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計算機運行的基本原理范文第1篇

不斷的發(fā)展，以及它的應用不僅給人們的生產(chǎn)生活帶來了經(jīng)濟效益還大大的賦予了人們生活

的多樣性和便捷性。本文討論了計算機技術在當今社會人們生產(chǎn)生活的各領域的廣泛應用，

并對計算機技術的前景做了科學適當?shù)恼雇?/p>

關鍵詞：計算機技術，應用，前景展望

中圖分類號：G623.58文獻標識碼：A

1、前言

現(xiàn)在我們的生活無時無刻不被計算機技術影響著。信息產(chǎn)業(yè)得益于計算機技術的不斷快

速發(fā)展,已經(jīng)成為當今世界的一大支柱產(chǎn)業(yè)。計算機技術作為一種現(xiàn)代化的管理手段,已經(jīng)廣

泛應用于各個領域。本文分別舉例說明計算機技術在交通領域，科技研究領域，電子商務領

域的應用。通過對這三個領域的闡述，對計算機技術的前景做了一個科學適當?shù)念A測。

2、計算機技術的應用現(xiàn)狀

2.1在交通領域的應用

隨著現(xiàn)代化交通管理水平的不斷提高,自動化控制手段的日趨完善,計算機作為必不可

少的管理工具,已經(jīng)越來越廣泛地應用于交通管理的各項日常工作

（1）車輛的調(diào)度

信息傳遞與計算機技術的結合為生產(chǎn)車輛的調(diào)度管理提供了重要的手段?，F(xiàn)在的計算機

通訊技術在車輛運輸調(diào)度的管理中十分重要。計算機通訊設備已轉向為小型化、智能化，數(shù)

字化，在信息的收集，儲存，處理，傳遞等綜合服務方面有很大的進步。

（2）現(xiàn)在的大中城市中的交警配備的流動電子眼，就是計算機技術在交通領域的又一

應用。這種交警巡邏車具有各種的拍攝功能，采用巡邏的方式，協(xié)助交警監(jiān)測交通情況。抓

拍各種交通違法行為，并將其違法信息傳入全國交通違法信息網(wǎng)。除此之外，這種電子警察

還可以監(jiān)測機動車輛的情況。如果機動車輛有違法行為，就會影響到該車年檢、車輛過戶交

易。計算機技術在交通領域的應用除了協(xié)助交警監(jiān)測交通的實時情況外，還可以維護交通暢

通，最常見的是紅綠燈。這種信號燈的出現(xiàn)，有效的緩解了交通壓力，使各個路口的交通秩

序井然的進行監(jiān)測交通。

（3）自駕車導航

計算機技術在交通領域的典型應用當屬自駕車的導航系統(tǒng)。使用導航系統(tǒng)后，自駕車可

以自動檢測道路的邊界，車子與目的地的距離，并可以提醒自駕者路面交通情況，是否堵車，

從而決定如何選擇交通線路，大大的節(jié)省了自駕者在交通上花費的時間。除了可以指導自駕

者在規(guī)定的車道上行駛，還可以測量出與前面車輛的距離，保證在安全的距離中行駛，減少

追尾等交通事故的發(fā)生。另外，導航系統(tǒng)也可以提醒自駕者保持車速，以免超速違反交通規(guī)

則。

2.2在教育領域的應用

計算機技術在教育領域的應用最主要的是多媒體教學，學校網(wǎng)站以及設計中的輔助制

圖。

（1）多媒體教學

多媒體教學引入到學校日常的教學活動中，大大提高了教學效率，教員講授面擴大，傳

授的信息量也不斷增加。多媒體教學相比與傳統(tǒng)的板書教學，在相同的時間里，信息量交換

增大，授課內(nèi)容豐富多樣，更具有趣味性直觀性。隨著多媒體課件制作的日漸成熟，計算機

輔助教育有了很大的發(fā)展。事物都具有兩面性，多媒體教學的缺點是，學生的思考空間減少，

特別是理工科學習的數(shù)學，力學等需要大量的練習和實踐。由于引入多媒體，學生課上思考

練習的時間少了。

（2）校內(nèi)網(wǎng)

校內(nèi)網(wǎng)是查詢學生入學信息，學籍狀態(tài)，考試成績，學校的教學活動和規(guī)章制

度、文件政策的主要工具。這是計算機技術在教育領域的又一常見應用。很多校內(nèi)網(wǎng)和網(wǎng)絡

課堂提供了豐富全面多樣的教學資源，特別是學校的虛擬圖書館，將大量的圖書資料傳送到

網(wǎng)絡上，教師和學生可以很方便的檢索、查詢和使用。校園卡也屬于校內(nèi)的一部分，運用計

算機技術將一張IC卡連接校園網(wǎng)，可作為學生證，借書證，上機卡，就餐卡等。

（3）輔助制圖

建筑結構設計中最常用的兩個設計軟件是CAD和PKPM，這兩個軟件分別是輔助制圖和

圖形處理，工程數(shù)據(jù)分析的。CAD作為輔助制圖的軟件，廣泛應用在建筑、機械制造、服裝

設計、航天測繪等制圖方面。輔助制圖軟件的運用使得人和計算機發(fā)揮了各自的特長，提高

了制圖效率，縮短了設計繪圖的周期。

2.3在商務領域的應用

（1）在銀行的應用

銀行各種理財手段得益于計算機技術。人們在銀行開戶儲蓄進行各種理財活動都可以通

過計算機技術實現(xiàn)。網(wǎng)上銀行的開通更大的方便了人們的生活。網(wǎng)上支付、網(wǎng)上轉賬、網(wǎng)上

理財?shù)热粘Ｓ嘘P銀行方面的活動。網(wǎng)上銀行除提供傳統(tǒng)的銀行業(yè)務外，還國際市場外匯

行情，國際金融信息和證券信息等。

（2）在電子商務的應用

在網(wǎng)絡的環(huán)境下，利用計算機技術在全國各地廣泛的商業(yè)貿(mào)易活動中，雙方未謀面而完

成網(wǎng)上購物、商戶之間的網(wǎng)上交易和在線支付等交易活動。隨著技術、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人

