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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇计算机硬件与外设范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
摘要:本文通过实例对大学计算机硬件类课程中缺乏“低端”实验这一问题进行了深入的探讨。
关键词:计算机硬件类课程;低端实验;实验;接口概念
中图分类号:G642
文献标识码:B
1计算机硬件类课程的不足
计算机硬件类课程主要包括“电子电路”、“计算机组成原理”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“计算机控制技术”等多门课程,这些课程不光是计算机专业的专业课,也是电子、机械、自动化及其他相关工科类专业的必修课程,这些课程都具有工程实践性强,应用技术含量高,课程内容枯燥难学的特点。因此,各学校在开设此类课程时,都把实验课作为重要的教学手段,有些学校甚至将实验课时比例提升到全部课时的50~60%以上。
经过我们多年对实验内容的研究并结合自身的教学体验发现,这些实验大都是一些在实验箱内直接使用芯片进行的实验,都是直接以芯片为研究对象或为主体,内容多是验证现成芯片功能和引脚特性或使用芯片进行硬件设计开发的实验。这种实验是在基本知识已经掌握,芯片内部工作原理已经精通的前提下进行的更高一层次的实验,在此我们谓之“高端”实验。很少有直接辅助基本教学,帮助理解基础知识的“低端”实验,这样的实验用来辅助说明某些知识点或特定概念,一般设计起来电路简单,功能也比较单一,层次较低,甚至用不上实验箱,所以在许多学校看来难登“大雅之堂”,因而对此忽视不见,众多实验教材在这方面也是一片空白。但我认为这是一个“误区”,因为任何课程都是由“低端”知识逐步过渡至“高端”的。那么,怎样创制设计“低端”实验?它们对于课程教学有哪些重要意义呢?
我们知道,计算机硬件类课程大都具有浓重的工程背景,具备丰富的可选实例,所以“低端”实验的创设并不缺乏素材。另外,还要注意实验内容的设计如何与课程知识有机衔接,在实际教学中如何巧妙引入。实际上,“低端”实验其意义并不“低端”,实验虽小却对重点、难点的理解掌握有着不容小视的“四两拨千斤”之功效。
2“低端”实验实例
下面介绍一个较典型的实例,权当抛砖引玉,希望对广大同行具有一定的启发意义。就以“微机接口技术”课程中令众多教师颇感头疼的“接口”概念的讲解为例。这一概念不仅抽象,而且所涉知识比较繁杂晦涩,学生学习效果很不理想。分析定义可以看出,接口就是位于微机与外设之间的硬件电路,作用就是让微机与外设间能进行信号交换,从而顺利完成检测与控制任务。但是光这样说有点苍白无力,学生还是不明就里。于是我们通过引入“低端”实验来辅助教学,具体说明接口到底是什么,为什么要用接口,它的主要功能有哪些,由此体会“低端”实验的优越之处。
我们先来设计一个电路(如图1所示),目的是通过计算机来检测开关K的状态(打开还是闭合)。相对于计算机系统,开关K就是一个外设。K打开时,A点为高电平1;K闭合时,A点为低电平0。这个0或者1可以通过数据总线最低位DB0被读入到CPU中,从而实现微机对外设状态的检测。但是如果像图1那样,把开关K和计算机系统中的DB0直接相连行不行呢?
图1 输入外设数据线直接接至数据总线
我们知道,在计算机系统中,数据总线还连接着CPU和存储器,并且在程序执行过程中,CPU与存储器之间要频繁地交换数据,因此数据总线上传输的数据是在不断变化的。如果此时又将其与外设直接相连(这里是将DB0直接连入A点),那么数据总线上外设数据和存储器数据就会因走同一线路而相互干扰。比如此时开关K闭合,A点为0,这个0会通过DB0传入CPU,若此时恰逢存储器通过DB0送来一个数据1,这样不但发生相互干扰,还会由于高低电平直接相连而引起电路损坏。
为解决这一问题,我们可以在A点与数据总线DB0间加一个带低电平选通端的缓冲器,缓冲器的选通端接一个带3个输入端的与门,其接线如图2所示。
图2 输入外设数据线经缓冲器接至数据总线
我们知道,只有当与门的3个输入端同时为0时,与门的输出端才为0,才会将缓冲器选通,缓冲器输入端的数据才能够到达缓冲器的输出端。要实现这一过程,我们可以执行如下指令:
MOV DX,开关地址;传送外设地址,地址译码端有效
IN AL,DX;执行I/O读操作,M/ 、 有效
这样,CPU的输出引脚(即与门的输入信号)M/ 、 及地址译码信号同时为0,使得与门输出为0,缓冲器被选通,开关K的状态才会被读入到CPU中。同时,为低电平的M/ 信号还会使CPU与存储器暂时隔开,从而避免了存储器数据的干扰;若CPU要与存储器进行数据交换,则M/ 变成高电平,使与门输出为1,缓冲器截止断开,又避免了外设数据的干扰。由此可以看出,经过这些电路添加之后,前面的问题顺利解决。实际上,这些后添加的电路就是该系统的接口电路,此处接口电路表现出来的功能是输入缓冲。
相类地,我们再设计第二个电路(如图3所示)。功能是让计算机控制发光二极管发光。此处二极管一端已固定接入5V高电平,另一端通过数据总线最低位DB0连至计算机系统。当CPU通过DB0输出为0时,发光二极管两端产生电位差,从而导通发光;如果CPU通过DB0输出为1,则发光二极管电路两端电位相同(都是高电平),发光二极管截止熄灭。我们以这种方式,实现微机对外设(此处为发光二极管)的控制功能。但是像图3那样,让发光二极管的B点与计算机系统中的DB0直接相连行不行呢?
图3 数据总线直接接至输出外设数据线
根据前面所述可知,数据总线上传输的数据是在不断变化的,不可能只保持为固定的0或1。虽然这个时刻为使发光二极管发光,可以通过执行输出数据指令从DB0向B点输出数据0,但在下个时刻存储器上过来的数据又会将其覆盖,如果后来的这个数据是1,就会使发光二极管熄灭掉。
怎样让发光二极管的状态得以保持呢?为解决这一问题,我们仍然需要添加电路,可在数据总线的DB0与发光二极管的B点间加一个由低电平触发的锁存器,锁存器触发端接一个带3个输入端的与门,电路如图4所示。
图4 数据总线经锁存器接至输出外设数据线
从该电路中可以看出,只有当与门的3个输入端同时为0时,与门的输出端才为0,才能给锁存器的触发端CLK加一个触发信号,锁存器的输出端Q才等于锁存器输入端D即DB0上的状态。当与门的输入端有一个为1时,与门输出就为1,由于锁存器为低电平触发,所以这个1不能触发锁存器,锁存器输出端Q(即B点的电平)就保持原态不变,从而使发光二极管的状态保持下来。这一过程我们可通过执行如下指令来实现:
MOV AL,0(或1);0使发光二极管亮,1使该二极管灭
MOV DX,发光二极管地址 ;传送外设地址,地址译码端有效
OUT DX,AL;执行I/O写操作,M/ 、 有效
这样,与门输入端M/ 、 及地址译码信号同时为0,使得与门输出为0,锁存器被打开,此时从寄存器AL中沿着DB0送出的0或1能够到达锁存器的输出端直至B点,致使发光二极管发光或熄灭。当CPU执行其他指令或者与存储器交换数据时,与门的三个输入端就不会同时为0,这样与门输出为1,锁存器的输出端Q(即B点的电平)就保持不变,发光二极管的状态便得以保持。
在这个例子中,我们后添加上去的那些电路也是接口电路,在此表现出来的功能是输出锁存。
3结束语
通过对上述实例的分析可以看出,我们在用“低端”实验解决实际问题的过程中已经不自觉地设计出了相应的接口电路,所需器材不多,所起的作用却不小。这两个接口电路一个用于完成系统检测,一个用于完成系统控制,正符合接口定义的外延。这样一来,学生既看见了实实在在的接口电路,又体会到了接口实实在在的“输入缓冲,输出锁存”的基本功能。有了这两个“着陆点”的帮助,“接口”这一概念还有什么不能让人理解的呢?这样的难点一个个地被灵巧的实验化为无形,整个微机接口课程还有什么难度可言呢?鉴于硬件类课程工程实践性强的普遍共性,“低端”实验这一利器不正好因势而生,大有可为吗?
参考文献
[1] 李芷. 微机原理与接口技术[M]. 北京:电子工业出版社,2007:188-192.
