计算机运行的基本原理
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计算机运行的基本原理范文第1篇
不断的发展，以及它的应用不仅给人们的生产生活带来了经济效益还大大的赋予了人们生活
的多样性和便捷性。本文讨论了计算机技术在当今社会人们生产生活的各领域的广泛应用，
并对计算机技术的前景做了科学适当的展望。
关键词：计算机技术，应用，前景展望
中图分类号：G623.58文献标识码：A
1、前言
现在我们的生活无时无刻不被计算机技术影响着。信息产业得益于计算机技术的不断快
速发展,已经成为当今世界的一大支柱产业。计算机技术作为一种现代化的管理手段,已经广
泛应用于各个领域。本文分别举例说明计算机技术在交通领域，科技研究领域，电子商务领
域的应用。通过对这三个领域的阐述，对计算机技术的前景做了一个科学适当的预测。
2、计算机技术的应用现状
2.1在交通领域的应用
随着现代化交通管理水平的不断提高,自动化控制手段的日趋完善,计算机作为必不可
少的管理工具,已经越来越广泛地应用于交通管理的各项日常工作
（1）车辆的调度
信息传递与计算机技术的结合为生产车辆的调度管理提供了重要的手段。现在的计算机
通讯技术在车辆运输调度的管理中十分重要。计算机通讯设备已转向为小型化、智能化，数
字化，在信息的收集，储存，处理，传递等综合服务方面有很大的进步。
（2）现在的大中城市中的交警配备的流动电子眼，就是计算机技术在交通领域的又一
应用。这种交警巡逻车具有各种的拍摄功能，采用巡逻的方式，协助交警监测交通情况。抓
拍各种交通违法行为，并将其违法信息传入全国交通违法信息网。除此之外，这种电子警察
还可以监测机动车辆的情况。如果机动车辆有违法行为，就会影响到该车年检、车辆过户交
易。计算机技术在交通领域的应用除了协助交警监测交通的实时情况外，还可以维护交通畅
通，最常见的是红绿灯。这种信号灯的出现，有效的缓解了交通压力，使各个路口的交通秩
序井然的进行监测交通。
（3）自驾车导航
计算机技术在交通领域的典型应用当属自驾车的导航系统。使用导航系统后，自驾车可
以自动检测道路的边界，车子与目的地的距离，并可以提醒自驾者路面交通情况，是否堵车，
从而决定如何选择交通线路，大大的节省了自驾者在交通上花费的时间。除了可以指导自驾
者在规定的车道上行驶，还可以测量出与前面车辆的距离，保证在安全的距离中行驶，减少
追尾等交通事故的发生。另外，导航系统也可以提醒自驾者保持车速，以免超速违反交通规
则。
2.2在教育领域的应用
计算机技术在教育领域的应用最主要的是多媒体教学，学校网站以及设计中的辅助制
图。
（1）多媒体教学
多媒体教学引入到学校日常的教学活动中，大大提高了教学效率，教员讲授面扩大，传
授的信息量也不断增加。多媒体教学相比与传统的板书教学，在相同的时间里，信息量交换
增大，授课内容丰富多样，更具有趣味性直观性。随着多媒体课件制作的日渐成熟，计算机
辅助教育有了很大的发展。事物都具有两面性，多媒体教学的缺点是，学生的思考空间减少，
特别是理工科学习的数学，力学等需要大量的练习和实践。由于引入多媒体，学生课上思考
练习的时间少了。
（2）校内网
校内网是查询学生入学信息，学籍状态，考试成绩，学校的教学活动和规章制
度、文件政策的主要工具。这是计算机技术在教育领域的又一常见应用。很多校内网和网络
课堂提供了丰富全面多样的教学资源，特别是学校的虚拟图书馆，将大量的图书资料传送到
网络上，教师和学生可以很方便的检索、查询和使用。校园卡也属于校内的一部分，运用计
算机技术将一张IC卡连接校园网，可作为学生证，借书证，上机卡，就餐卡等。
（3）辅助制图
建筑结构设计中最常用的两个设计软件是CAD和PKPM，这两个软件分别是辅助制图和
图形处理，工程数据分析的。CAD作为辅助制图的软件，广泛应用在建筑、机械制造、服装
设计、航天测绘等制图方面。辅助制图软件的运用使得人和计算机发挥了各自的特长，提高
了制图效率，缩短了设计绘图的周期。
2.3在商务领域的应用
（1）在银行的应用
银行各种理财手段得益于计算机技术。人们在银行开户储蓄进行各种理财活动都可以通
过计算机技术实现。网上银行的开通更大的方便了人们的生活。网上支付、网上转账、网上
理财等日常有关银行方面的活动。网上银行除提供传统的银行业务外，还国际市场外汇
行情，国际金融信息和证券信息等。
（2）在电子商务的应用
