計算機硬件課程論文精品(七篇)
時間：2023-03-23 15:16:34
序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇計算機硬件課程論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。
篇(1)
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 24-0008-02
在計算機科學與技術專業的課程體系中，無論是專業基礎課、專業課還是專業選修課，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，計算機軟件課程在計算機專業中基本能夠得到重視和加強。而計算機硬件課程體系相對比較薄弱。隨著電子技術和社會經濟建設的發展，計算機科學與技術與電子科學技術相互滲透和融合、硬件軟件化和軟件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SOC、SOPC等技術的出現，計算機軟、硬件的融合日益顯著和成熟，加強計算機硬件課程的建設、硬件課程體系及新的實驗平臺的建設顯得越來越重要和必要。
1計算機硬件課程教學思路的改革
計算機硬件課程包括：數字邏輯電路設計、計算機組成原理、微機原理與接口技術、計算機系統結構、單片機原理與應用、嵌入式系統、計算機維護、EDA技術等。傳統的計算機硬件課程主要任務是講授計算機的工作原理，以配合計算機軟件課程的教學。而技術的發展需要軟硬結合、軟件硬件化或交融，硬件課程教學的任務不但要學生了解計算機結構、原理，而且要用硬件描述語言進行部件及應用系統的設計。結合軟件知識，能夠設計計算機應用系統，尤其是嵌入式系統的應用日益普及，應用范圍迅速擴大，要培養學生綜合設計能力。除此以外，計算機的維護也是學生能力的培養的一個方面。
本教學成果是對計算機硬件課程進行體系改革及教學內容的梳理，確定硬件課程系列中基礎層、系統層、應用層分別要講授的知識和學生應該掌握的能力，以及各層之間的銜接和關聯的內容，如圖1所示。制定教學大綱、實驗大綱、課程設計大綱等教學文件，教改項目的研究，教材、實驗指導書編寫，實驗室建設。教案、多媒體課件的制作。
圖1 計算機硬件課程結構
在基礎層，主要是“數字邏輯電路設計”課程的建設，從99年開始對該課程教學內容進行了改革，編寫出版了教材，引入可編程器件、ABEL語言，改造實驗設備，在2001年獲得江蘇省教學成果二等獎。2002年該課程獲得江蘇省二類優秀課程。在此基礎上，進一步對教學內容進行梳理，配合計算機組成原理的課程改革，將硬件描述語言從ABEL改為VHDL，引入FPGA技術的介紹及實驗項目，又更新了實驗設備，在2004年重修編寫出版了教材和編寫了實驗指導書。主要思路是讓學生掌握數字電路的基本知識和現代設計方法，能夠設計一般的數字邏輯部件及簡單的數字系統。所以在課程結束后安排了1.5周的課程設計，學生可以在FPGA芯片上運用VHDL語言設計如電子鐘、交通燈控制器、電梯控制器等簡單的數字系統。
在系統層，該層有“計算機組成原理”、“微機原理與接口技術”、“系統結構”。其中“計算機組成原理”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。采用多媒體、網絡等多種教學方式，課件文字精煉、圖文結合、動畫豐富、重點突出，培養學生自我學習、自主學習的能力。實踐教學中突出設計能力和創新意識的培養。采用基于FPGA的實驗設備，通過設計與教材緊密結合的實驗教材和課程設計教材，形成了完整的相關課程教材系列，連貫性好。著重訓練學生的設計能力，激發學生學習興趣和創新思維。該課程在2006年被評為江蘇大學一類精品課程。課程的教學主頁(/subject/zcyl/)上的教學文檔、資料、課件、實驗指導等齊全?！拔C原理與接口技術”課程原來以從16位CPU的機型講授，根據目前技術的發展，改成以32位CPU的機型講授，并且在2005年更新了實驗設備和實驗指導書。
在應用層，由前二層主要課程的課程設計及專業選修課、綜合課程設計組成，主要在3個方面的應用：數字系統的設計，運用硬件描述語言設計計算機接口及整個應用系統，如“EDA技術”；計算機應用系統設計，包括硬件電路、應用軟件?！皢纹瑱C應用”、“嵌入式系統”課程就是培養學生系統設計能力，單片機教學采用了C8051F系列單片機芯片，他是在系統編程的SOC(system of chip)芯片， 編寫出版了專門的教材、設計了專用的實驗設備、編制了實驗指導書?！扒度胧较到y”也專門定制了ARM7、ARM9、ARM10的試驗設備和編寫了實驗指導書；另外一個方面就是計算機的維護，根據目前的教學條件，開辟了專用的計算機維修實驗室，面向全校開設了計算機維護的選修課，2005年編寫出版了計算機維護的專用教材。
2特色教材建設
在明確了硬件課程教學目的和思路的基礎上，開展相關課程的教材建設，組織課程自編教材與選用精品教材相結合，近幾年出版了4本教材，由于大多數“數字邏輯”方面的教材是重點講授數字電路原理，作為后續課程的技術基礎。所有我們組織力量編寫了《數字邏輯電路設計》教材，增加了硬件描述語言的設計方法、在系統可編程器件的技術，精簡了傳統的設計部分，99年在東南大學出版所出版，2004年進行了修改，增加了VHDL硬件描述語言的設計內容、FPGA器件的內容以及VHDL語言設計數字系統的實例，在清華大學出版社出版，已經三次印刷，在全國范圍的高校中得到使用。在“單片機原理及應用”課程的教材方面，由于目前我們使用了最新的片上系統(SOC)型的單片機進行教學、實驗，所有實驗內容均可以直接運用到實際的工程項目中，傳統的單片機教材已不能滿足要求，2004年參編了《單片機原理與應用》，由機械工業出版社出版，加進了部分內容。我們自己又編寫了合適教學要求的教材《C8051F單片機原理及應用》，2006年在中國電力出版社出版。由于計算機技術發展太快，“計算機維護”課程一直沒有合適的教材，我們組織編寫了《計算機系統高級維護教程》，2005年在中國科技大學出版社出版。
3開放實驗平臺建設
2004年獲得中央與地方共建高校實驗室建設項目“計算機基礎實驗室建設”的支持，及時更新了相關課程的實驗設備，大部分的實驗設備都是任課老師根據技術的最新發展提出實驗設備的功能結構，由廠商定做的。幾款實驗設備目前已作為該生產廠家的定型產品銷售到很多其他學校。設計了實驗項目和實驗內容，編寫實驗指導書。2005年省高教所教改項目“開放實驗室信息查詢系統”通過省級鑒定。建設了實驗教學網站(202.195.167.4:8080)、教學專用的ftp，學生可以隨時隨地獲得教學資源。改革了學生做實驗的模式，集體實驗和分散預約相結合(學生可以在任何地點、時間通過網絡進入實驗網站進行預約)，提前預習實驗內容，寫好實驗報告的“靜態”(實驗項目、實驗原理、內容、實驗設備等等)部分后，再到實驗室開始做實驗，在實驗過程中完成實驗報告的“動態”(實驗調試過程、出現的問題、解決方法、實驗結果、分析等)部分。提高了實驗效果，激發了學生實驗興趣。