摘要:本文针对计算机接口技术教学中存在的问题,从教学方法和教学内容两个方面提出了一些教学改革措施,并结合我校学生的特点,在加强计算机接口技术实验教学方面提出了一些切实可行的办法,实践证明,对学生动手能力的提高很有帮助。
关键词:计算机接口技术;教学改革;实验教学;动手能力
中图分类号:G642
文献标识码:B
1引言
计算机接口技术是计算机科学与技术专业一门重要的硬件课程,其先修课为数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言等课程。该门课程以CPU与外设进行数据传送为主线,介绍8259、8253、8237等十几种典型接口芯片的内部结构及工作原理,其目的是培养学生分析、设计、使用和维护计算机外设的能力。在该门课的学习过程中,除了讲述接口芯片的工作原理外,还要求学生以汇编语言为编程工具,在接口实验箱上做大量实验,使学生在掌握相关理论的同时,动手能力也得到锻炼。
2教学过程中存在的问题
2.1思想上不重视
社会上各种软件培训班层出不穷,而鲜见有专门教授硬件的培训班,这给学生造成了一种社会上对软件人才需要量大,对硬件人才需求量相对较少的印象。于是在学生中出现了“重软件,轻硬件”的现象,认为学好一种软件在毕业后就肯定能找到好工作,硬件课程学不学对以后影响不大。在这种思想的影响下,一些同学学习计算机接口技术课程的主动性和积极性不够,学习效果大打折扣。这种急功近利的想法使得一些学生的知识结构很不合理。实践表明,硬件知识的缺乏已成为计算机专业学生专业水平进一步提高的掣肘。
2.2课程内容庞杂
在计算机接口技术课程中,要介绍十几种常用的接口芯片,每种芯片都要讲述其工作原理、内部结构、外部引脚特性等方面的内容。这些芯片各有各的用途,相关知识需要分别记忆,学生在学习时会觉得信息量大,内容琐碎,从而产生畏难情绪。
2.3对动手能力要求高
在软件课程的学习中,学生能在计算机上编写出程序就达到了要求,在硬件方面几乎不做要求。在程序的调试过程中,如果出现错误,软件系统会自动给出提示,调试起来很方便。而在硬件课程的学习中,比如计算机接口技术,需要在接口实验箱上做实验。在实验过程中,不仅要用汇编语言编写相应芯片的驱动程序,还要动手设计和连接实验箱上的电路,只要有一个地方出了问题,实验都不会成功,而且硬件方面的错误查找起来会困难得多,这也让一些动手能力不强的同学望而却步。
2.4先修课程的衔接问题
汇编语言是计算机接口技术课程实验的工具语言,安排在第四学期,计算机接口技术安排在第六学期。汇编语言是一门低级语言,学生接触得比较少,其他课程基本不用。学生学完汇编语言之后,又经过半年的时间才在计算机接口技术中再次用到,有些学生连基本语法都忘了,这时再要求学生用它来编写大段的实验程序也不现实。教师在授课时不得不在编程方面降低要求,要求学生能读懂实验程序就行了。在做实验时,学生在实验箱上做一些简单的连线,然后运行演示程序看实验现象,这样做的结果就是教学效果大打折扣。
3教学改革
3.1教学方法的改革
3.1.1激发学生的学习兴趣
对于任何一门课来讲,第一堂课对教师和学生都至关重要。通过第一堂课的学习,可以让学生了解本门课程的全貌,如果方法得当,可以激发学生的学习兴趣。计算机接口技术是计算机硬件技术的一个重要分支,在日常生活中有很多应用,常见的有智能仪器仪表、超市收银机、公共汽车报站系统、电子考勤机、门铃报警电话、血压测量仪、交通收费系统等。在讲第一堂课时,可以选择一个跟学生日常生活比较贴近的例子,如篮球场上的计时器、记分器等,由浅入深地讲解,让学生认识到本门课程的实用性所在,让他们感觉到通过自己的努力也能开发出这样的产品,从而产生对本课程的学习兴趣。
3.1.2采用互动式教学
计算机接口技术课程中有大量的硬件理论,内容比较枯燥,如果一味地平铺直叙,学生很快就会觉得很乏味,失去兴趣。因此,在讲课的过程中一定要把学生注意力吸引过来,让他们参与到课程中来。比如在讲定时计数器8253时,提出一个用8253控制交通灯的想法,让学生拿出解决方案,然后大家讨论,既做到了知识的活学活用,又活跃了课堂气氛,实现了教与学的互动。
3.1.3利用纲要信号教学法制作课件
纲要信号教学法是前苏联教育学家沙塔洛夫倡导的。在这种教学法中,先是利用关键的字、词、句,醒目的图示(或图表)、符号(箭头)组成教学信号系统,然后利用学生的视觉把这些信号加工成对知识的理解和记忆、比较与鉴别。这种教学方法的显著特点是:重点难点知识以简练的语言表述,列成纲目,教学中研究问题的思路由图示、箭头的指向深入展开,充分体现 “提纲挈领、简明扼要、信息集中、思维对号”的教学特色。
纲要信号教学法在计算机接口技术多媒体课件中通过三个方面加以体现:(1)在每个章节前把该章节的知识内容以提纲的形式表现出来,这样有利于学生从宏观上把握本章节的结构,从而更好地掌握本章节知识点;(2)对于每一章的重点和难点内容,以及一些需要提醒学生注意的内容,通过字体以及颜色的变化加以突出;(3)对于一些理论难度大的内容,在课件上用图表或动画的形式加以描述,以此来帮助学生对一些知识难点的理解。
3.1.4多媒体课件的运用与板书相结合
利用多媒体课件讲课,其优势是能够在比较短的时间内把大量的信息传授给学生。但是如果对这一优势不加以限制,一味地扩大信息量,学生的思路跟不上,就会产生抵触情绪,影响教学效果。最好的办法就是多媒体课件与板书相结合,把讲课的速度控制在学生可以接受的范围内,以使多媒体教学的效果达到最佳。比如中央处理器这一章,在讲解CPU的时序信号时,由于时序信号种类繁多,若用多媒体课件快速讲解,学生根本接受不了,此时如果适当地使用一些板书,有意识地放慢一下讲课速度,就完全可以做到教与学的同步。
3.2教学内容的改革
3.2.1合理安排教学内容,避免讲授知识的重复性
比如关于总线的知识,在先修课计算机组成原理中这方面的内容有详细地讲解,在计算机接口技术课程中对这部分内容就可以一带而过。为了做到这一点,在课前一定要与讲先修课的老师进行很好的沟通,充分了解学生的知识结构,避免课程之间内容的重叠。
3.2.2合理安排授课内容的顺序
讲课的过程不一定完全依照教材的顺序进行,可以根据知识的相关性对授课内容的顺序进行相应地调整。比如存储器这一章,主要介绍几种常用的存储器芯片,而其中的6116芯片在后面DMA控制器8237这一章的实验中又要用到,把这两章的内容结合在一起来讲,就会使课程的内容显得更加紧凑。
3.2.3突出重点,合理分配学时
对于重点芯片多分配学时,详细地讲;对于只有一般用途的简单芯片,要少分配学时,简略地讲。比如8259,8253这些重点芯片,就要多花时间,讲细、讲透,而对于诸如74LS373、74LS244这些作为数据缓冲的芯片,简要介绍一下用法就可以了,没有深入讲下去的必要。
3.3突出实验的重要性,加强学生动手能力的锻炼
实验在计算机硬件课程中占有重要的地位,目前,在国内外一些知名的院校中,大多数计算机硬件课程的讲课与实验学时比为1:1,有些硬件课程中实验的学时甚至要比讲课的学时还要多。我校计算机接口技术课程的实验学时所占的比例也在逐步提高。原来总学时为64学时,其中实验只占10学时,经过教学计划的修改,现在总学时为48学时,实验已经占到20学时,讲课与实验的学时比已经接近了1:1,符合当前的潮流。
以前由于实验设备的限制,实验都是演示性的,两人一组,运行一下演示程序,看一下结果就算完成任务,学生对整个实验的印象非常模糊。自从2006年建立了新的计算机接口技术实验室以后,实验设备可以做到每人一台,为加强实验教学提供了物质上的保证。另外,为了便于学生编写实验程序,抽出一定学时来帮助学生复习一下汇编语言,使学生在编程工具的运用上更加得心应手。现在上实验课时,不仅要求学生自己搭建电路,而且程序的关键部分也要学生自己编制,完全改变了以前做完实验几乎没有收获的现象,大大提高了学生的动手能力。在实验结束后,要求学生按照规范的格式书写实验报告,不仅写实验现象,还要对实验现象进行分析,最大限度地发挥了实验的作用。
4结束语
计算机接口技术课程包括教学与实验两个方面,只有教学与实验紧密配合,才能起到良好的教学效果。另外,任课教师的素质,实验设备的配备等多种因素也对该门课程的教学有着重要的影响。通过在教学方法和教学内容上的改革,可以激发学生学习本门课程的兴趣,进一步提高计算机硬件在学生心目中的地位,为计算机专业学生的全面发展提供很好的保障。
参考文献
[1] 钱晓捷,陈涛. 微型计算机原理及接口技术[M]. 北京:机械工业出版社,1999.