在网络的环境下，利用计算机技术在全国各地广泛的商业贸易活动中，双方未谋面而完
成网上购物、商户之间的网上交易和在线支付等交易活动。随着技术、经济的不断发展，人
们通过运用信息技术和商务规则，系统的使用计算机，高效率低成本的的进行商业交易活动。
电子商务这种新型的商业运营模式使人们的出行，购物，娱乐都在高质量低成本的进行。另
外，政府采购在财政的监督下，按照合法的形式在电子商务运营模式中完成。
3、计算机技术发展前景
3.1计算机运行速度
计算机运行速度的快慢与芯片之间信号传输的速度直接有关。传统的硅氧化物芯片在信
号传递过程中，不仅会吸收部分信号信息，还因为电路电耗能大，产热较多。这些能耗产热
量在现有的技术上不能及时散去，从而影响计算机的运行速度。芯片冷却技术的发展为计算
机运行速度的提高将有很大贡献。在电脑电路里放置液体微管，在电脑高速运转过程中产生
的大量热量将被这些冷却液体吸收，从而降低电脑电路温度，提高电脑运行速度。
3.2新型计算机的出现
（1）生物计算机采用生物芯片，在这种芯片中，信息以波的形式传播，运算速度比当
今最新一代计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十分之一，并且拥有巨大的存
储能力。生物芯片是利用蛋白质分子构成的，这些蛋白质由生物生产技术组成。利用蛋白质
组成芯片可以自我组合生成新的微型电路，达到循环利用的要求。此外，生物计算机还能模
仿人脑的思考机制，当芯片发生故障时，芯片可以发挥生物本身的调节机能自动修复芯片。
（2）大规模和超大规模集成电路的发展，为高运行速度、低能耗、低价格的新型计算
机的出现提供可能。利用物理学的基本原理，研究新型的计算机。利用光作为信息传递的媒
介研究出的光学计算机有很大的发展前景。根据物理学的基本原理，光子与电子相比，具有
电子所不具备的频率及偏振特征，光子的运动速度永远等于光速，这些独特的特点使光子计
算机大大提高了传载信息的能力。光子计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。
在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”、
“1”状态变化进行的二进制运算，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。
此外，光信号传输根本不需要导线，即使在光线交会时也不会互相干扰、互相影响。光学计
算机的智能水平也将远远超过电子计算机的智能水平，是人们梦寐以求的理想计算机。
4、结语
当今社会是信息的时代，计算机技术在各个领域的广泛应用，不断深入发展，并取得了
丰硕的成果，产生了巨大的经济效益和社会效益。但伴随着计算机被广泛应用也有许多问题
亟需解决，例如信息安全问题，网络安全问题等等。这些课题的研究仍需我们不断接受挑战，
不断创新，加快信息安全的立法工作，切实运用好计算机技术的正面影响而摒弃其负面影响，
使之更好更快更安全的为人们的生产生活服务，促进社会经济发展。
参考文献
[1]修景田.计算机在交通运输统计管理工作中的应用[J].现代经济信息.2010,4
[2]冬春;关于计算机发展的分期问题[J];运城学院学报;1987年04期
[3]顾桂英;计算机技术的创新过程研究[D];东北大学;2008年
计算机运行的基本原理范文第2篇
关键词：SNMP；交换机状态监测；ARP主动防御；网络稳定性
0、引 言
最近几年，ARP欺骗木马病毒在高校网络中频繁地爆发，同一网段的大多数用户频繁断网，导致整个局域网无法正常运行，严重时致使整个校园网大面积瘫痪，给网络管理工作增添了巨大压力。
目前，通常采用以下两种途径发现ARP欺骗：
(1)网管员登录网关查看ARP表，如发现多个IP对应同一个网卡地址，该网卡地址就是中ARP欺骗木马病毒的机器的MAC地址。
(2)上网用户在主机上通过arp-a命令可以发现网关MAC地址与网络运行正常时的MAC地址不符。用户可以将错误的网关MAC地址报告给网管员进行处理。
以上两种方法都需要网络管理员或用户繁琐的手动操作才能发现ARP欺骗病毒，这在具有几万用户的校园网络中都是不可行的，因为工作量太大。为了及时发现局域网中存在的ARP欺骗现象，进行快速处理，将其坏影响降至最低，我们引入SNMP来进行主动防御。由于校园网由大量交换机构成，而利用SNMP预防欺骗是通过交换机管理来实现的，所以我们创新性地将交换机状态监测和管理引入ARP预防体系中，以快速发现、准确定位出现故障的交换机并及时加以维护，从而确保ARP病毒欺骗的主动防御与处理可以在整个网络中稳定地实施。