4結束語
本文介紹了計算機硬件課程的教學思路的改革，通過近幾年的實踐，取得了成效。建立了老中青的課程教師梯隊，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伍。硬件課程中有2門獲省級2類優秀課程，一門獲校級一類優秀課程，有3項教研項目通過省級鑒定，多項相關科研項目通過省級鑒定并獲得省、市級科技進步獎。獲得多項校級教案、教學質量、優秀教師、講課比賽等獎項。出版教材4部，發表教研教改論文12篇。有2名本教學成果成員指導的07屆學生，所做的硬件應用的畢業設計論文被評為校優秀論文。
作者簡介：
鮑可進(1958-)，男，江蘇靖江人，副教授。研究方向：嵌入式計算與應用
通信地址：江蘇鎮江學府路301號 江蘇大學計算機學院。郵編212013
E-mail：
篇(2)
【關鍵詞】大專院校 計算機 硬件教學 課程整合
一、引言
隨著Internet的飛速發展，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該培養的是復合型，技術型，全面發展的人才。但目前計算機硬件教學出現了學生學的知識不能滿足社會需求的問題，筆者就目前大專計算機硬件課程教學的教學現狀以及存在的問題進行了分析，提出大專層次的計算機專業教學迫切需要改革課程體系，培養適應社會的需求的人才。并且作者根據自己教學實踐經驗，對如何搞好計算機硬件教學進行了深入思考。
二、計算機硬件教學現狀
1.培養方向不明確
人才培養目標，作為學校對其培養的人的具體標準和要求，具有一定導向作用，你定什么樣目標就培養什么樣的人才，它是整個教學活動的目標，但筆者發現目前大專計算機硬件教學對人才培養目標還認識不夠，主要有以下幾個方面：
（1）沒有明確的教學目標或有教學目標但沒有用；
（2）教學目標過于陳舊，過時；
（3）教學目標過于拔高。
2．課程種類繁多混亂
就筆者了解，目前大多數大專院校開設的硬件課程種類有《電路基礎》，《微機原理與接口》，《計算機組成原理》，《系統結構與分析》，《匯編語言設計》，《EDA》，《計算機組裝與維護》等，多數大專院校開設了部分上述課程，甚至有些學校開設了全部課程，我們不難看出，這些課程和本科生的課程沒什么區別，作為大專生在三年的學習時間內能完成如此多的課程嗎？是不是能達到預期的教學效果？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，筆者發現，教材當中有一部分內容，如芯片結構，存儲器部分內容已經過時。計算機技術是一個飛速發展技術，它知識更新的速度驚人的，剛出現的知識理論不久就會過時，甚至被，因此，應根據計算機的科技發展，適時的選取適合、最新的教材。
4．內容過多過難
其實這也是整個大專教學普遍存在的問題，對所教學生過于拔高，在內容的設計中存在過多過難的現象，?？频慕虒W一定要把握好“度”，做到“夠用”即可，在難度上一定要作到“適合”，始終牢記我們培養的是三年制大專人才。特別是計算機硬件課程的設計更應該注意。
三、研究與思考
1．加強教學研究
就目前而言，我國對高職高專人才培養工作的關心還不夠，遠遠比不上對本科教育的關心。我國目前還處于職業教育的起步階段，職業教育還不夠成熟，所以會出現“技工慌”等現象，大學生找工作不容易，相反技工找工作倒容易。因此，從學者到教育部門對大專教學的研究還不夠，整個大專教學還沒有走上正軌。筆者在工作中發現，你要尋找關于大專教學的資料是很少的，特別是教材方面更明顯，要找一本好的適合?？平虒W的教材是非常不容易的，大部分有名的編者是不關心?？平逃摹Ｒ虼?，筆者提出，我們應加強?？平逃虒W的研究工作，編寫出適合?？平虒W的教材，加強各高職高專學校之間的交流是非常重要的。同理，計算機硬件課程的教學同樣存在此問題，因此，在計算機硬件的教學中我們應多做研究，多學習。
2．調整教學目標
在教學目標上，一定要有明確可行的教學目標，千萬不可拔高，脫離教學目標。筆者認為，?？平虒W培養的主要是技術型人才，所以，培養目標一定要專，千萬不能追求“大”，“全”。就計算機硬件課程而言，根據培養目標開設一定量的課程即可。例如，你的培養目標是培養“動漫設計”方面的人才，那么計算機硬件僅需開設一們硬件綜合課程，讓學生了解硬件方面的知識即可。至于學習其它硬件課程的必要性就不大了。如果你培養的是“電子設計”方面的人才，那么，你可能要開設好多硬件課程才行。
3．進行課程整合
針對目前硬件課程多而重復的問題，而大專學習的時間僅有三年的時間（部分大專專業僅有兩年），我們要用系統論的觀點和方法，對大專計算機人才培養過程中的課程進行分析，從培養學生綜合素質的高度，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，已經有些院校提出了硬件課程的組合，例如，有些專業將所有硬件課程整合成《硬件基礎》課程，當然該如何整合，這要視專業而定。
4．提高教學效率
計算機硬件課程主要講述的是計算機的硬件原理及應用，而硬件芯片內部的結構根本無法獲得，所以的教學本身比較枯燥，抽象，難以理解，因此如何提高課堂教學效率，上好一堂課，讓學生獲得更多的課堂信息對計算機硬件教學來說是非常關鍵的。筆者提出以下三個方面：
（1）運用多媒體技術演示
由于計算機硬件課程抽象，所以我們可以用多媒體技術來模擬演示計算機內部的組成結構、信息流動、運算過程等，例如，《計算機組成原理》中當講到ALU時，我們可以用多媒體動畫來演示它的運算過程。學生可以直觀了解計算機內部的工作原理，這樣可以達到很好的教學效果。
（2）上好實驗課
實驗課是計算機硬件教學非常重要的環節，如《計算機組成原理》的《微機接口》實驗、匯編語言實驗等，實驗教學是指導學生主動參與完成知識，探究知識的創新性學習過程，讓學生在探索中掌握規律，在研究過程中進行思維加工，在實際運用中達到知識創新。實驗課程好壞，直接影響到學生理論課程的學習以及將來到工作崗位上的表現。
（3）提高學生興趣
興趣可以激發人的求知欲，但計算機硬件課程的學習是一個比較枯燥、辛苦的學習過程。因此，在教學過程中一定要運用新的教學方法及思想激發學生的興趣。這對于硬件課程的學習是非常關鍵的。
5．勇于創新
創新是動力，創新是生命。計算機硬件的更新速度本來非常快，只有不斷的創新，不斷學習，才能立于不敗之地。要搞好計算機硬件教學，必須研究新的教學方法，新的教學手段，才能使學生獲得最新的知識及技術。
四、結論
“教育之所以重要，歸根到底還在于人的重要”，就筆者所在的學校而言，通過改革，已取得很好的教學效果，越來越多的學生說“我能聽懂”，而越來越少的學生說“我什么都沒學會”，因此，大專計算機硬件的教學，要根據社會的需要，制定合適的培養目標，開設合理的課程，選好教材，運用先進的教學手段，這樣才能取得好的教學效果。
參考文獻：
[1]劉雅琴.《微機原理》課程教學改革的研究[J].福建電腦，2005，（11）.