們通過運用信息技術和商務規(guī)則，系統(tǒng)的使用計算機，高效率低成本的的進行商業(yè)交易活動。

電子商務這種新型的商業(yè)運營模式使人們的出行，購物，娛樂都在高質(zhì)量低成本的進行。另

外，政府采購在財政的監(jiān)督下，按照合法的形式在電子商務運營模式中完成。

3、計算機技術發(fā)展前景

3.1計算機運行速度

計算機運行速度的快慢與芯片之間信號傳輸?shù)乃俣戎苯佑嘘P。傳統(tǒng)的硅氧化物芯片在信

號傳遞過程中，不僅會吸收部分信號信息，還因為電路電耗能大，產(chǎn)熱較多。這些能耗產(chǎn)熱

量在現(xiàn)有的技術上不能及時散去，從而影響計算機的運行速度。芯片冷卻技術的發(fā)展為計算

機運行速度的提高將有很大貢獻。在電腦電路里放置液體微管，在電腦高速運轉過程中產(chǎn)生

的大量熱量將被這些冷卻液體吸收，從而降低電腦電路溫度，提高電腦運行速度。

3.2新型計算機的出現(xiàn)

（1）生物計算機采用生物芯片，在這種芯片中，信息以波的形式傳播，運算速度比當

今最新一代計算機快10萬倍，能量消耗僅相當于普通計算機的十分之一，并且擁有巨大的存

儲能力。生物芯片是利用蛋白質(zhì)分子構成的，這些蛋白質(zhì)由生物生產(chǎn)技術組成。利用蛋白質(zhì)

組成芯片可以自我組合生成新的微型電路，達到循環(huán)利用的要求。此外，生物計算機還能模

仿人腦的思考機制，當芯片發(fā)生故障時，芯片可以發(fā)揮生物本身的調(diào)節(jié)機能自動修復芯片。

（2）大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，為高運行速度、低能耗、低價格的新型計算

機的出現(xiàn)提供可能。利用物理學的基本原理，研究新型的計算機。利用光作為信息傳遞的媒

介研究出的光學計算機有很大的發(fā)展前景。根據(jù)物理學的基本原理，光子與電子相比，具有

電子所不具備的頻率及偏振特征，光子的運動速度永遠等于光速，這些獨特的特點使光子計

算機大大提高了傳載信息的能力。光子計算機利用光子取代電子進行數(shù)據(jù)運算、傳輸和存儲。

在光子計算機中，不同波長的光代表不同的數(shù)據(jù)，這遠勝于電子計算機中通過電子“0”、

“1”狀態(tài)變化進行的二進制運算，可以對復雜度高、計算量大的任務實現(xiàn)快速的并行處理。

此外，光信號傳輸根本不需要導線，即使在光線交會時也不會互相干擾、互相影響。光學計

算機的智能水平也將遠遠超過電子計算機的智能水平，是人們夢寐以求的理想計算機。

4、結語

當今社會是信息的時代，計算機技術在各個領域的廣泛應用，不斷深入發(fā)展，并取得了

豐碩的成果，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。但伴隨著計算機被廣泛應用也有許多問題

亟需解決，例如信息安全問題，網(wǎng)絡安全問題等等。這些課題的研究仍需我們不斷接受挑戰(zhàn)，

不斷創(chuàng)新，加快信息安全的立法工作，切實運用好計算機技術的正面影響而摒棄其負面影響，

使之更好更快更安全的為人們的生產(chǎn)生活服務，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。

參考文獻

[1]修景田.計算機在交通運輸統(tǒng)計管理工作中的應用[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息.2010,4

[2]冬春;關于計算機發(fā)展的分期問題[J];運城學院學報;1987年04期

[3]顧桂英;計算機技術的創(chuàng)新過程研究[D];東北大學;2008年

計算機運行的基本原理范文第2篇

關鍵詞：SNMP；交換機狀態(tài)監(jiān)測；ARP主動防御；網(wǎng)絡穩(wěn)定性

0、引　言

最近幾年，ARP欺騙木馬病毒在高校網(wǎng)絡中頻繁地爆發(fā)，同一網(wǎng)段的大多數(shù)用戶頻繁斷網(wǎng)，導致整個局域網(wǎng)無法正常運行，嚴重時致使整個校園網(wǎng)大面積癱瘓，給網(wǎng)絡管理工作增添了巨大壓力。

目前，通常采用以下兩種途徑發(fā)現(xiàn)ARP欺騙：

(1)網(wǎng)管員登錄網(wǎng)關查看ARP表，如發(fā)現(xiàn)多個IP對應同一個網(wǎng)卡地址，該網(wǎng)卡地址就是中ARP欺騙木馬病毒的機器的MAC地址。

(2)上網(wǎng)用戶在主機上通過arp-a命令可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關MAC地址與網(wǎng)絡運行正常時的MAC地址不符。用戶可以將錯誤的網(wǎng)關MAC地址報告給網(wǎng)管員進行處理。

以上兩種方法都需要網(wǎng)絡管理員或用戶繁瑣的手動操作才能發(fā)現(xiàn)ARP欺騙病毒，這在具有幾萬用戶的校園網(wǎng)絡中都是不可行的，因為工作量太大。為了及時發(fā)現(xiàn)局域網(wǎng)中存在的ARP欺騙現(xiàn)象，進行快速處理，將其壞影響降至最低，我們引入SNMP來進行主動防御。由于校園網(wǎng)由大量交換機構成，而利用SNMP預防欺騙是通過交換機管理來實現(xiàn)的，所以我們創(chuàng)新性地將交換機狀態(tài)監(jiān)測和管理引入ARP預防體系中，以快速發(fā)現(xiàn)、準確定位出現(xiàn)故障的交換機并及時加以維護，從而確保ARP病毒欺騙的主動防御與處理可以在整個網(wǎng)絡中穩(wěn)定地實施。

