(shù)量的狀態(tài)，它可以在任何給定的事件根據(jù)輸入進行操作，使得設(shè)備從一個狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到另一個狀態(tài)，或者是促使一個輸出或者一種行為的發(fā)生。一個有限狀態(tài)機在任何瞬間只能處在一種狀態(tài)，因此，將設(shè)備的外部表現(xiàn)分解為易于處理的狀態(tài)，在每個狀態(tài)下，所有允許的輸入為該狀態(tài)的輸入集，該輸入集中的每一個輸入都對應(yīng)設(shè)備的一組反饋（輸出），以及下一個狀態(tài)。在設(shè)備仿真操作系統(tǒng)中，通過對每個設(shè)備操作實驗抽象化為狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的形式，可以簡化實驗的邏輯關(guān)系，減少開發(fā)所需的工作時間，一旦有新的設(shè)備投入使用就可以在短時間內(nèi)完成對其虛擬環(huán)境的映射。
1.2設(shè)備仿真操作系統(tǒng)的技術(shù)選擇
在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，有許多編程語言及開發(fā)工具供我們選擇。實際上，開發(fā)人員使用任何類似記事本的工具都可以創(chuàng)建應(yīng)用程序，但是“工欲善其事，必先利其器”。為了能在不損壞系統(tǒng)功能的前提下最大程度的提高系統(tǒng)的開發(fā)速度，縮短開發(fā)周期，選擇合適的開發(fā)技術(shù)就顯得尤為重要。經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)FLEX技術(shù)能很好的滿足這些要求。
1.2.1 FLEX技術(shù)簡介
Flex通常是指Adobe Flex，最初是由Macromedia公司在2004年3月的，基于其專有的 Macromedia Flash平臺，它涵蓋了支持富客戶端技術(shù)RIA（Rich Internet Applications）開發(fā)和部署的一系列技術(shù)組合。
Flex技術(shù)主要由進行應(yīng)用程序界面組件的XML標(biāo)記語言、處理用戶和系統(tǒng)事件的腳本語言ActionScrip、基礎(chǔ)類庫、運行時的即時服務(wù)以及生成swf的編譯器組成，并提供了封裝完善的容器來輕松實現(xiàn)界面布局[2]。使用Flex開發(fā)的應(yīng)用程序能夠在裝有Adobe Flash Player的桌面平臺上運行，支持應(yīng)用程序外觀進行完全自定義，支持各種連接到后端和服務(wù)的方法。[3]
1.2.2 Flex技術(shù)的優(yōu)勢
（1） Flex技術(shù)在設(shè)計中采用了 MVC 設(shè)計模式，通過將模型、視圖與控制器的分離，實現(xiàn)了系統(tǒng)開發(fā)時其業(yè)務(wù)邏輯和用戶交互的獨立。所以在系統(tǒng)開發(fā)時用戶交互界面與業(yè)務(wù)邏輯可以分開設(shè)計實現(xiàn)，互不影響，這樣提高了系統(tǒng)的可維護性、可修復(fù)性、可擴展性、靈活性以及封裝性。
（2） Flex技術(shù)為開發(fā)者提供了多種實用的組件，支持種類廣泛的界面控制元素，包括：容器類Canvas、控件類Button、導(dǎo)航類ViewStack、HttpService 組件等，同時Flex技術(shù)還允許開發(fā)者根據(jù)需求自定義組件，這些控制元素可以很好的與數(shù)據(jù)模型相結(jié)合。利用這些控制元素開發(fā)者可以方便快捷的實現(xiàn)操作系統(tǒng)的界面設(shè)計以及與后臺數(shù)據(jù)庫的交互。另外，F(xiàn)lex 能夠利用級聯(lián)樣式表（CSS） 方便快捷的控制整個應(yīng)用的外觀，還能夠應(yīng)用皮膚（Skin） 改變控件的觀感，給用戶提供美觀且風(fēng)格一致的體驗。[4]
（3）Flex技術(shù)開發(fā)的程序采用頁面無刷新技術(shù)，且具有統(tǒng)一的界面顯示效果。因為利用Flex技術(shù)開發(fā)的程序最終會編譯生成.swf的文件在Flash Player上運行，可以加載一次，并多次使用，且可以離線運行。同時由于 Flash Player 具有跨平臺的特性，可在不同的瀏覽器、操作系統(tǒng)下運行。使用 Flex 創(chuàng)建的程序運行于使用 Adobe Flash Player軟件的瀏覽器中，它們可以跨所有主要瀏覽器、在桌面上實現(xiàn)一致的運行。[5]這為前端的界面兼容性設(shè)計節(jié)省了大量的時間。
2虛擬實務(wù)系統(tǒng)中設(shè)備仿真表現(xiàn)層的實現(xiàn)
2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)
本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按照標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化、層次化、平臺化、模塊化的思路設(shè)計，三層分別是提供數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)層，采用oracle數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)；接收并返回數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理層，由JSP和Java處理函數(shù)實現(xiàn)；與用戶交互的表現(xiàn)層，由FLEX網(wǎng)頁形式實現(xiàn)。
2.2用戶操作界面的設(shè)計
用戶操作界面由三部分組成：軟件展示區(qū)、硬件展示區(qū)、交互區(qū)。如圖2所示。
（1）軟件展示區(qū)的作用是當(dāng)模擬某些需要進行軟件設(shè)置的設(shè)備：如路由器時，來顯示其設(shè)置界面。通過對軟件展示區(qū)添加相應(yīng)的組件，可以使其在指定區(qū)域接受字符串輸入、按鈕操作、菜單操作及選擇框操作輸入等操作。
（2）硬件展示區(qū)的作用主要是仿真設(shè)備的硬件操作，使用戶可以通過虛擬操作來體驗真實設(shè)備上的操作，并在用戶做出某個操作后顯示其對應(yīng)的狀態(tài)。通過對硬件展示區(qū)添加相應(yīng)的組件或處理函數(shù)，可以使其實現(xiàn)開關(guān)按鈕、旋鈕、扳鍵、插線等操作。
（3）交互區(qū)主要扮演的是教師的角色，根據(jù)學(xué)員的不同操作給予提示并對其操作進行評價。通過在數(shù)據(jù)庫中根據(jù)狀態(tài)和輸入的組合，生成操作反饋評價庫，當(dāng)學(xué)員進行相關(guān)操作時，在此區(qū)域?qū)⒎答佋u價內(nèi)容予以顯示；交互區(qū)還包括一些菜單及快捷鍵，通過這些按鈕可以對學(xué)員的操作進行時間統(tǒng)計、正誤操作等方面的統(tǒng)計，在此也可以退出或重新登錄操作系統(tǒng)。
2.3硬件展示區(qū)界面的實現(xiàn)
根據(jù)操作系統(tǒng)的設(shè)計思想，我們將設(shè)備的狀態(tài)抽象出來，即將操作界面中軟硬件以及交互區(qū)三個區(qū)域的組合視作一個完整的狀態(tài)。為了盡量減少工作量并便于處理，硬件仿真主要是對硬件設(shè)備不同狀態(tài)拍照，并規(guī)定其格式為.png格式，尺寸為357*255，此尺寸主要是考慮到不同屏幕的尺寸，為了能盡可能少的出現(xiàn)滾動條影響用戶體驗，通過實驗決定采用此尺寸。
還可根據(jù)需要在標(biāo)簽中設(shè)置button控件的其他屬性，例如：alpha值、id等。同樣扳鍵動作可利用Hslider控件來實現(xiàn)。
旋鈕動作雖然相對復(fù)雜，但可以通過對不同照片的不同位置添加button控件實現(xiàn)。以上功能都可以通過Flex提供的控件實現(xiàn)，而線纜的拖放動作卻沒有專門的控件，但是Flex為我們提供了DragManager類來管理拖拽操作，并監(jiān)聽拖放目標(biāo)上的拖放事件，通過該類我們可以實現(xiàn)線纜拖放的動作。
拖拽的過程共有三個，分別為：拖，移動和放。
2.4 硬件設(shè)備仿真與后臺數(shù)據(jù)庫的交互方法
send函數(shù)發(fā)送對應(yīng)的動作序號至業(yè)務(wù)邏輯JSP頁面，JSP頁面通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫處理函數(shù)，在狀態(tài)轉(zhuǎn)移表中查詢該動作對應(yīng)的下一條跳狀態(tài)，進而在狀態(tài)表中查詢出該狀態(tài)對應(yīng)的硬件視圖編號，然后將編號返回至JSP頁面，并通過response內(nèi)置對象，將編號以xml形式的字符串返回至Flex頁面，F(xiàn)lex頁面中，通過對視圖編號和viewstack的selectedindex屬性進行動態(tài)綁定，即可實現(xiàn)根據(jù)視圖編號切換至相應(yīng)的canvas視圖，從而實現(xiàn)狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)系統(tǒng)功能。