[2]郭慶，陳尚松.傳統教學方法與多媒體教學方法的相互配合[J].電氣電子教學學報， 2004，(26).
[3]劉雅琴，郭雪梅.高校計算機硬件課程教學方法研究[J].河南： ，1999，（5）.
篇(3)
計算機理論淺析計算機硬件組裝與教學方法初探
計算機硬件組裝與維護課程是計算機應用技術的一門重要基礎課程，其主要任務是使學生了解計算機各種部件的分類、性能、選購方法，理解各主要部件工作原理、硬件結構、軟件安裝、相互聯系和作用，并能掌握微型計算機的組裝與簡單故障的維修方法。
由于計算機硬件安裝強調的是動手能力，按時以往傳統的教學模式，只能是紙上談兵。例如教師在講述CPU相關知識時往往要把CPU結構、功能、原理做為重點來講，而這些知識對職業學生以后的就業幾乎沒有任何作用，而對CPU的種類、廠家、性能、與其它部件的搭配等，這些對職業學生將來就業有用的，則介紹得不多。學生對這些理論并不是很感興趣，也很難記住這些知識，而等到他們就業時，這些理論已經過時了。同時由于學生缺乏動手能力的培養與訓練，畢業后走上工作崗位，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學歷，但是他們對計算機組裝與維修非常熟練。他們通常的經驗是：做的多了、熟了，就會了，不需要懂得太多知識。這種現象使我們意識到計算機應用技術更要注重培養學生的動手操作技能。為此，我們應該在計算機應用專業進行大膽探索，引入一種以實際需求為教學目的的改革教學模式，培養適應社會需求的學生。
本課程的教學改革可以用以下的教學方法：
1．充分運用計算機技術輔助教學。由于教學資源缺乏，那么可以利用3DS MAX虛擬現實的技術來解決。學生不光可以在學校使用這一資源，也可以把這種輔助教學軟件帶回家進一步學習。我們可以用3DS MAX強大的建模功能，建立出計算機中的“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實物建模，內部構造也要建模完成，這樣就可以節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遠低于真實硬件的價格，并能得到同樣的教學效果。不用像傳統硬件教學，在使用設備的時候搬來搬去，只需要一個U盤，你就可以擁有一個計算機硬件設備實驗室，便于教師隨身攜帶，去不同場合教學使用。學生放假也可以把這個“虛擬的硬件實驗室”帶回家，只要有一臺計算機，就可以在家中做練習，鞏固對知識的掌握。
2．充分運用項目教學法。在教學中，以社會的實際需求為標準，主要采用項目教學來構建教學模式。從學習者的角度說，項目教學是一種學習方法，特別適用于學習操作類的知識和技能，尤其適用于學習計算機應用方面的知識和技能。所謂項目教學法，就是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，在這是指采取小組討論、協作學習的方式，以實際的任務來驅動學生的學習。同時還可采取多種形式來完成各個任務，比如：行動導向、小組搶答、網上模擬攢機、小組競賽等。行動導向的教學形式是：每次任務之前，老師在充分考慮學生和設備的安全問題之后，把任務直接下達給他們，每個小組從任務的計劃——決策——實施——檢查等各個環節都是獨立完成，中途有疑問的，老師給他們提供若干學習途徑：實習報告、網絡、老師的輔導、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的做法，并對學生的操作過程做適當點評，最后由學生根據老師的點評繼續完善任務。通過完成任務，應用已有知識和掌握新知識，真正做到全面提高學生的綜合職業素養。
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計算機理論談軟件的破解與保護
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術語。
(1)斷點，所謂斷點就是程序被中斷的地方，中斷就是由于有特殊事件發生，計算機暫停當前的任務，轉而去執行另外的任務，然后再返回原先的任務繼續執行。解密的過程就是等到程序去獲取我們輸人的注冊碼并準備和正確的注冊碼相比較的時候將它中斷下來，然后我們通過分析程序，找到正確的注冊碼。
(2)領空，所謂程序的領空，就是程序自己的領土地盤，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置斷點，也就是我們設置的斷點應該是每個程序都會用到的東西。
(3)API，即Application Programming Interface的簡寫，我們叫應用程序編程接口，是一個系統定義函數的大集合，它提供了訪問操作系統特征的方法。API包含了幾百個應用程序調用的函數，這些函數執行所有必須的與操作系統相關的操作，如內存分配、向屏幕輸出和創建窗口等，WINDOWS程序以API為基礎來實現和系統打交道。無論什么樣的應用程序，其底層最終都是通過調用各種API函數來實現各種功能的。
了解了以上三個專業術語后，我們看下基本的軟件破解方法。
2.2利用算法注冊機。算法注冊機是要在分析了軟件的注冊碼算法的基礎上，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是一個注冊碼只能在一臺電腦上使用，像和電腦進行了一對一的綁定。使用步驟是首先運行試用的軟件，得到本臺機器的軟件機器碼，再用算法注冊機算號注冊，然后用算法注冊機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利用內存破解。我們知道所有正在運行的程序的數據，全部都要加載到內存中去，軟件在進行注冊碼認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存地址，就達到目的了。這種方法的優點是無須花大力氣掌握軟件注冊碼的算法，非常節省編寫內存注冊機的時間。步驟是先加載內存注冊機，再通過它去獲得內存中軟件的真實注冊碼，或修改內存中軟件相關的某些數據，來達到破解軟件的目的。主要有2種方式，第一種直接從內存中得到注冊碼，第二種在內存中模擬已注冊程序的運行環境。
2.4補丁破解法和文件注冊法。補丁破解法是指用相關的補丁程序來修改軟件，以達到破解軟件的目的。此方法一般是破解軟件的驗證注冊碼或時間，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，來達到無限使用的目的。文件注冊法就是把軟件的注冊內容放到一個文件里，以方便自己或別人用它來注冊，主要有注冊表導人和注冊文件導人兩種方式。
3．建立虛擬計算機實驗室。由于計算機硬件安裝與維護實踐中設備容易在操作中損耗，因此，虛擬的計算機硬件設備最大程度的解決了這些問題，虛擬的設備是不會有磨損和消耗的。做了錯誤操作，計算機會提示你這樣做的后果，也不會真實地損壞虛擬設備，這樣極大地方便了剛剛開始入門的硬件維修學生，他們再也不用擔心自己損壞硬件設備了，可以放開手腳地練習計算機硬件維修技術。當然虛擬硬件設備同樣也會有一些維護問題。例如計算機病毒是可以損壞虛擬硬件的，但是只要做好備份和計算機軟件常規維護工作，這些可能的損壞變得很小。比起真實的硬件設備維護，資金消耗和工作量小得太多。從中我們不難看到虛擬技術的強大和明顯優勢。因為虛擬機是一款軟件，它可以在電腦上模擬出一個虛擬的計算機，但是學生卻可以像對一臺真正的計算機一樣來對它進行各種操作。
