导语：如何才能写好一篇计算机软硬件技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
目前，我国计算机网络技术发展非常迅猛，随着计算机网络性能的不断提升，其软硬件资源的共享逐渐被更多的人所关注。在发展脚步飞快的现今社会，很多人已经抛弃了原有的工作模式，转而通过先进的网络进行办公，为了能够有效提高工作效率，更好地利用网络资源，资源共享成为最有效的途径之一，具有非常重要的现实意义。
在现代网络技术中，计算机软件资源的利用主要是通过终端软件的安装，通过对数据的调用完成相关数据的管理。这种通过服务器或工作站来进行统一管理的方式，有效实现了服务器内软件资源的共享，并在一定程度上提高了信息的整体服务能力。系统的管理员只需要对其进行统一维护、定期检查和备份即可，避免系统内部出现问题，同时也避免外界环境对系统数据造成威胁。但是在软件资源的共享中存在着一定的弊端，一旦服务器或工作站出现问题，会对用户带来一定的困扰。因此，在实际操作的过程中，可以通过服务器下挂接移动硬盘、Windows网络共享等方式给予其他用户一定的软件使用权限，实现远程调用，有效减缓资源短缺的问题，实现软件资源的共享[1]。在实际应用过程中，可以通过如下方式进行软件资源的共享：
网络通行证管理模式是我国网络计算机发展中较为成功的成果之一，这种方式的使用有效实现了软硬件的资源共享，是当下较为重要的资源共享途径之一，笔者经过观察，总结出以下几点相关内容：1）网络通行证管理模式概述在传统意义上的软件安装中，计算机所安装的软件并不是为整个工作站服务的，同时也不允许其他用户使用，只是单纯地被一台机器所使用，这样的工作模式，在很大程度上造成了软件和机器的使用效率低下，导致资源的浪费。而在近些年，随着网络技术的发展，很多前沿技术已经在我国计算机网络的发展中逐渐被利用，不断升级的软件以及一些新引进的软件逐渐成为工作的主流。其中，网络通行证管理模式在计算机网络中的应用，为我国资源共享带来了新的契机。网络通行证管理模式，即在一台工作站或是服务器上进行软件许可的安装，并对其进行专门的管理，使其能够在网上进行浮动和管理。当用户需要对软件进行使用时，只需要将其从工作站或是服务器上下载即可[2]。2）网络通行证管理模式优势网络通行证管理模式的使用，为人们提供了使用上的方便，其优势如下：第一，计算机房是全天开机的，也就是说软件的许可证开放是随时的，这样也会方便人们从网络上下载进行使用。第二，当通行证已经被释放，但是用户并没有对齐使用的情况下，其他用户也可以继续对软件进行使用，这样的方式有效提升了软件的使用效率。通过上述优势可以发现，要想提高资源的使用效率，就应该将这一管理模式应用到实际，有效提高资源共享的效率。通过这样的方式，不仅缓解了计算机使用紧张的现状，同时也将软硬件资源共享推到了一定程度，同时也加快了计算机处理数据的速度，是当下值得被提倡的资源共享模式[3]。3）网络通行证管理模式实现资源共享在实际应用过程中，通过网络通行证管理模式和相关的网络技术，已经解决了不同单位之间存在的版本差异问题。目前，通过现有的网络，已经适当连接了不同地区的工作站，实现了适当的网络配置，并在异地的工作站或服务器中完成了高版本的软件安装，以此来完成网络通行证管理模式下的资源共享，并且在逐渐的发展中，这项工作将会进入到更新的高度[4]。
目前，我国网络技术已经有了新的发展，在现有设备位置的基础上对软件实施了多种安装方式，这些安装方式有效发挥了现代化网络的优势，实现网络化的软件安装和使用。在基层共享工程中，通过现代化技术手段，在传统文化的基础上进行数字化的加工整合，使其更加丰富，并通过网络、移动存储等方式来实现全国范围内的信息共享。1）在服务器上安装软件在服务器上安装软件，主要是指系统的管理员来申请服务器的账户，用户通过账户的登录来实现软件的调节和使用，使本地的工作站硬件资源得到一定程度的节约，同时也可以提升服务器的效率，进而利于软件的管理。如：系统的管理员可以随时对用户的数据库进行备份，防止断电、磁盘受损等突发状况给用户带来损失。对用户来说，这样的方式非常方便。但是，这样的方式也不可避免的存在一些弊端，如存储能力有限、计算能力有限等，当服务器发生故障时，对用户会造成非常大的影响，正因为如此，这种软件的安装方式是视情况而定的，在特点的条件下才会使用这样的方式[5]。2）在硬件资源较丰富的工作站安装软件将软件安装在硬件资源较为丰富的工作站上，这样的安装方式不仅满足了本机用户的需求，还可以通过MOUNT盘让其他有需要的用户也能够使用该软件。在目前，部分工作站还存在着硬件资源短缺的现象，在本地的工作站还难以进行软件的安装和大数据的存储工作，但是通过上述方式，可以有效解决这一问题，其能够让用户在进行软件的使用和数据调用时更加方便。但是这样的方式也是有一定的条件限制的，在工作站相距较远时，这样的方式容易造成数据的的拥挤，需要等待的时间较长，还可能会造成数据的丢失，影响正常的使用。因此，这样的安装方式同上述方式一样，都是在特定条件下才能使用，在实际生活中，应当根据实际需求进行适当选择[6]。
通过网络技术的应用，可以让计算机硬件的资源共享。网络化磁盘的管理，可以有效提高硬盘的利用率，能够打破时间与空间上的限制，大大提高电脑的利用效率。现阶段，在用户的存储管理上，多数采用了虚拟的磁盘管理系统，为用户提供实时的服务。对于日常办公来说，扫描仪、打印机等是经常使用的硬件，通过网络技术可以将扫描功能与打印功能合二为一，实现网络技术下的硬件共享，有效减少了工作的成本，同时也能提高工作效率。而对于一些大数据的拷贝利用来说，通过网络化技术可以实现数据的统一管理，有效提高了数据的安全性。在实际应用过程中，可以通过如下方式进行计算机硬件资源的共享：
网络设施、外部资源、工作站等是实现资源共享的重要组成部分，对其实施网络化的管理，是进行网络资源共享的前提，经过长时间的研究和总结，笔者发现网络化管理的诸多优势，下面简单列举几点：1）网络化管理的提出在传统的网络管理中，绘图仪、挂磁盘等一些机房外部设备都是采用单机挂机的方式来运行，当其他用户需要使用这些设备时，只能通过卸下设备，将其挂接到另外的工作站或服务器上才可以使用。这样的方式，会经常拆卸设备，不但容易导致设备损坏，还会给相关工作人员带来大量的工作内容，从各方面来考虑都不适合采用。而随着时代的发展，这样的方式在发展中也逐渐被取代，机房设备在不断被改造，网络速率不断提升，在这样的发展形势下，可以利用现有的网络设施来开展网络化管理，借此，提出了网络化管理的手段，为实现资源共享奠定了良好基础[7]。2）针对外挂磁盘实施网络化管理对于外挂磁盘来说，其具有使用量大、易坏等特点，根据这样的特点，可以通过网络挂接磁盘的方式来实现资源的共享。在具体的操作过程中，可以参考以下几点内容来进行网络化管理：第一，系统管理员直接采取挂接磁盘的方式。这种方式主要是指，当用户的磁盘空间不足时，为了能够不影响用户的正常使用，可以通过其他工作站上的磁盘来进行挂接，将其作为临时的存储磁盘，为用户提供更加方便的使用空间，当用户不需要时，可以随时进行卸载，同时也不影响数据的存储和使用。第二，磁盘自动挂接方式。这种方式主要是指，管理员已经对磁盘进行有效配置，当用户需要使用磁盘时，只需要输入相关指令就可以实现自动挂接，将其作为本机磁盘来使用。这种方式是在需要对其他用户的数据进行调用或是用户的硬件资源不足的条件下使用。通常情况下，若是已经被授权，用户在调用其他工作站或服务器的数据和软件时会非常方便，不仅可以提高磁盘的使用效率，同时也降低了其购买的数量，在一定程度上发挥了极大的经济作用[8]。3）针对磁带机、绘图仪实施网络化管理第一，挂接磁带机。主要是指将磁带机挂接到固定的工作站上，当用户需要使用时，可以通过磁带机来进行数据的备份和恢复等工作，这种方式的安全性非常高，在使用时需要进行确认才能完成数据的备份，对于一些重要的数据来说，有着重要的保护作用。第二，将绘图仪安装在工作站中，主要是指系统管理员进行相关程序的编制，同时设置好绘图软件，有效提高用户对绘图软件的使用效率，同时也能方便用户使用，在此过程中，需要有专员来调配绘图队列，并完成绘图仪的裁图流程和上纸流程，不断强化对绘图作业的控制和管理工作。由上可知，这样的网络化管理可以有效提高设备的使用效率，且在一定程度上可以降低成本[9]。
总之，随着现代化网络技术的发展，计算机软硬件资源的配置和共享已经成为我国计算机发展的重要内容，也是影响我国所有企业发展的重要因素。为了能够让各个行业向着更加健康的方向发展，就必须要积极实施资源的共享。相关科研部门也要积极研发出更多的资源共享方式，为我国社会的整体发展做出贡献。
[1]任军，王子超.网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2015，4（1）:235，237.