[2] 侯振兴. “计算机接口技术”课程创新教学模式的探索[J]. 甘肃科技纵横,2008,37(2):28-30.
【关键词】系统故障;检查原则;检查步骤;检查方法
一、检测原则
计算机和我们常见的其他设备一样,在使用的过程中可能会出现各种不同的问题,这些的计算机系统故障有大有小,而常见的计算机系统故障并非难以解决,只需要我们掌握一定的知识,是可以解决我们常见的计算机系统故障。由于计算机系统故障产生的原因是多方面的,故障表现的现象也各式各样,同时许多计算机故障的表现现象相同,因产生计算机故障的原因可能比较多,因此对于计算机故障我们要做到认真分析,分门别类,严格对待。例如,我们常见的计算机出现黑屏故障,产生故障的部件可能是:显示器损害、内存条损害、显卡损坏,或是计算机病毒所致。有些计算机故障比较单一,例如某个键盘失灵;有些计算机故障比较全局,初看起来十分严重,其实故障排除十分简单,例如计算机电源保险丝烧坏;有故障看起来是硬件故障,其实是我们设置出现错误。因此出现计算机系统故障,我们应当首先分析可能产生故障的原因,判断故障发生的范围,遵循一定的原则,不要急于盲目拆卸计算机硬件,以免操作失误或不当造成更大的损失。因此我们对计算机故障的处理一般应按照下面的原则:
1.先静后动
处理计算机故障时我们要保持头脑冷静,先想好怎样做、从何处入手,再实际动手。也就是说先分析判断,再进行维修。一般的做法,碰见计算机故障,我们先不进行通电操作,进行直观检查,目的是保证安全以免在损害其他部件,经过分析确定给计算机加电不会引起更大故障后,我们再对计算机进行加电检测。
2.从外到内
所谓从外到内检测,也可以说成是先外设后主机,因为计算机硬件系统是以计算机主机为核心,加以外部设备构成。因此,在对计算机故障检测时一般先从表面现象(机械磨损、接触松动、接触不良)及外部部件(开关、插座、引线)开始,然后在检测内部部件。对计算机内部部件检测也是遵循线外后内的原则,及先检测有无灰尘影响、烧坏部件现象,以及插接部件的连接情况。
3.先电源后负载
计算机系统的电源造成故障影响最大,也是比较常见的计算机故障。在对计算机故障进行检测时,我们可以先从供电系统(检测电压的过压、不稳定、干扰、熔丝等)开始检测,接着计算机直流稳压电源,再计算机各负载部件电压,若各个部件电源电压正常,再检测计算机系统本身。
4.先公共后局部
计算机系统出现故障,而某些部件故障影响最大,涉及故障范围广,我们应先给予解决,例如BIOS不正常出现故障,则导致其他部件都不可以正常工作,因此,应先给予解决,然后再排除局部原因产生的故障。
对于计算机故障的处理我们需要遵循上面的原则,维修过程中应分清主次,抓住重点。在判断故障现象时,有时可能会看到一台计算机有不止一个故障现象,而是有两个或两个以上故障现象。如:启动过程中无显示,但机器也在启动,同时启动完后,有死机的现象等。此时,应该先判断、维修主要的故障现象,当修复后,再维修次要故障现象。有时主要故障解决后,可能次要故障也一起解决了。
二、检测步骤
一般我们把计算机系统故障分为软件故障和硬件故障两大类,软件故障也能导致系统部能启动、文件破坏等严重后果,软件故障除了操作系统本身的原因之外,大多数是由病毒破坏而引起故障。硬件故障,一般是计算机的电路板中的电子元件损坏,或外部设备的损害所引起故障。当计算机出现故障我们应当如何分析故障,我们可以按照计算机故障检测步骤进行分析,对故障分析有一个清晰的思路,其操作步骤如下:
1.先软件故障后硬件故障
当对计算机进行加电检测时,计算机可以通过加电自检,并可以显示出计算机系统配置情况,基本可以断定计算机硬件没有问题,导致计算机系统故障的原因是软件原因的可能性比较大。
2.先系统故障后软件故障
若经过上一步的分析,确定软件故障的原因,进行进一步确认是系统软件故障还应用软件故障,若是系统软件故障,可做重新安装系统解决,若是应用软件故障,可调整应用软件的安装,可查看应用软件说明书,是否为软件兼容性的问题。
3.硬件故障的检测
若经过第一步分析确认是硬件故障原因,我们需要分清是主机故障还是外设故障,应做到从系统到设备,从设备到部件的检测步骤进行检测。
三、检测方法
1.观察法
观察法,是计算机系统故障处理的第一要法,它贯穿于整个维修过程中。所谓观察法就是利用我们的眼、耳、鼻,手进行检查,检查机内有无火花、烧焦、气味或烟雾现、过热或异常响动等现象。加以隔离、比较、插拔和更换等一些操作手段,来检测计算机系统故障,其检测步骤如下:
(1)开机或重启,先听听主机喇叭是否有声音,有声音而显示器没有显示,一般是设备的问题,可能显卡、显示器、内存条、扩展卡等没有插好。不同的BIOS报鸣声不同,可查看主板BIOS说明书。开机没有声音也没有显示,一般是主板的原因,可能只是简单的接触不良也可能是严重的故障,要认真分析对待。
(2)查看显示器的电源指示灯是否点亮以及指示灯的颜色,亮度是否被调至最小,显示器的信号线与主机的显卡接头是否脱落或接触不良,接头内部信号针头是否出现弯曲或折断。
(3)电源风扇是否转动,电源插头是否插好、接触不良或无电源。
(4)主板上的扩展板卡是否插好,查看是否出现接触不良(只要是插在扩展插槽上、扩展卡就是主板电路的一部分)。
(5)主板上的内存条是否插好或存在故障。
(6)主板上有插座的芯片是否出现接触不良,重新插拔检测。
(7)查看主板说明书查看主板与外设、跳线是否设置准确。
(8)更换可活动的部件,测试现有主板、扩展卡或设备,观察其运行状态,看是否存在故障或接触不良,或是主板与设备接口特性不匹配。
(9)主板背面的电路板与机箱是否短路。拆下主板置于绝缘板上,查看在不同环境下,机器的运行状态。
(10)开机时BIOS会对整个系统检测,一般正常的操作是“嘟”的一声,键盘上的LED指示灯会闪烁一下再熄灭,硬盘指示灯也会闪烁而且还会听见机器硬盘的读盘操作和硬盘的转动声音。此时表明机器是正常操作。
2.清洁法
有些计算机故障,往往是由于机器内灰尘较多引起的,这就要求在维修过程中,注意观察计算机主机内部和外部是否有较多的灰尘存在。如果有,应该先进行除尘,然后再进行故障的判断和进一步检测。一般常用的清洁工具包括:小毛刷、皮老虎、吸尘器、抹布、酒精(不可用来擦拭机箱、显示器等的塑料外壳),清洁用的工具,应是防静电的。
3.试探法
试探法是使用正常的板卡或组件来替换有故障疑点的插件或组件,来进行试探导致计算机出现故障部件的一种方法。例如计算机在运行测试程序时发现有问题,或在使用过程中发现计算机运行不正常,可以采用试探法。操作方法是取来一块正常的主板,替换当前计算机主板,进行开机检测,查看开机运行情况,若运行正常,表面故障发生在主板上,应当检测或更换主板;若故障依然存在,再使用一块正常的显示适配器代替当前的显示适配器,进行开机检测,若运行正常,则说明故障在显示适配器上,若仍然存在,更换原显示适配器,再进一步更换内存,直至查找到有故障村的插件为止。若插件替换过仍没有查到故障原因,则故障与主板或连接线或外部设备有关,应结合插拔法进一步进行检测。
4.替换法
替换法和试探法有类似的地方,但是区别在于我们使用试探法是不知道故障所在的位置,而替换法则是知道故障所在位置,而不知道是哪个部件的问题我们就使用替换法。替换法是用好的部件去代替可能有故障的部件,以判断故障现象是否消失的一种维修方法。好的部件可以是同型号的,也可能是不同型号的。替换的顺序一般为:
(1)根据故障的现象,考虑需要进行替换的部件或设备。
(2)按先简单后复杂的顺序进行替换。如:先内存、CPU,后主板。再如要判断打印故障时,可先考虑打印驱动是否有问题,再考虑打印电缆是否有问题,最后考虑打印机或计算机接口是否有故障等。
(3)最先考查与怀疑有故障的部件相连接的连接线、信号线等,之后是替换怀疑有故障的部件,再后是替换供电部件,最后是与之相关的其他部件。
(4)从部件的故障率高低来考虑最先替换的部件,故障率高的部件先进行替换。
5.升降温法
当电脑工作较长时间或环境温度升高后,计算机就会出现故障,而关机进行检查时发现一切正常,再次开机工作,发现故障现象又重复出现,此时采用升温法是对计算机故障进行检查的最好方法。升温发是指人为的将环境温度或局部温度给予升高,加速一些高温参数稳定性较差的元件“损坏”,使之彻底不可以工作,依次来检查故障所在。使用电热风进行加热,使计算机局部温度升高使我们常使用的,在用升温法时,一定要注意机器的安全,切记不可将温度升的过高,以防烧坏正常工作的器件。当我们对有疑点的组件或元件采用局部升温法观察其运行状况时,应观察组件或元件的输入、输出是否正常,若出现异常,可以断定故障出在该组件或元件。