4．采用全面的考核方法。在計算機組裝與維修實操課中，對于每個任務不是單憑終結成績就了事的。老師可以把每個任務按10分算，這10分包含：紀律、學習主動性、回答問題情況、衛生、任務完成次序等。這樣做，學生不光注重任務的結果，還注意在整個實操過程中自己的一言一行、一舉一動。而且，在每次任務進行過程中，老師可以在大屏幕上時不時地展示每個小組的本次任務得分情況，并根據學生的具體表現動態地變化這個得分表。通過這一舉措，相信學生在實操時幾乎看不見違反紀律的情況，給人的感覺是整個實操場地秩序井然。
總之，通過計算機輔助教學、運用項目教學、建立虛擬實驗室、全面考核這四方面的處理，我想計算機應用教學無論從質上還是從量上，將會有一個飛躍。我們能將計算機組裝與維修這門課程的教學提上一個臺階，也能讓學生在這些教學改革中學到有用的知識．鍛煉他們的實踐動手能力！
參考文獻：
[2]蔡澤光，廖喬其 計算機組裝與維修清華大學出版社2004
[4]如何在中職學校開展《計算機組裝與維修》專業課程的教學 百度2008
篇(4)
(1) 國務院學科評議組成員、國防科技大學校長溫熙森教授：
鄒逢興教授在各層次、各環節教學中堅持教書育人、為人師表、治學嚴謹、學風端正，學術造詣深，教學水平高，且有符合時代特點的教學思想和科學先進的教學方法，教學質量和教學效果獲得學生和專家的高度評價。他主講的“計算機硬件技術基礎”系列課程，改革和建設成果顯著，且自編有高質量的全國、全軍統編教材、“九五”國家級重點教材和教育部“面向21世紀課程教材”，在全國同領域中有較大影響。他重視教師隊伍建設，自覺指導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”的教師梯隊作出了重要貢獻。
(2) 中國工程院院士、知名計算機專家、國防科技大學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，結構上分微機部件、微機原理、微機接口和微機應用四大模塊，每個模塊難易有別，循序漸進，符合認知規律。該書選材系統、實用，全部內容基于80X86，能較好地反映國內外該領域的科學研究和教學成果，完整地表達課程內容。實驗選擇的重點是設計性和綜合性實驗，突出原理提示，啟發思路，具體電路和程序由學生自己動手，體現了創新教育改革思想，有助于培養學生的獨立工作和創新能力。
(3) 國防科技大學本科教學督導專家組組長王興業教授：
“計算機硬件技術基礎”是由國家級教學名師鄒逢興教授領銜開設的一門計算機基礎教育課。這門課從開設到現在已歷20余年，期間經過多次教學改革的錘煉，精益求精，在教學內容和教學效果上均屬國內上乘，校本科教學督導組本年度(2004年)作為優秀課程建設質量評價對象，重點跟蹤了課程組的教學情況，對其課堂教學質量的評價如下：
一、本學期在第一線教學的教師共4人，都能做到備課認真，對教學內容非常熟練，在課堂上精神飽滿，講課有激情并能駕馭課堂。嚴格要求自己，嚴格課堂紀律，做到教書育人，為人師表。
二、由鄒逢興教授主編的教材，體系上有創新，內容適度，取材合理，層次清晰，循序漸進。課堂教學都能做到重點突出，條理分明，對課程中的難點解析透徹。
三、本課程采用了CAI課件教學，教學課件制作質量高，形式上圖文并茂，兼有動畫，畫面顯示清晰；內容上層次清楚，攜載了較大信息量。但教師并沒有被多媒體課件約束，能恰當地將板書和多媒體結合，做到了多種形式教學，教學互動，課堂氣氛活躍，充分調動了學員的主動性和積極性。
四、這門課授課的幾位教師，教學水平較高，尤其是鄒逢興教授，講課語言生動準確，表達能力強，恰當運用案例教學，理論聯系實際，能在傳授知識的同時，注意培養學員的科學精神、學習方法和能力。
五、教學效果好，學員對這門課講授的滿意程度高。
(4) 第一屆國家級教學名師、西安交通大學馮博琴教授：
該課程及其負責人鄒逢興教授因其教學改革、課程建設成果和全軍、全國統編教材而在國內同行中有很大影響，知名度很高。他帶領課程組全方位地開展課程改革和課程建設，形成了一流的教師隊伍、一流的教學內容、一流的教材、一流的教學方法手段和一流的教學條件及管理水平，并最終體現在一流的教學質量、教學效果上，不僅為課程組贏得了國家級教學成果獎和優秀教材獎，也為自己贏得了第一屆國家級教學名師的榮譽。從鄒教授的網上教學視頻錄像看，他講課條理清晰、邏輯嚴謹、概念準確、重點突出，語言精練流暢、詳略得當，確有名師風范。
(5) 全國高等學校計算機基礎教育研究會副理事長、上海市教學名師、同濟大學龔沛曾教授：
對鄒逢興教授負責的“計算機硬件技術基礎”課程我早有所聞、早有所知。他發表了許多卓有見解的教研論文，出版了很多在國內很有影響的教材著作，這些論文和教材著作充分體現了作者與時俱進的教學思想、不斷創新教學的探索追求和課程組在課程內容、課程體系、教學方法手段、考試考核方法、實踐性教學的改革和數字化教學環境的建設等方面所做的卓有成效的工作。他們的教學成果多次獲得軍隊級、國家級教學成果獎，教材多次獲得全國優秀教材獎，鄒教授本人榮獲第一屆國家級教學名師獎，我認為不是偶然的，而是長期課程改革、課程建設成果積累的結晶。從鄒教授應邀在一些學術會上的報告發言和發表的論文、著作可以看出，他的學術造詣很深、表達能力很強、條理清晰、邏輯嚴謹、重點突出，可見他的課程教學效果是一流的。
2學生評價
部分學員(學員隊)對鄒老師授課的評價摘錄
(1)三院2002級學員隊：
授課老師鄒逢興教授，上課語言風趣幽默，總能在笑聲中啟發大家的思維，很多學員反映聽鄒教授的課是一種享受，讓人有種如沐春風的感覺。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、教學目的等給學員作了生動而詳盡的說明，學員普遍反映，通過該次緒論課，對本課程有了一個整體的把握，也增強了學好本課程的信心。鄒教授備課認真，上課時不僅把課本中的內容講解得深入淺出，而且常常把課題前沿向大家介紹，使大家受益匪淺。教學方法上，鄒教授在總結以往授課經驗上，對教學方法和手段進行了有益的嘗試，打破了過去“老師講，學生聽”的固定思路，經常讓學生到講臺上講解，一方面激發了學生的學習熱情；另一方面也活躍了課堂氣氛，在學員中取得了很好的效果。
(2) 合訓旅2000級機械工程與自動化專業學員：
通過以上科學的教學模式，大家較好地掌握了這門課。有一點比較好的證明就是在這次畢業設計中，拿出老教材回顧幾天后，又能較好地運用當時所學的知識。我們對所學課程知識印象較深的原因是教員在教學過程中在各部分、各章節的學習中強調要做到原理、技術與應用并重，理論與實踐緊密結合的緣故。這門課給我們感受很深的兩點就是，與其他課程相比，它的上機實驗課時占課程總課時的比例大和實驗開設較早，在剛剛學習了匯編語言程序入門知識后就開始上機操作使學員較早投入到實踐中，提高對本課程的興趣。這門課本身的實踐性就很強，與教材配套的計算機硬件技術基礎實驗教程就較好的把握了實踐性教學環節。它分為微機部件、微機原理、微機接口和微機應用四個部分。各個部分側重點有所不同，不同的類型、不同的難度適合于不同程度的學員，培養了綜合應用微機原理和接口技術獨立設計、調試實際微機應用系統的能力?！?/p>
(3) 合訓旅2000級信息工程專業學員隊：