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[3]李娜.基于互联网技术下实现计算机软硬件资源共享机制[J].电脑知识与技术，2016，8（12）:43-44.
[4]王婷.试论使用网络技术实现计算机软硬件的资源共享[J].信息系统工程，2016，5（9）:49.
[5]于童.网络技术应用下的计算机软硬件资源共享探究[J].科技经济市场，2016，7（6）:75-76.
[6]付潇宇.浅析网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现[J].黑龙江科技信息，2016，28（11）:182.
[7]范玉红.网络技术在计算机软硬件实现资源共享中的作用研究[J].无线]靳令征.论网络技术应用下计算机软硬件资源共享的实现[J].信息安全与技术，2012，3（4）:46-48.
自高等学校扩大招生规模以来，工科专业特别是计算机专业由于经费投入不足，各学校的教学实验设备、实验场地的扩充数量在相当一部分高校特别是中西部地区高校中明显不足；由于新技术层出不穷、发展迅速、设备淘汰、更新较快，实验设备过度使用和不能及时进行维护，严重制约了专业教育教学质量的提高；在专业教学方面，目前大部分教师都采用了多媒体课件教学，但由于条件限制无法进行现场操作演示，在诸如计算机硬件与软件、网络操作系统等实践性课程的教学和实验中，经常会遇到软件与系统不兼容，操作系统间不能切换，系统配置和软件的调试会影响系统的正常运行等诸多困难。为了实现“以能力形成为核心的人才培养”模式，如何有效利用现有的设备，教学实践中如何不断改进和完善教学方法、教学形式和教学内容，培养出满足社会需要的基本素质好、应用能力强和具有创新精神的专业人才，已经成为高校教师面临的重要课题。基于上述原因，在专业教学实验设备、实验场地投入明显不足，某些专业课程教学、实验内容具有多样性和特殊性的情况下，采用虚拟机（Virtual Machine，简称VM）技术构建教学实践环境来解决这些难题无疑是一种行之有效的解决方案。
虚拟机的实现技术主要有两种[1]：①纯软件方式的虚拟机；②硬件辅助方式的虚拟机。前者是当前主流的虚拟机技术，具有成熟的应用，后者是今后的发展方向，本文内容运用前者。虚拟机技术是指将一台物理的计算机软件环境分割为多个独立分区，每个分区均可以按照需求模拟出一整计算机的技术，模拟出来的计算机称为虚拟机。虚拟机技术的实质是通过中间层次实现计算机资源的管理和再分配，实现资源利用的最大化，虚拟化分区带来的最大好处是使同一物理平台能够同时运行多个同类或不同类型的操作系统，以分别作为不同业务和应用的支撑平台。
虚拟机软件具有以下几个方面的特点:①每个虚拟机都有一个VM控制块，它包括有关VM当前状态方面的信息，如VM的执行状态，VM调度优先级以及复制的VM寄存器内容等；②拥有独立的虚拟硬件设备，如CPU、存储器、外围设备等，并且这些设备及I/O端口等都受到保护，每个虚拟机都可以拥有计算机系统的所有资源；③系统分配给每个虚拟机的虚拟内存都采用了独立的地址空间，互相之间没有任何联系；④同一台主机上可以运行多个虚拟机，每个虚拟机都可安装不同的操作系统，就如同一立的PC，各虚拟机与主机之间可以进行对话、共享文件和网络资源；⑤在虚拟机中，把操作系统安装在主机硬盘中虚拟出来的一个特定文件中，并不需要对物理硬盘进行分区操作，虚拟机系统与主机系统有良好的隔离性，在虚拟机上进行的操作对主机现有的硬盘分区和数据都不会造成任何破坏；⑥具有硬件无关性，在主机系统上虚拟出的硬件都是相同的，可以简单地在不同的主机之间复制后直接使用，不必考虑硬件差异，因此在实验中对虚拟机系统造成的任何损坏不会涉及到物理设备且可以得到快速修复；⑦能够设置和修改虚拟机系统的各种配置参数，如虚拟机名称、内存容量、硬盘大小、外围设备参数等。
3.1 计算机硬件和软件课程教学内容主要涉及到的实践性环节主要有：①计算机BIOS设置；②硬盘的分区、格式化；③操作系统的安装与配置；④应用软件的安装；⑤系统的备份与恢复。该课程实践性较强，而且学生一般是刚进入大学的新生，为突出“所见即所得”的教学效果，提高学生的实践动手能力，要求教师教学时能展示教学的内容（实际操作演示），实验环节中能让学生亲身体验（实际动手实践）。
3.2 由于多媒体教室的公用特性，一般只安装Windows 2000操作系统和基本的应用软件，不能随意修改、配置系统参数，采用虚拟机软件可以解决本门课程上述五个方面的需求。通过近几年在计算机硬件与软件课程教学中的实际应用和研究后，总结出采用虚拟机软件辅助教学具有以下优势：①物理计算机上对BIOS的设置过程无法在投影仪上显示，另外计算机管理员一般情况下也不允许任课教师随意进入和修改BIOS，采用虚拟机可以很好解决这一问题；②物理计算机上不允许对硬盘分区、格式化等破坏性操作，这样教师就无法为学生演示FDISK、Format等操作命令，采用虚拟机就可以为学生讲解、演示这些命令的操作过程；③物理计算机不允许任课教师自行安装其他操作系统（如Windows XP、Windows Server 2003、Linux等）和应用软件，采用虚拟机就不受此限制，还可以按照需要进行系统参数（如注册表、网络参数、内存大小、IO参数等）的修改和配置、根据需要进行应用软件的安装演示；④教师在用克隆软件Ghost做系统备份和恢复操作的演示时，投影仪是无法显示的，采用虚拟机也可以很好地解决这一问题；⑤搭建网络环境，一台主机和多个虚拟机构成的局域网实现了课堂教学中对网络环境的要求，就像将网络实验室搬移到了课堂教学中来一样；⑥VMware Workstation不但是一款优秀的虚拟机软件，还是一款非常好的截图或视频录制软件，教师可以在备课时采用截图或视频录制功能制作出多媒体课件，有利于提高教学效果和教学质量。
3.3 实验环节中采用虚拟机软件构建计算机硬件和软件课程实验平台基于如下原因：①节约成本。虚拟机软件能够为实验提供真实的计算环境，实现用较少的实验设备完成大量的实验；②便于管理，降低管理成本。传统的实验是根据课程需要（如Windows 2000、Windows XP、Windows 2003 Server、Linux、Unix、MacOS等）在一台计算机的不同分区上安装多个操作系统来满足实验环境的需求，由于实验的特殊性（如系统配置修改后需要重启），不能像公共机房那样为了方便管理而安装还原卡，这样带来的后果就是系统可能经常崩溃，实验室管理员需要花大量的时间和精力来维护和恢复系统。采用虚拟机软件后，上面的问题就可迎刃而解。方法是物理计算机只需要安装一个Windows操作系统（称为Host OS）和虚拟机软件，实验时根据需要在虚拟机中安装操作系统（在磁盘上生成虚拟机文件，称为Guest OS）来满足实验需求，不必担心系统崩溃而疲于恢复系统；③独立性强，有利于考核学生的实践动手能力。使用虚拟机软件能够为使用同一台计算机的每个学生提供独立的实验环境，在计算机硬件与软件课程实验中，采用传统的实验方法时，一台物理机器上同一操作系统只能安装一个，而这台机器会有多个学生先后使用。这样，只要第一个学生正确配置通过后，后面的学生就可坐享其成了，显然不便于考核学生真实的实践动手能力。采用虚拟机软件后，可以在虚拟机软件中安装同一个操作系统的多个副本，每个学生使用各自的Guest OS，这样能够真实和准确地考核学生的实践动手能力。
作者多年来的教学实践证明，采用虚拟机软件构建的教学、实验平台既能节省资金投入、挖掘了设备潜力，又缓解了实验设备严重不足、实验管理员工作量过大等问题，同时为教师教学提供了极大的便利，也给学生课内外的自主学习提供了可能，增强了学生学习的积极性和主动性。虚拟机技术为教学、实验提供了一个近似于真实的环境，除了硬件的物理连接外(如主机板、CPU、显示卡、网络接口卡、网线等连接)，在真实的机器上完成的实验基本上能在“虚拟机”上完成，，实验质量不会受到影响，完全能够满足诸如计算机硬件与软件等课程教学实践的要求。
还原技术是基于计算机应用软件和系统软件对内部的数据进行备份的技术，若计算机操作系统受到攻击不能够正常运行，运用还原技术就能够把计算机内部数据进行还原，使操作系统恢复到初始状态，重新启动后清理恶性程序。还原技术在计算机操作系统维护中应用最为广泛，能够快捷简便处理计算机问题。
