计算机软硬件基础

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计算机软硬件基础范文第1篇

关键词：电子计算机 软件工程

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0013-01

现今社会已经进入互联网时代，计算机已成为人们生活工作中不可或缺的组成部分，“电脑”、“计算机”这样的名词对于所有人都已经不再陌生，人们对计算机的依赖程度也越来越大，就现在的工作环境讲，几乎没有什么行业不在使用计算机，对于计算机软件的开发研制也是从未停止过，计算机软件工程主要涉及应用数学、现代管理学和计算机科学等学科，在上世纪50年代，软件的开发工作还是依赖手工操作，但随着软件的商品化发展趋势日益加快，对于软件的开发和设计过程也日益规范化起来。

1 计算机软工程的概念及特征

1.1 软件工程学的基本概念

我们所讲的软件工程学主要是指研究如何通过先进的科学技术为计算机的软件开发提供指导服务，以最少的投资来换取高效的回报，以高质量的计算机软件为人们提供更好的科技服务。软件工程学涉及范围非常广，是一门边缘学科，其内容包括：人体工程学、系统工程学、经济学和心理学等多个学科领域。通过对各学科的较差研究与指导，设计出应用更为方便、设计更加人性化的软件。

1.2 计算机软件的基本功能

我们知道计算机作为一个电子设备，主要是由硬件和软件两个部分组成的，对于计算机的研发和更新既要考虑硬件因素，又必须在软件工程方面投入更多的精力，一般来讲，计算机的软件系统包括系统软件和应用软件两个组成部分，系统软件的功能是监控、维护、管理计算机运行过程中的各个软件，如人们常见的操作系统和病毒查杀系统；应用软件就是指能够满足人们工作和生活的需要，帮助人们解决实际问题的软件，如常见的office办公系统、人事管理系统、财务管理系统等。软件的作用就是通过自身的逻辑分析和计算功能，指导计算机的正确有效运行，让用户能够更加方便的操作。

1.3 软件工程的研发特点

计算机软件工程的设计、研发是一项系统的、长期的工作，其研发生产过程的每个步骤都是要经过反复论证修改的，以求更加良好的性能，满足用户的实际需要。一般的工程设计在产品完成生产投入使用后就完成了工作。但是计算机软件工程的研发，在产品投入市场后，还需要有一个长期的维护过程，因为一些设计上的漏洞和缺陷只有在实际使用中才能发现，这就需要设计人员不断的更新思维，解决问题，使软件产品符合用户的使用要求。

2 计算机软件工程的实际应用

现在随着信息网络技术的迅速普及，计算机走进了人们工作、生活的每个角落，计算机软件凭借其运行高效率、执行命令的精准性和操作使用方便性得到了人们的广泛认可，并迅速的被应用于人类活动的各个层面，可以说当今社会的人类活动已经离不开计算机软件了。其具有代表性的功能软件包括：电子邮件、office办公系统、win7/xp计算机操作系统、数据库和各种网游软件等等。在国家经济发展的各个领域如工业、农业、交通、金融、政府和企事业单位等几乎所有部门都需要应用计算机软件来完成工作。

随着计算机的普及和应用程度加深，以后的计算机软件工程将会发展成为一项广义的工程技术，在软件功能和操作方法上的研发也会越来越注重人性化的因素，同机械制造业的流水化生产方式不同，软件工程的研发与生产是非常具备个性化特征的，它的设计思维和功能设置都是处于不断更新完善中的，在丰富的实践经验和客户调查的基础上，设计人员会根据客户的需要，发散思维、综合考虑各方面的因素，汇集大家的智慧才能设计出一款成功的计算机软件。由于软件系统的广泛应用性，设计人员必须提前考虑到各方面可能出现的问题，不能等到问题发生了，再去想办法补救，因为一旦软件系统的安全或运行出现故障，给客户带来的损失很可能是无法估量的。所以说，要想做好计算机软件工程的研发工作是一项非常困难的事儿。

计算机软件工程设计的人性化、功能化的发展，使得计算机软件在人们的现实生活中得到广泛应用，在现代企业的经营管理中，计算机软件发挥着非常重要的作用，生产、销售、策划、财务之间通过软件系统实现了信息的沟通交流，方便经营策略的时时变动；在商场、金融机构的管理中，需要利用软件系统对消费信息进行确认和统计，消费者使用刷卡消费，通过金融系统的软件就可以支付费用，免去了携带现金的麻烦；保卫人员通过安保系统可以对整个单位的情况进行实时监控，一旦发生火灾险情报警系统会随时提醒安保人员采取防护措施；隐藏于计算机中的软件系统虽然微小，但却具备了强大的管理能力，从小处着手逐渐改变着人们的工作生活方式。

3 结语

综上所述，计算机软件工程在计算机应用技术的发展过程中具有特别重要的意义，它的设计和研发是一项系统性、长期性的工作，随着计算机软件技术的日臻成熟、功能的逐步完善，在人们的生活、工作中得到了迅速的普及，人类的发展离不开计算机软件工程的推动作用。我国拥有巨大的软件应用市场，但是由于在软件开发技术上起步较晚，今后还需要经历一段漫长的发展历程。

参考文献

[1] 姜蕊利.计算机应用软件开发技术研究分析[J].网友世界，2013（4）：4-5.