不得不講的是鄒逢興老師科學創新的教學方法，這特別體現在與課程配套的實驗課上。鄒老師的實驗課，不管是設計性為主，還是驗證性程序，這些都需要實驗者自己去設計，在設計的基礎上才動手做實驗。而鄒老師的講授則重要是“實驗原理提示”為主，著重啟發我們從實驗任務及要求出發，從粗到細的逐步設計出硬件，軟件方案。每個實驗都必須花心思去考慮、準備、實現完成，同學們在學到知識的同時也獲得較大的成就感和自信心。課程結束后，大部分同學都具備了自己設計、實現簡單電子系統的能力，我隊多名同學后來在電子設計競賽、“挑戰杯”等比賽中獲得的優異成績就是鄒老師優秀教學效果的最好證明。
網上“教學評價”欄的學生評價摘錄
(1) 學號為200307022013的學員：
鄒老師可以說是科大名師的典范，能有幸在您的指導下學習真是我的榮幸，您那鏗鏘有力的聲音，一絲不茍的作風，處處都體現著軍人教師的風范，佩服。
(2) 學員周晗：
鄒老師的課非常精彩，生動有趣而且充滿激情，與同學們的互動很好。通過上課學習，還有網絡課程提供的復習資料，使我對這門課的學習輕松了很多。
(3) 學號為200203009014的學員：
鄒教授的課內容豐富，條理清楚，上課幽默，善于調動學員興趣和課堂氛圍，激發大家的學習興趣。
(4) 學號為200203009033的學員：
在學習計算機硬件課程中，鄒逢興教授的悉心指導，一絲不茍的作風，嚴謹求實的態度，踏踏實實的精神都給我以深刻教育。硬件課程理論與實踐相結合，使我對于各部分的認識有了進一步的理解。感謝老師們的悉心指導。
篇(5)
關鍵詞: 《計算機組成原理》 創新素質教育 啟發式 實踐教學
1.引言
創新素質教育在國外起步較早。德國柏林大學最早于19世紀初推出了“教學與科研相統一”的辦學原則;美國哈佛大學早在1945年發表的哈佛“紅皮書”――《自由社會中的一般教育》中提出了知識和能力協調發展的原則,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生創新能力的訓練;美國麻省理工學院致力于給學生打下牢固的科學、技術和人文知識基礎,培養創造性地發現問題和解決問題的能力。20世紀70年代,美國教育界就明確提出了培養具有創新精神的人才的目標。斯坦福大學在美國硅谷成功過程中發揮了巨大的作用,則更加證明了創新素質教育對國家的發展極為重要。
我國在20世紀80年代中期開始倡導培養創新型人才,但對創造型人才培養這一問題的深入研究,卻是20世紀90年代以后。1999年10月,中國比較教育研究會第十屆學術年會在西南師大召開,大會的主題是“跨世紀創新人才培養的國際比較”,并在會后出版了年會的學術論文選《跨世紀創新人才培養的國際比較》。2006年7月,在上海舉行的第三屆中外大學校長論壇以“創新與服務”為主題,關于創新人才的研究再一次成為研究的熱點。
從目前計算機組成原理的教學情況來看,國內外有較大的差異。國外的教學通常是通過以下幾種方式進行的:1.給學生指派研究性課題。這種課題涉及文獻檢索,銷售產品的Web檢索,實驗室的研究活動等。2.給學生指派仿真性課題。領悟處理器的內部操作,學習和評價某些設計性能的最好方法之一就是仿真處理器的某些關鍵元器件,因此,這也是國外教學的主要方式之一。3.給學生指派閱讀、報告類題目,即要求學生閱讀并分析文獻中的論文。而國內的教學基本上是以教師講授基本原理和學生做實驗相結合的方式進行的。
在全社會提倡創新素質教育的前提下,地方高校的《計算機組成原理》課程教學也應有所改革。高校教師應該把創新教育融入到《計算機組成原理》課程的教學工作中,讓學生在每一次的學習過程中,都能夠欣賞到前人創新的經歷與成果培養起他們創新的興趣和勇氣,初步領略到創新的思路和方法,使學生在畢業走出校門時,具備基本的創新素質,成為建設創新型國家的棟梁之才。
我通過對創新素質教育下的計算機組成原理教學改革的研究,對《計算機組成原理》教學存在的一些問題進行了分析和討論,并提出了一些改進措施和方法,以促進學生動手能力和創新能力的提高。學生通過感受到創新在推動技術進步中的巨大作用,從而培養起的創新興趣與創新意識,初步掌握創新的能力與方法,可為將來在建設創新型國家的偉大事業中建功立業打下扎實的基礎。
2.教學中存在的問題
2.1《計算機組成原理》是硬件系列課程中的核心課程,是計算機專業重要的專業基礎課,它需要以《匯編語言》、《模擬電路》、《數字邏輯電路》、《微機原理》等課程為基礎,它又與《計算機系統結構》、《操作系統》、《微機接口技術》、《單片機系統及應用》等課程密切相關,所以是一門難度較大的課程。由于先修課程知識不扎實,硬件課程自身的特點決定了它跟其他計算機課程相比,既零碎又比較枯燥和抽象,容易讓學生產生畏難情緒,而且隨著計算機技術和電子技術的飛速發展,計算機內部結構日趨復雜和龐大而且高度集成化,學生對硬件課程認識不足,普遍感到《計算機組成原理》這門課難學、難懂、概念抽象。
2.2授課方式和考核方式缺乏活力。盡管現在很多高校已經采用現代化的教學手段,但是仍然缺乏師生互動,在考核方式上,仍然采用傳統的閉卷考試為主,學生學習的積極性和主動性不高。
2.3實踐教學相對較弱。很多高?！爸剀涊p硬”的觀念也影響到了學生的認知水平,對硬件實驗根本就不重視,而《計算機組成原理》更多涉及芯片的構造、工作原理和應用,很多知識只有通過實踐操作和驗證,才能真正理解和掌握。
3.教學改革與探索
3.1教學內容與教學方法的改革
針對《計算機組成原理》課程的特點和教學難點,在授課中堅持以系統整體結構組成為主線,以工程應用為中心,自頂向下、由表及里,層層細化教學內容,使學生一步步地由表層深入計算機內核,從而有利于學生對計算機原理的理解,增強學生學好計算機組成原理的信心。改變傳統的教學計劃,對教學內容應進行大膽取舍,對于重點內容要講深、講透,對于可講可不講的內容要堅決舍棄,使學生對重點內容學精、學通、學透,重視《計算機組成原理》先導課程的學習。在教學中常會發生這樣的情況,例如講到運算器,控制器中的部分邏輯電路時,發現學生對譯碼器、時序邏輯電路等非常陌生,甚至根本就沒學過,因此不得不花大量時間給他們復習,所以注意先導課程的知識與計算機組成原理內容的相互滲透、融合和課程之間的銜接,避免內容的重復,將會大大提高學生對本課程的學習興趣與信心。
3.2教學方式的改革與探索
采用啟發式教學。所謂啟發式教學,是指在課堂上激發學生思考問題,然后引導學生提出問題,又引導學生去思考如何解決這個問題的教學方式。教師要注重方法,化難為易。在教學過程中,應注意充分運用“分析―綜合、具體―抽象”的邏輯方法,善于使用類比、比喻等方法來表達概念,對于重點、難點或比較抽象的概念,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,使學生比較容易接受。
3.3充分利用現代教學手段提高教學質量
由于《計算機組成原理》課程的教學內容具有較強的抽象性和技術性,現有的傳統教學手段無法直觀、形象地描述計算機內部組成的工作過程和原理,因此,充分利用現代教學手段可在一定程度上提高教學效率。立體化課件形象直觀的演示和強大的交互功能,可以使學生寓教于樂,極大地改善課程中枯燥、抽象難懂部分的教學效果。另外,進行網絡課程建設也是改進教學的重要手段。教師利用Internet網絡,在學校網站上教學大綱、教學內容、教案、多媒體課件等輔導材料指導學生學習,并提供多層次的自測練習題,這樣學生可根據自己的學習情況選擇相應的層次進行練習。這種方式改變了傳統的師生交流方式,實現了網絡化的教學互動,可提高教學效率,推進優質教學的資源共享,形成豐富的教學模式,極大地提高教學質量,并獲得良好的教學反饋。