3 結(jié)束語
基于 Flex 的虛擬實務(wù)操作系統(tǒng)的實現(xiàn)，大大降低了培訓(xùn)的成本，使學(xué)習(xí)者不用花費太多的時間等待頁面跳轉(zhuǎn)和刷新，同時其強大的界面交互能力和富客戶端技術(shù)給學(xué)習(xí)者帶來了良好的學(xué)習(xí)體驗，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，改善培訓(xùn)的質(zhì)量，該系統(tǒng)尤其適用于遠程培訓(xùn)的實驗課程。Flex 技術(shù)的在虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
參考文獻
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1 VOIP語音網(wǎng)關(guān)概述
1.1 VOIP語音網(wǎng)關(guān)的功能簡介
通信網(wǎng)中有兩種格局一種是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配以簡單的終端；一種是簡單的網(wǎng)絡(luò)配以復(fù)雜的終端。在傳統(tǒng)的電話交換網(wǎng)中我們一直采取了前一種方式，即用功能完備的交換機提供了復(fù)雜的功能實現(xiàn)從而使終端一電話達到了簡易。在IP網(wǎng)中，我們會發(fā)現(xiàn)，使用了后一種策略，即統(tǒng)一簡單的IP網(wǎng)絡(luò)配以各個功能復(fù)雜、處理能力強的終端。基于嵌入式系統(tǒng)的語音網(wǎng)關(guān)，集成了電話和計算機技術(shù)為一體，實現(xiàn)了語音的數(shù)模轉(zhuǎn)換；語音的壓縮/解壓縮，以及IP語音包的打包和拆分，并提供了PSTN的相關(guān)信令等功能。
1.2 VOIP語音網(wǎng)關(guān)的功能設(shè)計
這里開發(fā)的語音網(wǎng)關(guān)提供了4個模擬語音接口，可以連接電話機或傳真。該語音網(wǎng)關(guān)還提供一個以太網(wǎng)(Ethernet)接口以接入IP網(wǎng)絡(luò)，以提供實時的高質(zhì)量的基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼Z音服務(wù)。使用本網(wǎng)關(guān)，用戶可以利用現(xiàn)有的普通電話機以極低的費用撥打本地，國內(nèi)和國際電話;企業(yè)級用戶也可利用本網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)在Internet上的免費通話。該語音網(wǎng)關(guān)使用多種語音壓縮技術(shù)，使得在保證語音傳輸質(zhì)量的同時，只需占用用戶較少的帶寬。
1.3 VOIP語音網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
在硬件功能模塊的具體設(shè)計中，為了使設(shè)計合理，確保測量的精度，以獲得最佳的設(shè)計效果，應(yīng)該注意以下幾個設(shè)計原則：(1) 用最新或是功能更完善的芯片，功能強的芯片使系統(tǒng)的精度和可靠性得到了保證。（2）電路設(shè)計上應(yīng)該留有余地，以考慮將來擴展和修改的需要，因為軟件的升級比硬件要方便得多，而且往往只要修改或添加軟件中數(shù)據(jù)。處理的模式或算法，就可以大幅度地提高系統(tǒng)的功能。（3）以軟件代硬件。（4）選用HCMOS工藝的芯片，目的是降低功耗。（5）仔細講究布局布線。
這里經(jīng)市場的調(diào)研和在技術(shù)上各方面的考察，欲在嵌入式操作系統(tǒng)VXWORKS的平臺上移植H.323協(xié)議棧并添加相關(guān)的硬件驅(qū)動，設(shè)計開發(fā)出基于H.323協(xié)議的語音網(wǎng)關(guān)。
2 VOIP語音網(wǎng)關(guān)的硬件實現(xiàn)技術(shù)分析
2.1 ARM處理器S3C4510B
ARM具有領(lǐng)先的技術(shù)和優(yōu)越的產(chǎn)品性能。由于ARM技術(shù)方案架構(gòu)具備低功耗、高效能、低成本以及小體積等特性，使得ARM得到了眾多用戶。ARM的16/32位嵌入式處理器技術(shù)是世界上應(yīng)用最為普遍的微處理器結(jié)構(gòu)。芯片S3C4510B各功能模塊除了ARM7TDMI核以外，S3C4510B比較重要的片內(nèi)外圍功能模塊包括：2個帶緩沖描述符的HDLC通道(2-channal HDLCs with DMA)；2個DART通道；2個GDMA通道:2個32位定時器(32 BIT TIMER)；18個可以編程的I/0口；一個IIC接口。其中幾個重要模塊包括：（1）Ethernet控制器，Ethernet控制器集成在S3C4510B上，使該芯片方便了在以太網(wǎng)的應(yīng)用。（2）HDLC (High-Level Data Link Control)高層數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議；（3）DART。2個可工作于DMA方式或中斷方式的DART模塊，支持5， 6， 7， 8位的串行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。（4）PLL電路。外部時鐘可由片內(nèi)PLL倍頻以提高系統(tǒng)時鐘，輸入頻率范圍：10~40MHz，輸出頻率可以是輸入時鐘的5倍。外圍晶振時鐘就在此接入后倍頻的。（5）CPU內(nèi)核概述及特殊功能寄存器(Special Registers)。
2.2系統(tǒng)時鐘電路
S3C4510B的系統(tǒng)時鐘由有源晶振1 OMHZ提供，經(jīng)S3C4510B內(nèi)部分頻得到50MHZ的時鐘作為本開發(fā)板CPU的內(nèi)部時鐘。片內(nèi)的PLL電路兼有頻率放大和信號提純的功能，因此，系統(tǒng)可以以較低的外部時鐘信號獲得較高的工作頻率，以降低因高速開關(guān)時鐘所造成的高頻噪聲。
有源晶振的1腳接SV電源，2腳懸空，3腳接地，4腳為晶振的輸出，可通過一個小電阻(此處為22歐姆)接S3C4510B的XCLK引腳。
2.3 10Mbps/100Mbps以太網(wǎng)接口電路
該部分的接口電路是語音網(wǎng)關(guān)與IP網(wǎng)的接口通道，是語音網(wǎng)關(guān)呼叫信令的收發(fā)，語音的傳送接收的“關(guān)口”。此外，在網(wǎng)關(guān)的開發(fā)調(diào)試階段，也用于在交叉編譯環(huán)境中將用戶程序從網(wǎng)口傳送到目標(biāo)機(語音網(wǎng)關(guān))上，方便程序的編譯，減少工作量。以太網(wǎng)接口電路由S3C4510B的相關(guān)電路，物理層芯片，網(wǎng)口變壓器，網(wǎng)口RJ45組成。
作為一款優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)控制器，S3C4510B內(nèi)嵌一個ETHERNET控制器，S3C4510B的以太網(wǎng)控制器工作于10/100Mb/s全雙工或半雙工模式。半雙工模式下支持IEEE 802.3載波多點偵聽/沖突檢測協(xié)議((CSMA/CD)。全雙工模式下，支持IEEE 802.3 MAC層控制協(xié)議。以太網(wǎng)控制器的MAC層支持媒體無關(guān)接口（MII， Media Independent Interface)及帶有緩沖DMA的接口(BDI)。MAC層自帶有收、發(fā)模塊，流控制模塊、用于存儲網(wǎng)絡(luò)地址的匹配地址存儲器(Content Address Memory， CAM)以及一些命令寄存器、狀態(tài)寄存器、錯誤計數(shù)器寄存器構(gòu)成。
轉(zhuǎn)貼于 2.4串行接口電路
串口，簡單地說，就是串行收發(fā)數(shù)據(jù)的接口，串口通信是一種異步通信方式，負責(zé)異步串行收發(fā)數(shù)據(jù)的模塊叫UART（Universal Asynchronous Receiver /Transmitter).RS232-C標(biāo)準(zhǔn)采用的接口是九芯或25芯的D型插頭實現(xiàn)基本的串行通信功能，實際上只需要RXD，TXD， GND但由于RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)所定義的高低電平與S3C4510B系統(tǒng)的LVTTL電路所定義的高低電平信號完全不同，LVTTL的標(biāo)準(zhǔn)邏輯“1”對應(yīng)2V~3 。3V電平，標(biāo)準(zhǔn)邏輯“0”對應(yīng)0~0.4V電平，而RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)采用負邏輯方式，標(biāo)準(zhǔn)邏輯“1”對應(yīng)-5~-15V電平，標(biāo)準(zhǔn)邏輯"0”對應(yīng)+5V~+15V電平。顯然，兩者間要進行通信必須經(jīng)過信號電平的轉(zhuǎn)換，目前常使用的電平轉(zhuǎn)換電路為MAX323。
2.5電源電路