[2] 贾秋敏.浅谈计算机应用软件的开发和维护[J].无线互联科技，2012（8）：69.

计算机软硬件基础范文第2篇

关键词：图像 锐化 拉普拉斯算法

一、图像锐化的算法原理

图像在经过平滑处理后，往往会造成图像的边缘和轮廓模糊，对此可以采用锐化处理来使图像清晰化。锐化处理是为了突出感兴趣的细节信息，并不一定在实际观察效果上逼近原始图像。锐化处理算法分为两大类，即微分法和高通滤波。其中微分法属于空域处理算法，适宜于在硬件上实现，常用的有梯度算法和拉普拉斯算法。

1.1梯度锐化：图像为f ( x,y)，定义f ( x,y)在点 ( x ,y)处的梯度矢量 G[ f(x,y)]为：

梯度有两个重要的性质：梯度的方向在函数 f ( x,y)最大变化率方向上；梯度的幅度用 G[ f(x,y)]表示，其值为：

由此式可以得出这样的结论，梯度的数值就是f(x,y)在其最大变化率方向上的单位距离所增加的量。

由上面的公式可见：在图像变化缓慢的地方其值很小，对应于图像较暗；而在线条轮廓的变化较快的地方的值很大。这就是图像在经过梯度运算后使其清晰从而达到锐化的依据。

由于图像在变化缓慢的地方梯度很小，所以图像会显得很暗，通常的做法是给一个阈值Δ，如果G[f(x,y)]小于该阈值Δ，则保持原灰度值不变；如果大于或等于阈值Δ，则赋值为 G[f(x,y)]。

1.2拉普拉斯锐化：拉氏算子是一个刻画图像灰度的二阶商算子，它是点、线、边界提取算子，，亦成为边界提取算子。通常图像和对他实施拉氏算子后的结果组合后产生一个锐化图像。

拉氏算子 （1.3）

为了更适合于数字图像处理，将其表示为离散形式:

（1.4）

对于扩散现象引起的图像模糊，可以用下式来进行锐化：

(1.5)

这里k 是与扩散效应有关的系数，该系数要取值合理，如果k过大，图像轮廓边缘会产生过冲；反之，如果k过小，锐化效果就不明显。

如果令k =1，则公式变换为：

(1.6)

二、图像锐化算法的C语言实现

2.1锐化的总流程图

根据锐化模版，用C语言来实现这个算法。

利用不同参数调用构造图像的函数产生图像， 对产生的图像调用锐化子程序完成锐化，完成图像的锐化。其中锐化子程序主要是对产生的图像数据中每一个象素用拉普拉斯算子进行运算，得出一组新的图像数据。这样循环构造图像和调用图像锐化3 次，对图像数据进行锐化，观察图像锐化后的效果。

2.2锐化程序的实现

在这里设计了一个主函数和3个子函数，子函数分别问为Readimage、InitImage 和Laplace， InitImage.c 用于初始化图像，Laplace.c 用于对图像锐化的计算。Readimage 用于读取图像。其具体实现方法如下。

2．2.1程序主函数

主程序中运用了InitImage 和Laplace 子函数完成了图像的读取和锐化过程。首先用不同参数调用图像函数产生图像。然后调用锐化子程序来对图像中每个像素进行拉普拉斯运算生成检测图。

2.2.2图像读取的程序实现

在初始化图像子函数中，先进行初始化变量，然后使用多分支选择语句，接着构建一个16级灰度栏信息，16 个灰度不同的圆重叠在一起的图像图像，以及初始化2个实物图。其中运用了函数ReadImage 对文档中已有的图像进行载入，实行检测。在读取图像子函数中，先进行初始化变量，然后打开文件，将图像的指针变量定位在1078L 处，对1078L 指针值以下的数据进行读取，读取图像后，将文件关闭。

该程序先进行变量初始化，定义指针变量，使用判断语句打开文件。打开文件后，先对图像的存储地址进行定位，然后对指针变量进行赋值，使用循环语句读取图像信息，读取完毕后关闭文件。

2.2.3对像素进行拉普拉斯算法运算的流程图及程序

初始化工作变量，然后定位像素。对像素进行拉普拉斯运算。然后移位针对其他像素进行拉普拉斯运算。该程序初始化工作变量，然后定位相似并且赋予初值。并且对像素进行拉普拉斯运算。语句中用来两个for 语句和一个移位来实现像素运算初值转换。从而实现针对图像中每个像素进行拉普拉斯运算。

三、结语

本文主要就图像锐化处理的关键算法进行了论述，分析和研究了常用图像锐化处理算法的实现原理，选择了适合的空域处理算法。对锐化算法的几种实现方案进行了分析比较，并做了一些改进，提高了锐化算法的执行速度。

参考文献：

[1]Kenneth R. Castleman. Digital Image Processing[M]. 北京：电子工业出版社，2002.