软件还原方式在计算机还原技术中最为常见，常用软件之一如GHOST，GHOST还原技术的恢复原理是利用GHOST软件把计算机操作系统盘（通常在C盘）内的文件按照分区备份的方法全部备份，之后把这些备份保存在非系统非还原磁盘内，当计算机操作系统出现问题后，再次利用GHOST软件把备份的文件全部克隆出来，计算机就立刻恢复到备份时系统状态。由于GHOST作为备份的软件，在计算机操作系统实际使用的过程中存在一定的依赖性，在使用过程中，基于GHOST进行改进完善的计算机相关软件陆续出现，一般而言，这些软件无论是在内容上还是在应用方面都具有相似功能，使用理论和思想基本相同。例如“还原精灵”，一款硬件还原工具，功能强大，工作原理相对简单，对普通用户相对比较便捷，不用增加其他任何硬件设备，在现阶段的内核技术下，计算机自动动态分配保留了一定的空间便于运行还原软件，最大限度使用硬盘空间，用户对硬盘的使用能自行选择及自定义设置等方式。软件还原能够对计算机起到一定的保护作用，防止计算机的硬盘受到病毒的攻击，且在对计算机还原的过程中，对遭到破坏的程序进行强力的除，恢复删除的文件，从而有效保证计算机数据丢失。
硬件还原方式一般在芯片上或是其他插接卡上把具有还原功能的软件固化在硬件上的一种还原形式。就目前的情况来看，还原硬件的技术种类相对比较多，主要有主板集成型以及独立网卡型两种硬件还原方式。主板集成型硬件还原方式是把具有还原功能的芯片集成在计算机主板上，而独立网卡型则是把具有还原功能的芯片集成到独立网卡上。与此同时，硬盘还原卡种类繁多，芯片为还原卡主体，实际使用过程中在主板机的PCI槽内直接插入即可，跟随计算机硬盘的MBR一起工作运行。在实现形式上有区别，二者还原思路和技术相同。
目前我国在计算机操作系统维护的过程中使用最为广泛的还原软件就是GHOST，这款还原软件不管是在文件的备份还是操作系统的还原方面都具有强大的功能，能够针对不同类型的计算机硬盘做好相应区分工作以及文件备份还原工作。一般Windows版本软件大多只能在Windows环境操作系统下运行，特定系统软件要求更高。但GHOST软件备份可以在脱离Windows环境操作系统下使用，因而具有比较高的稳定性。随着技术发展用户对计算机操作系统维护技术的要求逐渐提高，性能更好还原技术也会不断涌出，争抢市场，但目前使用GOST技术人群相对比较多。
对GHOST软件进行克隆之前需要符合以下几个方面的要求：要进行分区建立。建立分区的时依据系统性能分配合适空间，如果分区太大就会造成空间的浪费，而分区太小会导致计算机内部系统文件及应用软件储存空间不足，影响计算机的操作运行速度和使用；采用NTFS格式对文件的系统进行建立，以便能够保证计算机操作系统在实际运行的过程中具有比较强稳定性；为了降低GHOST在克隆时，处理文件过大的数据等问题会使速度变慢，因此，在建立计算机操作系统的时候建议仅安装使用软件；尽量在到计算机操作系统纯净未受到病毒感染的条件下建立系统，对操作系统进行优化调整，保证计算机操作系统中相关参数设置及已安装程序良好运行状态，对相应系统分区磁盘规范整理，保证映像文件达到最优化状态。
在计算机硬件还原技术中，主板集成以及独立网卡作为两个重要部分，在一定条件下也存在相似之处。在计算机启动操作之前，硬件还原技术获得了一定的主动权，用户在对硬盘使用操作的实际过程中只是限于一种虚拟的形式，实际上并没有对计算机的硬件造成破坏，因此硬件还原技术具有一定水平的专业还原能力。硬件还原技术具体应用和实践是把计算机的终端系统接到BIOS中的INT13，之后再把FAT的记录、引导区以及中断向量表等相关的信息全部都保存在计算机的硬盘里，利用硬盘的启动功能把原始的中断向量表进行一定的更新和改进，变成另外一种新的类型，从而有效的保证在对计算机进行修改的过程中硬盘数据具有一定的安全性和合理性，最后在还原的操作维护中把变更的相关数据以及相关资料文件保存在空闲的硬盘空间里，最终能够完成一整套关于硬件还原技术的具体操作使用方案。此方法比软件还原方式稳定，还原成功率、稳定性、技术性要求更高，但硬件要求固定，成本较高。
根据以上文章所述，我们对还原技术在计算机操作系统维护中的应用和实践有了一定了解，计算机在人们的日常工作和生活中占据着越来越重要的地位，因此，还原技术在计算机操作系统维护中就得到广泛的应用和实践。在计算机实际操作的过程中如果受到外界因素的影响导致无法正常工作，还原技术可以做到对计算机软件内部的相关数据和文件进行修复和还原，并且在一定程度上减缓了病毒对计算机的入侵，起到了很大的保护作用，在当前时代背景下，还原技术还会进行进一步的研发和改进，一定会研发出更加高效便捷的还原技术。
[1]李春红，卢来.还原技术在计算机操作系统维护中的应用[J].电脑知识与技术，2014（8）：1713-1714.
计算机软件系统的安全性已经成为了计算机发展的一个重要文艺，保证数据正确性和稳定性成了计算机发展不可忽视的一个问题。当前计算机软件系统的保护和恢复已经形成了相对完整的体系，但是还是有很长的路要走[1]。笔者根据多年的实际工作经验，首先叙述了计算机软件的分类，然后讲述了计算机软件保护和恢复技术的应用现状和特点分析，最后讲述了两种常用的计算机软件系统保护和恢复技术，具有一定实际参考意义和借鉴价值。
计算机软件系统的概念通常是和计算机硬件系统相互对比的，软件系统主要是指运行在硬件系统上面可多次重复使用的一种程序。没有安装软件的计算机被称作裸机。计算机软件系统又可以分为两种：系统软件和应用软件。这两种软件之间特点分析如下表所示。
目前计算机服务在硬件设计中几乎没有软件保护这一概念，只是一些简单保护措施，比如设置CMOS权限来限制读写功能，此外，系统软件的安装和硬盘分区的划分限制是十分小的。计算机软件系统保护包括两种保护方法：硬保护和软保护。前者是在硬件层和操作系统之间进行保护，杜绝系统程序之间产生冲突或者数据遗失现象；后者是通过使用相关保护软件进行系统保护，提高整个系统的运行质量，杜绝数据遗失现象[2]。
软保护可能会和系统软件和应用软件之间产生冲突，只要是从计算机硬盘中启动的程序都可能导致保护软件的失效。软件系统的恢复和保护并不是独立的而是相互关联相互联系的，任何软件的系统保护都不是绝对。经常采用硬盘克隆技术来进行数据备份，一方面记录文件内容，另一方面还可以克隆工作的方式。克隆技术已经成为了系统保护必不可少的部分。将系统保护软件和网络克隆技术结合产生的硬保护技术已经广泛应用在实际工作过程中。此外，操作系统本身也会带有系统还原功能，而且应用范围已经得到了最广泛应用。
计算机额原件系统保护和恢复要保证安全性，可以通过重定向的读写中断使得传统硬盘读写变成假写模式进而保护电脑软件系统。随着科技的发展，计算机软件系统保护和恢复技术不断在兼容性和快速性方面着手，使得软件保护不仅仅只能在DOS系统下工作，而且能够兼容多种操作系统。
保护卡的出现为系统数据恢复提供了一条崭新的道路，其相应性能更加健全，保护范围更加广泛，不但可以避免软硬件之间系统冲突，而且可以重新设置的系统中断，进行终端服务的再分配。保护卡冲破了以往单功能保护的限制，实现了多功能保护，并且有逐步成为主流发展方向的趋势。
保护卡和Ghost软件保护是计算机软件系统保护和恢复技术经常使用技术，这两种方法侧重点不同，实现数据保护和恢复的原理也是各不相同。前者是一种综合性保护措施，后者更加注重系统软件保护和数据恢复，是软保护的一种。
（一）保护卡的保护功能。保护卡中央芯片一块小型的芯片，芯片总体容量在4M左右，保护卡有两种插槽类型：ISA和PCI，前者可能出现地址冲突，需要人为修改地址；后者是自动分配地址，可以有效避免和杜绝不同设备之间冲突。保护卡工作原理都是采用假写原理，主要工作过程是在计算机通电之后，首先对硬件进行全面初始化，并且进行必要的BIOS自检测，再然后加载保护重要芯片程序，随后启动的才是操作系统。虽然启动操作系统可能存在数据遗失现象，但是系统已经受到了必要的保护。
如果计算机是首次安装保护卡，那么计算机会首先对整个数据硬盘进行全面扫描，将重要的标志性信息存放在虚拟硬盘中，用户如果再想随便修改硬盘里面的数据就变得不那么容易了，更多的数据修改只是在虚拟硬盘中。当计算机再次启动之后，硬盘数据又会回到原有工作状态。
（二）Ghost软件保护。Ghost软件保护以其强大的数据修复和恢复功能得到了大范围应用，Ghost软件可以通过对硬盘分区进行操作，然后将相关数据进行压缩存放在硬盘分区中。Ghost软件可以实现自动分区、格式化，并且实现容量的自我调整，最大限度的减少工作量。Ghost软件不但支持多命令操作模式，而且兼容多系统多任务工作模式，比如FAT32、NETS等文件系统。
Ghost软件不仅能够恢复计算机单机系统，而且能够实现计算机机房初始化配置，实现多台计算机系统初始化。工作然预案只要安装好其中一台计算机，然后进行相关数据备份，如果系统出现故障，只要将数据备份文件恢复到故障计算机上面，避免不必要资源浪费，实现数据保护和恢复。计算机只要重新启动就能恢复大原有的工作状态。
计算机发展速度日益增长，软件系统的保护和恢复技术已经成为了计算机发展的重要方向。软件系统作为整个计算机系统的核心和心脏，科研人员已经投入了大量的精力，不断提高工作效率，提供更好的系统服务。
[1]徐盛林，龚如宾，沈峰.基于Internet的远程软件维护系统的设计与实现[J].小型微型计算机系统，2009.8：123-124.