在該系統(tǒng)中，需要使用SV和3.3V的直流穩(wěn)壓電源，其中，S3C4510B幾部分外圍器件需要3.3 V電源，另外，部分器件需要SV電源，有很多DC-DC轉(zhuǎn)換器可以完成SV到3.3V的轉(zhuǎn)換，這里選用的是LM1117-3.3。
2.6復(fù)位電路
在系統(tǒng)中，復(fù)位電路主要完成系統(tǒng)的上電復(fù)位和系統(tǒng)在運行時用戶的按鍵復(fù)位功能。復(fù)位電路可由簡單的RC電路構(gòu)成，也可使用其他的相對較復(fù)雜，但功能更完善的電路。
2.7 JTAG接口電路
JTAG (Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組)是一種國際標(biāo)準(zhǔn)測試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進行仿真，調(diào)試，JTAG技術(shù)是一種嵌入式調(diào)試技術(shù)，它在芯片內(nèi)部封裝了專門的測試電路測試訪問口(Test Access Port，TAP)，通過專用的JTAG測試工具對內(nèi)部節(jié)點進行測試。目前大多數(shù)的比較復(fù)雜的器件都支持JTAG協(xié)議，如ARM，DSP， FPGA器件等標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線；TMS， TCK， TD工，TDO，分別為測試模式選擇，測試時鐘，測試數(shù)據(jù)輸入和測試數(shù)據(jù)輸出。JTAG測試允許多個器件通過JTAG接口串聯(lián)在一起，形成一個JTAG鏈，能實現(xiàn)對個器件的分別測試。通過JTAG接口，可以對芯片內(nèi)部的所有部件進行訪問，因而是開發(fā)調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的一種簡潔高效的手段。
2.8 CPU的HPI接口及與之相連的語音編解碼器AC483C子系統(tǒng)
該部分由CPU的HPI接口及與之相連的語音編解碼器AC483-C以及一個QSLAC芯片和四個SLIC芯片構(gòu)成。該部分提供了普通電話的接口及相關(guān)的信令并將用戶的語音等模擬語音信號編解碼。是語音網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)其功能的最重要部分。
3 結(jié)語
VOIP技術(shù)發(fā)展到今天，己經(jīng)比較成熟。本文系統(tǒng)介紹了語音網(wǎng)關(guān)的相關(guān)技術(shù)，各個硬件的組成，以及相關(guān)的設(shè)計。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】 CDIO模式 計算機 硬件嵌入式技術(shù)
近年來，嵌入式技術(shù)在工業(yè)控制、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器及航空航天等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能家居等都以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在這樣的背景下，市場對嵌入式人才的需求越來越重視。但就目前來看，當(dāng)前高校計算機專業(yè)關(guān)于嵌入式技術(shù)方面的教學(xué)還存在一定問題，往往過于注重軟件方面的程序開發(fā)，忽略了硬件嵌入式技術(shù)的研究和教學(xué)。
在這樣的背景下，本文以CDIO功課教學(xué)模式為基礎(chǔ)，探討了計算機硬件嵌入式技術(shù)的發(fā)展方向和人才培養(yǎng)內(nèi)容與方法，旨在為相關(guān)研究與實踐提供參考。
一、CDIO模式概述
CDIO模式屬于一種工程教育模式，是國家工程教育改革的一項突破性成果，由麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)組成的研究團隊歷時四年研究獲得。CDIO模式代表構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)及運作四個過程，以產(chǎn)品整個生命周期為載體，讓學(xué)生對產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行各個階段進行學(xué)習(xí)，實踐性較強。
CDIO理念繼承了歐美先進工程教育改革觀念，創(chuàng)新性的提出了可操作性的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，對于提升功課教學(xué)質(zhì)量有著重要的意義，代表了當(dāng)代工程教育的發(fā)展方向和趨勢[1]。
就我國來看，工科教育體系需要積極培養(yǎng)出與世界接軌的工程師，但我國工科教育實踐還存在著諸多問題，過于注重理論和輕視實踐，過于注重學(xué)習(xí)而忽略創(chuàng)新，在這樣的背景下，應(yīng)當(dāng)積極學(xué)習(xí)并應(yīng)用CDIO工程教育模式。
二、基于CDIO理念分析計算機硬件課程存在的問題
CDIO的核心為構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)及運作，強調(diào)實踐性和創(chuàng)新性，基于這一理念，分析我國計算機課程中存在的主要問題。
2.1缺乏設(shè)計能力培養(yǎng)
近年來計算機技術(shù)發(fā)展較快，應(yīng)用越來越廣泛，使得計算機系統(tǒng)復(fù)雜度提升，傳統(tǒng)軟硬件相隔離的設(shè)計方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代計算機系統(tǒng)要求。計算機系統(tǒng)平臺搭建、軟硬件協(xié)同設(shè)計等成為主流設(shè)計思想，但當(dāng)前計算機硬件技術(shù)相關(guān)課程缺乏對學(xué)生這種先進設(shè)計能力的有效培養(yǎng)。
2.2缺乏可編程芯片設(shè)計能力培養(yǎng)
我國工科高校開設(shè)計算機硬件課程很少涉及到關(guān)于芯片編程的實驗課程，僅有的實驗安排在大肆，但受到教育體制的影響，許多學(xué)生畢業(yè)設(shè)計不涉及到芯片編程就不會認真學(xué)習(xí)，這就大大弱化了對學(xué)生可編程芯片設(shè)計能力的培養(yǎng)。
2.3缺乏創(chuàng)新能力培養(yǎng)
收到實驗條件等因素的影響，現(xiàn)有計算機硬件實驗大多針對的是純硬件邏輯，缺乏橫向功能拓展和縱向功能延伸，給予學(xué)生的創(chuàng)新空間較少，學(xué)生在現(xiàn)有條件下難以完成綜合性和創(chuàng)新性的設(shè)計。
三、嵌入式技g發(fā)展現(xiàn)狀
嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計算機系統(tǒng)，其以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，以具體應(yīng)用為核心，軟硬件可進行裁剪來滿足應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)要求，例如功能要求、穩(wěn)定性要求、功耗要求、成本要求及體積大小要求等[2]。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)計算機技術(shù)、電子技術(shù)與各行各業(yè)應(yīng)用的有效結(jié)合，其應(yīng)用前景廣泛。
嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用使得計算機分類模式發(fā)生了改變，從傳統(tǒng)的按體積進行分來變化為通用型和嵌入型兩類，涉及到的領(lǐng)域十分廣泛，例如醫(yī)療領(lǐng)域、航天航空領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、工業(yè)控制領(lǐng)域及金融領(lǐng)域中都能夠看到嵌入式系統(tǒng)的身影。嵌入式系統(tǒng)中軟硬件結(jié)合，要想從事此項工作，需要具備較高的計算機技能水平，具體來說如下：
一方面，是電子工程、通信工程等硬件專業(yè)方面的人才，這些人才以硬件設(shè)計和開發(fā)為主，開發(fā)硬件驅(qū)動程序，對硬件原理掌握較為清楚，但這些人才對復(fù)雜的軟件系統(tǒng)往往能力較差，例如復(fù)雜應(yīng)用軟件、嵌入式操作系統(tǒng)的程序設(shè)計等。
另一方面，是偏軟件專業(yè)的人才，這些人才在軟件開發(fā)和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)上造詣較高，且如果軟件方面人才掌握了相關(guān)硬件原理，完全可以自主開發(fā)硬件驅(qū)動程序，硬件設(shè)計完成后則需要依賴于軟件實現(xiàn)系統(tǒng)功能。但就目前來看，許多企業(yè)將硬件設(shè)計部分外包，硬件設(shè)計能力較弱，對硬件有所忽視，這就造成市場上對硬件嵌入式技術(shù)方面的人才短缺。
四、基于CDIO模式計算機硬件嵌入式技術(shù)發(fā)展方向
4.1無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