计算机软硬件基础范文第3篇

关键词：软件技术基础；教学法；认知；案例

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0180-02

一、引言

“计算机软件技术基础”课程是非计算机专业的计算机基础教学内容之一，有着广泛的应用。课程的教学目标是使学生能够全面系统地了解并掌握计算机软件技术的基本概念、思想、原理和方法，并且具有一定的软件系统设计能力，更好地利用计算机软件技术解决本专业领域中的实际问题和日常事务性问题[1-2]。目前，很多高校都开设了“计算机软件技术基础”课程并取得了一定的成效，但该课程的综合性较强，在教学过程中出现了一些不尽如人意之处。本文针对目前该课程在教学中存在的共性问题，结合作者的教学实践，从教学方法的角度出发，对该课程的教学改革进行探讨。

二、课堂教学存在的共性问题

“计算机软件技术基础”课程教学目前面临的共性问题主要体现在以下几个方面[3]：（1）学生对该课程的学习目的不明确，认识不到课程内容的重要性；缺乏学习动力、主动性和自觉性；（2）学生的程序设计、调试能力薄弱，缺乏解决实际问题的经验，对课程内容的实用性体会不深；（3）教学学时较少，一般为32或者48学时。课堂教学大部分时间集中在基本概念、原理的讲授上，而程序设计、调试等实践性较强部分通常只能点到为止，无法进行深入讲解和布置练习。

对于第一个问题，普遍采用的对策是引导学生重视课程；后面的两个问题，目前的解决方式主要集中在教学方法和教学手段的改革上，不同的授课者在具体实施的时候，会因情况而各异。本文作者承担着内蒙古大学通信工程、电子信息科学与技术两个专业的“计算机软件技术基础”课程的授课任务，面对目前该课程教学中的共性问题，进行了深入的思考、分析和研究，除了对学生进行科学研究层面的适当引导外，尝试采用合理有效的教学方法展开教学工作。

目前，一门课程大多采用一种教学方法，主要有任务驱动教学[4]、案例教学[5]、问题教学[6]、引导教学[7]、认知教学[8]等。前四种方法侧重于教学形式与手段的变新与改革，认知教学从讲授内容的本质出发，研究教学内容的认知过程。“计算机软件技术基础”课程以高级程序设计（C或C++）为基础，内容涵盖“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”等，各内容之间既互相联系又比较独立，每一部分内容都是计算机专业的一门专业课程。对于这样具有繁杂的内容并且注重理论联系实践的课程，仅采用单一的教学方法组织教学肯定满足不了授课的要求，同时学生也不容易掌握其内容。基于Zadeh认知原理的认知教学能够从牢牢抓住教学本质出发，深化知识的组织、粒化与因果关系，将所有知识融为一体。案例教学能够使理论和实践有机地结合起来，利于学生的思维能力、知识应用能力、团队合作精神的培养。本文将基于Zadeh认知原理的认知教学与案例教学两种教学方法紧密地结合起来（以下称认知案例教学法）并应用到该课程的教学实践中，借此加强学生的程序设计、调试能力，缓解因教学学时较少与加强实践能力间的矛盾。

三、认知案例教学法及在“计算机软件技术基础”中的应用

基于Zadeh认知原理的认知教学是按照人类认知事物的规律进行教授知识，将教学知识组织、粒化、因果化，使学生抓住知识的本质，全面地掌握知识。其中，组织是对知识宏观的掌控，粒化是对知识微观的演化，因果则是知识之间的关联。因此，认知教学能够条理地、逻辑地、系统地组织教学内容，是一种符合学生学习逻辑认知过程的科学方法[8]。案例教学是一种以教学案例为基础的教学方法，以学生在课堂内外对案例的分析、思辨为重点，目的是提升学生应用理论创新性地解决实际问题的能力。具体形式是在教师的精心策划和指导下，根据教学目的和教学内容要求，运用典型案例将学生带入特定事件的现场进行案例分析，通过学生独立思考或集体协作，进一步提高其识别、分析和解决某一具体问题的能力[5，9，10]。对于认知案例教学法，首先综合考虑认知教学法和案例教学法的内涵，认真分析课程的特点和内容，提取宏观知识点（教学内容）并把它们合理地组织在一起；然后对每个宏观知识点进行细化，得到微观知识点；接下来搭建宏观知识点之间、微观知识点之间的相互关联，从而得到一个课程的认知系统；最后在这个认知系统的基础上，对微观知识点或宏观知识点选择合适的案例开展课程教学。