1、基于SNMP的交換機狀態(tài)監(jiān)測和主動防御ARP欺騙的基本原理

網(wǎng)管工作站中的管理進程，利用SNMP協(xié)議可獲取交換機運行狀態(tài)信息，并可配置交換機的部分運行參數(shù)，達到監(jiān)測和管理校園網(wǎng)中大量交換機的目的。標準的MIB庫中定義了與ARP信息相關的變量，利用這些變量可以獲取與ARP欺騙相關的信息，通過MIB庫定義的其他MIB變量可以設置網(wǎng)絡設備的運行參數(shù)，將實施ARP欺騙者從網(wǎng)絡中隔離開來，阻止ARP欺騙對網(wǎng)絡正常通信的破壞。本文方案中所涉及的相關MIB變量的定義如表1表示。

利用SNMP監(jiān)測交換機狀態(tài)和主動防御ARP欺騙的基本原理如下。

1.1交換機狀態(tài)監(jiān)測原理

我們通過SNMP協(xié)議實時讀取出全網(wǎng)的交換機信息，生成樹狀結構，以三層交換機為根，兩層接入交換機為兒子，每隔一段時間循環(huán)監(jiān)測所有交換機狀態(tài)。如果該交換出現(xiàn)工作異常，則報警。網(wǎng)絡管理人員看到報警，可以及時處理和維護交換機。此外，根據(jù)SNMP協(xié)議修改交換機運行參數(shù)，可以對交換機的信息進行補充，定位交換機的地理位置，當交換機出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡管理工作者就可以及時發(fā)現(xiàn)該交換機所在的地理位置和在網(wǎng)絡體系中所處層次。

1.2基于SNMP主動防御ARP病毒原理

ARP欺騙可以通過以下方式發(fā)現(xiàn)：

(1)獲取網(wǎng)關MIB庫中的ipNetToMediaTable表，并對獲取的數(shù)據(jù)進行逐條比較。如從中發(fā)現(xiàn)有若干不同IP地址對應同一網(wǎng)卡，則該局域網(wǎng)內(nèi)發(fā)生了ARP欺騙。在發(fā)現(xiàn)ARP欺騙者后，將ARP欺騙者從廣播域中隔離出來，防止其繼續(xù)危害網(wǎng)絡的正常通訊。隔離ARP欺騙者比較簡單的辦法是關閉其接入的交換機端口。通過SNMP協(xié)議獲取接入交換機中的FDB地址表，找到ARP欺騙者接入交換機的端口，然后通過SNMP的Set操作可以對表ifTable的ifAdminStatus參數(shù)對交換機端口進行封鎖和開啟。

(2)查找ARP欺騙工具或木馬。這一步的工作需要人工采取措施清除中毒電腦中ARP欺騙工具或木馬程序。

2、系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)用ruby語言及rails框架開發(fā)，采用mysql作為數(shù)據(jù)庫，由兩套軟件組成：

(1)由ruby語言開發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于從交換機中定時采集交換機信息和ARP數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。

(2)用ruby語言基于rails框架開發(fā)的交換機監(jiān)測和ARP主動防御系統(tǒng)，主要負責交換機的狀態(tài)監(jiān)控和ARP病毒發(fā)現(xiàn)、隔離、處理。

系統(tǒng)實施架構如圖1所示。

2.1實現(xiàn)交換機信息收集和工作狀態(tài)監(jiān)測

交換機樹生成和監(jiān)測原理：

(1)指定所有三層交換機。

(2)利用SNMP協(xié)議讀出所有三層交換機上的二層接入交換機信息，如交換機的IP地址、名稱、父端口、向下的級聯(lián)端口、交換機描述等信息。

(3)手動修正交換機信息，包括所在的地理位置、增加交換機兒子、刪除交換機兒子等。

(4)得到修正的交換機樹后，每隔十分鐘向每個交換機索取信息。如果交換機無法連接，或者返回報錯信息，則表明該交換機出現(xiàn)故障。一般返回錯誤結果為：“交換機(IP地址)，無法連接或出現(xiàn)錯誤”。

(5)如果交換機出現(xiàn)異常，可以通過(4)返回的IP地址，查詢該交換的詳細信息，如所在的地理位置、在交換機樹中所處的位置等信息。

(6)派出工作人員維修該交換機，系統(tǒng)繼續(xù)進行(4)(5)(6)循環(huán)。

(7)另外在校園網(wǎng)中，交換機樹結構出現(xiàn)大的變動時，可以從(1)開始重新生成交換機樹；而當小面積修改交換機中的信息和結構時，可以從(3)開始手動修改交換機樹。

交換機信息收集和監(jiān)測邏輯如圖2所示。

交換機監(jiān)測和管理界面如圖3所示。圖中，左邊是交換機樹，旁邊帶文件夾標識為三層交換機或者父交換機。右邊為被點擊的交換機信息，如IP地址，交換機名稱，父端口，級聯(lián)端口，所在地址，層級等信息。

2.2實現(xiàn)基于SNMP的ARP欺騙主動預防

實現(xiàn)原理如下：

(1)在建立交換機樹后，通過讀取表1的ip_net_to_me-alia_table表，即ip_net_to_media_table＝[ipNetToMediaIfIndex，ipNetToMediaPhysAddress，ipNetToMediaNetAddress]得到ARP表信息。讀取ARP信息順序為先讀每個三層交換機的ARP，再讀出所有該三層交換機下接入交換機的ARP表信息。

(2)將所有ARP信息讀出后，存入switch_ip_mac.table，查詢是否有多個IP地址對應一個MAC地址。如果出現(xiàn)該隋況。就說明該MAC地址中了ARP病毒，列出所有中毒的MAC，如圖4所示。

如果查詢完畢，清除switch_ip_mac.table表中所有數(shù)據(jù)，從(1)開始進入下一次循環(huán)。如果查詢未完，繼續(xù)下面的步驟。