近年來，移動設(shè)備發(fā)展快速，無線網(wǎng)絡(luò)也隨之發(fā)展起來，人們對無線網(wǎng)的需求也越來越大，而軟件系統(tǒng)是否能夠支持無線網(wǎng)絡(luò)也成為了嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵所在[3]。因此，在今后的一段時期內(nèi)，無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用將成為嵌入式技術(shù)的重要發(fā)展方向，就目前來看，WIFI、藍牙技術(shù)及無線傳輸技術(shù)等的應(yīng)用越來越成熟，但需要注意的是，這些技術(shù)有著一定的局限性，其傳輸距離大多較近，這就需要在未來研發(fā)的過程中著重解決遠距離傳輸?shù)膯栴}，例如3G協(xié)議棧的開發(fā)等。
4.2網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)
在嵌入式系統(tǒng)不斷發(fā)展和應(yīng)用的背景下，各種互聯(lián)網(wǎng)接口受到關(guān)注，傳統(tǒng)的單片機難以滿足對互聯(lián)網(wǎng)接口的要求，從而催生了各種新型的嵌入式系統(tǒng)，例如微型處理器，從互聯(lián)網(wǎng)接口方面來看，嵌入式處理器能夠支持TCP/IP、USB、CAN、IEE1394等多種通信接口，一些先進的嵌入式處理器甚至能夠同時支持幾種接口，但同時也需要一些硬件驅(qū)動程序，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)輕松上網(wǎng)，打破眾多用戶上網(wǎng)的時空限制。
4.3人工智能技術(shù)
歸根結(jié)底，嵌入式技術(shù)的應(yīng)用就是滿足人類相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)，人工智能化的發(fā)展和使用則能夠提升嵌入式技術(shù)的服務(wù)水平，將人工智能技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)或產(chǎn)品相結(jié)合，實現(xiàn)人機交互，擴展嵌入式系統(tǒng)的服務(wù)應(yīng)用范圍。就目前來看，人工智能技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)的結(jié)合在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域應(yīng)用較為成熟，能夠降低手術(shù)病人受到的傷害[4]。
而隨著技術(shù)的發(fā)展和社會的進步，人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍將會得到進一步拓展，例如自動控壓裝置、自動控溫裝置等智能化儀表的應(yīng)用越來越多，這都會促進人工智能技術(shù)的進一步發(fā)展。
五、基于CDIO模式的計算機硬件嵌入式技術(shù)人才培養(yǎng)
計算機硬件嵌入式技術(shù)課程的學(xué)習(xí)是一個系統(tǒng)性、長期性的過程，需要循序漸進，不僅涉及到原油的硬件課程，還涉及到后續(xù)嵌入式技術(shù)理論知識和嵌入式設(shè)計開發(fā)等。本文結(jié)合CDIO工程教育模式和理念，探討計算機硬件嵌入式技術(shù)的人才培養(yǎng)方向和方法，具體來說如下。
5.1學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)基本知識
CDIO工程教育模式強調(diào)對構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)及運作等產(chǎn)品整個生命周期的研究和學(xué)習(xí)，而對于嵌入式系統(tǒng)來說，其構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)及運作都離不開嵌入式系統(tǒng)的基本知識，因此，在計算機硬件嵌入式技術(shù)人才培養(yǎng)過程中，嵌入式基本知識的學(xué)校至關(guān)重要。
嵌入式系統(tǒng)大體可以分為三類，其一為傳統(tǒng)的實時多任務(wù)系統(tǒng)，即RTOS系統(tǒng)，主要包括Vxworks操作系統(tǒng)、Tornado開發(fā)平臺等；其二為嵌入式Linux操作系統(tǒng)，其不僅可以作為服務(wù)器的操作系統(tǒng)，在嵌入式領(lǐng)域也有著良好的應(yīng)用前景，系統(tǒng)免費，支持的軟件眾多，這會大大降低嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)成本；其三為Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)，如Microsoft等，其進入嵌入式市場前景良好，Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)雖然于近幾年才被研發(fā)出來，但卻能夠迅速搶占市場，尤其對于智能手機、顯示儀表等對界面要求較高，Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用有著良好的效果。通過對嵌入式系統(tǒng)這些基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生全面掌握嵌入式軟件整體開發(fā)環(huán)境情況和開發(fā)平臺，形成對系統(tǒng)開發(fā)理性、直觀的認識[5]。
5.2 ARM技術(shù)及嵌入式微處理器
當(dāng)前嵌入式處理器種類較多，例如ARM處理器、MIPS處理器及PowerPC處理器等，其中應(yīng)用最為廣泛的處理器當(dāng)屬ARM，ARM有著四個通用處理器系列，不同系列能夠提供的性能有所差異，但基本覆蓋了大多應(yīng)用領(lǐng)域，有效滿足了不同應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用需求。以SecurCore系列為例，其專門應(yīng)用于對安全等級要求較高的場合。因此，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生積極學(xué)習(xí)ARM技術(shù)及相關(guān)嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)，為后續(xù)產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)實踐奠定基礎(chǔ)。
5.3指令系統(tǒng)與硬件電路設(shè)計
一般來說，ARM微處理器有兩種工作狀態(tài)，且其能夠在兩種工作狀態(tài)之間隨時切換，第一種工作狀態(tài)為ARM狀態(tài)，在這種工作狀態(tài)下，處理器執(zhí)行的ARM指令為32位字對齊指令[6]；第二種工作狀態(tài)為Thumb狀態(tài)，在這種工作狀態(tài)下，處理器執(zhí)行的是Thumb指令，屬于16位半字對齊指令。兩種狀態(tài)下指令有著一定的關(guān)系，即Thumb指令集合為ARM指令集合的功能子集，但相較于等價ARM代碼來說，其能夠有效節(jié)省存儲空間，節(jié)省比例能夠達到30%-40%之間。
對于嵌入式技術(shù)來說，其軟硬件可以裁剪，因此應(yīng)當(dāng)做好硬件電路設(shè)計工作，通過有效的硬件電路設(shè)計來獲取最優(yōu)硬件組合，提升嵌入式系統(tǒng)的硬件性能。
除了上述提到的說那個方面之外，數(shù)字電路、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法及匯編語言和編程語言等也較為重要，需要在計算機硬件嵌入式技術(shù)人才培養(yǎng)中有所側(cè)重。
六、結(jié)論
綜上所述，在計算機領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，計算機硬件嵌入式技術(shù)越來越受到關(guān)注，計算機嵌入式技術(shù)人才的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)以CDIO模式為指導(dǎo)，以市場需求為導(dǎo)向，以嵌入式技術(shù)發(fā)展趨勢為依據(jù)，合理選擇教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)先進的計算機硬件嵌入式技術(shù)人才。
參 考 文 獻
[1]蘇英.基于CDIO的微機原理與接口技術(shù)教學(xué)研究[J].中國管理信息化，2016（10）：218-219.
[2]楊偉力 李偉民 楊盛毅.基于CDIO理念的嵌入式系統(tǒng)課程改革實踐[J].科教導(dǎo)刊（上旬刊），2016（06）：56-57.
[3]徐武雄.基于CDIO的地方高校嵌入式系統(tǒng)仿真實驗室建設(shè)研究[J].中國電力教育，2012（19）：98-99.
[4]王偉 王楊 孟煒 李明.變電站自動化IED設(shè)備嵌入式通信模塊的開發(fā)[J].科技資訊，2014（24）：9-10.