根据“计算机软件技术基础”课程的内容，把“算法与数据结构”、“操作系统技术”、“数据库技术”和“软件工程”四部分作为宏观知识点，并用系统工程作为基点把它们关联起来；依靠采用的教材和使用的参考资料对这四个宏观知识点进行细化，并建立微观知识点的彼此关联，这样就得到了“计算机软件技术基础”课程的认知系统，如图1所示。图1中的宏观知识点和微观知识点形成了一个多层次、逐层深入的组织结构。每一层是其上层的粒化，每层的微观知识点之间、上层和下层之间都有直接或间接的因果关系。依据图1所示的认知系统，在实际教学中采用了对底层一个或多个关联紧密的微观知识点精选有真实场景的应用案例展开课堂授课。为了能够成功地进行认知案例教学，需要对学生进行科学研究层面的引导，较好地激发学生对课程的强烈求知欲和学习积极性，使其在课堂之外能够主动地投入更多的时间和精力认真完成课堂教学的准备工作，同时自主地学习和发现问题。对于教师，需要在图1的认知系统框架下，根据微观知识点有针对性地选择案例。仔细研究案例的内容，做好案例分析。明确给出本次案例教学重点讨论的问题、有关的背景知识、参考资料和预习要求，把这些内容文档化提供给学生，要求学生提前预习，找出具体问题，同时准备分组讨论提纲。注重程序设计和调试，布置相应的练习，要求学生提前熟悉程序，并准备调试结果。课堂教学中，引导学生就一个问题进行讨论，根据学生的发言进行相应的点评和讲解；并引导学生从一个问题的讨论过渡到另一个问题的讨论；最后进行小结和归纳。

认知案例教学注重培养学生的程序设计和调试能力，教学中布置的练习都有相应的应用背景，学生通过调试和设计程序对课程内容的实用性有了进一步的体会。一般一个案例包含多个知识点，学生的预习和准备工作缩短了授课教师讲授基本概念、原理所需的时间，这让授课教师能够在有限的课堂教学中集中更多的精力去讲解实践性较强部分。经过三年的认知案例教学实践，发现学生的学习积极性和学习效率都有了明显的提高，学习效果良好。

四、结束语

本文把认知案例教学法应用到“计算机软件技术基础”课程的教学实践中，对于该课程的教学有一定的独到性之处。较好地处理了理论与实践相结合的关系，进一步激发了学生的学习兴趣，使学生能够更加牢固地掌握课程的知识点，同时培养了学生的自学能力和创造能力，提高了教学质量。

参考文献：

[1]徐士良，葛兵.计算机软件技术基础[M].第二版.北京：清华大学出版社，2007.

[2]陈帝伊，马孝义，辛全才.“计算机软件技术基础”课程教学方法探析[J].计算机教育，2009，（22）：11，68-69.

[3]王海燕.“计算机软件技术”课程教学的思考与实践[J].中国电力教育，2011，（26）：86-87.

[4]臧建莲.任务驱动法在大学信息技术基础课程中的应用研究[D].河北大学，2010：13-14.

[5]朱涛，马恒，刘强.专业技术课程案例教学方法研究[J].高等教育研究学报，2010，33（1）：91-93.

[6]罗祖兵.教育学问题教学：涵义、价值与操作[J].高等教育研究，2010，31（3）：71-75.

[7]陈晶，刘益新.引导教学法的应用研究――以《计算机组成原理》为例[J].湖南工业职业技术学院学报，2011，11（5）：130-131.

[8]彭珍，吴立锋.认知教学在“计算机程序设计”课程中的应用[J].中国电力教育，2012，（11）：59-60.

计算机软硬件基础范文第4篇

关键词：计算机软件，专利发明，专利审查，专利“三性”

目前发达国家对计算机软件专利性的讨论已经进入第二层面，主要是对软件专利审查如何制定符合自己国情的科学标准。遗憾的是我国对计算机软件专利性的探讨还处在第一层面或者说还没有进入第一层面，至今还没有看到法学界掀起讨论软件是否需要专利性问题的热潮。如果不及时采取措施，信息时代的国际软件竞争将把中国抛弃。由于我国与欧盟一些国家有相似的法律传统，因此，笔者在考证欧盟计算机软件专利性发展进程[2]（P60）基础上，提出在正式软件专利性立法之前，先行对我国现行《专利审查指南》做出三点修改。

第一、扩大软件专利审查的范围，删除计算机程序不授予专利发明的规定。

现有的《专利审查指南》指出：“涉及计算机程序的发明是指为解决发明提出的问题，全部或部分以计算机程序处理流程为基础的解决方案” [3].这仅仅对涉及计算机程序的发明作出了界定，没有明确提出软件的法律定义和软件发明的定义，建议对软件发明的定义作出明确的界定，以便于划清授予专利的软件和非授予专利的软件之间的界限。欧盟颁布的《计算机执行的发明可专利性的指令》 [4]指出：“计算机执行的发明”是指任何利用计算机、计算机网络或者任何其他程序处理设备创造的发明，或者具有绝对新颖性等特征，整体或者部分通过计算机程序或者计算机创造的任何发明“。欧盟的定义没有排除任何软件的专利性，只要可以通过软件处理设备执行，具有专利”三性“的标准就可以授予专利权。结合欧盟的规定，笔者认为，可以对软件作出这样的法律界定：软件是指，为完成某种可以应用的功能而由一系列程序包括文档有机组成的整体。软件的范围非常广泛，包括系统软件、行业软件、工具软件、文字处理软件等等。并非所有的软件都可以授予专利权，只有具有技术性，可以工业应用的软件才能授予专利权。因此，软件专利发明是指可以硬件执行的由程序组成的有机整体，能工业应用，满足一定的功能，具有技术性，新颖性的发明。