(3)給中毒用戶發(fā)郵件，或者電話通知處理該用戶。

(4)在發(fā)現(xiàn)中毒MAC地址后，通過LfTable表中dotld_tp_fdb_address＝‘1.3.6.1.2.1.17.4.3.1.1’.dotld_tp_fdb_port＝

1.3.6.1.2.1.17.4.3.1.2兩個屬性，可以找到交換機上對應的端口port，并使用ifAdminStatus屬性關閉或打開端口。功能實現(xiàn)如圖5所示。圖中，最左邊ip一欄為可管理交換機IP地址，MAC一欄為中毒計算機MAC地址，port一欄為該MAC對應的計算機端口，狀態(tài)一欄為關閉或打開該端口按鈕。

(5)待中毒電腦(用戶)清除病毒后，打開端口。

(6)其他功能。某個MAC地址出現(xiàn)異常時，可以查找該MAC所連接的交換機及對應的交換機端口。當交換機出現(xiàn)異常時可以輸入交換機IP地址，查看交換機的狀態(tài)。查詢界面如圖6所示。

實現(xiàn)基于SNMP的ARP欺騙主動防御的邏輯結構，如圖7所示。

3、結束語

利用SNMP基本原理，我們開發(fā)出一套監(jiān)測交換機狀態(tài)和主動防御ARP病毒軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在輪詢時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并處理ARP欺騙者偽裝行為，同時監(jiān)控所有交換機狀況，以便及時維護出現(xiàn)故障的設備。該方案的主要實現(xiàn)目標為：

(1)部署低成本。不需任何終端用戶參與ARP欺騙的防范工作，只需組成網(wǎng)絡的交換機為可管理交換機。

(2)效率高。一次部署即可監(jiān)控整個網(wǎng)絡系統(tǒng)中ARP欺騙行為。在輪詢時間內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)對重慶交通大學四百多臺交換設實施狀態(tài)監(jiān)控、以及兩萬多個終端節(jié)點的采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了主動發(fā)現(xiàn)與隔離ARP欺騙者。

(3)能定位ARP欺騙者，有利于終端用戶自覺消除終端的ARP欺騙行為。

(4)僅隔離用戶終端所在端口，該方案不影響網(wǎng)絡的其他正常功能。

(5)在ARP主動防御方案中引入交換機監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)交換機故障，極大地保證了用戶上網(wǎng)服務和ARP欺騙主動防御的順利實施。

該方案不受網(wǎng)絡結構與終端數(shù)量變化的影響，能夠隨網(wǎng)絡拓撲結構的變化，自動生成交換機樹。需要注意的是，因為SNMP協(xié)議只能應用于可管理交換機，所以該方案只適合由可管理交換機或大部分由可管理交換機組成的網(wǎng)絡。

參考文獻：

[1]劉素平，丁采生，錢斌，基于SNMP的ARP欺騙監(jiān)控研究[J]，計算機應用與軟件，2009 26(1)

計算機運行的基本原理范文第3篇

關鍵詞：計算機；特點；應用

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）33-0260-02

1 計算機特點介紹

1.1 計算機運算處理速度快

運算速度作為衡量計算機處理數(shù)據(jù)能力的重要指標，是計算機最為突出的特點之一。一般認為，世界上第一臺電子計算機（ENIAC）于1964年誕生于美國賓夕法尼亞大學，這臺計算機以5000次每秒的運算速度，將人們帶入了計算機的時代，在后來的將近70年的發(fā)展過程中，計算機大致經(jīng)歷電子管時代（1946年―1958年）、晶體管時代（1958年―1964年）、集成電路時代（1964年―1970年）、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路時代（1970年至今）四個發(fā)展階段。每個階段計算機數(shù)據(jù)處理速度都有了質(zhì)的飛躍，電子管計算機的運算速度為每秒數(shù)千次至數(shù)萬次，而且造價高昂、功耗極大；晶體管時代的計算機運算速度有了顯著的提升，達到了10萬次/每秒，功耗、體積以及系統(tǒng)的可靠性都有了較大的提升；再到后來的集成電路時代，計算機的速度達到了令人驚嘆的百萬次至數(shù)千萬次/S的數(shù)量級，模塊化、設計標準化產(chǎn)品逐漸出現(xiàn)；如今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的時代計算機運算處理速度達到了幾百萬次到幾千億次，人們利用計算機技術可以處理復雜計算，對人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活都產(chǎn)生了重大的影響，可以說沒有計算機急速飛躍的處理速度，就不可能有計算機如此廣泛的應用，因此，計算機運算處理速度是計算機最為重要的特點。

1.2 計算機具有較強的數(shù)據(jù)存儲能力

計算機中存儲數(shù)據(jù)的介質(zhì)從速度的快慢來劃分，通常是這樣的寄存器、高速緩存、內(nèi)存、外部存儲設備，其中高速緩存作為解決CPU運算速度和內(nèi)存速度不匹配的問題而產(chǎn)生的，其容量相對較小，數(shù)據(jù)存儲量較少，并且寄存器、高速緩存以及內(nèi)存中數(shù)據(jù)斷電丟失，不適合長期存儲數(shù)據(jù)，其作用主要是為了與CPU配合完成計算機任務，通常計算機強大的存儲功能都指的是外存。常見的外村設備包括硬盤、光盤、可移動磁盤等，現(xiàn)代技術使得計算機的外部數(shù)據(jù)存儲量以及存儲有效期都得到了極大的提升，從存儲量上來講，計算機可以提供海量的存儲能力供用戶的使用，其中網(wǎng)絡云盤以及磁盤陣列的出現(xiàn)都是為了解決數(shù)據(jù)存儲可靠性、存儲量的問題；而數(shù)據(jù)存儲質(zhì)量也是也來越強，信息可以有效地保持幾年至幾十年，甚至更長時間，這位數(shù)據(jù)的可維護性和可用性都帶來了極大的便利，滿足了人們對于信息處理的最基本要求，因此計算機數(shù)據(jù)存儲能力，是計算機應用的基礎，也是計算機重要的特點。