6.软件调试法
(1)操作系统方面。
调整的主要内容是操作系统的启动文件、系统配置参数、病毒等。
(2)系统驱动安装与配置。
调整设备驱动程序是否匹配、操作系统版本是否合适、相应的设备在驱动程序下能否正常工作。一般操作是先由操作系统自动识别(特别要求的除外,如一些有特别要求的显卡驱动、声卡驱动、非即插即用设备的驱动等),而后考虑程序安装,这样有利于判断硬件设备是否出现故障。如果有操作系统自带的驱动,应先使用,若不能正常工作,则使用设备自带的驱动;更换设备时,应先卸载驱动再更换。卸载驱动,可从设备管理器中卸载;更新驱动时,如直接升级有问题,须先卸载再更新。
(3)磁盘状况方面。
检查磁盘上的分区是否可以访问、介质是否损坏、保存在其上的文件是否完整等。
(4)应用软件方面。
应用软件方面主要考虑与操作系统或其他应用程序的兼容性问题、一般考虑方面有:配置是否与说明手册中所述相符合、应用软件的相关程序、数据等是否完整等。
(5)重建系统。
在硬件配置正确,可通过重建系统的方法来判断操作系统之类软件故障。
四、总结
计算机系统故障诊断是一项非常复杂的工作,要求在我们掌握一定的理论知识同时,还需要平时在实践中不断进行总结,丰富自己的计算机知识,提高自己对计算机故障的处理能力。对故障处理我还有着一个良好地习惯:首先,对于不熟悉的应用或设备,应在认真阅读用户使用手册或其他相关文档后,才可动手操作;其次,当出现大批量的相似故障时,一定要对周围的环境、连接的设备,以及与故障部件相关的其他部件或设备进行认真的检查和记录,以找出引起故障的根本原因;最后,是应努力学习相关技术知识,不断丰富自己知识。我们用一个例子简单把上面理论检验一下:例如当计算机使用一段时间发现计算机硬盘出现空间减少;分析,先软件后硬件原则,我们考虑是不是计算机中了蠕虫病毒,进行杀毒处理,发现故障解决,是计算机病毒原因;若故障依然存,再查看是不是硬盘删除的文件没有把空间释放出来,使用优化软件,例如超级兔子,故障解决时空间没有释放;若故障依然存,就需要考虑硬件原因了,因为数据时存放在硬盘磁道上,我们可以考虑是不是硬盘出现逻辑坏道,使用修复软件进行磁道修复,故障解决则表明是磁盘出现逻辑坏道;若故障依然存,那就是出现磁盘物理坏道,我需要及时备份数据更换磁盘,防止数据丢失造成大的损失。
参考文献
[1]马祥杰.计算机维修技术与实例[M].国防工业出版社,2011.
[2]单学红.计算机组装与维护[M].清华大学出版社,2009.
1.1九十年代以来计算机市场的高速成长及其结构特点
1)以硬件为主的计算机市场规模迅速扩大。
中国计算机市场规模迅速扩大,市场销售额从1990年的39.9亿元上升到1997年的约1300亿元,8年市场销售额规模增长30多倍,年增长率90年代以后一般高于40%。中国计算机市场以硬件为主,到1997年硬件销售额仍占计算机市场的80%,软件、服务业的规模份额分别只有8.7%和11.3%。市场规模迅速扩大,但硬件为主的结构基本未变,这说明中国计算机的应用水平较低,此外还与中国软件、服务业的发展环境较差有关。
2)中国的硬件市场以计算机主机,特别是微机为主,外部设备比例较高。
根据信息产业部的数据,中国1997年硬件市场各类产品的份额为:计算机整机43%,外部设备26%,耗材和零配件17%,应用产品10%,网络产品4%;计算机整机的主体是微机。1997年微机的销售额达415亿元,占硬件的比例高达39.9%,估计微机约占中国计算机整机市场的份额接近90%。微机市场的高份额源于90年代以来中国微机市场的迅速扩大,如表3所示,整个“七五”期间中国仅销了37万台微机,1991年销10万台,而到1997年销量达350万台,而到1997年销量达350万台,销售额达415亿元,1992年以来销售额年增长率一般大于60%。
说明:a为中国人控股的或民族品牌企业,余为外商或港澳台资企业。b仅按硬驱、光驱计算,光驱计算,软驱出口比例也很高。C为估计数。
说明:计算方法:电子百强中最大的4家或8家计算机企业的销售额+全国销售额*100%
中国计算机硬件市场以微机为中心高速增长的特点和国际上的情况基本一致。只是中国微机市场迅速扩张的时期大概比美国晚5—10年。此外计算机市场中微机所占比例中国高于美、日约70%。
3)中国计算机市场已和国际市场连通,贸易额急速增加,贸易由逆差转为顺差,目前进出口的主体都是零部件和外部设备。
中国计算机类产品进出口总额1991年仅6.4亿美元,1997年已急增至131.6亿美元,从1993年以后贸易由逆差转为顺差,1993年顺差0.8亿美元,1997年顺差已增至43亿美元;目前进出口的主体是外部设备和零部件产品,导致贸易迅速增加及形成目前这种贸易结构的主要原因是,中国计算机市场的迅速扩大、包括外资企业在内的国内计算机产业的迅速成长以及由于国内计算机零部件业技术落后许多零部件必须进口。
4)中国计算机市场的需求结构
根据原电子部的数据,1996年中国计算机及相关产品的市场份额,金融保险和制造业各为18%,服务业9%,交通和通信各为8%,教育科研为7%,能源和政府机构为6%,家庭为4%。但PC机市场中家庭份额更高并呈上升趋势,根据电子部的数据和预测,PC机中家用PC机份额1997年为16.4%,到2000年将上升到30%以上。
1.2中国计算机业基本形成,民族品牌发展很快,但与国外公司相比仍有较大差距。
1)中国计算机产业初步形成
产业形成的基本标志是企业成长、开始形成体系,并且达到一定规模。到1990年中国计算机业原电子系统的企业仅有197家,从业人员不到10万人,系统外企业也不多。而根据第三次工业普查的数据,到1995年计算机及其相关产品的开发、生产、销售、咨询服务的企事业单位已达15000家,从业人员30万人,其中制造业1000余家,从业人员10万人,软件企业1000余家,从业人员8万人,营销、服务业13000家,从业人员12万人。
计算机产业的生产规模发展很快。如表2所示,原电子部系统企业的规模在80年代中期以前基本反映中国计算机业的规模,其销售额1980年为3.7亿元,按独立核算企业口径计算,约占当时全国工业销售额的万分之七,1990年上升到39.9亿元,约占全国工业销售额的千分之二,而到1997年,由于各类计算机企业的迅速成长,计算机业仅硬件销售额就已突破1000亿元,约占全国工业销售额的1.6%。
此外,除计算机芯片、操作系统等基础产品外,计算机业各子行业都有较发展。
2)中国计算机产业在国际化的进程中成长
中国计算机产业由所有在中国注册的计算机企业组成的。90年代以来中国计算机产业的形成与中国计算机产业国际化程度日益提高密切相关。由于计算机产业是国际化程度很高的产业(两个主要标志,一是主要国家和地区在计算机业各领域各具特色,形成相应的国际分工和合作,二是主要国家和地区计算机产品都是大进大出的大宗贸易产品);外国企业看好中国计算机市场的成长潜力;在中国生产可降低成本;中国鼓励外商投资等原因,90年代以来境外计算机业制造商纷纷来华投资。据JEEC估计,仅1991~1995年外商对中国计算机行业的投资总额已达12~13亿美元。90年代中期以后,包括风险投资在内的境外金融投资者也开始向中国计算机投资。
日益国际化表现之一是计算机业的产出以外资企业的产出为主。根据原电子部的数据,1997年计算机硬件企业中,合资、独资、中外合作企业的产值比例已分别高达34.7%、42.2%、和4.3%,其中包括一些境内投资到境外再返投到境内的企业。
日益国际化表现之二是国际市场已成为中国企业的重要市场。1997年中国计算机产品出口额已相当于国内企业销售额的60~70%(按硬件1000亿元计算为72%)。出口占销售额的比例,美国1995年为32.6%,日本1997年为55.3%(美、日差别主要源于日本高比例的零部件出口份额);台湾1996年为61.2%。日益国际化表现之三是民族企业逐步按国际标准组织生产和经营。这是因为国内计算机业的竞争实际上是国际竞争在国内的延伸。同时,整机厂的零部件主要靠进口和国内外资企业供货,也推动了各企业按国际标准组织生产和采购。
3)民族企业和民族品牌开始壮大
该文所说的中国民族企业是指企业终极股权(或出资产权)50%以上为中国机构(如政府或中科院等的事业机构)和中国个人所持有的企业。
中国民族计算机企业壮大的突出表现是微机市场上民族品牌已占主要份额。在“七五”(1986—1990年)时期,靠保护政策,以长城机为代表民族品牌的市场占有率曾高达70%,进入90年代,随着中国计算机市场的扩大、放松进口管制,国产民族品牌机的市场份额急剧下降,到1998年已降到33%,以后国产民族品牌机份额再度上升,1995年份额超过50%,1997年达到67%。