其次，专利授予软件类型的客体在软件授予专利权的前提下也应当拓展。现行的《专利审查指南》指出[5]，如果发明专利申请只涉及计算机程序本身或者是仅仅记录在载体（例如磁带、磁盘、光盘、磁光盘 、ROM、PROM、VCD、DVD或者其他的计算机可读介质）上的计算机程序，就其程序本身而言，不论它以何种形式出现，都属于智力活动的规则和方法。当一件涉及计算机程序的发明专利申请是为了解决技术问题，利用了技术手段，能够产生技术效果时，表明该专利申请属于可给予专利保护的客体。但是这也只是说涉及，而不是单纯的软件申请。只有和硬件或者工程结合起来的软件才有可能授予专利权，说到底，软件不是是否授予专利性的考虑因素，只要申请授予专利的客体满足“三性”要求，就可以授予专利权，而不论这样的技术是否包含了软件的成分在其中，但是单纯的软件申请不能被授予专利权。严格说来，我国的《专利审查指南》并没有把软件作为专利申请的客体。在当前各国扩大专利授权客体的大背景下，很有必要扩充我国的《专利审查指南》的范围。

欧盟对计算机软件相关发明 [6]的范围界定为，属于一个技术领域内与计算机相关的发明都不应当排除到可专利的范围之外。与计算机相关的发明包括计算机硬件和软件，对于硬件，传统的专利法已经给予了充分的保护，指令主要提供对软件的专利保护，而不涉及到硬件的问题。他们认为 [7]（P7）仅仅逻辑算法的存在不能构成区分专利和非专利主体的一个标准，算法也可以构成与计算机相关发明的基础，也可以构成通常的机器（机械的，电子的等等），或者由机器执行的程序基础。唯一不同的是，计算机程序由与计算机直接相关的设备来完成，而普通的机器由各个零部件来完成。因此不应当把计算机软件和其他机械的发明区别对待。

笔者认为，我国可以借鉴欧盟的做法，以改往常传统保守的观点，把保护的范围扩大到单纯的软件申请专利的问题。因为很多具有技术性和新颖性的软件在工业应用和商业经营中与具体的工业工艺结合起来起到了技术革新和提高生产力的效果，这符合专利法保护的目的和宗旨，因此对此加以保护不但维护了软件权利人的利益，也更好地鼓励技术工业应用和推广，以刺激软件权人的投资，推动整个软件工业的发展。

最后，对什么样的软件授予专利的问题，应当根据软件发明申请审查标准来确定。

第二、对传统的“三性”做适当的调整，制定恰当地适用于软件专利审查的标准。

在软件专利申请审查标准问题上，欧盟《计算机执行的发明可专利性的指令》 [8]第三条规定，成员国应当确保一项与计算机相关的发明属于一个技术的领域。第四条指出了授予专利的实质条件，其规定：可专利保护的条件①各成员国应明确规定与计算机相关的发明只要具有工业实用性、新颖性和创造性就应当授予专利。②各成员国应明确规定具有创造性的条件之一是所申请的软件发明必须做出了技术贡献。③对技术贡献的评价应当考虑：将专利权利要求的范围作为一个整体，其中可以包括技术的与非技术的特征，以此来比较与现有技术之间的差别。 第五条指出权利要求的类型可以是一种产品，如编程了的计算机、计算机网络或其它装置，或是一种由计算机、计算机网络或类似装置借助软件执行的方法。

笔者认为，欧盟指令第三条是TRIPS协议27（1）的具体体现，根据此条款的内容，专利应当授予一切技术领域内的发明，如果申请的产品或者程序（工艺流程）具有新颖性、涉及发明的过程、可以工业应用。与计算机相关的发明虽然属于一个技术的领域，但是没有提及任何物资环境的纯粹逻辑算法不能满足计算机相关发明的界定，也没有落在技术领域范围之内，当然也不能授予专利权。

第四条提及的授予专利权的实质审查条件可以理解为：第一项要求成员国有义务保护作为任何计算机执行的相关发明，只要所申请的发明满足欧洲专利公约52（1）规定的基本的新颖性、发明性、工业应用的要求。第二项要求与计算机相关的发明，必须做出技术性贡献。这个技术领域内的贡献对于该技术领域内的一般熟练工人必须是非显而易见的。如果计算机执行的相关发明对先前技术的贡献没有技术性特征将被认为缺乏实质性进步，即使其对先前技术的贡献是非显而易见的。当评价“创造性进步”的时候，关于技术状态应当包括的内容和熟练工人的知识的问题必须根据评价创造性的一般标准来确定（这个一般性标准可以在欧洲专利公约中找到）。第三项提供了在决定技术性贡献中，发明必须作为一个整体进行评价，这与欧洲专利局审理的专利申请采取的措施是一致的。按照此规定，假如发明的一个部分落在欧洲专利公约52（2）规定的非专利的客体上，如果存在非显而易见的技术贡献，或许仍然可以授予专利权。如果缺乏技术贡献，比如对技术的贡献整体上都是非技术性的，那么这种贡献是一种纯粹的商业方法，不是专利权的客体。