随着现代信息技术的发展，计算机已成为人们工作、学习与生活中密不可缺的工具，作为一名现代工作者，应当熟练使用计算机并初步掌握计算机的组装、维护与维修知识。目前，以电子计算机为基础的虚拟技术也开始迅速发展起来，虚拟技术应用于课堂教学，既能增强课堂教学的写实性，又提升了教学水平。本文主要探讨在《计算机硬件组装与维护》课程中，使用虚拟技术解决教学活动中问题的应用。
《计算机硬件组装与维护》课程是计算机应用专业的一门重要的职业技术课和核心课程，在计算机应用专业的人才培养方案中具有承前启后的作用，是操作系统、计算机组成原理等课程的进一步延伸，同时也是网络管理与维护、网站建设、多媒体技术等课程的知识和技能基础。
本课程使学生认识计算机的硬件和组成结构，熟练掌握计算机的装机过程与常用软件的安装测试，在掌握计算机维护维修方法的基础上，能判别和处理常见的故障，全面培养学生的职业技能，从而适应计算机应用技术专业岗位群的要求。
《计算机硬件组装与维护》是一门技能性、应用性较强的课程，主要有以下三个特点：
该课程的主要介绍了计算机基础知识，计算机各硬件组装与设计及选购策略等，计算机硬件的安装，BIOS基本设置方法，计算机常见故障的诊断与处理，计算机病毒的基础知识与防治等内容。内容涉及了计算机基础、计算机组成原理、操作系统等课程，教学内容丰富，信息量大，可扩充性强。
当今，计算机软、硬件发展迅速，新技术、新产品层出不穷。因此，在该课程的教学过程中要不断地更新教学内容，才能满足教学的需求，让学生及时了解新技术和产品。
《计算机硬件组装与维护》是一门侧重实践环节课程，注重培养学生的动手能力。教学目标是为了让学生在学习理论知识、实践操作的过程中，能够认识、了解计算机的硬件构成，熟悉并掌握计算机硬件的组装、操作系统安装及计算机日常维护技能，提高解决实际问题的能力。
《计算机硬件组装与维护》是一门理论性、操作性、应用性为一体的计算机专业课程。在实际教学过程中，需进行CMOS设置、磁盘分区及格式化、操作系统安装、驱动程序及应用软件的安装、系统备份与恢复、注册表修改、日常维护及常见故障的排除等操作。学生进行拆装练习时，多数使用的是学校淘汰下来的旧设备，基本产生了不可修复的物理故障，使用这些机器来完成软件部分的实验几乎是不可能的。同时，进行这些操作，会对硬盘数据带来破坏性，如果让学生在计算机上真实的做实验，会造成计算机数据丢失或不能开机，损坏硬件设备，增加了实验室计算机的维护频率，对机房的维护工作带来一定压力，同时也影响其他课程的上机。
针对这种情况，我们在《计算机硬件组装与维护》课程教学中引入虚拟技术，通过虚拟机平台，学生可以任意地进行硬盘分区、格式化、CMOS设置、操作系统安装，甚至一些具有破坏性的实验，并不用担心系统是否会崩溃，既能满足了教学的要求，也并不给实验室带来负担。
虚拟机是运行在物理机上的一个高度隔离的软件容器，是在在现有的操作系统上虚拟出了一台标准计算机的环境，它可以运行自身的操作系统和应用程序，包含自己的虚拟CPU、RAM硬盘和网络接口卡等各种硬件。若系统崩溃，崩溃的只是虚拟机上的操作系统，而不是物理计算机上的操作系统，我们可以用虚拟机的恢复功能，马上恢复虚拟机安装软件之前的状态。我们可以在一个主系统上建立多个同构或者异构的虚拟计算机系统，这些系统可以同时运行且互不干扰，在多个操作系统间切换，不需重新启动，可实现一台电脑 “同时” 运行几个操作系统，并且可以将这些操作系统连成一个网络。通常，我们把模拟出来的计算机称为虚拟机，也称子机。在虚拟机中运行的操作系统叫子系统，将运行虚拟机软件的计算机叫做母机， 运行虚拟机软件的操作系统叫主系统。
目前，市场上流行VMware和Virtual PC两种虚拟系统。两个系统各有优点：VMware可以支持几乎所有的操作系统，是最实用的虚拟系统；而Virtual PC主要支持的系统为微软平台。VMware虚拟系统的软件功能强大，稳定性好，多用于教学科研、产品研发和测试等环境中，考虑到《计算机硬件组装与维护》课堂教学的需求，VMware系统无疑是最佳选择。
在主机上安装并运行VMwareworkstation虚拟软件，在主界面上单击“新建虚拟机”，根据“新建虚拟机向导”提示，完成创建虚拟计算机环境。然后开启虚拟机电源，与在一台真实的计算机上操作几乎完全一样，可在虚拟机上进行各种操作。
刚创建的虚拟计算机系统，只虚拟了计算机系统所需的硬件环境，我们还要对其软件环境进行安装。在软件主界面单击“启动”，按照屏幕提示按Del键进入CMOS设置界面，在CMOS参数设置界面中，设置计算机的第一启动顺序为光盘启动，为后面进行系统软件的安装时使用光盘启动做好准备。
保存虚拟机的CMOS设置参数，在光驱中放入系统引导盘，也可以用光盘镜像文件（ISO、VCD等格式）作为光盘来使用，运行硬盘分区软件DM或Fdisk程序对虚拟硬盘进行分区、格式化等操作。
对硬盘的进行初始化操作后，进入某台虚拟机，从安装光盘或者镜像文件引导系统，执行安装程序，进行系统安装，其安装过程与独立的物理机的安装方法相同。
用虚拟机安装好操作系统后，还需安装一些应用软件。如果在物理机系统中直接安装和使用各种软件，会对计算机造成很大的负担。使用虚拟机以后，就可以避免出现这种情况，只要物理机的内存足够大，在虚拟机的操作系统上可以进行任何的软件安装、运行、维护工作，即使出现了操作系统崩溃的情况，也可以通过复制、覆盖虚拟硬盘的方式迅速解决问题。
在《计算机硬件组装与维护》课程的教学中引入虚拟机技术，一方面也可以解决实验教学经费紧张、实验设备不足，为教学提供了真实的实训环境。另一方面可以提高学生的学习兴趣和积极性，理解和掌握实验内容，增强学生的实践动手能力，促使实验教学的实施与教学效果都有显著的提高。
[1] 赵玮.《计算机组装与维护》课程中运用虚拟技术初探[J].山西科技，2010（04）
高校计算机实验室是信息化教学和人才培训的重要基地。随着计算机应用技术的不断发展，社会对大学生计算机应用能力的要求也不断提升，掌握计算机的基本操作和专业软件的使用技能已成为当代大学生必备的基本素质[1]。大学生计算机技能的学习与掌握离不开计算机的实验实践教学环节。高校计算机实验室作为信息化教学活动的集中区域，是实施计算机实验教学环节的重要资源场所，承担着计算机公共课程和专业软件课程等实验教学，以及上机考试和培训等对外服务诸多功能。为了保证信息化教学活动任务的完成，对于计算机实验室的管理就显得非常重要，其管理状态不仅影响着管理人员的工作效率，也影响着实验教学效果和质量。
随着计算机与网络技术的普及，计算机实验室作为高校公共计算机教学的重要场所已经成为教育现代化的象征，并且体现着高校信息化建设的水平。目前，高校计算机实验室的计算机设备主要是独立PC终端计算机。独立PC模式由于提供了良好的价格、性能与功能的组合，一直为各高校沿用至今。而高校实验室在计算机管理技术上主要以软件保护卡和硬盘保护卡为技术载体，这两种技术模式为计算机实验室的管理发挥了重要作用。
软件保护卡也称为虚拟还原方法，它主要是由各品牌电脑厂商针对硬盘数据安全开发的软件，能提供对计算机的硬盘数据保护，网络同传，网络控制功能等。其工作原理类似于引导性病毒程序，在操作系统（OS）引导前，修改引导区，从而取得对硬盘扇区的引导权。待OS启动后，记录OS对硬盘的写操作痕迹。当计算机操作系统重新启动时，对硬盘数据区域恢复到写操作之前的状态，从而实现对硬盘数据的保护。早期软件保护卡技术在各高校计算机实验室大量使用，对公共计算机的数据安全起到了很好的保护作用。但这种以软件程序为主的虚拟还原技术也极其容易被病毒程序穿透。