在软件、计算机外设、零部件行业,民族企业份额还较小,唱主角的是外资企业。如表2示大数外设和零部件位居前位的企业都为外商及台商企业,尽管财务软件和排版系统软件中国产品牌占有80%以上的份额,但软件市场份额份居前3位的企业分别是美国Oracle、微软、IBM在中国的子公司。
2中国计算机业的产业组织:以市场结构为重点的初步考察
产业组织即企业的市场关系的总和。本节以市场结构为重点,对中国计算机业的产业组织状况进行初步考察。
2.1市场结构
1)一般集中度
一般集中度用产业的产值、销售额或资产中最大的数家企业所占的份额表示,它反映业内主要大企业对产业或市场的综合影响能力。由于缺乏系统资料,正确计算我国计算机市场或产业的一般集中度相当困难。我们仅根据销售额对我国计算机业的一般集中度作些初步估算。我们的初步结论是:1.如表3所示,到1997年,最大4大企业的份额大约为1/4,最大8企业立份额大约为1/3。2.90年代以来计算机业的销售额集中度经过了一个先降后略升的过程,4企业和8企业集中度1990年分别高达50.2%和65.3%,1992年降到谷底为16.6%和24.1%,以后再度有所上升(1990、1991年的数计算口径较小可能高估集中度值,但根据这两年的数,可以认为集中度下降趋势是存在的)。这种变化似乎表明业内主要大企业由于技术,经营能力、资金筹措能力较强已加快发展。3.与美国CR440%强和CR860%(1996年分别为44.7%和57.7%)、日本1997年CR470—80%(估计数)相比,中国计算机业的一般集中度明显较低,即中国的大型计算机公司实力仍然有限。
另一个值得注意的是:尽管中国计算机业一般集中度还不高,但位居前面的企业的销售额都增加很快。1997年最大的4家集团公司及其销售额分别为联想(125亿元,集团销售额,后同)、四通(65.9亿元)、方正(57.8亿元)长城(57.1亿元),而在1992年这4个集团的销售额仅分别为10.4、4.3、4.1和11.3亿元,仅5年4家公司销售客分别增长约12倍、15倍、19倍和5倍。
2)不同产品市场的集中度
表4为三种产品的市场销售集中度和位居前8位的企业名单。数据表明不同市场集中度差距较大,大致地看:软件市场相当分散,这主要为软件品种多所致,实际上在PC机操作系统、汉字排版系统、数据库管理系统,微软、方正、Oracle公司的市场份额很高;PC机市场集中程度中等,1997年CR4仅30%左右,CR8也仅40%强;打印机的集中程度相当高,市场结构是寡占竞争型的,这种情况与打印市场主要被几家跨国供应商控制有关。
在急速发展且产品批量较大的PC市场,90年代中国后期出现集中度上升的趋势,但仍明显低于美日等国。如表5所示,根据IDC数据计算的PC(按品牌)集中度,CR41995年为25.9%,1997年上
升到29.3%,CR6从95年的34.7%升到97年的36.4%,但是,与美国CR444.2%以上(为1997年数)相比,中国PC机市场集中度仍然明显较低,这可能与中国主要PC机企业规模小,中国PC机市场尚处于初步发阶段等有关。
国外IT业大公司都在中国建厂,民族品牌企业在计算机软件硬件各细分市场上也正在发展,竞争十分激烈。总的看中国各细分市场的集中度不算太高,在充分开放而中国企业基础又弱的情况下,集中度高可能意味外国厂商对中国市场的控制。
3)产品差别和进入障碍
产品差别又称产品差别程度,是指买者因产品不具有完全的代替性而对产品产生的偏好差别。从总体上看,计算机业是产品差别较大的产业,计算机器件及外设的产品差别主要是技术性的。微机使用标准元器件进生装配,其产品差别主要表现在总体设计和设计组装的性能质量差别上。软件和信息服务业的产品差别更大。
其次是营销和服务方面差别较明显。许多人认为,Dell与其它计算机厂商差别在快速服务上。目前中国国内优秀企业在销售网络、售后服务、新产品的推广及营销等方面,在中国本土市场上,已有一定的优势。
第三,买方对产品知识程度的差别。
进入障碍是指行业内现有企业相对于企图进入该行业的企业(潜在竞争者)的优势。进入障碍对市场垄断和竞争的关系有较大影响,是决定市场结构的主要因素:经济规模障碍;必要投资规模障碍;产品差别进入障碍;政策法规进入障碍(见表6)
2.2市场行为和市场绩效
1)价格行为和非价格行为
计算机产品的产品差别较明显,市场竞争激烈,企业很难搞价格卡特尔,中国计算机业和国外一样,厂商非常注意通过价格竞争扩大市场份额。价格竞争激烈的原因,一与计算机芯片等零部件降价或价格变动较快有关,二是随着市场扩大,需求不断增长,而新的潜在需求者对价格变化更敏感。
非价格的竞争行为首先表现在产品开发领域。主要PC机厂商都重视及时推出装有新芯片、操作系统的PC机或其它有关产品,重视根据市场需求迅速开发新产品,如PC机场上适应不同的细分市场的要求开发出商用和家用电脑。此地外各厂商都重视通过广告宣传、各种促销活动进行市场竞争,估计一些主要PC机场上的年广告宣传费已占年销售额的3~5%。
2)投资购并
实力逐渐雄厚的主要计算机厂商都重视通过兼并收购扩张。仅1998年就发生多起重要的收购兼并事件。这些事件可分为四大类,①垂直一体化为主要特征的投资和收购,如联想注资金山软件成为第一大股东,实达控股收购北京朗新进入软件业,同创参股从事跨省互联网联网服务业务的深圳讯业集团,以及浪潮与华光的强强联合。②旨在水平扩张的收购,如联想投资生产服务器的公司,实达收购广东海达进入广东广场。③非IT业企业旨在进入IT业投资收购,如海尔与北航合作成立软件公司、宝钢入股东大阿派。④与股票市场活动有关的收购,如方正收购延中股份,成为第一大股东,主要目的之一是获得资本市场的“壳”资源,以利企业扩张。
3)市场绩效:规模结构水平与技术进步能力
市场绩效是指在一定的市场结构下,通过一定的市场行为产业在价格、产量、费用、利润、产品的质量和品种、以及技术进步等到方面所达到的现实状态。市场绩效反映市场运行的效率。限于资料,本文仅从规模结构效率、资源配置效率、技术进步能力三方面对计算机业的市场绩效略评论。
规模结构效率反映产业的规模经济效益实现程度。产业规模经济效益实现程度,可用达到或接近经济规模的企业的产量占整个产业产量的比例表示。按信息产业部的中国计算机产业中微机合理经济规模为50万台的标准,中国计算机业规模结构效率尚低。因为1997年中国微机市场中排名第一的联想公司销售量也只有43.6万台,1998年才达到近80万台,其它中国厂商产量更小。美国学者贝恩认为规模结构效率较高的市场中,产品由达到经济规模的企业提供的比例在70—80%左右或更高。中国计算机规模结构效率低可能与中国计算机产业尚处于成长期有关。
说明:(1)本表计算机史包括整机和外设两个行业,均为独立核算企业数。(2)1980、1985年的国有指全民所有制企业。(3)其它,1980、1985数含国有和集体联营,1998年含乡镇企业,1995年“其它”的比例用100%扣减国有、集体、外资的比例计算。
资源配置效率是同时从消费者效用和生产者生产效率角度考察资源利用状态,可以用利润率分布的情况反映产业的资源配效率。我们没有利润指标的详细数据,很难作相应分析,总的感觉是中国计算机业利润率较低且利润丰厚的供应链上游主要被外商控制有关。
进入九十年代以后,计算机业竞争激烈、市场变化大,目前主要企业计算机技术进步的重点是形成能与市场变化相适应的快速开发能力。具备从笔记本PC机到服务器、工作站全系列产品的开发能力、具有同期安装最新的系统软件和MPU的能力,技术进步较快。
3.中国计算机业企业的一些情况
3.1企业数量、规模及所有制结构
中国计算机企业数,按原电子部系统口经统计,在计算机业刚刚起步的1960年时只有3家,1980年增加到87家,1990年增加到191家,到1997年有234家。按工业普查的独立核算企业口径,计算机制造业企业
数1985年为132家,1995年上升到604家,如果加上各种计算机器件及零配件生产厂,制造业企业有约1000家。
计算机业企业规模扩大。按独立核算企业口径计算,1985年企业平均的当年价产值为742万元,1995年上升到5353万元。一些优秀企业如联想、方正、长城、实达更是急剧成长。