第五条提及的申请形式表明，欧盟指令不仅对与硬件装置结合起来的软件授予专利，而且对单纯的软件也可以授予专利权，只要其符合第四条规定的审查的实质条件。

比照欧盟的规定，笔者认为，我国建立的软件专利的审查标准不应当偏离原来的审查标准，应当保持立法的一致性和连续性。

现行的《专利审查指南》指出，申请发明的专利必须具有新颖性，这是授予专利权的第一必要条件，如果申请的发明已经存在就没有必要授予专利，其中的新颖性应当根据审查指南的界定来判断。这种新颖性不仅是指对于所有现存的技术具有新颖性，而且对于所有以其他形式表现的技术也具有新颖性。对于软件的专利性尤其应当注意的是，应当与以前所有的技术和申请相比较，如果这样的技术已经存在就不应当授予专利，不能因为原来存在的技术，经过软件化和程序化，就可以获得专利权，这样不仅浪费了专利资源，而且与专利制度本身的宗旨也是向背的。比如，影像、视听、动画、电子图书等等软件，不能因为其通过软件的形式体现出来，就意味着可以授予专利权，因为这些内容本来就不是专利法考虑的对象，其仍然属于著作权法包括的范畴。

其次，所申请的软件发明必须具有发明创造性，同申请日以前已有的技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步，而且对所属技术领域的熟练技术人员来说，是非显而易见的。如果发明是其所属技术领域的技术人员在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的，则该发明是非显而易见的，也就不具备突出的实质性特点。关于技术性的问题，欧盟专利审查员一般根据三点确定[9]（P27）：①确定最相近的已有技术包括以软件形式表现出来的技术和其他以传统的技术方式表现出来的技术。②确定要解决的技术问题。使用客观的方法确定需要解决的技术问题。这需要研究最相近的已有技术以及该发明与最相近的已有技术之间在特征方面的区别（结构的或者功能的）。③从最相近的已有技术问题出发，考虑权利要求的发明对同领域的技术人员而言是否是显而易见的。我国可以参照这样的审查标准确定软件申请所具有的技术性，但是必须强调一点的是，确定现有技术的范围应当包括以所有的形式体现出来的技术，这可以有效的防止通过现有技术的软件化，申请软件专利的可能，杜绝软件专利资源的浪费。

关于实用性的问题，是指软件发明必须能够在产业上制造或者使用，并且能够产生积极效果。如果申请的是一种产品（包括发明和实用新型），那么该产品必须在产业中能够制造，并且能够解决技术问题；如果申请的是一种方法（仅限发明），那么这种方法必须在产业中能够使用，并且能够解决技术问题。只有满足上述条件的产品或者方法的专利申请才可能被授予专利权。根据此标准，如果所申请的软件可以工业应用，不应当排除到专利之外。

对于商业方法，笔者不主张目前对其专利保护。有三个理由：①商业方法是专利审查指南明确排除的范围，组织、生产、商业实施和经济等管理的方法及制度不能授予专利权，因为其属于指导人们进行这类活动的规则和方法，不仅没有技术构思的成分，而且缺乏发明的创造性，不能因为其仅仅软件化就给其专利权。再说经营的规则和方法本来就是一种有限的资源不能让少数的人垄断，这也便于商业竞争和商品流通，推动社会的进步。②来自于美国的研究[10]证明商业方法的专利性是个错误的选择。一是，商业方法专利的成本比其他的专利成本要高；二是，囚犯困境使得公司的研究开发成本转移到对私有财产的竞争上，这样反而不利于消费者和社会福利的增加；三是，把计算机软件在内的商业方法排除在专利之外的原因在于，商业方法很抽象，在法律对主题采取全部保护和不保护之间，专利法很难划定商业方法专利垄断的范围，以恰当平衡创新所得与自由竞争的需要之间的关系。来自于美国的报告表明在某些领域内专利抑制了创新，确切的说，尤其是在软件的领域。③目前欧洲官方也不主张对商业方法授予专利权，因为EPO没有发表任何正式声明或指南，清晰、准确地陈述其对于商业方法专利性的方针政策[11].欧盟内部许多的大型软件公司也反对商业方法的专利性[12]，他们认为，不适当地拓宽专利领域的范围，容纳非技术贡献的网络商业方法的行为，将会排除清楚的、对于控制经济有价值的技术。商业方法的专利除了对经济造成巨大的破坏性的影响，审查和执行他们也有实际困难，况且作为原则性问题这对于信息社会也是不正确的。总之，在没有对我国的市场和软件行业做出明确的调查和研究之前，不能盲目地把专利的范围扩大到商业方法及其软件化的商业方法上来。

综合软件专利“三性”的标准，笔者认为，可以授予软件专利的客体包括，可以产业化应用的行业软件、可以和硬件设备结合起来实现自动化的控制软件、提高计算机硬件性能的系统软件、可以控制（或者远程控制）生产或者物流过程的操作软件、满足软件专利“三性”标准的其他类型软件。不能授予专利的软件包括，软件化的音像（书籍）等电子产品、单纯的数据库软件、各种游戏软件、各种形式的文本编辑和教育软件、不满足软件专利“三性”标准的其他类型的软件。

第三、对一些申请专利的程序问题，包括审查的期限，公布的日期，保护的年限等加以修改。

软件专利保护存在两点明显不足：一是，专利审查的期限过长，与软件的生命周期不相适应，不能很好地为软件市场的发展服务；二是，软件专利申请的费用和成本过高，耗时耗钱，使得一些软件商无利可图，相应降低了专利资源的效率。