3.4在實踐環節加強硬件動手能力
在學習基本原理的基礎上,如何結合計算機技術的發展,充分體現硬件技術的系統性和實踐性,是當前所面臨的重要問題,也是真正提高計算機專業學生硬件設計能力所必須解決的問題。轉變觀念,把傳統的“閉合式”實驗轉換成“開放式”實驗,讓學生在空余時間隨時可以進行硬件實驗。教師除了讓學生自己動手完成各基本單元的連接并驗證通過,如運算器、存儲器、寄存器、總線、控制器、時序控制等單元實驗,而且可以安排課程設計、小型作業、畢業設計,以及各種社會實踐活動,以工程設計思想和方法來訓練學生,最后在課程設計畢業設計階段軟硬件結合構造出一個完整的模型機系統,是實踐環節改革的最終目標。
4.結語
我對《計算機組成原理》教學中存在的一些問題進行了分析,在教學內容、教學方法、教學方式、教學手段和實踐教學等方面采取了一些改進措施和方法,提高了教學質量、教學效率,培養了學生的獨立分析問題、解決問題的能力和創新開發能力。但是,教學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水平、教學質量、培養全面發展的新型人才的出發點上,不斷提高自身素質,不斷摸索,不斷創新。
參考文獻:
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篇(6)
【 關鍵詞 】 虛擬現實技術；計算機教學
1 引言
隨著現代的科技進步，我們的教學手段從傳統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的新時代，尤其是以計算機輔助教學技術為代表。在這樣的大環境下，虛擬現實技術映入了我們的眼簾。未來的教學環境下我們將更多的應用虛擬現實技術進行我們的教學過程，虛擬現實技術將是一種非常行之有效的教學輔助手段，將給我們的教學過程帶來劃時代的變革。
2 虛擬現實技術
虛擬現實技術是伴隨多媒體技術發展起來的計算機新技術。虛擬現實技術是利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨率顯示技術，生成三維逼真的虛擬環境，用戶需要通過特殊的交互設備才能進入虛擬環境中。這是一門嶄新的綜合性信息技術，它融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感器技術等多個信息技術分支。虛擬現實的主要特征包括多感知性（Multi-Sensory）、浸沒感（Immersion）、交互性（Interactivity）、構想性（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、技術傳承的過程，也可以說是一種經驗的傳承過程。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習的經驗場景，讓他們設身處地地在這樣的場景下接受我們的經驗傳承，那樣應該是事半功倍的。另外，在傳授經驗的過程中我們可以使用真實的工具，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，我們教育者在教學過程中遇到的諸多難題都可以通過虛擬現實技術來解決。
3 教學中的應用
虛擬現實是在計算機中構造出一個形象逼真的模型。人與該模型可以進行交互，并產生與真實世界中相同的反饋信息，使人們獲得和真實世界中一樣的感受。當人們需要構造當前不存在的環境（合理虛擬現實）、人類不可能達到的環境（夸張虛擬現實）或構造純粹虛構的環境（虛幻虛擬現實）以取代需要耗資巨大的真實環境時，就可以利用虛擬現實技術。在虛擬教學方面，可以應用教學模擬進行演示、探索、游戲教學。利用簡易型虛擬現實技術表現某些系統（自然的、物理的、社會的）的結構和動態，為學生提供一種可供他們體驗和觀測的環境。建立教學模擬的關鍵工作是創建被模擬對象（真實世界）的模型，然后用計算機描述此模型，通過運算產生輸出。這些輸出能夠在一定程度上反映真實世界的行為。虛擬教學模擬是一種十分有價值的 CAI 模式。
現階段，虛擬現實技術在教學中的應用還停留在比較淺的層次，譬如說多媒體課件的開發等，這些技術屬于桌面級的虛擬現實。桌面虛擬現實利用個人計算機和低級工作站進行仿真，計算機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。這些外部設備包括鼠標、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備，如鼠標、追蹤球等，坐在監視器前，通過計算機屏幕觀察360度范圍內的虛擬境界，并操縱其中的物體，但這時參與者并沒有完全投入，因為它仍然會受到周圍現實環境的干擾。桌面級的虛擬現實最大特點是缺乏完全投入的功能，但是成本也相對低一些，比較適用于教學過程中采用多媒體教學課件或教學軟件的應用。
4 實例說明
以一套計算機硬件設備的安裝、維修調試的虛擬現實系統為例。在設計過程中，通過三維建模軟件，真實還原計算機系統的硬件系統，然后運用程序設計技術賦予每一個計算機硬件以相對應的真實性能參數，這樣一套計算機硬件設備的安裝、維修調試的虛擬現實系統就完成了。當然這個系統設計過程隨著仿真程度越高也將越復雜，投入的各種資源也將越多。
使用者在使用系統的時候，將以第一人稱視角進入場景中，整個場景為三維建模而成，操作者可圍繞一整的計算機進行漫游。當鼠標點擊某個計算機部件時，在鼠標位置將顯示該部件名稱。鼠標右鍵單擊該配件將彈出菜單選項，內容包括提取部件，整機的其他部分將隱藏，單獨顯示該部件，使用者可通過鼠標旋轉放大該部件，并利用動畫加解說的形式對標準的計算機硬件安裝調試過程進行演示，在演示的過程中應可以進行暫停、播放、快進等操作。還可以事先為使用者預設多個計算機硬件故障，并規定檢修時間，使用者將以第一人稱視角進入場景中，按照設置好的步驟對計算機硬件進行檢查，模擬實際的計算機硬件檢修過程。當鼠標點擊選中某個部件時，顯示該部件的名稱、方位信息，發現該部件存在故障時，可對故障進行確認，并在界面上顯示故障名稱及數量等。
當然隨著未來科技的進步，我們在教學過程中還可以實現虛擬現實技術中更高端的——投入的虛擬現實技術。高級虛擬現實系統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、數據手套、其它手控輸入設備、聲音等使得參與者產生一種身在虛擬環境中，并能全心投入和沉浸其中的感覺。這樣的技術，完全可以排除周圍現實環境的干擾，真正地做到身臨其近感覺，給受教育者完全“真實”地經驗感受。
5 結束語
虛擬現實技術已經和理論分析、科學實驗一起，成為人類探索客觀世界規律三大手段。我們教育者更應該善于應用這種先進的輔助教學手段，使我們的知識、技術傳承過程更直接，使受教育者能夠更直觀的感受知識內容，更好地完成學業。虛擬現實技術在未來的教育教學過程中必將占據越來越重要的位置，成為教學過程中不可或缺的重要元素。
參考文獻
[l] 張濤.多媒體技術與虛擬現實.清華大學出版社，2012-2-28.