1、基于SNMP的交换机状态监测和主动防御ARP欺骗的基本原理
网管工作站中的管理进程，利用SNMP协议可获取交换机运行状态信息，并可配置交换机的部分运行参数，达到监测和管理校园网中大量交换机的目的。标准的MIB库中定义了与ARP信息相关的变量，利用这些变量可以获取与ARP欺骗相关的信息，通过MIB库定义的其他MIB变量可以设置网络设备的运行参数，将实施ARP欺骗者从网络中隔离开来，阻止ARP欺骗对网络正常通信的破坏。本文方案中所涉及的相关MIB变量的定义如表1表示。
利用SNMP监测交换机状态和主动防御ARP欺骗的基本原理如下。
1.1交换机状态监测原理
我们通过SNMP协议实时读取出全网的交换机信息，生成树状结构，以三层交换机为根，两层接入交换机为儿子，每隔一段时间循环监测所有交换机状态。如果该交换出现工作异常，则报警。网络管理人员看到报警，可以及时处理和维护交换机。此外，根据SNMP协议修改交换机运行参数，可以对交换机的信息进行补充，定位交换机的地理位置，当交换机出现故障时，网络管理工作者就可以及时发现该交换机所在的地理位置和在网络体系中所处层次。
1.2基于SNMP主动防御ARP病毒原理
ARP欺骗可以通过以下方式发现：
(1)获取网关MIB库中的ipNetToMediaTable表，并对获取的数据进行逐条比较。如从中发现有若干不同IP地址对应同一网卡，则该局域网内发生了ARP欺骗。在发现ARP欺骗者后，将ARP欺骗者从广播域中隔离出来，防止其继续危害网络的正常通讯。隔离ARP欺骗者比较简单的办法是关闭其接入的交换机端口。通过SNMP协议获取接入交换机中的FDB地址表，找到ARP欺骗者接入交换机的端口，然后通过SNMP的Set操作可以对表ifTable的ifAdminStatus参数对交换机端口进行封锁和开启。
(2)查找ARP欺骗工具或木马。这一步的工作需要人工采取措施清除中毒电脑中ARP欺骗工具或木马程序。
2、系统设计与实现
本系统用ruby语言及rails框架开发，采用mysql作为数据库，由两套软件组成：
(1)由ruby语言开发的数据采集系统，用于从交换机中定时采集交换机信息和ARP数据存储到数据库中。
(2)用ruby语言基于rails框架开发的交换机监测和ARP主动防御系统，主要负责交换机的状态监控和ARP病毒发现、隔离、处理。
系统实施架构如图1所示。
2.1实现交换机信息收集和工作状态监测
交换机树生成和监测原理：
(1)指定所有三层交换机。
(2)利用SNMP协议读出所有三层交换机上的二层接入交换机信息，如交换机的IP地址、名称、父端口、向下的级联端口、交换机描述等信息。
(3)手动修正交换机信息，包括所在的地理位置、增加交换机儿子、删除交换机儿子等。
(4)得到修正的交换机树后，每隔十分钟向每个交换机索取信息。如果交换机无法连接，或者返回报错信息，则表明该交换机出现故障。一般返回错误结果为：“交换机(IP地址)，无法连接或出现错误”。
(5)如果交换机出现异常，可以通过(4)返回的IP地址，查询该交换的详细信息，如所在的地理位置、在交换机树中所处的位置等信息。
(6)派出工作人员维修该交换机，系统继续进行(4)(5)(6)循环。
(7)另外在校园网中，交换机树结构出现大的变动时，可以从(1)开始重新生成交换机树；而当小面积修改交换机中的信息和结构时，可以从(3)开始手动修改交换机树。
交换机信息收集和监测逻辑如图2所示。
交换机监测和管理界面如图3所示。图中，左边是交换机树，旁边带文件夹标识为三层交换机或者父交换机。右边为被点击的交换机信息，如IP地址，交换机名称，父端口，级联端口，所在地址，层级等信息。
2.2实现基于SNMP的ARP欺骗主动预防
实现原理如下：
(1)在建立交换机树后，通过读取表1的ip_net_to_me-alia_table表，即ip_net_to_media_table＝[ipNetToMediaIfIndex，ipNetToMediaPhysAddress，ipNetToMediaNetAddress]得到ARP表信息。读取ARP信息顺序为先读每个三层交换机的ARP，再读出所有该三层交换机下接入交换机的ARP表信息。