1.3 計算機具有高精度的數(shù)據(jù)處理能力

現(xiàn)代計算機除了具有高速的數(shù)據(jù)處理能力和海量的數(shù)據(jù)存儲能力，還具備高精度的數(shù)據(jù)處理能力，計算機可以根據(jù)人們的計算要求，被設計為各種計算精度，計算機數(shù)據(jù)處理類型既包括常見的整數(shù)類型計算和浮點數(shù)類型計算，同時還具備了邏輯運算能力，如果說整數(shù)型和浮點型數(shù)據(jù)的計算主要運用在科學計算和工程運算（科學計算和工程運算通常對計算結果的精確度有較高的要求，目前計算機可達到的計算精度可以達到小數(shù)200萬位的∏值，這基本上滿足絕大多數(shù)的日常生活和生產(chǎn)建設）過程中，那么邏輯運算則為計算機具備邏輯判斷能力提供了重要的技術支撐，使得計算機可以進行智能的分析判斷，從而實現(xiàn)智能化的計算控制，這也是近年來智能設備和應用出現(xiàn)的技術基礎。總之，計算機高精度的數(shù)據(jù)處理能力也是計算機非常關鍵的特點。

1.4 計算機進行自動化任務的處理

現(xiàn)代計算機都是基于“存儲程序”原理的馮諾依曼體系設計的，首先人們將預設數(shù)據(jù)和程序存儲到計算機中，計算機就可以根據(jù)任務步驟進行自動的處理，這就是存儲程序的基本原理。正是因為現(xiàn)代計算機具有高度自動化控制和任務處理過程，計算機才得以在工藝控制、輔助設計、人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮廣泛的作用。以最前沿的物聯(lián)網(wǎng)技術而言，其技術核心在于將傳感器技術與計算機控制技術有機地結合起來，通過計算機對傳感器設備所捕獲的不同數(shù)據(jù)進行不同的處理過程來實現(xiàn)計算機對于“物”的智能化控制。因此，計算機自動化的任務處理能力同樣是現(xiàn)代計算機技術重要的特點，更是計算機技術得以廣泛應用的重要因素。

2 計算機技術應用的場合

在現(xiàn)代社會中，幾乎所有的領域都可或多或少的發(fā)現(xiàn)計算機技術的應用場所，按照不同的處理內(nèi)容，通常將計算機的應用場所劃分為以下幾個方面，下文將簡要的介紹計算機的不同應領域：

2.1 算領域的應用

計算領域的應用是指利用先進的計算機技術進行數(shù)值計算。計算領域不僅僅包括人們?nèi)粘Ｉ钪械暮唵斡嬎?，同時還包括一些復雜數(shù)學模型的計算過程（以自然環(huán)境下，天氣情況的計算而言，在過去，由于人們沒有足夠的計算存儲能力，人們所構建的復雜計算模型無法得到快速的計算結果，而無法進行即時的天氣預報，再比如生物研究中，人類基因圖譜的繪制，需要高速計算機發(fā)揮舉足輕重的計算存儲作用）。常見的復雜計算包括科學研究方面的計算、自然界與人類復雜問題的計算分析、高難度的工程計算等等，這些行業(yè)需要計算機提供可靠的、持續(xù)的高速計算能力，從而為破解計算難題提供準確的計算結果。總之，計算機在計算領域的應用是計算機最基本的應用領域，更是計算機得以誕生最重要的原因。

2.2 信息的加工處理應用

信息的加工處理是根據(jù)用戶需求，對相關數(shù)據(jù)信息進行收集、整理、再處理的過程?；旧纤械挠嬎銠C應用都是在進行信息加工處理過程，無論信息表示形式是數(shù)值數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、影音視頻數(shù)據(jù)還是其他二進制形式的數(shù)據(jù)。此處的信息加工特指對信息收集、整理、再處理以達到用戶特定需求的這么一個過程，常見的數(shù)據(jù)存儲處理手段可分為文件系統(tǒng)存儲、數(shù)據(jù)庫存儲以及更高級的DDS，其中文件系統(tǒng)存儲主要是根據(jù)操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)將文件存儲在磁盤上的過程，這是最初階段人們對于文件管理的主要形式；隨著數(shù)據(jù)量的增加、數(shù)據(jù)復雜關系的應用，簡單的文件系統(tǒng)不能較好地滿足人們的存儲處理需求，應運而生的就是數(shù)據(jù)庫存儲，數(shù)據(jù)庫存儲主要是將數(shù)據(jù)進行格式化存儲、并且可以根據(jù)用戶需求對數(shù)據(jù)進行加工變換，一方面極大地節(jié)約了用戶數(shù)據(jù)的存儲空間，另一方面有利于用戶對于數(shù)據(jù)的操作處理過程，從而有效地提升了數(shù)據(jù)的應用效率。再次，就是DDS數(shù)據(jù)信息處理，這是數(shù)據(jù)處理更加高級和智能化的應用，人們根據(jù)數(shù)據(jù)特點，依托于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，再構建數(shù)據(jù)模型以及操作方法，利用軟件形式智能化的分析處理數(shù)據(jù)，為用戶提供更加客觀、真實的數(shù)據(jù)分析處理結果。當前流行的WEB互聯(lián)網(wǎng)、信息管理系統(tǒng)、企業(yè)ERP系統(tǒng)等信息加工處理應用都有廣泛的應用