關(guān)鍵詞：計算機 硬件維護 關(guān)鍵技術(shù)
中圖分類號：TP307 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00
如今計算機已經(jīng)成為我們生活所常見的技術(shù)設(shè)備，并在我們的日常生活中有著重要的地位和作用。但是隨著使用時間的不斷加長，計算機難免會在運作速度和效率上產(chǎn)生一些問題，由于計算機故障而給我們的工作和生活帶來一些不必要的麻煩。根據(jù)調(diào)查情況來看，硬件是計算機故障中比較常見的問題源頭，例如計算機突然黑屏、卡機等問題。而硬件又是計算機的重要組成部分，因而有關(guān)計算機硬件的維護與保養(yǎng)十分重要。本文將針對計算機的維護技術(shù)進行探討和研究。
1 計算機硬件系統(tǒng)的組成
1.1 控制設(shè)備
在硬件的組成部分中，控制設(shè)備占據(jù)著較為核心的位置，其主要功能在于根據(jù)所接收的命令進行一定的判斷，再將需要傳送的信息輸入到對應(yīng)的部件，確保計算機運行系統(tǒng)的穩(wěn)定。控制設(shè)備的性能直接影響到整個計算機硬件的性能高低和計算機的運行效率，因此，控制設(shè)備的維護可以說是整個計算機硬件維護工作的重中之重。
1.2 存儲設(shè)備
存儲設(shè)備包括內(nèi)部存儲和外部存儲，內(nèi)部存儲連接到中央處理器，主要通過運行系統(tǒng)所傳達的命令進行有關(guān)數(shù)據(jù)的讀取和存儲。外部存儲器的主要優(yōu)勢在于其存儲空間很大，通常用來保存用戶的數(shù)據(jù)和信息，保存時間較長。需要對外部存儲器的信息進行讀取時，就要將外部存儲器與計算機接口進行相聯(lián)，然后完成讀取工作。
1.3 運算設(shè)備
計算機強大的運算功能主要是通過專門的運算設(shè)備來完成的，通過用戶輸入的不同命令來實現(xiàn)各種簡單或復(fù)雜的運算，滿足人們對數(shù)據(jù)的處理與統(tǒng)計的要求。有了計算機強大的運算功能，人們的工作與生活都變得更加便捷，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析更加迅速精確，從而大大提高了工作的效率和質(zhì)量。
1.4 輸入和輸出設(shè)備
計算機硬件系統(tǒng)中負責(zé)連接人機的部分就是專門的輸入設(shè)備與輸出設(shè)備。其中輸入設(shè)備接收用戶的命令，然后將所接收的命令傳送給相應(yīng)的部件進行判斷和處理，最后由輸出設(shè)備再傳送給用戶，從而實現(xiàn)人機的交流與溝通。
2 計算機硬件維護原則
2.1 環(huán)境清潔
計算機硬件的運行環(huán)境包括外部環(huán)境。空氣的干燥程度以及空氣中灰塵的含量都會直接影響到計算機硬件的工作狀況。如果空氣濕度較大或灰塵較多，就會影響到計算機硬件的工作效率。因此，當(dāng)需要對計算機故障進行檢查和維修之前，需要先確保計算機硬件的外部運行環(huán)境的良好，然后對計算機進行清理，為計算機的維護與保養(yǎng)準(zhǔn)備良好的外部條件。
2.2 維護順序
在正式開始計算機硬件的維護工作之前，應(yīng)當(dāng)先對計算機的外接設(shè)備進行檢查，然后再檢查計算機主機。因為外接設(shè)備的檢查程序相對比較簡單，容易進行。因此在了解了計算機故障現(xiàn)象之后，需要先對鼠標(biāo)、鍵盤等外接設(shè)備進行檢查，檢測是否存在問題。外接設(shè)備的檢查工作完成之后再開始主機的檢查。其次，電源的檢查優(yōu)先于部件的檢查。因為人們通常容易忽視電源存在的問題，例如電源虛接等就容易導(dǎo)致計算機故障。因此如果在檢查完計算機各個部分之后，發(fā)現(xiàn)一切正常，則需要對電源進行檢查。最后，計算機硬件的維護程序應(yīng)當(dāng)堅持先易后難的原則。在計算機出現(xiàn)故障的情況下，通常我們需要先對計算機的接線口和插孔進行檢查，查看是否存在問題。如果沒有問題，再對計算機的硬件進行仔細檢查和維護。
3 計算機維護的關(guān)鍵技術(shù)
3.1 先清潔后檢測
在我們的生活和工作當(dāng)中，空氣中所含有的灰塵量以及空氣的干燥程度都會對計算機硬件的工作狀態(tài)造成或多或少的影響。如果空氣中灰塵的含量過大或者空氣過于濕潤，都不利于計算機硬件的正常運行，甚至?xí)绊懙接嬎銠C硬件的使用壽命長短。在平常的生活當(dāng)中，很多計算機硬件出現(xiàn)問題最開始都是因為外部環(huán)境的影響而導(dǎo)致的。所以，在開始計算機硬件的維護工作之前需要先進行外部環(huán)境的優(yōu)化和機身的清潔，然后再進行相應(yīng)的維護程序，避免對計算機的工作造成不良影響。
3.2 先外部設(shè)備后主機
通常在對計算機硬件進行維護工作的過程當(dāng)中，外部設(shè)備的故障較為容易檢測，進行維護的程度也相對容易。所以，在了解了計算機故障的大致情況下，應(yīng)當(dāng)先對鼠標(biāo)、顯示屏等外接設(shè)備進行檢查，查看是否存在故障，如果沒有問題再對計算機其他部件進行檢查。由此一來，不僅可以提高計算機硬件維護工作的效率，同時也可以在更大程度上減小人為因素對計算機硬件的破壞。
3.3 先電源后部件
根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，在計算機硬件故障的大多數(shù)情況下，人們最容易忽視掉的問題便是電源問題。例如由于電源虛接或電源功率不夠等問題所引起的計算機硬件故障。在對計算機硬件進行維護時，人們可能常常忽略掉這些簡單而又經(jīng)常存在的問題。如果沒有注意到這些問題，可能就會明顯加大計算機維護工作的工作量。所以，在計算機硬件的實際維護工作當(dāng)中，一定不能忘記對電源進行檢查，并保障電源的安全使用。
3.4 先靜態(tài)后動態(tài)
所謂靜態(tài)是指計算機在沒有接通電源的情況下所保持的狀態(tài)，動態(tài)便是計算機接通電源后的運行狀態(tài)，靜態(tài)與動態(tài)是剛好相反的兩種運行狀態(tài)。在計算機的硬件的有關(guān)維護工作過程中，應(yīng)當(dāng)謹記先要關(guān)掉電源，保持計算機靜態(tài)的狀況，在靜態(tài)的情況下進行檢查和維護，如果沒有發(fā)現(xiàn)什么異常情況，再接通電源進行動態(tài)狀況的維修，以免由于不正確的通電程序而導(dǎo)致故障事態(tài)的擴大，帶來更大的損失和危害。
3.5 先簡單后復(fù)雜
計算機的維護工作應(yīng)當(dāng)堅持先易后難的工作理念。例如在計算機硬件的維護工作中，應(yīng)當(dāng)先對接口進行檢查，如果沒有發(fā)現(xiàn)問題再進行其他部件的檢查和維護。
參考文獻
[1]林振宇.計算機硬件維護關(guān)鍵技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，（22）：24-24.
[2]徐克楠.計算機硬件維護的綜合策略[J].硅谷，2011，（4）：4.
[3]苗蕾.淺談計算機硬件維護原則與方法[J].硅谷，2011，（1）：128-128.
關(guān)鍵詞：AES；加密算法；Java Web；硬件綁定；Derby數(shù)據(jù)庫
中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2163（2014）02-
Java Web Hardware Binding Preservation Technology based on AES Encryption Algorithm
CHEN Gang
（School of Management， Wuhan Textile University， Wuhan 430073，China）
Abstract： In order to prevent Java Web systems’ non-authorized use， developers need to protect software. This paper， based on the AES encryption algorithm and embedded database Derby， introduces the basic principle of hardware protection， designs binding protection process， and gives details technical methods. The paper proposes a hardware binding protection scheme combining fixed equipment hardware marking with mobile equipment hardware. The practice shows that the scheme has low cost and flexible uses， and the security is very high.
Keywords： AES； Encryption Algorithm； Java Web； Hardware Binding； Derby Database
0 引 言
保護軟件、防止盜版一方面需要法律法規(guī)的不斷完善、公民版權(quán)意識的不斷提高，另一方面技術(shù)手段也是其不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在Java Web軟件保護過程中，目前更多地采用了機器的硬件標(biāo)識符，例如硬盤的物理（或者邏輯）序列號[1-3]、CPU序列號、網(wǎng)卡MAC地址等等。由于硬件序列號通常與特定機器綁定，軟件在其他計算機上就無法使用，從而達到保護軟件的目的。但是這些信息中有的不可靠，有的則不穩(wěn)定，例如：某些硬盤的物理序列號難以獲取，硬盤的邏輯序列號不穩(wěn)定（與分區(qū)有關(guān)），CPU序列號容易被人為屏蔽、網(wǎng)卡MAC地址容易被更改等等。
針對上述問題，需要尋求一種更安全有效的方法。論文研究了一種基于固定設(shè)備（安裝Java Web系統(tǒng)的計算機）硬件標(biāo)識和移動設(shè)備（例如移動U盤、移動硬盤等）硬件標(biāo)識相結(jié)合的硬件綁定保護方案。該方案將固定設(shè)備的硬件標(biāo)識（硬盤物理序列號+CPU序列號+網(wǎng)卡MAC地址）與移動設(shè)備硬件標(biāo)識（論文采用U盤的物理序列號）相結(jié)合，采用高強度AES加密算法，并使用了嵌入式Derby數(shù)據(jù)庫。即使用戶非法處理了固定設(shè)備的硬件標(biāo)識，由于缺少U盤，軟件仍然無法使用，因而較好地解決了這一問題。
1硬件綁定保護原理
1.1 AES加密算法
AES（Advanced Encryption Standard）新一代高級加密標(biāo)準(zhǔn)是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所于2001年11月26日，并在2002年5月26日得到美國聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)[4-5]。這個標(biāo)準(zhǔn)用來替代原先的DES，現(xiàn)已在全世界得到廣泛使用。AES大大增加了軟件系統(tǒng)的可靠性和安全性，獲得了廣泛認可，是迄至目前可獲得的最安全的對稱加密算法。AES區(qū)塊加密基本原理如圖1所示。