90年代以来中国计算机业的急剧扩张是与非国有经济的成长,特别是外商的进系在一起的。此外一引起国有企业由于改制和吸收外资也转成为非国有企业。表7反映计算机业(整机和外设)1980年以来各类企产值份额的变化。直到80年代中期,计算机业的国有企业的份额已还在70~80%以上,而到1990年其份额降至已10~20%左右,在外设业比例仅有7.2%,而外资企业份额高达84.9%分析。分析表明外资企业的资本中中方占30.6%,洪澳台占27.3%,外国资本占37.5%;此外整机业中外国资本比例高达56.2%,而在台商投资较多的外设业澳台占36.2%,外国资本占23.2%。表8为信息产业部的资料,可以看到外商企业中独资企业的份额高达40%以上。
90年代以来已有一批计算机企业成为上市公司。生产计算机软磁盘的深华源1992年6月2日在深圳上市,是计算机业最早的上市公司。到1997年底已有14家生产或部份生产计算机产品(包括软件、硬件)的企业在沪深交易所上市。总的看计算机的上市公司成长性好、业绩较好,较受投资者青睐。此外联想、方正两家中国最重要的计算机公司已在香港上市。计算机企业上市增加了企业的融资渠道,有利于企业制度的改善和完善。
资料来源:信息产业部提供
3.2若干计算机企业及其特点
计算机企业(企业集团)的特点:
*都是在80年代以后成立的新企业;
*发展快,10多年来一般都有几十倍、百倍、乃至千倍的增长;
*起步是主要靠少数产品及有关服务起家,目前主要业务围绕各类计算机产品展开,一般都同时生产硬软件;
*受传统的所有制束缚较小;
*多数或是上市公司或下面有上市公司,企业制度与传统的全民所有制企业有所不同;
*企业普遍重视与外商进行各种方式的合作,近几年在有一定的业务、管理、实力基础后,开始重视通过参股购并扩张。
4.1关于发展计算机业政策的若干设想
1)要继续加快改革,让企业真正建立现代企业制度,建立充分公平竞争的市场秩序,改革宏观和行业管理体制,创造有利于企业发展的机制和环境。
2)要充分认识采取必要政策支持民族计算机业发展的意义。从政治、经济、技术的任一层面看,民族的计算机业及相关产业的发展对中国国民经济持续发展的意义都不容置疑。由于民族计算机工业(特别是基础技术方面)太弱,根据美、日、韩等的经验,采取必要的政策支持是有意义的。
3)明确发展计算机业产业政策的基本思路和原则:①有效竞争的原则,国家的资源支持不能撤胡椒面,也不宜只给一家,要按兼得规模经济和竞争之利的有效竞争原则支持数家有优势的企业较快发展;②政策重点是帮助企业提高技术能力,③对于国内外企业技术差距过大但又极为重要需要发展的领域,国家可根据“经济租金”原则择优给予直接支持。
4)有利于民族计算机业发展的重要政策之一是支持计算机市场的扩大和升级。打破电信业的垄断体制,鼓励计算机业特别是计算机服务业与电讯业的融合,是扩大计算机市场也是扩大通信业市场最重要的政策之一。在国家订货、PC机的分期付款、大中小型机和服务器的卖方销售信货等方面都应采取必要的支持政策。
5)政策重点是鼓励企业提高技术开发水平,需要研究及可采取的政策包括国家对企业的重大的技术开发项目给予包括资金在内的各种支持;进一步深化科技体制改革,鼓励发展更紧密的包括让科研机构进入企业在内的各种形式的科研机构和企业的合作;借鉴美、日、韩等的经验,鼓励存在竞争关系的中国企业在基础技术或重要样机的开发方面合作;联合开发可由信息产业部、中科院的研究所和企业共同进行。日本、美国企业的计算机、半导体的开发项目,许多重大的都曾得到政府支持。
6)加大政策力度支持计算机企业发展,包括承认高新技术企业创业者的创业股或创业权益,产业政策不是根据企业的所有制成份,而是按适当向竞争优胜者倾斜的原则支持各种所有制企业的发展。
1、从硬件体系结构来看,计算机硬件系统采用的经典的计算机结构是 。
2、标准的ASCII码在计算机中的表示方式为 字节。
3、 能够把汇编语言源程序翻译为机器语言。
4、24*24汉字点阵库,一个汉字字形需要 字节。
5、(173)10=( )16。
6、数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可_ _的数据集合。
7、构成数据模型的三大要素是__________、数据操作和数据完整性约束。
8、事务应该具有四个属性: 、一致性、隔离性和持续性。
9、设关系模式R是第一范式,且每个属性都不传递依赖于R的候选键,则称R是_______ 范式。
10、ADO数据访问技术中三个主要对象是connection、command、 。
11、计算机网络从逻辑或功能上可分为两部分。这两部分分别是负责数据传输的通信子网和负责数据处理的 子网。
12、计算机网络中,通信双方必须共同遵守的规则或约定,称为 。
13、WWW网页文件是用HTML语言编写的,并在 协议支持下运行。
14、在计算机局域网中,将计算机连接到网络通信介质上的物理设备是 。
15、提供网络通讯和网络资源共享功能的操作系统称为 。
二、选择题(本题共有15个小题,每一小题1分,共15分,每个小题给出的选项中,只有一项符合要求)
1、CPU是 。
A.运算器。 B.控制器
C.计算器 D.中央处理器
2、数据结构包括 。
A.线性结构和链式结构 B.线性结构和存储结构
C.逻辑结构和链式结构 D.逻辑结构和存储结构
3、 不是操作系统的主要功能。
A.任务管理 B.程序设计
C.文件管理 D.作业管理
4、数值信息在计算机的表示中,-57的补码是 。
A.10111001 B.11000110
C.00111001 D.11000111
5、(16D.4A)16=( )2。
A.101101101.0100101 B.110101101.0100101
C.001101101.0100101 D.101101110.0100101
6、DB、DBMS和DBS三者之间的关系是 。
A.DB包括DBMS和DBS B.DBS包括DB和DBMS
C.DBMS包括DB和DBS D.不能相互包括
7、SQL语言有两种使用方式,分别称为交互式和 。
A.嵌入式SQL B.多用户SQL
C.解释式SQL D.提示式SQL
8、SQL语言中COMMIT语句的主要作用是 。
A.结束程序 B.返回系统
C.提交事务 D.存储数据
9、在采用C/S结构的数据库应用中,应将SQL Server安装在 。
A.用户端 B.服务器端 C.终端 D.客户机端
10、收回所有用户对基本表STUDENT的UPDATE操作权限可由 语句完成。
A.REVOKE UPDATE ON TABLE STUDENT FROM WANG
B.REVOKE UPDATE ON STUDENT FROM WANG
C.GRANT UPDATE ON STUDENT TO PUBLIC
D.REVOKE UPDATE ON TABLE STUDENT FROM PUBLIC
11、 是指在有限地理范围(例如一幢大楼、一个单位或部门)内,将各种计算机与外设互连起来的网络。
A. 广域网 B. 局域网
C. 城域网 D. 公用数据网
12、下列各项中,不能作为IP地址的是
A.202.96.0.1 B.202.110.7.12
C.112.256.23.8 D.159.226.1.18
13、企业Intranet要与Internet互联,必需的互联设备是 。
A.中继器 B.调制解调器 C.交换器 D.路由器
14、下列域名中,属于教育机构的是 。
A. cjlu.edu.cn B.ftp.cnc.ac.cn
C.ioa.ac.cn D.ftp.bta.net.cn
15、调制解调器(MODEM)的主要功能是 。
A. 模拟信号的放大 B. 数字信号的整形
C. 模拟信号与数字信号的转换 D. 数字信号的编码
三、简答题(本题共6个小题,每小题5分,共30分)
1、请图示计算机硬件的体系结构。
2、请解释“回收站”和“剪贴板”这两个概念,并简述他们的作用。
3、 简述数据库系统的三级模式结构和两级映像。
4、什么是概念结构设计? 说明采用ER方法进行概念结构设计的步骤。
5、设计一个网络ID为145.66.0.0的TCP/IP网络,该网络将包含13个子网。如果要求每一个子网可以扩充到3500台主机,试计算该子网掩码。
6、简述ISO/OSI的七层参考模型。
四、综合题(本题4个小题,共45分)
1、 简述计算机存储器分类,说明CPU读取数据的顺序;若用十六进制数给某存储器的各个字节编地址,其地址编号是从0000到FFFF,计算该存储器的容量。(本题10分)
2、给定3台微机和1台服务器,试设计总线型和星型的局域网,要求画出相应的示意图并明确指出各部分名称。(本题10分)
3、现有关系数据库如下:
商品表Goods(Gno,Gname, Gprice,Gtype,Gfact),各属性含义依次为商品号,商品名,单价,型号,制造商;
商场表Shops(Sno,Sname,Mname,Saddr),各属性含义依次为商场号,商场名,经理,地址;
销售表Sales(Gno,Sno,Qty),各属性含义依次为商品号,商场号,销售量;
试用SQL语言完成以下操作:(本小题5×3=15分)
(1)查询制造商为“杭州数源”的商品号,商品名,单价,型号;
(2)查询销售单价低于2000元电视机的商品号,商场号,商场名,地址和销售量;
(3)建立表Sales,并且定义主码和外码。(假设商品表和商场表已存在,商品号为字符型,长度为5,商场号为字符型,长度为4,销售量为短整型)
(4)将商场号为“S003”的地址改为“延安路100号”。
(5)查询销售两种或两种以上商品的商场名和它的地址。
4、某教学管理系统涉及教员、学生、课程、教室四个实体,它们分别具有下列属性:
教员:职工号、姓名、年龄、职称 学生:学号、姓名、年龄、性别
课程:课程号、课程名、课时数 教室:教室编号、地址、容量
这些实体间的联系如下:一个教员可讲授多门课程,一门课程只能被一个教员讲授;一个学生选修多门课程,每门课程有多个学生选修,学生学习有成绩,一门课只在一个教室上,一个教室可上多门课。(本题2×5=10分)
关键词: 计算机犯罪;计算机证据;计算机取证
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)32-7547-02
目前,打击计算机犯罪的关键是如何将犯罪者留在计算机中的“痕迹”作为有效的诉讼证据提供给法庭,以便将犯罪者绳之以法。此过程涉及的技术便是目前人们研究与关注的计算机取证(Computer Forensics)技术,它是计算机领域和法学领域的一门交叉科学,它被用来解决大量的计算机 犯罪和事故,包括网络入侵、盗用知识产权和E-mail欺骗等。随着信息技术与网络技术的飞速发展,越来越多的计算机联成网络,提供信息共享服务,给人们带来了工作的高效率和生活的高质量。与此同时,社会生活中的计算机犯罪行为不断出现,一种新的证据形式――电子证据,逐渐成为新的证据之一。与一般的犯罪不同,计算机犯罪行为是一种新兴的高技术犯罪,其很多犯罪证据都以数字形式通过计算机或网络进行存储和传输,包括一切记录、文件、源代码、程序等,即所谓的电子证据。由于电子证据与海量的正常数据混杂,难以提取,且易于篡改、销毁,故其获取、存储、传输和分析都需要特殊的技术手段和严格的程序,否则,难以保证证据的客观性、关联性和合法性。因此单独依靠信息技术进行安全防御已被证明是远远不足的,我们需要更多的主动性手段来打击和威慑计算机犯罪。
1 计算机取证
我们知道计算机证据是指在计算机系统运行过程中,产生用以证明案件事实的内容的一种电磁记录物。那简单理解“计算机取证”就是取出计算机证据的过程,它先由International Associationof Computer Specialists(IACIS)在1991年举行的第一次年会中正式提出。计算机紧急事件响应和取证咨询公司New Technologies进一步拓展了该定义:计算机取证包括了对以磁介质编码信息方式存储的计算机证据的保护、确认、提取、归档[1]。同时计算机在相关的犯罪案例中可以扮演黑客入侵的目标、作案的工具和犯罪信息的存储器这几种角色 证据进行获取、保存、分析和出示,它实质上是一个详细扫描计算机系统以及重建入侵事件的过程。 计算机取证包括物理证据获取和信息发现两个阶段。物理证据获取是指调查人员来到计算机犯罪或入侵的现场,寻找并扣留相关的计算机硬件;信息发现是指从原始数据(包括文件,日志等)中寻找可以用来证明或者反驳什么的证据,无论作为哪种角色,计算机(连同它的外设)中都会留下大量与犯罪有关的数据。
因此,计算机取证是指对能够为法庭接受的、足够可靠和有说服性的、存在于计算机和相关外设中的电子证据的确认、保护、提取和归档的过程。
2 计算机取证的原则和步骤
2.1 计算机取证的原则
电子证据是指在计算机取证后产生的、以其记录的内容来证明案件事实的电磁记录物。电子证据必须是可信的、准确的、完整的、符合法律法规的,即可为法庭所接受的。但与传统刑事证据相比,电子证据具有技术性、复合性、无形性、脆弱性等特点,在收集、审查、鉴定证据及分析、传输和存储的过程中很容易被篡改和删除,极大的影响了计算机证据的证明力,因此,计算机取证时必须遵循以下原则:
1) 及时性原则。这一原则对证据的收集提出了时效要求。
2) 合法性原则。证据从最初的获取到被正式提交给法庭,必须具有可采用性。
3) 全面性原则。既收集存在于计算机软硬件上和电子证据,也收集其他相关设备中的电子证据。
4) 严格管理过程的原则。计算机证据必须妥善保管。必须保证证据的真实性和完整性,且整个检查取证过程必须受到监督。
2.2 计算机取证的步骤
计算机取证过程和技术比较复杂,在打击计算机犯罪时,执法部门还没有形成统一标准的程序来进行计算机取证工作。目前,计算机取证工作一般按照下面步骤进行: [2]
1) 现场保护。首先应该对现场进行保护,停止对计算机的操作,禁用与涉案计算机有关的设备,切断涉案计算机与外界的联系。
2) 提取证据。计算机证据的提取应由外入内,首先应该进行证据的收集:注意收集各种文件。如系统手册、计算机运行记录等;注意收集可能储存有犯罪信息的各种物证,从众多的未知和不确定性中找到确定性的东西。这一步使用的工具一般是具有磁盘镜像、数据恢复、解密、网络数据捕获等功能的取证工具。
3) 证据分析。这是计算机取证的核心和关键。分析计算机的类型、采用的操作系统,是否为多操作系统或有隐藏的分区;有无可疑外设;有无远程控制、木马程序。分析在磁盘特殊区域中发现的所有相关数据。利用磁盘存储空闲空间数据分析技术进行数据恢复,获得文件被增、删、改、复制前的痕迹。通过将收集的程序、数据和备份与当前运行的程序数据进行对比,从中发现篡改痕迹。可通过该计算机的所有者,或电子签名、密码、交易记录、回邮信箱、邮件发送服务器的日志、上网IP等计算机特有信息识别体,结合全案其它证据进行综合审查。注意该计算机证据要同其它证据相互印证、相互联系起来综合分析。同时,要注意计算机证据能否为侦破该案提供其它线索或确定可能的作案时间和罪犯。
4) 证据归档。标明数据重建犯罪过程:入侵的时间、使用的IP地址、修改的文件、增加的文件(后门、木马、病毒等)、删除的文件、下载和上载的文件等;打印对目标计算机系统的全面分析结果,包括所有的相关文件列表和发现的文件数据,然后给出分析结论:系统的整体情况,发现的文件结构,数据和作者的信息,对信息的任何隐藏、删除、保护、加密企图,以及在调查中发现的其他相关信息。
3 计算机取证的技术和存在的问题
3.1 计算机取证的技术
计算机取证技术可分为静态取证和动态取证,由于计算机系统应用的环境不同,有些受攻击的计算机系统可以中止所有进程,交由取证人员进行取证,这种取证的叫静态取证;为了侦查工作的需要,或者网络系统实时性要求高等特殊需要,某些系统不允许中断运行,则必须在发生攻击的过程中,在不影响系统核心应用的情况下,跟踪取证,这种取证的方法叫动态取证。常用技术有:
1) 数据恢复技术。对破坏和删除的数据要进行有效恢复,才能从中发现蛛丝马迹。一般来说,即使是将硬盘数据删除并清空回收站,数据还仍然保留在硬盘上,只是硬盘表中相应文件的文件名被破坏,只要该位置没有被重新写入数据,原来的数据就可以恢复出来。可以通过类似Recover NT这样的程序,在所有驱动器软盘、硬盘或网络驱动器中查找、恢复数据。
2) 数据备份技术。使用磁盘映像拷贝等数据备份的办法,将被攻击机器的磁盘原样复制一份,其中包括磁盘的临时文件、交换文件以及磁盘未分配区等。然后对复制的磁盘进行操作。
3) 磁盘后备文件、镜像文件、交换文件、临时文件和记录文件分析技术。软件在运行过程中会产生一些临时文件,可以用NORTON等软件对系统区域的重要内容形成镜像文件,以及BAK、交换文件、SWP等。要注意对这些文件结构的分析,并掌握其组成结构。
4) 磁盘特殊区域中的残留数据分析技术。磁盘特殊区域,包括未分配的磁盘空间和SLACK空间。这些特殊区域中可能含有先前文件遗留下来的有用的证据信息。
3.2 取证存在的问题
计算机取证技术是相关法律法规赖以实施的基础,是我国全面实现信息化的重要技术之一,但现在还存在以下问题:
1) 计算机取证涉及到磁盘分析、加密、数据隐藏、日志信息发掘、数据库技术、介质的物理性质等多方面的知识,取证人员除了会使用取证工具外,还应具备综合运用多方面知识的能力。