2.3 計算機的輔助技術

輔助顧名思義幫扶的意思，而人則是處于主導地位，計算機輔助技術主要是在人操作下，利用計算機技術實現(xiàn)相關任務的完成。常見的計算機輔助技術包括、輔助制造、輔助教學、輔助工藝規(guī)劃、輔助設計應用、計算機輔助測試、輔助質(zhì)量控制等等。 以常見的輔助教學為例，這種計算機輔助技術主要是依托于計算機信息處理技術和多媒體處理技術，進行教學過程展開的應用，教學過程無論是教授內(nèi)容的展現(xiàn)方式、教授過程的互動性都達到了傳統(tǒng)教學過程無法企及的高度，對于現(xiàn)代意義的教學有著非常重要的意義。再以計算機輔助設計為例，通過將產(chǎn)品的各個參數(shù)、形態(tài)結構以及功能要求等相關數(shù)據(jù)在計算機輔助設計軟件（如Auto CAD）的幫助下進行電子化設計，充分發(fā)揮輔助設計軟件高度智能化以及計算優(yōu)勢，實現(xiàn)快速設計和高質(zhì)量設計的要求，輔助設計被廣泛地應用于電子工業(yè)、汽車制造、建筑、家居設計等相關行業(yè)。隨著計算機技術的發(fā)展，為實現(xiàn)自動化設計、生產(chǎn)過程，企業(yè)通常將輔助設計、制造、測試等技術相結合，進行更加智能化、高效化的控制?？傊?，輔助技術的應用是計算機在產(chǎn)品生產(chǎn)、設計、制造等領域重要的應用。

2.4 工業(yè)控制管理應用

工I控制管理應用，主要是利用計算機技術進行工業(yè)生產(chǎn)過程的控制過程，工業(yè)控制管理與各種傳感設備的應用和發(fā)展有著密切的聯(lián)系，一定意義上可以說沒有傳感設備的飛速發(fā)展就沒有工業(yè)控制管理現(xiàn)代化的應用。以常見的生物品產(chǎn)生產(chǎn)過程為例，通過各類傳感設備將生物產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的溫度、濕度、PH環(huán)境以及各種有機質(zhì)含量的實時監(jiān)測，并根據(jù)生物產(chǎn)品的生產(chǎn)需求進行智能化控制，使得生物產(chǎn)品過程高度精細化，對于提高生產(chǎn)質(zhì)量具有非常重要的意義。 一般而言工業(yè)控制領域的計算機應用運行環(huán)境相對惡劣，可能出現(xiàn)高溫、高壓、PH環(huán)境影響嚴重等非常嚴峻的環(huán)境，對于計算機以及周邊設備的應用可靠性和應用持續(xù)性都提出了較高的要求，根據(jù)處理能力的強弱劃分，當前工業(yè)控制管理計算主要分為單片機處理和以ARM為代表的的核心處理器處理處理。隨著計算機技術的發(fā)展應用，未來計算機技術在工業(yè)控制必將朝著更加穩(wěn)定、智能化管理過程大踏步地發(fā)展。

2.5 智能模擬以及其他方面的應用

智能模擬又被稱為人工智能（AI），是利用計算機技術進行人的智力活動進行模擬的一種應用。該領域包括機器人的設計、自然語言識別、圖像處理、專家系統(tǒng)等方面的應用，相對而言，智能模擬技術成熟度較低，但是也取得了令人矚目的成績，產(chǎn)品成果主要集中在人機博弈、模式識別、知識工程等領域，計算機高度智能化地模擬了人的感知、理解、學習和對問題的求解過程，相信隨著計算機技術的不斷發(fā)展智能模擬應用必將展現(xiàn)出前所未有的應用度。

除此之外，計算機技術還在智能家居、大數(shù)據(jù)云計算等諸多領域有著非常重要的應用，基本上只要是人類涉及的行業(yè)，都能夠發(fā)現(xiàn)計算機應用的身影，限于篇幅的限制本文就不一一介紹了。

總之，計算機技術以其前所未有的發(fā)展速度，無論是傳統(tǒng)的數(shù)值計算、信息處理、輔助設計，還是當前流行的人工智能、工業(yè)控制領域都有著不俗的表現(xiàn)，相信伴隨著計算機技術的飛速發(fā)展，計算機技術必將對人類社會的發(fā)揮在那做出更加巨大的貢獻。

參考文獻：

[1] 魏宏玲.辦公自動化中的計算機技術應用[J].赤峰學院學報：自然科學版，2013（22）：28-29.

計算機運行的基本原理范文第4篇

關鍵詞：數(shù)控機床 故障 排除

數(shù)控機床是一種典型的機電一體化產(chǎn)品，涉及范圍比較廣，在故障診斷和維護方面與傳統(tǒng)機床有很大的區(qū)別。因此，學習和掌握數(shù)控機床故障診斷及維護技術，及時有效的處理數(shù)控機床的各種故障，對企業(yè)的維修人員來說非常重要。

一、數(shù)控機床的使用與維修

1.數(shù)控機床的分類和應用 隨著數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控機床已經(jīng)越來越普遍地應用于企業(yè)的加工生產(chǎn)當中。數(shù)控機床的種類很多，但主要按機床的加工方式和加工工藝對其進行分類。現(xiàn)代工廠中主要以金屬切削加工為主，大致可以分為數(shù)控銑床，數(shù)控鏜床，數(shù)控立車，數(shù)控磨床以及加工中心等。

2.數(shù)控機床的維修的特點 數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床的維修不同，它是集數(shù)控系統(tǒng)、可編程控制器、伺服系統(tǒng)加精密機械等多項高新技術融合于一體的機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機床的維修應遵循以下幾點：首先，要熟悉數(shù)控系統(tǒng)、位置檢測與伺服驅(qū)動和輔助控制的工作原理、特點及常見故障的處理。其次，要懂得充分利用NC、PLC提供的故障信息來查找故障。做到具體問題具體分析，才能確定故障的準確處理。

3.數(shù)控機床故障診斷維修的基本步驟 數(shù)控機床的維修過程主要分為三個階段。首先，到達現(xiàn)場后進行現(xiàn)場的調(diào)查和故障信息的采集。仔細詢問機床操作者故障表面的指示情況以及產(chǎn)生故障的背景情況，對故障現(xiàn)象做出初步的判斷。其次，根據(jù)現(xiàn)場的調(diào)查結果和故障現(xiàn)象進行具體的維修。從易到難、由外向內(nèi)，逐漸縮小查找范圍，確定故障存在的位置從而采取正確的維修措施。最后，機床的故障排除后及時向操作者交代清楚本次故障的起因以及發(fā)生故障的信息和環(huán)節(jié)，告其今后操作的注意事項，避免今后再次發(fā)生同類故障。同時做好維修記錄，為以后維修做好儲備。