硬盘保护卡是目前计算机实验室使用得最多一种计算机管理技术，也是对计算机实验室进行高效和整体管理维护的高效解决方案。硬盘保护卡具有自动恢复，保护COMS设置，网络唤醒，远程控制，网络对拷、IP地址自动修改等功能[2]。它的最大技术价值就在于带有网络克隆功能，实验室管理员只需要管理好一台计算机（PC机），通过连接网络，就可以实现实验室同一局域网环境中其他PC机的自动连线，再通过差异拷贝功能，又可轻松完成整个实验室的维护工作，从管理目标上真正实现了实验室管理的自动化，减轻了实验室管理人员工作量。它的工作原理与软件保护卡相似，但技术性能相对于软件保护卡技术更加优异。
硬盘保护卡从物理形态上一般集成在网卡上，或者直接集成在主板上，对计算机硬盘数据起到保护作用[1]。在实验室管理中，一般会根据实际的实验室教学实践需要，通过保护卡把PC机规划为多个操作系统，安装适合不同场景要求的教学软件，可以使实验室管理更加规范、灵活，而且带来良好的扩展性。在每次OS重新启动后，硬盘保护卡可以使OS还原到最初状态，能有效地防止计算机系统故障，病毒入侵等行为而造成计算机OS无法使用的情况。目前，高校计算机实验室中大多采用噢易硬盘保护卡来实现对计算机的批量管理。
软件保护卡技术和硬盘保护卡技术对计算机实验室的管理带来了积极的推动作用，不但提高了实验室管理水平，也让实验室管理人员从琐碎的维护工作解放出来。然而随着高校教育信息化的发展，教师教学手段和工具软件的升级对更新较慢的计算机硬件带来了极大挑战，使得计算机实验室的管理又面临着现实问题。主要表现在以下四个方面。
计算机操作系统和教学软件随时间的发展会逐步更新升级，而计算机硬件设备往往需要使用5年以上，使得原来计算机规划的硬盘分区空间也会越来越不满足教学实验要求，而且操作系统升级后，原有保护卡功能对操作系统的支持功能也受到限制。因此，重新规划计算机硬盘分区和增加硬件投入将是实验室管理人员不得不面对的问题。
计算机的硬盘保护卡是严重依赖计算机硬件结构的。不同品牌，不同型号的计算机在安装硬盘保护卡以后，虽然可以实现计算机终端的系统配置与集中管理，但计算机系统在批量同传时，只能在同一硬件类型的计算机之间实现。而现实情况是，高校实验室内的计算机大多是分批次建设投入，不同品牌的计算机因配置不统一，就不能实现同一局域网内统一的网络对拷功能。从而也增加了管理人员的额外维护工作量。
目前，实验室计算机上安装的软件大多是破解版的专业教学实验软件，对不同的计算机要求使用不同的注册码。当某一台计算机对安装软件注册激活，由硬盘保护卡对计算机通过网络传输克隆后，其他计算机上的同一软件往往提示注册失效，导致该软件无法有OS上使用。此时，往往需要管理人员逐台开启计算机保护功能，对相关软件进行注册激活，这种情形对管理人员而言工作量可想而知。
计算机硬盘保护卡的重要功能是保证系统数据的安全，但是在实验教学中随着网络病毒程序的侵入和学生对计算机技术的兴趣，破坏硬盘保护卡的防线也成了一件很容易的事情，往往给正在进行的实验教学带来极大的干扰。虽然计算机在重启系统后，操作系统又可以恢复，但是不对计算机操作系统做定期的升级补丁程序和更新，也容易带来相关安全隐患。
虚拟化技术主要包含存储虚拟化、服务器虚拟化和桌面虚拟化等几个部分[3]，随着云计算的发展和虚拟化技术的成熟，虚拟化技术已经在部分高校的实验室计算机管理中得到了一定范围的应用，尤其是桌面虚拟化已成为计算机实验室管理的新技术模式。
桌面虚拟化是以Client/Server的计算模型为基础，将本地计算机中的桌面环境从PC机中分离出来，由服务器提供“虚拟化”的系统桌面，在局域网等环境中为终端设备提供与本地计算机相同的用户体验。[1]其主要特点在于将使用与运行分离，终端用户可以利用瘦客户机加显示器，一体机，独立PC机，PAD等多种终端设备使用虚拟桌面，而虚拟桌面镜像则存储运行在网络中的服务器上。
目前桌面虚拟化技术相对成熟的公司主要是Citrix（思杰）、VMware和微软[4]，相应的虚拟化技术分别是Xen、VMware View和MED-v。在我国高校计算机实验室中应用的桌面虚拟化解决方案主要是基于Xen和VMware技术的产品。国内相关厂商主要有：三盟信息科技，青葡萄科技，深信服科技、噢易科技与和信创天科技等。
桌面虚拟化解决方案可以有效改善计算机硬件资源效率低落的问题。实验室计算机在部署桌面虚拟化应用后，在以下四个方面可以显著提高实验室管理的效率：
桌面虚拟化软件提供了统一的WEB操作管理平台，实验室管理人员只需要在一个管理界面上操作相应的虚拟机镜像，就可以轻松实现对终端PC等设备的运维管理、操作系统更新、应用软件安装，桌面环境切换等一系列操作，从而提高实验室计算机软硬件资源使用效率。
桌面虚拟化技术能提供终端设备统一的操作系统桌面环境， 而且对终端设备的性能要求非常低。不论实验室计算机的配置如何，只要能满足软件运行最低配置要求，都可以根据需要运行统一的桌面应用环境。因为桌面数据的处理都在服务器上进行，终端设备只显示虚拟桌面图像和传输操作命令，在软件安装或操作系统升级时，管理人员只需要在一个虚拟桌面上进行超级权限操作，就能立刻同步到其他终端设备上。
桌面虚拟化技术能够通过对虚拟机资源的划分，生成虚拟的硬件ID号，这样就可以有效解决软件注册时要求绑定硬件ID的问题，从而在技术上解决了各种应用软件和管理软件对终端硬件设备参数依赖的问题。
桌面虚拟化的数据信息存储在服务器上和网络中，如果更换终端设备或者终端设备发生故障都不会影响用户数据的恢复。只要服务器中的虚拟桌面镜像无损，均可以保障在网络中的终端设备正常地使用虚拟桌面，保障实验教学的顺利进行。
目前在高校计算机实验室实现的桌面虚拟化有两种主流技术模式：瘦客端与非瘦客户端模式[5]。瘦客户端中的所有数据资源均在服务器中。非瘦客端是把独立PC机作为客户端。在网络启动模式下，非瘦客户端运行的桌面是服务器中的系统镜像，在管理模式下，非瘦客户端运行的是本地的操作系统。不管是瘦客户端还是非瘦客户端，只要与服务器连接，在启动时就可以选择所需要系统镜像。
针对我校计算机实验室的现有PC设备和教学环境特点，实验室采用的是非瘦客户端的桌面虚拟化技术方案。选用的软件产品是北京和信创天科技的VEMS-EDU-A （版本v3.0）。实验室网络环境拓扑结构如图2所示，实施桌面虚拟化技术的过程主要是以下几个步骤：
1） 在服务器上对操作系统分区设置文件系统为NTFS格式，安装Winodows或Linux操作系统并对系统电源、网卡等参数进行优化。
2） 在服务器端操作系统上安装MySql数据库，解压安装VEMSServer服务端管理软件，设置通信密钥、集群名称、选择绑定网卡等操作，完成该操作后，安装及配置VEMS ManagerWEB软件，完成管理端与服务器端的连接，并在管理端中设置显示策略，回写策略，网络策略和磁盘组策略等操作。
3） 设置客户机操作系统所在分区格为NTFS格式，在客户机上安装VEMS Client软件，并在客户机BIOS中设置系统引导顺序为网络引导，重启机器后，客户机自动与服务器WEB管理端连接，并在回应界面中提示输入客户机编号。在WEB管理平台中对该编号的客户机设置为硬盘启动模式。
4） 设置任意一台离线状态下的客户机为超管模式，启动该客户机，安装操作系统及应用软件，安装完毕后，设置系统上传命令，将操作系统镜像上传至服务器目标目录。之后，关闭客户机，在WEB管理平台中取消该客户机的超管理模式，并设置启动模式为网络引导。
5） 批量设置其他客户机的BIOS引导顺序及编号，重新启动客户机后，让客户机自动从服务器上下载操作系统镜像，完成客户端虚拟云桌面的部署。
6） 若客户机系统需更新，可再次设置某离线状态客户机为超管模式，启动该客户机，完成系统及应用软件更新后，关闭并取消该客户机的超管模式。然后，启动其他客户机，进入操作系统后客户机会自动下载更新。