圖1 AES加密原理
Fig.1 The principle of AES Encryption
AES 設(shè)計有三個密鑰長度，分別是：128、192、256比特，其128比特密鑰比DES的56比特密鑰強1 021倍[6]。AES加密算法的全過程分別經(jīng)過密鑰擴展（KeyExpansion）、輪密鑰加（AddRoundKey）、S 盒變換（SubBytes）、行變換（ShiftRows）、列變換（MixColumns）等步驟[7-9]。具體算法實現(xiàn)過程，請參閱相關(guān)文獻，這里不再贅述。
在Java Web系統(tǒng)中，考慮到字節(jié)碼文件（class）容易被反編譯的特點，以及基于系統(tǒng)運行效率的考慮，運用C語言代碼編寫實現(xiàn)AES算法，并封裝為本地DLL文件，具體函數(shù)聲明如下：
int AES_Encrypt（char *plain， char *keyStr， char *cipher）；//加密，參數(shù)：明文，密鑰，返回的密文
int AES_Decrypt（char *cipher， char *keyStr， char *plain， int cipherLen）； //解密，參數(shù)：密文，密鑰，返回的明文，密文長度
Java Web系統(tǒng)則通過JNI調(diào)用相應(yīng)DLL文件中的AES_Encrypt（）、AES_Decrypt（）接口函數(shù)。
1.2 JNI技術(shù)
JNI（Java Native Interface）指的是Java本地程序接口，隸屬于JDK。通過使用JNI[10]，運行于不同平臺的Java虛擬機就可以操作用C/C++（或其他語言）編寫的應(yīng)用程序或庫，并調(diào)用相應(yīng)的接口函數(shù)。
本解決方案中，通過JNI調(diào)用AES加密算法的原理如圖2所示。
圖2 JNI調(diào)用原理
Fig.2 The principle of calling JNI
圖2 中，native byte[] GetEncodingString（String plain）為Java Web中用于加密數(shù)據(jù)的方法，該方法調(diào)用DLL中的AES_Encrypt（）方法。而native String GetDecodingString（byte[] cipher）則用于數(shù)據(jù)的解密處理。
解決方案中本地DLL接口函數(shù)的C語言代碼，著重要考慮兩個問題：不限制長度的字符串加密；中文字符的加解密容易亂碼問題。關(guān)鍵代碼如下：
JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_DllUtils_GetEncodingString（JNIEnv *env， jobject obj， jstring jplain） {
const char *plain = （*env）->GetStringUTFChars（env， jplain， 0）；//獲取UTF明文
int plen = strlen（plain）；
char pTmp[plen + 1]；
memset（pTmp， 0， plen + 1）；
memmove（pTmp， plain， plen）； //拷貝到pTmp
pTmp[plen] = '＼0'；//加字符串結(jié)束標(biāo)志＼0
char cipher[plen * 2 + 1]；//存放密文的數(shù)組
int cipherLen = 0；
cipherLen = AES_Encrypt（pTmp， KEYSTR， cipher）；//加密
（*env）->ReleaseStringUTFChars（env， jplain， plain）；
jbyteArray cipherbytes = （*env）->NewByteArray（env， cipherLen）；//轉(zhuǎn)換為字節(jié)碼
//將密文拷貝到cipherbytes中
（*env）->SetByteArrayRegion（env， cipherbytes， 0， cipherLen， （jbyte*） cipher）；
return cipherbytes；
}
對應(yīng)的解密函數(shù)為：
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_wzhks_sys_dlls_DllUtils_GetDecodingString（ JNIEnv *env， jobject obj， jbyteArray jcipher， jint tag） {
jsize srclen = （*env）->GetArrayLength（env， jcipher）；
jbyte *tempb = （*env）->GetByteArrayElements（env， jcipher， JNI_FALSE）；
char cipher[srclen + 1]；
memset（cipher， 0， srclen + 1）；
memmove（cipher， tempb， srclen）；
cipher[srclen] = '＼0'；
（*env）->ReleaseByteArrayElements（env， jcipher， tempb， 0）；
char plain[srclen]；
memset（plain， 0， srclen）；
if （tag == 0）
DES_Decrypt（cipher， WZHKS_ISEXAMDBKEY， plain， srclen）；
else if （tag == 1）
DES_Decrypt（cipher， WZHKS_NOTEXAMDBKEY， plain， srclen）；
return （*env）->NewStringUTF（env， plain）；
}
加密函數(shù)：傳入明文，返回加密后的字節(jié)碼；解密函數(shù)：傳入字節(jié)碼，返回解密后的明文。上述處理方法的優(yōu)勢在于：可以很好地解決超長字符串的加解密，以及實踐中常見的加解密后導(dǎo)致中文亂碼的問題。
1.3 Derby數(shù)據(jù)庫
Derby是Apache Group組織推出的開源數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。Derby是多用戶、標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，占用內(nèi)存少，基于商業(yè)數(shù)據(jù)庫Cloudscape內(nèi)核。Derby有一個沖中的特點：可以作為單獨的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器使用，也可以作為嵌入式數(shù)據(jù)庫進行應(yīng)用[11]。
論文使用Derby作為移動設(shè)備的嵌入式數(shù)據(jù)庫，保存加密后的系統(tǒng)授權(quán)特征碼。其運行原理如圖3所示。
圖3 Derby嵌入式數(shù)據(jù)庫
Fig.3 Derby embedded database
嵌入式Derby的連接方式：
Class.forName（“org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver”）；
DriverManager.getConnection（“jdbc：derby：MyDerbyDB"， “username”，”password”）；
1.4 設(shè)計流程
完整的解決方案是由三部分組成：Java Web系統(tǒng)、授權(quán)管理中心、U盤。而整個系統(tǒng)則基于MVC模式[12]進行處理，其處理流程如圖4所示。
圖4 系統(tǒng)處理流程
Fig.4 The processing flow of the system
Java Web系統(tǒng)啟動后，工作流程的關(guān)鍵步驟如下：
（1）系統(tǒng)獲取機器硬件組合特征碼（硬盤物理序列號+CPU序列號+網(wǎng)卡MAC地址），用AES加密，生成用戶識別碼，而后使用Email（或其他方式）傳送給軟件授權(quán)管理中心；
（2）授權(quán)管理中心解密接收到的用戶識別碼，再與獲取的U盤特征碼（物理序列號）組合進行AES加密，據(jù)此生成用戶授權(quán)碼，存入U盤嵌入式數(shù)據(jù)庫Derby。同時，將MD5加密后的密鑰一并存入，再將U盤下發(fā)給用戶；
（3）系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理的運行，需要先根據(jù)機器硬件組合特征碼和U盤特征碼，進行AES加密處理。然后再與U盤嵌入數(shù)據(jù)庫中保存的用戶授權(quán)碼進行比對。如果二者吻合，則允許系統(tǒng)處理業(yè)務(wù)邏輯；否則，禁止處理。
2關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)
2.1 生成用戶識別碼
系統(tǒng)使用WMIC（Windows Management Instrumentation）管理規(guī)范來獲取系統(tǒng)硬件特征碼，主要是通過exeCommandLine（）方法來進行，例如：
String hdid = exeCommandLine（"wmic path win32_physicalmedia get"，"SerialNumber"）；//硬盤序列號
String cpuid = exeCommandLine（"wmic cpu get"， "ProcessorId"）；//CPU序列號
String uid = exeCommandLine（"wmic Win32_USBHub get"， "PNPDeviceID"）；//U盤序列號
圖5為根據(jù)硬件特征生成的用戶識別碼。
圖5 用戶識別碼
Fig.5 User’s identification code
2.2 exeCommandLine（）方法核心代碼
該方法用于執(zhí)行獲取硬件特征碼命令并返回執(zhí)行結(jié)果。關(guān)鍵代碼如下：
Executor executor = new DefaultExecutor（）；
executor.setExitValue（1）；
ExecuteWatchdog watchdog = new ExecuteWatchdog（50000）；//創(chuàng)建線程狗
executor.setWatchdog（watchdog）；
ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream（）；
executor.setStreamHandler（new PumpStreamHandler（outputStream））；//命令輸出流
CommandLine cmdline = CommandLine.parse（command + " " + param）； //解析命令行
DefaultExecuteResultHandler resultHandler = new DefaultExecuteResultHandler（）；