二、數(shù)控系統(tǒng)自診斷技術及故障排除方法

所謂系統(tǒng)診斷技術，就是利用數(shù)控裝置中的計算機及相關運行診斷軟件進行各種測試。

1.自診斷技術

（1）開機自診斷：數(shù)控系統(tǒng)通電后，設備內(nèi)部診斷軟件會自動對系統(tǒng)中各種元件如CPU、RAM及各應用軟件進行逐一檢測并將檢測結果顯示出來，如檢測發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)會顯示報警信息或發(fā)出報警信號。開機自診斷通常會在開機一分鐘之內(nèi)完成。

有時開機診斷會將故障原因定位到電路板或模塊上，但也經(jīng)常僅將故障原因定位在某一范圍內(nèi)，這時維修人員需查找相關維修手冊根據(jù)提示找到真正故障原因并加以排除。

（2）運行自診斷：運行自診斷也稱在線自診斷，是指數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其它外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關信息，這種診斷一般會在系統(tǒng)工作時反復進行。

（3）脫機診斷：當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，首先停機，然后使用隨機的專用診斷紙帶對系統(tǒng)進行脫機診斷。診斷時先要將紙帶上的程序讀入RAM系統(tǒng)中，計算機運行程序進行診斷，從而判定故障部位，這種診斷在早期的數(shù)控系統(tǒng)中應用較多。

2.人工診斷技術

數(shù)控系統(tǒng)的故障種類很多，而自診斷往往不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試，也不能將故障原因定位到具體確定的元器件上，這時要迅速查明原因就需要采用人工診斷方法。人工診斷方法有很多種，最常用的有:功能程序測試法、參數(shù)檢查法、備件置換法、直觀法、原理分析法等，現(xiàn)簡介如下:

（1）功能程序測試法：這種方法將數(shù)控系統(tǒng)中的G、M、S、T、功能的全部指令編成一個測試程序，穿成紙帶或存儲到軟盤上在進行診斷時運行這個程序，可快速判定哪個功能出現(xiàn)問題，這種方法一般在機床出現(xiàn)隨機性故障時使用，也可用于設備閑置時間較長重新投入使用時測試用。

（2）參數(shù)檢查法：一般系統(tǒng)的參數(shù)是存放在RAM中的，一旦出現(xiàn)干擾或其它原因會造成參數(shù)丟失或混亂，從而使系統(tǒng)不能正常工作，這時應根據(jù)故障特征，檢查和核對有關參數(shù)，在排除某些故障時，有時還需對某些參數(shù)進行調(diào)整。

（3）備件置換法：是將系統(tǒng)中型號完全相同的電路板、模塊、集成電路或其它零部件進行互相交換比較，或利用備用的元器件替換有疑點的部件，從而快速有效地確定故障部位。

（4）直觀法：直觀法是利用維修中常用的“先外后內(nèi)”的原則，利用觀察零部件的工作狀態(tài)、聽聲音、摸發(fā)熱等方法，進行逐個檢查，如利用視覺可觀察內(nèi)部器件或外部連接的形狀上的變化；利用聽覺可查尋器件發(fā)出的異常聲音;利用嗅覺或觸覺可查尋過載、高溫等現(xiàn)象;等等。

（5）原理分析法：當采用其它檢查方法難以奏效時，可以從電路基本原理出發(fā)，一步一步用萬用表、邏輯表、示波器等工具對測點進行檢查對照，最終查明故障原因。

3.高級診斷技術

（1）自修復診斷：自修復診斷一般是指在系統(tǒng)內(nèi)設置不參與運行的備用模塊。自修復程序在控制系統(tǒng)每次開機運行，當發(fā)現(xiàn)某模塊有問題時，系統(tǒng)會把故障信息顯示在屏幕上，同時自動查尋備用模塊，故障模塊的工作即被備用模塊取代，維修人員可根據(jù)提示更換下一故障模塊。自修復診斷方法需要較多的備用模塊，這會使系統(tǒng)體積增大，價格提高。

（2）診斷指導專家系統(tǒng)：近年來，隨著圖像識別、聲音識別、自動翻譯和智能工業(yè)機器人等技術的發(fā)展，這些技術越來越多地被應用到數(shù)控機床上。診斷專家系統(tǒng)以專家知識、經(jīng)驗為基礎，自動模仿專家利用知識解決復雜問題的思維活動，這就使普通工作人員同樣能對故障做出具有專家級水平的診斷結論。

計算機運行的基本原理范文第5篇

【關鍵詞】電氣自動化；PLC技術；應用

世界在發(fā)展，社會在變化。在飛速發(fā)展的社會中，電氣自動化系統(tǒng)也逐漸深入到社會生活的各個角落。電氣自動化系統(tǒng)影響著生活的方方面面。PLC技術就屬于電氣化技術中的一員，并且具備比較高的技術，能夠有效提升電氣化設備的工作效率，降低工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，推進電氣自動化的飛速發(fā)展，進而促進我國電氣化行業(yè)的發(fā)展。

1PLC技術概述

PLC，也被翻譯為可編程邏輯控制器，主要是一種存儲器，并且可以通過編程的方式改變內(nèi)部的存儲系統(tǒng)，確保能夠按時、按順序、并通過不同的算法使機械達到預期的水平的一種輸入、輸出控制技術。這種技術屬于應用于工業(yè)中的計算機技術，因此，它的組成部分與計算機基本一致。它也包含電源、中央處理器、通信模塊、存儲器等等。工作原理：PLC在工作的過程中一般需要經(jīng)過三個階段：掃描階段、執(zhí)行階段、輸出階段。第一個階段，PLC需要對樣品進行采集與輸入，為后期的運行做準備。第二個階段是結合用戶的指令以及用戶的需求進行的執(zhí)行階段。第三個階段是對內(nèi)部數(shù)據(jù)進行刷新，之后再重新輸出。通過這三個階段，確保PLC能夠穩(wěn)定運行。特點：經(jīng)過觀察和實踐不難發(fā)現(xiàn)，PLC具備以下特點：（1）PLC安裝相對簡便，并且便于維修。（2）PLC程序編寫起來比較簡單，而且非常容易使用，一般會結合邏輯圖、語句等模式進行編寫。（3）PLC在運行階段，對周圍環(huán)境要求較低，并且實踐起來非常簡便。（4）PLC具備較強的抗干擾能力。（5）PLC組裝相對靈活，而且實踐性非常強，在有需要的時候，還可以擴展。