针对以上两点不足，结合软件行业的特点，笔者认为，可以对我国专利审查指南做出调整，对于软件的申请可以缩短初步审查和公布的期限，同时对于实质审查的期限也可以缩短。针对软件生命周期短的特点，可以考虑对软件专利的保护期做出规定，限定为10年或者更短的期限，以便于软件的更新和节省专利资源。恰当的保护期限应当建立在对我国软件行业的发展状况详细研究的基础之上，还应当考虑到一些发达国家对软件专利采用的保护期限。

[文 献 注 释]

[1] 本研究属于国家知识产权局重点课题“计算机软件发明的专利保护”子课题之一。

[2] 参见李士林，郑友德。欧盟计算机软件发明专利保护的发展研究[J].科技与法律，2003，（1）。

[3] 参见《专利审查指南》（2001年文本）第二部分第九章引言部分。

[4] “Proposal for a DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the patentability of computer-implemented inventions”，网址下载europa.eu.int/comm/internal_market/en/intprop/indprop/index.htm

[5] 参见《专利审查指南》法25.1（2）。

[6] 《欧盟由计算机执行的发明专利性指令》的建议第二条，sipo.gov.cn/sipo/ywdt/gyzscqxx/t20030107_10783.htm.

[7] “Proposal for a DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the patentability of computer-implemented inventions”，COMMISSION OF THE EUROPEAN COMMUNITIES，Brussels，20.02.2002.

[8] 同[4]见指令相关的条文。

[9] 参见张平。论商业方法软件专利保护的创造性标准——美、日、欧三方专利审查之比较[J].知识产权，2003（1）。

[10]“Ladas  Parry Guide to Statutory Protection for Computer Software in the United States”，载于ladas.com/Patents/Computer/Semiconductor.USA.html.

[11] 朱瑾编译。美日欧在商业方法专利问题上的分歧[J].载于sipo.gov.cn/sipo/ywdt/gyzscqxx/t20021206_10266.htm.

计算机软硬件基础范文第5篇

关键词：云计算资源 资源整合方法 应用服务模式

一、引言

随着信息技术的迅速发展，各类专业课程教学都需要计算机资源，因此，现代高校的计算资源建设在教学硬件设施投入比例中越来越大，各种计算机机房也应运而生。但是，计算机技术发展日新月异，各种计算机软硬件设备更新换代相当频繁。各个高校投入大量经费在这些硬件设施上，使用不了多长时间就面临更新换代的困扰。因此，只有充分发挥计算机资源的使用效率，才能体现其重要价值。同时，在正常的教学过程中，常常需要安装各种专业软件，并进行杀毒软件及操作系统更新等，这些日常运维过程往往重复低效。尽管各类网络备份软件及还原卡等广泛应用于计算机房的日常管理中，在一定程度上提高了管理效率，但各个高校的机房管理仍然容易出现重复建设多、管理工作复杂、设备使用效率普遍不高等问题。

针对以上问题， 本文提出了一种基于云计算技术的高校软硬件资源整合应用方法。该方法主要是增强公共计算资源的共享服务能力，提高软硬件资源的使用效率，避免不必要的重复建设，同时能简化高校公共机房的运维管理工作，提高教学服务工作质量。

二、高校软硬件资源整合现状

目前，高校软硬件资源建设主要存在以下问题：

1.硬件资源配置参差不齐，难以进行统一管理。

随着计算机相关课程学习人数的不断增加，高校每年都会更新或增购一定数量的计算机软硬件设备资源。正是这种逐步增扩的管理模式，导致软硬件资源的配置参差不齐，难以进行有效的统一管理。

2.各类教学相关软件数量繁多且更新快，日常维护及管理工作量大。

为了提升学生的实际动手能力以及面向设备适应能力，学校除了要求常规的计算机基础课程的教学软件外，往往还通过各种专业课程进行各式各样的行业软件教学。这些软件不仅数目繁多，而且更新快，导致日常维护与管理工作量较大。

3.软硬件教学资源不平衡。

尽管国家加大了对教育的投入，但资金仍然不足，使得大多数院校在教学资源建设方面只是注重显性的硬件建设，对软件投资较少。

4.教学资源重复建设。

每个高校都需要购买相似甚至相同的教学设备，来进行正常的教学活动，这样会存在很多教学资源的重复建设，在一定程度上造成了资源浪费，并且设备升级和维护成本较高。

5.教学资源共享程度低。

各院校间缺乏宏观统筹，教育资源建设都各自为政，缺乏统一规划，自成一体，相互不能兼容也不方便共享。

三、基于云计算技术的软硬件资源云计算架构

云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备，主要是基于互联网相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态、易扩展且经常是虚拟化的资源。

云计算一定程度上可以认为是在传统网格计算的基础上发展起来的，它主要基于虚拟化技术，对基础设施的各类资源进行整合管理，以节省系统投资，提高计算资源的利用效率。同时，用户对信息组织形式的认知过程和使用信息的行为方式在不断发展和变化，对信息服务提供形式也有着不同的需求。云计算的信息服务提供模式正好迎合了这一需求，实现了可以随时随地、按需使用、按需服务和按需支付的供求模式。