executor.execute（cmdline， resultHandler）； //執(zhí)行命令行
resultHandler.waitFor（）；//等待當(dāng)前線程結(jié)束
//獲取命令運行的結(jié)果
id = outputStream.size（） == 0 ？ id ： outputStream.toString（）.replaceAll（param， ""）；
這里的id，即為返回的序列號。進一步說明的是，獲取U盤物理序列號[13]時，需要特別處理一下：在resultHandler執(zhí)行返回的數(shù)據(jù)流中，截取包含“USB＼VID”的字符串?dāng)?shù)據(jù)，例如“USB＼VID_0781&PID_5567＼200517388116A8C061D9”，其中“USB＼VID”代表U盤設(shè)備，而“200517388116A8C061D9”則為U盤物理序列號。注意：最后一個斜杠“/”后包含“&”字符的，則不是當(dāng)前插入的U盤，而是系統(tǒng)保存的U盤插入記錄的數(shù)據(jù)，例如這樣返回的數(shù)據(jù)流“USB＼VID_090C&PID_937B＼5&844D9B1&0&3”，“5&844D9B1&0&3”并不代表U盤序列號。
2.3生成用戶軟件授權(quán)碼
根據(jù)前面獲得的用戶特征識別碼，生成軟件授權(quán)碼。關(guān)鍵代碼如下：
String usrAuthorizedKey = request.getParameter（"usrauthorizedkey"）；
Pattern p = pile（"＼t|＼r|＼n"）；
Matcher m = p.matcher（usrAuthorizedKey）；
usrAuthorizedKey = m.replaceAll（""）.trim（）；
request.setAttribute（"usrauthorizedkey"， usrAuthorizedKey）；
if （usrAuthorizedKey ！= null） {
String sourceData = SysUtils.INSTANCE.getDecodeString（ EncryptedKey.INSTANCE.getExameePaperKeyFile（），SysUtils.INSTANCE.parseHexString2String（usrAuthorizedKey））；
String authorizedKey = ""；
String[] skey = sourceData.split（"；"）；
if （skey.length == 4） {
request.setAttribute（"unitname"， skey[3]）；
authorizedKey = skey[0] + "；" + skey[1] + "；" + skey[2] + "；"+ skey[3]；
authorizedKey = SysUtils.INSTANCE.parseString2HexString（SysUtils.INSTANCE.getEncodeString（EncryptedKey.INSTANCE
.getExamdbKeyFile（）， authorizedKey））；//加密并轉(zhuǎn)換為16進制字符串
}
request.setAttribute（"genauthorizedkey"， authorizedKey）；
}
圖6為根據(jù)用戶識別碼生成的軟件授權(quán)碼。圖中的“授權(quán)認證考點名”是從用戶識別碼中提取出來的數(shù)據(jù)，用于生成軟件授權(quán)碼時校驗使用。
圖6 用戶授權(quán)碼
Fig.6 User’s authorization code
2.4 應(yīng)用軟件授權(quán)碼
實際應(yīng)用時，只需要在系統(tǒng)ServletContextListener監(jiān)聽器的初始化事件中對用戶進行授權(quán)認證攔截，即可達到保護軟件的目的，例如：
@WebListener
public class SysConfigListener implements ServletContextListener {
public void contextInitialized（ServletContextEvent event） {
sysConfig（）；// 初始化配置
DBFactory.INSTANCE.pooledInit（）；// 初始化連接池
generateKey（）；//初始化密鑰
SysConfig.IS_AUTHORIZED = SysUtils.INSTANCE.isAuthorizedSystem（Constants.AUTHORIZEDKEY_PROPERTIES）； // 軟件是否授權(quán)
…// 其他業(yè)務(wù)處理
}
}
3 結(jié)束語
論文中采用的方法成本低廉，使用方便，安全性較高，可有效地防止Java Web系統(tǒng)的非授權(quán)使用。經(jīng)實踐檢驗，效果良好。當(dāng)然，基于Java字節(jié)碼本身容易被反編譯的特性，與智能卡加密狗相比仍存在一定風(fēng)險。如果再進一步將Java Web系統(tǒng)有關(guān)Class文件進行代碼混淆（或加密）處理，對于數(shù)據(jù)加密強度要求不是非常高的場合，且基于其低成本優(yōu)勢，將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
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【關(guān)鍵詞】計算機，控制系統(tǒng)，軟硬件，關(guān)鍵技術(shù)
對于計算機控制系統(tǒng)而言，在技術(shù)應(yīng)用的過程中可以分為兩種系統(tǒng)形式，分別是開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)。對于開環(huán)控制系統(tǒng)而言，主要是對于系統(tǒng)的輸出量而言，在系統(tǒng)工作的過程中對于控制系統(tǒng)沒有產(chǎn)生一定的影響，而在整個系統(tǒng)的工作過程中既不需要對系統(tǒng)的輸出量進行數(shù)據(jù)的測量，也不用將反饋的信息輸送到傳入系統(tǒng)進行比較。而對于與閉環(huán)控制系統(tǒng)而言，主要是對控制系統(tǒng)有影響的影響的成為閉環(huán)控制系統(tǒng)，在整個技術(shù)的應(yīng)用過程中，可以充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
一、計算機控制系統(tǒng)中的硬件
（一）硬件種類的技術(shù)應(yīng)用
1、DDC控制系統(tǒng)。對于DDC控制系統(tǒng)而言，主要微機系統(tǒng)中的核心性內(nèi)容，在使用的過程中會配備一定數(shù)量的設(shè)備，再通過與軟件系統(tǒng)系統(tǒng)的組件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能。DDC控制系統(tǒng)的優(yōu)點：第一，通過DDC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性，如果在系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，要改變或增加控制系統(tǒng)的基本功能，則不需要改變現(xiàn)場的控制組件的結(jié)構(gòu)，就可以滿足基本的需求。第二，DDC控制系統(tǒng)處理具有一定的控制功能之外，還具有豐富性的數(shù)據(jù)顯示技術(shù)。但是，在整個控制技術(shù)的應(yīng)用過程中，存在著較為嚴(yán)重缺點，對于控制系統(tǒng)而言主要存在于一臺計算機上，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，就會發(fā)生較為嚴(yán)重的后果。
2、PLC編程系統(tǒng)。對于PLC系統(tǒng)形式而言，在技術(shù)應(yīng)用之初主要是為了取代繼電器執(zhí)行中的ON/OFF，所研制出來的。隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，在PLC系統(tǒng)應(yīng)用的過程中逐漸出現(xiàn)了模擬量以及控制系統(tǒng)，從而為整個數(shù)據(jù)的運算提供了充分性的保證。由于PLC系統(tǒng)在使用的過程中具有可靠性的特點，在使用的過程中將其與計算機綜合成為一種系統(tǒng)形式，已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展中的主要目標(biāo)。
（二）硬件發(fā)展中的關(guān)鍵性技術(shù)
由于計算機技術(shù)、通訊技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸發(fā)展，通過PLC與DCS技術(shù)的充分融合，可以逐漸形成相互滲透、取長補短的技術(shù)應(yīng)用形式。在PLC技術(shù)應(yīng)用的過程中逐漸吸取了DCS回路控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)功能等多方面的技術(shù)應(yīng)用形式，從而為整個硬件技術(shù)的發(fā)展提供了充分性的保證。與此同時，隨著其他計算機控制系統(tǒng)的逐漸發(fā)展，控制系統(tǒng)在產(chǎn)品應(yīng)用的過程中逐漸呈現(xiàn)多元化的技術(shù)發(fā)展形式，因此，在整個技術(shù)應(yīng)用的過程中，向PLC技術(shù)轉(zhuǎn)變、向現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變逐漸成為計算機硬件系統(tǒng)中較為關(guān)鍵性的技術(shù)形式。
二、計算機控制系統(tǒng)中的軟件
（一）軟件種類的技術(shù)應(yīng)用
1、PC總路線控制系統(tǒng)。
對于PC總路線的技術(shù)應(yīng)用形式而言，是出現(xiàn)較早的控制系統(tǒng)形式，與之相關(guān)的軟件種類也相對較多，可以分為通用的開發(fā)軟件以及專用軟件兩種形式，通用開發(fā)軟件包括VB以及DELPHI等，主要是應(yīng)用與WINDOWS平臺，開發(fā)人員可以直接利用WINDOWS平臺實現(xiàn)人機界面的驅(qū)動程序，為整個技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用提供了科學(xué)化的發(fā)展，這種技術(shù)形式特別適合應(yīng)用在特殊控制算法及技術(shù)要求的過程中。但是，在技術(shù)應(yīng)用的過程中也存在著一定的缺點，在管理的過程中，需要較大規(guī)模的數(shù)據(jù)時，對于數(shù)據(jù)的維護效率較低。
2、DCS控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件。