2PLC技術在電氣自動化控制中的應用

PLC技術使用的開始一般處于工業(yè)化中開關量中控制部分，但是，它的初期監(jiān)控能力相對弱，而且處理數(shù)據(jù)的效率也非常的低。經(jīng)過科學的進步和工業(yè)化改革，這一技術逐漸得到完善，并逐漸滲透到工業(yè)化當中。通過分析、探討，筆者認為可以結合以下幾點將PLC技術融入到電氣自動化系統(tǒng)當中。

2.1閉環(huán)控制

在系統(tǒng)當中的泵類電機啟動存在著各種各樣的方式，包括自動啟動、手動啟動等類別。其中手動啟動有包括控制箱手動啟動和機旁屏手動啟動等方式。結合PLC技術可以轉手動啟動為自動啟動，結合數(shù)控模塊的積累和泵的運行時間分析探討，科學的選擇主備用泵。如果采用手動模式，泵啟動的時候僅僅需要調(diào)節(jié)現(xiàn)場的開關就可以，然后結合不同的電動機運行的時間科學的設計備用泵的開關和啟動問題。實踐中，所有的現(xiàn)場操作都需要將開關位置連接手動擋，之后再開展工作。現(xiàn)階段，通過將PLC系統(tǒng)融入到常規(guī)控制系統(tǒng)當中來進行電氣自動化系統(tǒng)控制的方式，成為在電氣自動化控制過程中較為常用的一種方式。在這種模式當中，PLC控制技術為主，常規(guī)控制技術為輔助，確?？刂浦斜妙愲姍C存在安全回路。通過這種方式，可以保證在PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，常規(guī)系統(tǒng)也可以結合運行實際繼續(xù)控制電機的運行，減少損失，確保工作的效率。通過在系統(tǒng)當中融入調(diào)制解調(diào)器，對于系統(tǒng)的發(fā)展和生產(chǎn)效率的提升存在非常重要的作用。通過PLC系統(tǒng)中的電子調(diào)節(jié)、轉速測量以及電液執(zhí)行三個單元相互協(xié)調(diào)，確保調(diào)制解調(diào)器能夠安全穩(wěn)定的運行。

2.2開關量控制

傳統(tǒng)系統(tǒng)中，一般會結合電磁繼電器組成系統(tǒng)，在觸點的支撐之下，電磁系統(tǒng)的可靠性也在下降，而且系統(tǒng)運行中存在著接線復雜等情況，一旦出現(xiàn)問題，會大大的降低工作效率。通過PLC技術可以減少傳統(tǒng)方式的弊端，提升系統(tǒng)運行的可靠性，提高檢修的效率。應用PLC技術之后，自動化控制系統(tǒng)在運行的時候，僅僅需要軟繼電器就能夠達到系統(tǒng)運行的效果，并且這種模式中，系統(tǒng)運行起來相對穩(wěn)定，而且系統(tǒng)本身的功能齊全，無需配備專門的閃光電源，簡化了接線，方便今后的維修工作。開關量的控制也在引進PLC系統(tǒng)之后減少，并且在系統(tǒng)運行中實現(xiàn)了對多臺斷路器信號進行集中控制的效果。在系統(tǒng)中，運用PLC技術可以將生產(chǎn)需要的備用電源投入到電業(yè)局的生產(chǎn)中，并綜合系統(tǒng)自身的編程和修改來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的控制能力，在這一階段，系統(tǒng)抗干擾能力也得到顯著提升，整個系統(tǒng)運行起來也更加穩(wěn)定、可靠。

2.3順序控制

電力自動化系統(tǒng)當中，除了開關量控制之外，控制順序也非常關鍵。為了實現(xiàn)降低能耗，增加企業(yè)效益的效果，在實踐的過程如何提升電力自動化系統(tǒng)的自動化水平是關鍵。PLC技術的融入可以替代繼電器在輔助系統(tǒng)中的作用，提升了工藝的控制情況。并且，可以保證通信連接以及信息模塊的穩(wěn)定高效運行，實現(xiàn)對生產(chǎn)的整個流程的控制和協(xié)調(diào)。電力自動化系統(tǒng)自出現(xiàn)以來，走過人力控制、強電控制、計算機控制幾個階段，并在不斷實踐和發(fā)展的過程中實現(xiàn)自動化控制。PLC系統(tǒng)能夠結合人機接口與PLC構成的主站層、遠程IO站及現(xiàn)場傳感器這三層的網(wǎng)絡結構相互協(xié)調(diào)。結合集控室內(nèi)的PLC系統(tǒng)的運行達到工作人員后臺監(jiān)控調(diào)整運作的效果。

3結語

總之，電氣自動化系統(tǒng)中，要結合生產(chǎn)實際以及科技的發(fā)展情況，結合閉環(huán)控制、順序控制以及開關質(zhì)量控制等仔細分析，及時記錄在這一系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題以及運行的需要，轉變傳統(tǒng)的技術模式，以期能夠結合PLC技術的運用推進電機自動化的發(fā)展。

參考文獻

[1]駱俊.PLC在電氣自動化控制中的應用分析[J].山東工業(yè)技術,2015.

[2]劉文赫，董舸，王現(xiàn).分析PLC在電氣自動化控制中的運用[J].黑龍江科技信息,2015.