通过以上几个步骤的安装与设置，就完成了实验室计算机VEMS桌面虚拟化的部署与更新操作。经过一段时间的运行，发现VEMS虚拟化解决方案能够有效的简化实验室在硬盘保护卡模式下的相关管理功能，解决保护卡在实验室管理中的瓶颈问题，提高了对管理大批量的计算机系统更新与升级工作的效率。但是，相较于硬盘保护卡对计算机的一键唤醒功能，VEMS虚拟云桌面解决方案也显示出相应的不足。
计算机控制系统是实现生产自动化、智能化、高效化的核心技术，是高新技术融合的产物，已在生产中活动中得到了广泛应用。计算机控制系统是自动控制理论与计算机技术的完美结合。计算机控制系统由软件和硬件两大部分组成，任何一部分故障或缺失都将导致整个系统的瘫痪。目前比较常见计算机控制系统有：DDC系统、DCS系统、FCS系统、PCS系统等。研究计算机控制系统软硬件的应用与关键技术，对于促进计算机控制系统的应用于推广有着重要意义。
计算机又名电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，可同时进行逻辑运算及数值计算，具备一定储存记忆功能，可根据程序自动、高速的进行大量信息处理工作，是现代化智能电子设备，由软件系统和硬件系统组成。世界上第一台计算机发明于1946年，是由约翰冯诺依曼在宾夕法尼亚大学发明的“电子数字积分计算机”。这台最原始的计算机造价487000美元，由17840支电子管组成，重达28t，用来计算弹道。而现代计算机正在朝着集成化、智能化、自动化、微型化方向发展。计算机控制系统是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控制对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统，从而实现工业过程自动化控制[1]。计算机控制系统应用的计算机为数字计算机，按照规模可分为：通用、微型、大型三类。计算机控制系统可应用于：生产过程控制、交通工具控制、机械设备控制等领域。通常情况下，由于计算机控制系统中控制机的输出和输入信号为数字信号，而采集到的信号和发送的执行信号为模拟信号。所以需要通过测量元件、变送单元、数模转换器来实现信号的转换与传输，根据要求运算，将信号传送到执行机构，从而对被控制对象下达指令，进行控制。最早的计算机控制系统出现于20世纪60年代，为数字信号控制方式，主要应用于过程控制。随着科学技术的发展，集中式计算机控制系统开始出现，这种计算机控制系统以现代化的微型处理器为核心，在运行中能够进行分层式控制，这种控制模式下能够实现过程控制的：控制管理、集中操作、集中监视。生产、科研等多个领域都对计算机控制系统进行了应用，20世纪70年代，计算机控制系统得到了空前发展，逐渐走向智能化、网络化、集成化。计算机控制系统的发展和进步及其在工业领域的应用，给工业生产带来了巨大影响，有效降低了生产成本，提高了企业利润，提升了生产效率。
计算机控制系统由被控制对象和控制部分组成，其中控制部分包括：软件部分和硬件部分。软件部分包含：操作系统、语言处理程序和服务性程序，是能够完成各种功能计算机程序的总和，可分为：应用软件与系统软件两大部分。应用软件通常需要建立在系统软件的基础上才能运行和启动，是为了实现特定控制目的而编制出来的专用控制程序，具有一定针对性和特殊性，如报警处理程序、控制决策程序、数据采集程序、输出处理程序、编码转换程序等等。这类程序在编制过程中通常与控制策略及被控制对象的自身特点有直接关系。目前市面上常见的基于PC总线开发的专用工控组态软件和开发软件有：DELPHI、VB、MC++、C++、BORLAND等，这些软件为WINDOWS平台，提供了I/O驱动程序，OBJ文件，DLL服务，OCX控件，不仅开发界面友好，且操作简单，均为可视化界面，开发效率高，可用于各类应用程序开发。例如，DELPHI和VB就特别适合应用在有特殊控制要求，且控制点少，管理规模及数据量大的程序开发中。与PC总线相比PLC控制系统的应用软件性价比较高，也是十分适合大规模应用，并且控制性能较强。由于PLC不同于一般系统结构，因此构成PLC控制系统的应用软件通常由：下位机软件与上位机软件组成。下位机软件通常情况下与PLC硬件相互对应，LSS和LM90就是典型的下位机软件。下位机软件具有开关量的逻辑控制功能，其功能大同小异，运算能力通常要取决于CPC性能[2]。对于具有特殊控制要求的下位机软件，通常使用SFC和FBD。上位机软件与下位机软件相比，类型更多、更复杂，典型的上位机软件是INTELLUTION和INTOUCH、FIX等。以FIX为例，目前FIX支持五百多种不同驱动程序和组态软件，按OPC标准开发的程序均可在工控组态软件上运行。此外，DCS系统组态软件也有着十分强大的性能，且各个方面的功能也已经十分成熟，最适合组态编程方式，并且这些程序通用性和移植性较好，可在不同组态编程环境下直接引用，因此开发效率较高，使用非常方便，开发成本低。不同控制系统的软件性能、功能都存在差异。因此，在软件选择时，要正确结合控制特点和实际控制要求，科学选择。
计算机控制系统硬件是整个计算机控制系统的核心及软件运行基础，软件系统功能的实现，性能的发挥需要得到硬件系统的支持。计算机控制系统硬件指计算机本身及设备，包括：计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。常见的计算机控制系统硬件系统有：可编程控制系统、现场总线控制系统、分散控制系统、直接数字控制系统、单回路控制系统、多回路控制系统等。直接数字控制系统的核心是微机，该系统是利用一定数量的设备来实现数据处理与显示，进行控制。通过软件组态，可实现各种不同控制算法。直接数字控制的控制功能丰富，控制灵活性强，不需要增加控制仪表和现场连线，仅需改变控制软件组态，就可进行更高级及更复杂的控制，且具有强大的数据处理与显示功能，根据控制规律便可进行运算，作用于被控制对象。但直接数字控制系统所有控制功能都集中在一台计算机上，集中度较高，这是一种致命缺陷，一旦发生故障，将直接影响整个控制系统的运行，导致无法正常进行控制，甚至会导致数据及信息丢失，造成系统混乱，后果十分严重。分散控制系统虽然也是以微处理器为基础，但采用控制功能分散、显示操作集中设计原则，稳定性和可靠性更高。分散控制系统目前主要应用在：石化、电力、冶金等领域。分散控制系统实现了信号运算、输入、输出、变换过程控制分级、分层，主要配置了I/O插件、主机插件、通信插件、电源插件、操作接口、显示设备、打印输出设备、输入设备、存储设备等硬件设备。最早的分散控制系统开发于1975年，其开发目的是为了分散管理风险，保障系统稳定性和可靠性，提高生产效率，现如今已经成为工业自动化主流系统。目前国际上流行的分散控制系统有：N-90、TDC-300、TEWMAC500、MAX1、P-400-ICS、TOSDIC等。分散控制系统操作集中、显示集中，所以操作方面简单，效率高，功能分散所以安全可靠，且具有较强兼容性。此外，可编程控制系统应用也十分广泛，主要应用工业领域，采用可编程存储器，利用逻辑运算来实现控制，能够控制各种类型的机械设备和生产过程，功能性和可靠性都比较高，可大规模应用。可编程控制系统现场输入接口电路由：微机接口与光耦合电路组成；输出电路由：中断请求电路、选通电路、寄存器组成；开关量按隔离方式可分为：晶体管隔离和继电器隔离两大类。模拟量模块包括：电压型、电流型、脉冲型、热电阻等几大类。基本单元可分为：集成式与模块式、分布式、扩展式。主体结构包括：中央处理单元、存储器、I/O模块、电源及通信接口。可编程控制系统抗干扰能力强、功能完善、易学易用、适用性强、容易改造，且体积小、能耗低、性价比高。