2) 在取证方案的选择上应结合实时取证和事后取证两种方案,以保证取证的效果,因此可以将计算机取证融合到入侵检测等网络安全工具中,进行动态取证。这样,整个取证过程将更加系统并具有智能性。
3) 计算机取证只是一种取证手段,并不是万能的,因此计算机取证需与常规案件的取证手段相结合,比如询问当事人、保护现场等,从而有效打击计算机犯罪。
4) 目前还没有一套评价标准和取证工作的操作规范,使得取证结果的可信性受到质疑。
4 结束语
尽管计算机取证技术已经得到了一定的发展,然而随着计算机技术及计算机犯罪的发展,现有的取证技术已经不能满足打击犯罪的要求;同时,计算机理论和技术的发展也影响着计算机取证技术的发展,使得目前计算机取证技术呈现出领域扩大化、学科融合化、标准化、智能化等发展趋势。
参考文献:
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指纹的不变性和唯一性使指纹识别技术成为目前应用最广泛的身份验证。近年来随着最新信息处理技术的发展、算法理论的研究以及计算机硬件的高集成和低成本,指纹识别的可靠性不断提高,实用范围不断扩大。由于识别系统数据量较大且要求尽快传入上位机进行处理,所以合理设计数据传输通道成为设计的一个重点。
通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是一种新型接口技术。它是由Intel、Microsoft等公司为解决日益增加的外设与有限的主板插槽与端口之间的矛盾而制定的一种串行通信标准。USB具有以下特点:(1)有较高的传输速率。USBl.1支持全速和低速两种方式,全速速率为12Mbps,低速速率为1.5Mbps;USB2.0除支持USBl.1的两种速度方式外,还增加了速率可达480Mbps的高速方式。(2)使用方便灵活。USB支持即插即用和热插拔,允许在任何时候连接和断开外设。当外设被连接时,系统会自动检测到外设并准备使用。(3)易于扩展。通过根集线器可携带127个设备真正实现多个外设共用一个接口。此外,USB还有可靠性高、成本低、功耗小等优点,倍受欢迎。
1 整体方案选择
由于指纹图像处理技术对实时性要求高、运算量要求大,所以采用通用的数字处理芯片。DSP的高速运算性能使其在数字信号的处理上有着独一无二的优势。但数字信号的数据量非常庞大,需要一种方便、高速的接口实现与PC机的接插。 本文给出一种基于DSP(TMS320VC5402)平台的低成本高速USB接口方案。它采用Philips公司的PDIUSBDl2接口芯片,实现DSP指纹图像采集处理与PC机的高速数据传输。本系统涵盖了图像采集、处理、存储、传输等数字图像处理技术,其硬件原理如图1所示。
通过图像传感器获得指纹图像及数字化输出,将图像数据传递给中央处理芯片DSP。DSP对图像进行实时处理,如:滤波、图像的平滑锐化、二值化、特征点提取等,同时将处理结果通过USB输出到上位机。在整个指纹图像采集处理系统中,DSP主要有三个方面的作用:通过其I2C总线对OV6620的对比度、亮度、锐度等各项参数进行设置;对指纹图像进行数字处理;按照USB的规范应答,提供设备识别,固化PDIUSBDl2,与上位机通信。
2 系统硬件方案选择与设计
2.1 图像传感器
CMOS图像传感器是近几年发展较快的新型图像传感器,可以将像素阵列与外围支持电路集成在同一块芯片上,是一个完整的图像系统。与CCD产品相比较其功耗小、体积小、成本低。
在采集系统中,使用OV6620作为图像采集芯片。OV6620是Omni Vision公司开发的CMOS黑白图像采集芯片。该芯片将CMOS光感应核与外围支持电路集成在一起。输出的视频为黑白图像。技术参数:分辨率352x288,速度30帧/秒。
2.2 数字信号处理芯片
本系统中采用了TI公司推出的高性能数字信号处理器TMS320VC5402。其采用程序空间与数据空间完全独立的哈佛总线结构,指令的执行采用流水线结构,内部有一到多个处理内核,带有片上硬件乘法器,其指令执行速度最快为几十纳秒,处理能力为100MIPS。这些为DSP在高速大数据量的数据采集处理系统中提供了广阔的应用空间。片内共有8条总线(4条程序存储器总线、1条数据存储器总线和3条地址总线)、片上存储器和片上外围电路等硬件,有高度专业化的指令系统,具有功耗低、高度并行等优点。
2.3 USB接口芯片
世界上很多半导体公司参与了USB芯片的开发,形成了多种产品系列。如Intel 8*930AX/HX、Cypress FX2高速USB微控制器、National Semiconductor的USBN9602/9603。对于基于DSP平台的USB接口设计,综合考虑了几种方案之后,决定采用一个不带MCU内核的USB接口芯片PDIUSBDl2,再加上简单的外围电路和时序调整电路。主要因为其满足项目性能需求,且使用外接CPU,成本非常低。
PDIUSBDl2是Philips公司推出的一款特点突出的USB接口芯片。完全遵从USBl.1协议,其内部集成有串行接口引擎(SIE)、320字节多结构FIFO存储器、收发器(Transceiver)和电压调节器。它可以工作在5V或者3.3V的工作电压下;具有8位数据总线,且有完全自治的DMA传输操作。它还具有可控制的软件连接(SoftConnect)功能,可以保证在微控制器可靠初始化之后再连接上USB总线。多中断模式实现批量和同步传输,在批量和同步模式下可实现1MB/S的数据传输率。PDIUSBDl2高集成度、高可靠性和宽范围工作条件的特点,可以非常方便地兼容大部分DSP的工作环境。
3 软件设计
3.1 固件设计
固件编程(firmware programming)是USB数据传输系统中终端设备程序设计的重要部分,微处理器通过固件程序与计算机进行数据交换。由于采用不带MCU内核的USB接口芯片,所以关于USBl.1协议规范的实现都必须靠DSP(TMS320VC5402)控制PDIUSBDl2芯片完成:在DSP(TMS320VC5402)的平台上编写程序,以完成USBl.1规范所要求的标准请求及用户根据产品需要自己定义的请求。
当设备连接到主机后,主机通过给PDIUSBDl2的端点0发送包含标准USB请求的控制传输(即Setup包),PDIUSBDl2产生一个中断给MCU(1NT0),MCU通过读PDIUSBDl2的中断寄存器和最后一次传输状态寄存器来对每一个请求做出响应,并通过PDIUSBDl2的端点0回送请求信息。主机从返回的信息中读取描述数据(包括设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符),分配和载入一个设备驱动程序并对设备进行配置。设备配置完成后,就可以使用配置中支持的端点传输数据。固件程序结构如图2所示。
3.2 设备驱动
在Win32系统中,把每一个设备都抽象为文件,此时的应用程序只需通过几个简单的文件操作APl函数,就可以实现与驱动程序中某个设备的通信。
PC机的驱动程序由Philips公司提供。用VC++6.0通过调用API函数,编写PC的应用程序。这样即可实现PC机对DSP(TMS320VC5402)指纹取像系统的控制以及图像的传输。主要使用的API函数是DeviceIOControl()、ReadFile()、WriteFile()。其中DeviceIOControl()用于PC(主机)向DSP图像采集系统发送请求;ReadFile()和WriteFile()分别用于从图像采集系统读出数据以及向图像采集系统写入数据。在设计过程中必须注意的问题是:由于USB接口是主从方式的接口,其一切传输过程都必须通过主机向外设发送请求后才可以开始,所以在使用ReadFile()、WriteFile()读写数据前,必须先通过DeviceIOControl()向图像采集系统发送请求。
3.3 指纹识别流程
系统上电时,TMS320VC5402通过12C总线操作对OV6620进行设置,然后进入指纹图像采集阶段。在该阶段,TMS320VC5402处于空闲状态,CPLD占用数据总线,
将数据直接存储到图像RAM中。采集完一帧指纹图像后由CPLD发握手信号,通知DSP进人数据处理阶段。在该阶段,TMS320VC5402先将图像RAM中的数据分块搬运到用户RAM中,进行图像预处理、特征点提取等运算,最后通过USB将结果输出给上位机。上位机调出指纹数据库,并将提取的结果与指纹特征库中的数据进行比对,从而与库征指纹进行指纹匹配识别。