[2] 賀雪晨等編著.虛擬現實技術應用教程.清華大學出版社， 2012-6-1.
篇(7)
虛擬化技術VMware虛擬機一、引言
隨著我國高校教育規模的不斷擴大，招生人數不斷地增長，但是各種教學資源和實驗設備并沒有得到增加。由于高校計算機網絡專業的學生需要熟悉各種網絡環境下設備的操作能力，這就需要學校有足夠的網絡實驗設備。如何利用現有的設備資源完成更多教學實驗，提高學校教學質量，成為各高校當前一個重要的研究課題，尤其是在網絡技術專業的相關課程的教學過程中，學生學習需要完成各種網絡實訓操作，需要的網絡硬件設備數量多且價格昂貴，因此大部分學校的實驗設備都不足，如何克服這種設備不足帶來的矛盾，成了學校管理者和老師們共同關心的課題。
在網絡技術專業教學過程中，學生需要完成互聯網絡技術、服務器技術、局域網技術等核心課程的學習，這幾門課程的教學都有一個共同點，那就是實踐性特別強，并且需要用到較多的硬件設備，如路由器、交換機、電腦、尤其需要多臺電腦才能滿足實驗要求。每做一次實驗，有時需要幾臺電腦和幾種不同的操作系統環境，一般的機房難以滿足網絡專業學生實驗的需要，如果單獨建一個網絡實驗室，價格高且利用率低。例如，在講服務器技術時候，可能需要學生學習在Windows Server2003和Linux兩種不同的操作系統環境下搭建Web、Ftp、DNS、DHCP、E-mail等服務器的實驗。在現今的高等學校中，許多實驗都采用公共多媒體機房來做。由于受維護和病毒等因素困擾，機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，并且機房里的電腦一般不可能同時安裝多個操作系統，因此，許多學校計算機網絡技術專業的實踐課程的實驗得不到很好的開展，甚至一門課程難得做幾次實驗，學生都是通過教師的理論教學和多媒體課件來理解課程內容，實驗課程形同虛設，導致學生實際動手操作能力不斷下降，課堂教學效果受到很大的影響。
二、虛擬化相關概念
針對上面教學實驗中存在的困難，如何去解決這個問題，采用虛擬化網絡架構可以使這個問題很到很好解決。虛擬化是將計算機中的運算、存儲、空間以及應用程序等資源分離成個體，經過合理調配讓資源的使用方式更具有效率。如今，隨著計算機硬件制造技術得到飛速的發展，現代的計算機系統都具有強大的運算和處理能力，僅僅運行單個操作系統和簡單應用程序，對這些計算機系統來說大多數時間處于空閑狀態，計算機的運算和處理能力沒有得到充分應用。利用虛擬化技術，可以在在一臺物理計算機上運行多個虛擬機，這些虛擬的計算機和真正的物理計算機一樣，具有真實的CPU、硬盤、內存、BIOS和操作系統，使得計算機系統硬件資源得到充分利用，也解決了利用物理主機虛擬多臺計算機來進行虛擬網絡連接和服務器實驗，既節約了經費，也提高硬件資源的利用效率。
（一）虛擬機
虛擬機是指利用一臺計算機的物理資源可在多環境空間被共享。它是一種嚴密隔離的軟件容器，它的運行過程類似真實物理計算機，虛擬機擁有自己的操作系統和應用程序，它是基于軟件實現自己的虛擬（包括CPU、內存、硬盤和網卡）不含任何硬件，完全由軟件組成。操作系統無法分辨虛擬機與物理機之間的差異，應用程序和網絡中的其他計算機也無法分辨，甚至虛擬機本身也認為自己是一臺“真正的”計算機。由于虛擬機完全由軟件組成，不包含任何硬件組件，因此，與物理硬件相比，虛擬機有許多獨特的優勢。虛擬機具以下三個特性：
1.兼容性，指虛擬機與所有標準的x86 計算機都兼容；
2.隔離性，指虛擬機相互隔離，就像在物理上是獨立分開的一樣，各自有不同的系統和應用軟件；
3.封裝性，指虛擬機將整個計算環境封裝起來，因此代替物理計算機做一些破壞性的實現，而對真實的物理計算機系統不會產生任何的影響。
（二）虛擬平臺
虛擬機技術應用于試驗平臺有很多種途徑，最簡單就是安裝虛擬機軟件，從而在一臺計算機上部署若干臺互相獨立的計算機，這種方法被廣泛應用于教學實驗當中，平臺虛擬化表現為在一個給定的硬件平臺上宿主機創造一個模擬的計算機環境（虛擬機）提供給客戶。虛擬機軟件對于用戶應用程序沒有限制，宿主機允許運行真實的操作系統。虛擬機就好像直接運行在計算機硬件上。虛擬機對硬件資源的訪問被統一管理在一個比處理器和系統內存更有限制性的層次上，客戶軟件經常被限制訪問計算機周邊設備，或者被限制在較低的設備性能上，這取決于宿主機硬件訪問策略的設定。
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用軟件，教師使用 VMware Workstation為學生創建虛擬機，在其中包含課程所需的所有課件、應用和工具。每堂課結束時，VMware Workstation 可以自動將虛擬機恢復到原始狀態，為下一批學生做好準備。Workstation 還可以模擬整個虛擬網絡環境，其中包括客戶端、服務器和數據庫虛擬機，整個環境都在單臺物理機上。利用VMware Workstation無需重啟即可在同一臺計算機上同時運行多個虛擬機，并且每個虛擬機都可選擇不同的多種操作系統（包括Linux、Windows XP Windows Server 2003），它不象物理計算機在同一時刻只能運行一種操作系統，利用這種特性來搭建網絡實驗平臺，既節省計算機硬件數量，也提高計算機硬件的利用效率，同時降低實驗成本。利用VMware Workstation的“快照”功能，可以快速地把系統還原成初始狀態，這樣做完一次實驗后，經過簡單的還原又可以做下一個試驗，使用“克隆”功能可以快速地建立多個虛擬機，保證實驗正常開展，同時學生在虛擬機上做實驗，對真實的物理設備不會產生任何影響，特別是一些本來對系統有損壞的實驗，如系統的安裝、BIOSS的設置等。