通过前文分析可以知道，计算机控制系统由控制部分与被控制对象组成，控制目的是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求。计算机控制系统通常具有精度高、速度快、存储容量大和逻辑判断功能等特点，广泛应用于企业管理和工业生产中，被控制对象包括：各行各业的生产过程、实验装置、家用电器、仪器仪表、交通工具、机械装置等等，可实现高级、复杂、精密的控制效果。先来看计算机控制系统的硬件关键技术发展。近些年随着计算机、网络、信息技术、通信技术的发展和进步，硬件技术水平得到了明显提高，PLC和DCS相互渗透融合成为主流趋势，很显然PLC正在吸取DCS的优势，取长补短，例如DCS的CRT显示功能、网络功能等，而DCS也吸取了PLC的程序控制功能、模块编辑功能、联锁控制功能等，二者间界线越来越模糊，性能差距越来越小。功能的丰富使PLC正在逐步向现场总线控制系统FCS转移。从当前计算机控制系统硬件关键技术发展来看，控制类型呈现多元化，控制设备呈现一体化，系统组合更灵活，且规模可变，风险分散，成本更低。如，DCS作为新型控制模式，其强大的性能以及CRT显示手段，很快就随着单回路可编程控制回路的普及得到了广泛应用，这种控制模式控制功能与数据采集均由单回路可编程控制器来实现，目前已经成为工业控制的通用模式。再来看当前计算机控制系统关键技术，主要发展方向是：网络技术和多媒体集成化、控制与管理集成化、软件技术相互融合化、智能化、开放化。不论是智能程度，还是自动化程度都将越来越高，除了提供基本的比值、串级、前馈、PID控制算法外，还提供了多变量逻辑控制、数据整定控制、自适反馈控制、前馈整定控制、批量生产管理控制、智能模糊控制、统计过程控制等功能。软件编程技术开放性和标准化发展趋势越来越明显，能为各种应用软件提供技术支持。网络化也是当前计算机控制系统关键技术主要发展方向。在INTEMET背景下，数据传输更快，能够实现数据的共享和高速通讯，大大提高了数据利用率。因此，目前许多应用软件都在融入网络技术。例如，FIX就融入了网络技术，FIX在互联网环境下可直接监控生产控制过程，且FIX已支持动画显示和语音功能，所以应用起来效率更高，控制过程和操作响应速度更快。计算机控制系统的应用优势十分明显，在不久的将来必然成为主流工业过程控制技术。
计算机已成为生活、办公中、生产中不可缺乏的重要工具，计算机几乎融入到了现代社会各个领域。计算机控制系统是计算机技术与自动控制理论的完美融合，实现了机械控制，生产过程控制，大大提高了工业化生产效率和生产质量。计算机控制系统由控制部分与被控制部分组成，其中控制部分由：硬件与软件组成。想要实现控制目的和控制功能，离不开软件与硬件的协调和应用，其关键技术值得研究。
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计算机不同于一般的家用电器，它包括硬件和软件两个部分，这两个部分的是计算机正常运行的基本保障。计算机的维修是比较麻烦的，尤其是普通用户，因为缺乏专业的维修技术和修理工具，即使自己的计算机出现了故障，也只能是束手无策。因此，掌握计算机在使用过程中的日常维护技术，做到计算机的安全使用是非常重要的。
计算机的日常维护宝货计算机硬件的维护和软件的维护，随着计算机技术的不断发展，各种应用软件也应运而生，对计算机软件的维护和保护已是软件行业所面临的一个现实问题。这就要求我们在平时使用计算机时要注重计算机的维护，对计算机软件、硬件进行维护，从故障产生的源头开始注意，解决实际使用中产生的各种问题，同时也是技术的不断探索和积累。
计算机的硬件部分是计算机允许的必备条件，对计算机硬件的维护必须依靠正确有效的方法进行，在日常的使用中，要特别注意计算机硬件的清洁。计算机维护技术源自于不断的积累，我们只有通过不断的实践，才能掌握正确的计算机维护方法和注意的事项，才能保持计算机计的稳定性和持久性，最大限度地延长其使用寿命。
计算机的一般维护与使用。在计算机使用过程中，要将放置于整洁、通风好的房间，尽量避免灰尘和高温对计算机的各个配件造成不良影响，当我们的计算机长期处于未工作状态时，应该切断电源，并且要定期开机运行，目的是防潮。如果使用台式电脑时，不要随便打开机箱，因为在我们使用计算机的过程中，一般不会接触到机箱，在平时使用过程也要注意，不要随意热插拔部件，因为这样会造成接口损坏，严重时会导致相关芯片或电路板烧毁。
CPU与内存的维护与使用。在使用计算机过程中，由于现在主流CPU运行频率很快，因此CPU不要超频。并且要保持CPU在75度下工作，在使用过程中，还要注重除风扇叶片上的灰尘的清除，定期给风扇轴承加油，因为风扇是CPU的保护神。计算机的内存在使用过程中主要是注意升级，在升级内存时，最好选择和原有内存相同内存，以避免计算机内存不兼容现象。在使用计算机过程中，还要注意计算机内部的清洁，可以使用棉花等沾酒精进行清洗。
硬盘、鼠标硬件的维护和使用。计算机的硬盘非常脆弱，对电脑来说也非常的重要，完全有必要进行日常的维护，因为硬盘如果使用不当出现问题，电脑也不能正常运行。震动，是对硬盘最大的威胁，所以我们在计算机运行过程中，一定不要随意搬动，以免由于震动而损坏计算机硬盘。鼠标也是计算机硬件中最容易出故障的配件，在平时的使用过程中，一定不要随意摔碰和用力拉拽鼠标线，在使用鼠标点击鼠标时要用力适度，防止其弹性开关损坏。
驱动器的维护和使用。在计算机的使用过程中，要特别注意驱动器的防震、防尘、防潮和防热，不能长时间将光碟放在光驱里，并且每隔一段时间都要对光驱进行检测，使用光驱时，也不能长时间使用，最好是把光盘内容拷贝到硬盘上，光驱的安装跳线要正确，不然会使驱动器无法使用。
计算机的软件是指用户和硬件之间的接口界面，通过软件，用户才能实现与计算机之间的沟通，软件是计算机系统设计的重要根据。计算机软件和计算机的硬件一样重要，在计算机的使用过程中，二者缺一不可。计算机软件的维护，既要防止合法软件被破解，也要保护产品所涉及内容。计算机软件的正常运行，也是依靠日常使用过程中的维护进行的，只有正确维护和使用软件，才能保证计算机的正常运转和工作。
计算机软件的维护一般包括三个方面，一是纠正性维护，在纠正性维护中，主要是纠正计算机软件存在的错误，对于一些错误的软件，要及时清除，这既是对软件的使用需要，也是对计算机的保护；二是适应性维护，适应性维护工作主要是为了让计算机能适应外部环境的变化，这类维护主要依据使用者的要求，对计算机中的各种软件应用程序做出相应的修改，一保证计算机的正常运行；最后一个方面就是完善性维护，完善性维护的主要目的是为了提升系统性能或扩大其功能，其主要工作也是对软件进行更改。不管是纠正性维护、适应性维护还是完善性维护，都是为计算机软件服务的，这三个方面的维护工作中，第二个和第三个方面的维护所占的份额最大，占80%左右的总维护工作。
当前，计算机已经渗透到人们工作的各行各业，计算机已经成为了人们的日常生活中必需品，可以说计算机的发展，为人们带来了更多更大的信息量，极大降低提高了人们的工作效率。但是，计算机也是需要维护的，好的维护和安全的使用，才能保证计算机安全、稳定、正常地运行下去，才能不断延长计算机的使用寿命。对计算机的硬件维护，要经常进行整机，要注意电源的使用，计算机电池的保护，以及CPU，计算机内存，计算机光驱的保护，这是计算机长久使用的前提。在使用计算机过程中，还要注意对软件的安全使用和维护，要定期清理磁盘，删除错误的和不好的软件，对于一些恶意插件，要进行及时的清理，以免影响计算机的运行速度，降低工作效率。计算机的维护技术是需要我们在平时使用计算机的过程中不断实践总结和积累的，只有通过不断的探索，才能不断改进技术，在日常使用过程中，只要坚持计算机的安全使用注意事项，就能避免很多故障的产生，延长计算机的使用寿命。
[1]徐克楠.计算机硬件维护的综合策略[J].硅谷，2011，（04）.