在計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，通過DCS軟件系統(tǒng)的應(yīng)用，主要具有較為強大的組態(tài)功能，例如，SFC、FBD以及梯形圖軟件。在技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，可以根據(jù)不同的組態(tài)形式進行編程技術(shù)的使用，從而為整個技術(shù)的建立及發(fā)展提供充分性的保證，為整個編程技術(shù)的應(yīng)用提供了便利性的服務(wù)。但是，對著計算機技術(shù)的逐漸發(fā)展，PLC技術(shù)形式得到了充分性的發(fā)展，其在使用的過程中性價比也具有一定的優(yōu)勢性。
（二）軟件發(fā)展中關(guān)鍵技術(shù)形式。
在軟件技術(shù)的發(fā)展過程中，技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵主要體現(xiàn)在以及幾個方面：首先，先進化的控制是自動化領(lǐng)域中較為重要的組成部分，通過軟件控制形成自動化的技術(shù)應(yīng)用形式，同時也可以提供先進性的軟件控制技術(shù)，例如，在控制系統(tǒng)建立的過程中，設(shè)置數(shù)據(jù)整定內(nèi)容，批量的進行軟件系統(tǒng)的管理，從而在根本意義上實現(xiàn)智能化、多變化的軟件控制系統(tǒng)。而且，在整個技術(shù)應(yīng)用的過程中，模型預(yù)估控制技術(shù)也得到了廣泛性的應(yīng)用。在人工智能控制的過程中將高級化的控制技術(shù)作為基本策略發(fā)展中的特點性，可以在一定程度上彰顯出標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)應(yīng)用，例如，DLL、DDE以及 TEC1131等技術(shù)形式，在軟件控制的過程中，逐漸形成自動化的技術(shù)應(yīng)用形式，因此，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代信息技術(shù)的主流形式。
結(jié)束語：總而言之，對于計算機控制系統(tǒng)而言，主要是在技術(shù)應(yīng)用的過程中，將計算機技術(shù)與控制理論充分的結(jié)合，從而形成的一種技術(shù)應(yīng)用形式。而在計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程中，主要經(jīng)歷了簡單控制到分布式控制的系統(tǒng)形式，是我國計算機系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)化得到了充分性的保證。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞 PLC；電氣監(jiān)控；硬件設(shè)計；控制技術(shù)
中圖分類號TM571 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）79-0135-02
可編程控制器作為計算機家族的一員，是隨著工業(yè)發(fā)展的需求而誕生的。這種可編程邏輯控制系統(tǒng)具有反應(yīng)快、可靠性強、操作簡單等優(yōu)勢。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)了越來越多的模擬量以及數(shù)字量的控制裝置，例如壓力、溫度、計數(shù)等控制，而采用PLC解決自動控制問題具有極大的優(yōu)勢。為此本文就電氣監(jiān)控系統(tǒng)的中應(yīng)用PLC進行了論述。
1 PLC的原理及特點
PLC組成結(jié)構(gòu)如下，其原理可以大致的分為三個階段：首先是輸入采樣階段。在這一階段，PLC通過掃描的方式依次的讀取輸入數(shù)據(jù)及狀態(tài)，并將其存儲與I/O映像區(qū)的相應(yīng)單元。輸入完畢就可以進入后續(xù)的用戶程序執(zhí)行階段，這一階段PLC通過由上而下的順序?qū)τ脩舻某绦蜻M行掃描，對于每一條梯形圖，掃描的順序總是遵循著先左后右以及先上后下的順序進行邏輯運算，并根據(jù)運算的結(jié)果刷新邏輯線圈在系統(tǒng)中的對應(yīng)狀態(tài)。最后是輸出刷新階段，在這一階段，CPU會按照I/O映像區(qū)中的數(shù)據(jù)及狀態(tài)刷新所有的輸出鎖存電路并輸出到電路驅(qū)動的相關(guān)外圓設(shè)備。
PLC具有以下明顯的特點：可靠性強。PLC具有極強的抗干擾能力，相比傳統(tǒng)繼電器技術(shù)更加適合于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境；反應(yīng)快。由于PLC中將傳統(tǒng)的機械觸電繼電器替換為內(nèi)部自定義的輔助繼電器，同時也取消了連接導(dǎo)線，而使用內(nèi)部邏輯關(guān)系代替，為此就可以忽略其節(jié)點變位時間，不必考慮傳統(tǒng)繼電器的返回系數(shù)；操作簡單。
2 電氣監(jiān)控的硬件設(shè)計
現(xiàn)場電動閾的最大優(yōu)勢是所有的智能閾都是由兩線相互連接成的環(huán)路組成，最后只是將起始端與末端連接到主站的控制器。現(xiàn)場電動閾作為智能化的設(shè)計，不僅包含了豐富的診斷信息與數(shù)據(jù)，同時還能實現(xiàn)故障線路的屏蔽功能。當(dāng)環(huán)路一旦出現(xiàn)短路、開路、接地故障等，智能閾會自動的將故障線路段從線路中屏蔽掉，從而保證了線路上的智能閾可以正常的與主站控制器進行通訊。其具體的評比控制原理可以簡述為：在線路正常的情況下，兩條線路中只有一條起作用，而另一條是冗余的。通訊信號沿著一條線路從主站控制器的一個端口流出，然后經(jīng)過環(huán)路再從另一端口回來。而一旦線路發(fā)生異常，異常線路段就會被線路的閾門屏蔽，此時故障段兩邊的智能閾依然可以通過各自的環(huán)路實現(xiàn)和主站控制器的正常通訊；而如果同時有兩處發(fā)生異常，此時兩處異常段都會被屏蔽，剩余的正常的智能閾還能經(jīng)過兩個“臂狀”環(huán)路實現(xiàn)和主站控制器的正常通訊。
3 PLC在電氣監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
定時采集方式是電氣監(jiān)控系統(tǒng)中主要的模擬量信號采集方式，可以講信號的采集周期設(shè)置為次/500ms。下圖1為電氣監(jiān)控系統(tǒng)進行模擬信號定時采集的梯形圖，其中定時器T0.1以440020為指針數(shù)據(jù)區(qū)每500ms存儲30001通道的內(nèi)容，并在完成存儲之后將指針值加1。若果指針加1后的數(shù)值沒有超出允許的數(shù)據(jù)范圍則繼續(xù)，如果超出了就應(yīng)該將00000重新賦予指針，重新開始進行存儲區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息存儲。
利用PLC實現(xiàn)電氣監(jiān)控系統(tǒng)信息采集數(shù)據(jù)的功能主要有兩種方式：
1）首先是規(guī)定時間的方式進行數(shù)據(jù)采集。這種采集方式是在采集數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)采集時間對電氣監(jiān)控系統(tǒng)中被監(jiān)控對象進行采集，并同時將采集到的數(shù)據(jù)信息存儲在數(shù)據(jù)存儲區(qū)；
2）然后還一種方式是采集時間不定的方式進行數(shù)據(jù)采集，這種方式主要是為了對被采集量進行有效地控制，從而根據(jù)前面采集信息的變化來調(diào)整下一步的采集工作，并將每次采集數(shù)據(jù)的時間記錄下來。如果預(yù)測被采集數(shù)據(jù)信息的波動較小，可以通過選擇時間變化的信息采集方式，達到節(jié)約數(shù)據(jù)存儲區(qū)的目的。一般在電氣監(jiān)控系統(tǒng)中使用定時采集，每次采集現(xiàn)場模擬信號的周期定位500ms。計數(shù)輸入可以選用PLC的高速計數(shù)單元進行數(shù)據(jù)的采集，采集的頻率可以通過相應(yīng)的中斷功能獲得。
數(shù)字儀表信號在以通信方式傳遞的過程中會出現(xiàn)系統(tǒng)現(xiàn)場儀表測試值與電氣系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)存在差異的現(xiàn)象，為此可以通過通訊接口將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)輸入到PLC的CII模塊，從而可以將一般的I/O信號與數(shù)字信號作為整體進行處理。對于采集的脈沖量，為了規(guī)避干擾問題的發(fā)生，可以通過定時中斷方式實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集子程序以防止脈沖丟失。而如果采集的數(shù)據(jù)屬于模擬量，為了達到規(guī)避干擾的目的可以通過相應(yīng)的數(shù)字濾波操作，例如對數(shù)據(jù)求平均值、加權(quán)平均等。
4 PLC發(fā)展趨勢
提升PLC的抗干擾能力。盡管PLC控制系統(tǒng)具有很好的抗干擾能力，但是對于一些電磁干擾過于強烈或者是生產(chǎn)環(huán)境極為惡劣的情況也會致使PLC控制系統(tǒng)的控制失誤或者運算失誤，從而導(dǎo)致正常的生產(chǎn)運行受到干擾。為此，在今后的一段時間內(nèi)，不斷研發(fā)具備更高抗干擾能力的PLC系統(tǒng)，不斷的提升其在設(shè)計、安裝以及使用中的性能。
網(wǎng)絡(luò)化以及數(shù)字化。目前在火電系統(tǒng)中，DCS技術(shù)逐漸的普及并逐步成熟，只是近幾年的發(fā)展較為緩慢，而PLC作為發(fā)展迅速的技術(shù)，使得二者在發(fā)展的過程中相互吸收、利用，并逐漸發(fā)展成為新的控制系統(tǒng)—FCS系統(tǒng)。
5 結(jié)論
經(jīng)過實際的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，利用PLC進行數(shù)據(jù)采集控制具有極大的優(yōu)越性與可靠性。尤其是在和上位機脫離的狀態(tài)下，PLC依然可以達成預(yù)設(shè)的任務(wù)，從而極大地提升了電氣監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性、安全性。鑒于未來多種行業(yè)的生產(chǎn)過程具有不同的控制需要，為此PLC控制系統(tǒng)需要不斷開發(fā)新的產(chǎn)品，使得產(chǎn)品的規(guī)格更為齊全、性能更加優(yōu)異，不斷促進自動化控制網(wǎng)絡(luò)、國際通用網(wǎng)絡(luò)以及人類電氣化的發(fā)展。
參考文獻
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