（二）VMware構建虛擬機具有以下優點
1.真實性，虛擬機就象真實物理設置一樣，具有物理設置所有的屬性，用戶覺察不到是虛擬機還是物理設備。
2.安全性，通過VMware軟件構建的虛擬機與宿主機和其他虛擬之間相互隔離，虛擬網絡與外部網絡相互隔離，因此不會對外部網絡和主機產生破壞。
3.多樣性，用戶可以根據不同的實驗環境和需求，靈活生成需要的虛擬網絡拓樸結構和虛擬機配置，不用擔心硬件設置不足。正因為虛擬機有以上的這些特性，所以在現在的網絡技術專業的實驗中，經常都應用虛擬機來做相關實驗項目，節省資金，提高設置的使用效率。
（三）VMware虛擬化網絡連接的實現
安裝VMware Workstation軟件后，VMware為虛擬機網絡連接提供了以下三種連接方式：
1.Bridge（橋接）模式。虛擬機直接連接到外部網絡，在該模式下所有虛擬機都可以看成是一臺實際存在的物理機，每一個虛擬機都擁有獨立的IP地址，宿主機和虛擬機都是通過VMnet0作為虛擬交換機來實現訪問其他物理主機和Internet。這種模式可以模擬Windows Server 2003和Linux環境下Web、Ftp、DHCP、DNS等各種需要靜態IP地址的服務器搭建。
2.NAT（地址轉換）模式：該模式下使用Vmnet8作為虛擬交換機，虛擬機使用已共享的主機IP地址，在這種模式下面由于虛擬機沒有靜態IP地址，通過DHCP服務器獲取動態IP，因此外網主機不能訪問虛擬機，但是虛擬機可以訪問宿主機和Internet。
3.Host-only（僅限主機）模式：連接虛擬機到一個私有網絡，這種模式下虛擬機和宿主機之間使用VMnet1作為虛擬交換機進行相互訪問，但不能和外網主機以及Internet進行相互訪問。這種模式可以模擬局域網中的環境，做一些以太網環境下的實驗，因此在實驗中可以根據實際情況，靈活選用不同的連接模式來完成實驗項目。
（四）VMware虛擬化網絡原理
虛擬網絡中的各組成元素和物理網絡中的組成相似，提供了虛擬交換機（VMnet0）、虛擬網卡、虛端口等。網卡設置和真實環境一樣具有MAC地址，可以設置IP地址和網關、DNS等，虛擬機操作系統和應用程序，通過常用的設備驅動程序或者VMware用于虛擬環境優化的設備驅動程序與虛擬網卡進行通信。在虛擬機外部，虛擬網卡擁有自己的MAC地址，并且根據需要可以安裝一張或多張虛擬網卡以滿足實驗的需要。這些虛擬網卡與物理網卡一樣遵守標準以太網協議。不論哪種情況，虛擬機操作系統中的通信與物理設備通信一樣。虛擬交換機的工作原理和二層物理交換機也一樣，每臺宿主機都有自己的虛擬交換機，虛擬交換機的一端與虛擬機連接，另一端與虛擬機所在宿主機物理網卡相連，虛擬機通過與虛擬交換機上的鏈路和物理網卡與外部網絡進行通信。虛擬網絡體系結構如圖1所示：
四、利用VMware搭建網絡實驗平臺
實例分析：
通過以上分析，我們利用VMware workstation在Windows Server 2003和Red hat linux 9.0環境下搭建Web和Ftp服務器，其中有一臺Windows Server 2003虛擬機帶兩張網卡，模擬跨網段訪問服務，測試所建服務是否正確。實驗拓樸圖如圖2所示：
需求分析：根據拓樸所示，本實驗需要5臺電腦，其中四臺裝Windows Server2003，另一臺預裝Red Hat Linux9.0操作系統，交換機一臺，兩臺不同環境的服務器，2臺測試機，一臺作為路由器。如果采用虛擬機軟件來進行實驗，如果硬件配置比較好，則只需要一臺物理主機，從主機里裝四臺虛擬機，選擇Vmare橋接模式就可進行實驗操作。
實驗目的：驗證在不同環境下建立Web、Ftp服務器的操作能力，同時體驗網段的概念，在雙網卡服務器路由沒打開時和打開以后，在宿主機上訪問服務器的的變化情況。
實驗步驟如下：
1.首先安裝Vmware workstation（安裝步驟省略）；
2.安裝虛擬機，由于有四臺Windows Server 2003的虛擬機，只需要安裝其中一臺，其余三臺用選擇“虛擬機”-“管理”―“克隆”，快速克隆另外三臺虛擬機節省安裝時間。而Red Hat Linux需要重新安裝。
3.設置IP地址，并分別在Windows 2003和Red Hat Linux9.0服務器上創建Web服務器和Ftp服務器（創建過程許多書上網絡上都有，本文不再敘述）。
4.分別在ip地址192.168.1.4虛擬機和宿主機192.168.2.2上IE地址欄輸入http：//192.168.1.2、http：//192.168.1.3測試Web服務器是否正確。其中在宿主機上測試時需要打開雙網卡虛擬機的路由功能。
5.分別在ip地址192.168.1.4虛擬機和宿主機192.168.2.2上IE地址欄輸入Ftp：//192.168.1.2、Ftp：//192.168.1.3測試Ftp服務器是否確。
五、結束語
隨著計算機硬件處理能力的提高和虛擬網絡實驗的推廣應用，一定程度上緩解了高校招生規模的擴大而帶來的實驗設備不足的問題，同時由于虛擬網絡體系結構的特殊性，學生在做各種實驗的時候提高了設置的安全性，減少實驗過程中對設備的危害，減輕設備維護的難度，通過實驗操作，增強學生解決問題的綜合素質能力，通過虛擬網絡實驗，學生不僅可以用它來組建各種局域網、對等網以及各種環境下服務器的搭建實驗，還可以做一些服務器集群等對硬件要求較高的實驗。因此，虛擬網絡架構的使用，對高校網絡實驗的實現起到積及的推動作用，對提高設備效率，節省設備購置資金具有現實意義。
參考文獻：