大部分高校的计算机硬件教学是很薄弱的部分，其主要表现在：(1)计算机硬件技术发展日新月异，造成计算机教学内容和实验设备的滞后。“莫尔定律”指出：集成电路上的晶体管集成度每隔18个月就会翻一番，芯片性能提升一倍，而价格则降低一半。这一规律已延续了数十年，至今仍未减缓。现在，Pentium 4已广泛普及的情况下，而高校中的计算机硬件教学还仍停留在8086或80386阶段，学生甚至能明显感觉到知识的滞后性。而且处理技术、存储技术早已飞速发展，而硬件教学中确难以得到反应，因此新技术难以进入教材，造成教学内容的沉旧。(2)计算机体系具有很强的系统性，但计算机硬件课程的教学和实验却缺乏系统性。目前高校中的计算机硬件教学大多是以课程为中心，而不是以计算机系统的体系结构为主线。在教学和实验中，应注重和其他课程如数字逻辑电路、汇编语言、接口技术等课程的联系，用体系的观念来指导教学。(3)计算机教学培养的方向是具备软件和硬件结合设计的能力，软件学习学生较易产生兴趣，而硬件却很难做到，培养学生软硬结合的能力就更是困难。因此，在充分学习计算机硬件基本原理的基础上，如何结合计算机硬件技术的发展，并充分体现其系统性，是当前高校硬件基础课程教学中所面临的问题。
随着计算机硬件技术的飞速发展，计算机硬件的教材也应该是先进的、能反映目前微机领域内硬件新技术、新成就的知识，应该体现出知识性、先进性和系统性。计算机硬件的知识应涵盖目前世界上微机领域内最先进的技术及知识，包括新近出现的技术，像分支转移预测技术、超标题执行技术、微机流水线操作技术、高速缓冲存储器技术、虚拟存储器技术、浮点数据处理技术、高速总路线传输技术等。这些技术为微型计算机提供了卓越的性能，也为计算机软件提供了优质的载体。同时，计算机硬件知识的先进性就表现在启迪学生的想象力、创造力方面，摒弃那些沉旧的、落后的内容，教材内容就紧跟世界计算机技术潮流，给求知欲强的学生以最先进的知识，让学生享受掌握新知识的乐趣。
计算机硬件相关课程的设计上，首先以基本原理教学为主，而后的课程中体现计算机技术的发展。数字电子技术，该课程应弱化器件，强化逻辑电路的设计，除了数字电路的基本内容之外，还应加入与EDA有关的内容。微机原理与汇编语言，该课程中微机原理实际上是汇编语言的一个先导内容，其内容的设置应以汇编语言的需要为原则，不必涉及太多，否则会与后面的课程产生交叉。计算机系统设计，该课程主要讲授计算机的基本构成，即CPU、存储系统、输入输出系统、系统总路线等，其中强调的是学生的系统设计能力。微机接口，主要从应用的角度，按照技术的发展进行扩展，在计算机的基本组成上进行性能的提升，内容上与计算机硬件技术的发展前沿紧密衔接，因此在课程上要体现计算机新技术的发展。
计算机教学目的是培养学生软、硬件综合设计的能力。在很多高校，只是注重了学生软件能力的培养，课程设计也能够体现科学性与连续性，而且学生学习兴趣较高，因此软件能力提升较快。因此，在硬件课程的教学上也应保证培养学生的硬件设计能力，使学生深入了解硬件系统的构成及基本原理，透彻掌握相关知识，具备相当的硬件能力。
数字电子技术课程的设计内容是整个课程体系的基础，通过该设计学生能正确且直观地了解硬件设计和软件编程的差别。在硬件设计中需要考虑诸多因素，如时序、频率、干扰等。同时，设计还使学生了解到软硬件的相通之处。汇编语言是使学生掌握计算机最底层的编程方式，直接对存储空间以及寄存器等进行操作，使学生对计算机的存储、运算、控制等功能的实现有着比较透彻且直观的认识。计算机接口与设计体现的是在计算机外部设计的应用，计算机外设是计算机部件的外部扩展，因此它也是计算机系统设计一个必不可少的组成部分，其设计能使学生明确设计的方向，激发学生的创造能力。
对于计算机硬件课程，有着抽象、难以理解的特点，因此通过实验，给学生一个直观的认识就显得尤为重要。因此在课时安排上，计算机硬件技术基础课程应安排1/3左右的实验课时。在验证性实验教学中应着重培养学生以下三种能力：
(1)培养学生的实验能力。要求学生在尽短的时间内掌握各种仪器设备的性能、配置及使用方法，提高独立使用实验设备的能力。通过实验，使学生得以尽快熟悉实验基本原理，操作程序和注意事项，培养学生独立完成实验的实际动手能力。
(2)培养学生的观察能力。观察是思考的前提，是发现问题的必经之路。要求学生在实验的过程中，认真观察实验现象，认真记录实验结果，以便思考实验中遇到的问题，总结实验经验，更好地完成实验报告。
(3)培养学生的思维能力。思维能力是一个人在事业上能否有成就的标志之一。实验就是要培养学生在实验过程中遇到问题，并且自己通过思考解决问题的能力。通过长期的训练，学生就会形成整套的思维方法，为其今后分析问题、解决问题提供一定的基础。
计算机硬件结构的系统性是学习计算机硬件技术的基础，在计算机硬件的教学中应始终贯穿系统性的思想，使学生明确硬件学习的发展方向和研究方法，从而能够开发思想，调动学生的创造力，从而成为计算机行业的优秀人才。
目前硬件教学中主要存在的问题是：教材知识相对落后，学生无法学以致用，即教材无法激发学生的学习积极性；缺乏实践环节，实验条件差，学生无法锻炼实践能力，教师更无法鼓励和激发其创新能力；学生电子技术方面的理论基础较差，其对硬件的分析理解能力受到一定限制，学习困难较大。总体上讲，目前国内计算机硬件教学的状况不容乐观，重视这一问题，改革相应的教学体系和内容是非常必要的。导致当前状况的原因是多方面的，总的来说有以下几个方面。
首先，在认识和条件方面，国内的计算机教育存在着重软轻硬和急功近利的倾向。由于基础软件教学实施起来相对容易，实用性强，设备投资较小，有立竿见影之效果，甚至学生通过自己购买的微机即可完成多数软件课程的学习；而硬件课程的教学实施比较困难，设备投资大，通常每门课程需要配备专门的实验设备，相应辅助设备（如示波器等）的价格相对昂贵，实验设备的维护工作量较大，对实验室辅导和维护人员的要求也比较高。限于各方面的条件，国内多数高校在硬件课程及实验条件建设方面都明显不足，这导致了计算机硬件课程在教学上的不足。
其次，硬件知识特点和教学内容落后。从客观上来说，计算机硬件知识存在不直观，讲述起来抽象、枯燥，学生学习起来不太容易的现象。其中，“计算机组成原理”、“计算机体系结构”这两门课程的内容比较抽象，一般教材都与实际联系不紧密，再加上现有硬件实验的可视性差、直观性差，致使学生对硬件知识的理解存在困难。而“微型计算机原理”、“计算机外部设备”等课程的教材内容过于陈旧，无法调动学生的积极性，教学效果较差。
再次，课程缺乏足够的系统性。计算机是一个由硬件和软件组成的庞大的复杂系统，计算机知识有着很强的系统性。而在目前的教学中，硬件课程知识与软件课程知识之间缺乏足够的交叉和互补，学生无法深入理解计算机的基本工作原理及其在软件系统中的作用。另外，在硬件课程之间也缺乏充分的衔接，有些知识点重复，有些知识点缺失，这些都导致了学生的知识体系结构不健全。
最后，缺乏足够的实践训练。计算机应用是一门实践性很强的学科，学生必须具备足够的动手实践能力和社会竞争力才能满足社会要求。而在计算机硬件教学中，实践教学时间严重不足，绝大多数学生不具备基本电路设计、调试和实现的能力。一方面是实验条件和设施的严重缺乏，另一方面是课程考试评价体系（包括社会各类计算机考试评价体系）中对硬件实践能力的不重视。
根据计算机硬件教学体系中存在的一些主要问题，改革教学内容的先进性、加强教学体系的系统性、增加并提高实践教学知识和内容已成为国内各高校计算机专业迫在眉睫的任务。
由于计算机硬件技术发展非常迅猛，而国内多数高校的主要教学内容基本还停留在十年前的水准,尤其是“微型计算机及接口技术”的课程内容，基本是以8086/8088 CPU为主体进行讲述，而学生在实验室使用的却都是CPU为Pentium Ⅲ 以上的微机；学生在高级编程中希望了解分页分段存储管理技术，而教学中却只讲述分段内存管理技术。因此，学生会对教学的内容感到疑惑、反感甚至是厌恶。
许多客观条件原因限制计算机硬件教学内容的更新。其一，计算机硬件发展太快，真正能反映当今世界微机领域新技术的微机原理教材太少，相应的实验设备和条件几乎没有。其二，最新的硬件知识往往包含许多较复杂的技术，学生较难学习和理解，由于组织和实施教学的难度非常大，许多教师偏向于讲述旧的知识。其三，新知识的过快更新给许多教师带来了巨大的工作量和工作压力，熟悉并掌握新的教学知识和内容往往需要几年时间的摸索和实践，因此教师往往跟不上新技术的发展。
要解决这个问题，首先要改进计算机硬件教材。计算机硬件的教材应是先进的、能反映目前世界微机领域内硬件新技术、新成就的知识。例如“微机原理及接口技术”的教材至少应涵盖目前世界上微机领域内最先进的知识及技术，像分支转移预测技术、超标量执行技术、微机的流水线操作技术、高速缓冲存储器技术、虚拟存储器技术（分段存储管理技术和分页存储管理技术）、浮点数据处理技术、高速总线传输技术等。正是这些技术，为微型计算机提供了卓越的性能，并构成了各种高性能软件的载体。
考虑到教学安排的层次性和循序渐进的要求，可以在教材中有选择地加入部分旧的知识结构。例如“微机原理”教材可以将8086/8088 CPU作为模型机，删除那些过于陈旧的知识，用8086CPU的结构和基本电路为学生建立微型计算机的概念，然后引入当前的一些新技术和知识。
由于历史原因，国内多数高校微机原理教学均以Intel公司的处理器为讲述对象，而欧美等国一般以Motorola、Alpha或MIPS处理器作为讲述对象。从技术的先进性上讲，前者不如后者，如果希望与国际接轨，部分有条件的高校可以考虑直接采用国外著名教材。
硬件和软件知识是相辅相成的，它们都包含丰富的知识和先进的技术。计算机硬件知识必须对计算机的体系结构、组成及其核心技术进行系统的描述，以使学生能学到先进的硬件知识。硬件知识的学习对学生理解计算机软件的工作有着非常大的帮助，尤其是系统软件和底层软件。而学到计算机软件知识后，再学习计算机硬件知识，会对软件的载体――硬件、硬件组成、硬件的工作原理以及软件是怎样依附于硬件的全过程有一个飞跃的认识。只有这样，学生的计算机知识才能达到一个完美的统一，他们才能学到计算机的系统知识，而不是残缺的计算机知识，最终达到对计算机系统软、硬件基本知识的融会贯通。
而目前计算机软硬件教学之间却基本分。