高校软硬件资源整合应用云平台的系统架构模型可采用层次较为清晰的架构模式，即NIST提出的软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）、基础设施即服务（IaaS）等三层云计算服务模型，基于该系统架构， 整合下层的各种计算、存储及通信资源，并为上层的应用开发与服务提供支撑平台。NIST的这种云计算定义方式已得到了大多数业界厂商和组织的认同。因此，我们参考了NIST的云计算架构系列，构建了校园软硬件资源云计算系统架构（如图1）。

图1.校园软硬件资源云计算系统架构

四、基于云计算技术的软硬件资源整合方法

软硬件资源的整合主要包括了运算资源、存储资源及通信资源等的深度整合。

1.运算资源整合。

云计算所需要的最基本的硬件就是大量串联起来的计算设备。这些计算设备可以是专用的服务器系统，也可以是其他的计算主机。在高校公共计算资源的整合中，主要是对计算机公共机房中各类主机的计算资源整合。

通过Mapreduce等云计算处理技术，可将高校公共计算资源池中各类主机的计算资源整合成一个大的运算处理系统，充分实现云计算平台的效用性，并对大规模计算集群采用具有大规模、可伸缩性、数据可重复性以及容错和平衡负载等特性的串联技术;同时，为了维护各主机之间的负载平衡，系统将计算工作平均分配到运算主机上，也避免了大量密集的计算主机串联会带来主机散热问题。

2.存储资源整合。

存储资源整合是云计算平台中进行数据集中式管理的关键环节。作为IaaS（基础设施即服务）实体，除了提供高性能的计算以外，还必须有足够的存储空间，以满足用户对不断增强的信息存储的需求。

在对公共计算资源整合过程中，可通过HDFS等分布式文件系统，将各个计算主机上独立的存储整合成一个虚拟的大存储系统。HDFS是被设计成适合运行在通用硬件上的分布式文件系统，它和现有的分布式文件系统有很多共同点，但它和其他的分布式文件系统的区别也是很明显的。HDFS是一个高度容错性的系统，适合部署在廉价的机器上。HDFS能提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用。同时，HDFS放宽了一部分POSIX约束，来实现流式读取文件系统数据的目的。

3.通信资源整合。

由于公共计算资源整合过程中有大量的服务器群和超容量空间的数据存储与交换，因此，通信资源的整合决定了系统能否可靠运行。正由于这样，不仅要求云计算数据中心的服务器之间使用超高速网络连接，同时，对客户端的网络速度和频宽也提出了更高的要求。

五、基于云计算技术的软硬件资源云应用服务模式

从服务的不同层面，可将应用提供分为云文件系统级、虚拟化层、计算模型层、数据库管理层以及用户应用与开发层等。

1.云文件系统层面。要通过云计算平台实现公共计算资源的整合应用，必须有一个底层的云计算操作系统。采用开源Hadoop的文件系统HDFS，以实现对基础设施层的数据存储与访问，并进一步对外提供操作系统层面的数据服务。

2.虚拟化层面。虚拟化层面是公共计算资源整合云平台系统中的关键技术层。为了构建更为开放的系统平台，本文采用广泛应用的开源虚拟化软件XCP（Xen Cloud Platform）将基础设施中大量的PC计算资源虚拟成多个并行可操作的虚拟计算平台。正因为这种虚拟化技术，实现了底层物理资源与上端的应用程序数据之间的松耦合化，以支持适应不断变化的业务应用需求。

3.计算模型层面。评价公共计算资源整合云平台系统最重要的指标就是计算能力。为此，可采用MapReduce模型构建一个简单便捷的应用开发计算模型，并通过Gemfire等分布式内存数据库系统实现高性能、高可靠的大应用计算支撑。

4.数据库管理层面。面对教学科研中各种复杂的数据处理需求，公共计算资源整合云平台需要具备对各种海量动态的数据处理支撑能力。因此，可采用开源Hadoop系统的数据库管理HBase系统，以支持对大规模数据的分布式处理，包括海量数据快速检索分析与挖掘处理等。

5.用户应用与开发层面。公共计算资源整合云平台建设的目标是为教学科研提供各类分布式弹性计算支撑，同时，也基于该平台尽可能地提供各种教学科研相关的应用服务。为此，平台应基于WebService及IaaS等用户应用开发层的相关技术，以提供平台内各类数据资源的信息检索查询服务、高性能弹性计算服务、云端数据存储管理服务以及基于云端的应用开发服务等。

参考文献

[1]江务学 张璨 王志明 云计算及其架构模式[J].辽宁工程技术大学学报：然科学，2011，（4）：575-579。

[2]朱惠娟 云计算及其在网络学习环境构建中的应用初探[J].中国电化教育，2009，4：105-107。

[3]李毅 基于Hadoop平台的局部线性嵌入算法研究[D].华南理工大学：计算机应用技术，2011。

[4]刘贯南 云计算时代学习环境的整合研究[D].上海：上海师范大学，2010。