(2)将所有ARP信息读出后，存入switch_ip_mac.table，查询是否有多个IP地址对应一个MAC地址。如果出现该隋况。就说明该MAC地址中了ARP病毒，列出所有中毒的MAC，如图4所示。
如果查询完毕，清除switch_ip_mac.table表中所有数据，从(1)开始进入下一次循环。如果查询未完，继续下面的步骤。
(3)给中毒用户发邮件，或者电话通知处理该用户。
(4)在发现中毒MAC地址后，通过LfTable表中dotld_tp_fdb_address＝‘1.3.6.1.2.1.17.4.3.1.1’.dotld_tp_fdb_port＝
1.3.6.1.2.1.17.4.3.1.2两个属性，可以找到交换机上对应的端口port，并使用ifAdminStatus属性关闭或打开端口。功能实现如图5所示。图中，最左边ip一栏为可管理交换机IP地址，MAC一栏为中毒计算机MAC地址，port一栏为该MAC对应的计算机端口，状态一栏为关闭或打开该端口按钮。
(5)待中毒电脑(用户)清除病毒后，打开端口。
(6)其他功能。某个MAC地址出现异常时，可以查找该MAC所连接的交换机及对应的交换机端口。当交换机出现异常时可以输入交换机IP地址，查看交换机的状态。查询界面如图6所示。
实现基于SNMP的ARP欺骗主动防御的逻辑结构，如图7所示。
3、结束语
利用SNMP基本原理，我们开发出一套监测交换机状态和主动防御ARP病毒软件系统。该系统可在轮询时间内发现并处理ARP欺骗者伪装行为，同时监控所有交换机状况，以便及时维护出现故障的设备。该方案的主要实现目标为：
(1)部署低成本。不需任何终端用户参与ARP欺骗的防范工作，只需组成网络的交换机为可管理交换机。
(2)效率高。一次部署即可监控整个网络系统中ARP欺骗行为。在轮询时间内，能够实现对重庆交通大学四百多台交换设实施状态监控、以及两万多个终端节点的采集数据，实现了主动发现与隔离ARP欺骗者。
(3)能定位ARP欺骗者，有利于终端用户自觉消除终端的ARP欺骗行为。
(4)仅隔离用户终端所在端口，该方案不影响网络的其他正常功能。
(5)在ARP主动防御方案中引入交换机监控，能够及时发现交换机故障，极大地保证了用户上网服务和ARP欺骗主动防御的顺利实施。
该方案不受网络结构与终端数量变化的影响，能够随网络拓扑结构的变化，自动生成交换机树。需要注意的是，因为SNMP协议只能应用于可管理交换机，所以该方案只适合由可管理交换机或大部分由可管理交换机组成的网络。
参考文献：
[1]刘素平，丁采生，钱斌，基于SNMP的ARP欺骗监控研究[J]，计算机应用与软件，2009 26(1)
计算机运行的基本原理范文第3篇
关键词：计算机；特点；应用
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0260-02
1 计算机特点介绍
1.1 计算机运算处理速度快
运算速度作为衡量计算机处理数据能力的重要指标，是计算机最为突出的特点之一。一般认为，世界上第一台电子计算机（ENIAC）于1964年诞生于美国宾夕法尼亚大学，这台计算机以5000次每秒的运算速度，将人们带入了计算机的时代，在后来的将近70年的发展过程中，计算机大致经历电子管时代（1946年―1958年）、晶体管时代（1958年―1964年）、集成电路时代（1964年―1970年）、大规模和超大规模集成电路时代（1970年至今）四个发展阶段。每个阶段计算机数据处理速度都有了质的飞跃，电子管计算机的运算速度为每秒数千次至数万次，而且造价高昂、功耗极大；晶体管时代的计算机运算速度有了显著的提升，达到了10万次/每秒，功耗、体积以及系统的可靠性都有了较大的提升；再到后来的集成电路时代，计算机的速度达到了令人惊叹的百万次至数千万次/S的数量级，模块化、设计标准化产品逐渐出现；如今大规模和超大规模集成电路的时代计算机运算处理速度达到了几百万次到几千亿次，人们利用计算机技术可以处理复杂计算，对人们日常生产和生活都产生了重大的影响，可以说没有计算机急速飞跃的处理速度，就不可能有计算机如此广泛的应用，因此，计算机运算处理速度是计算机最为重要的特点。
1.2 计算机具有较强的数据存储能力
计算机中存储数据的介质从速度的快慢来划分，通常是这样的寄存器、高速缓存、内存、外部存储设备，其中高速缓存作为解决CPU运算速度和内存速度不匹配的问题而产生的，其容量相对较小，数据存储量较少，并且寄存器、高速缓存以及内存中数据断电丢失，不适合长期存储数据，其作用主要是为了与CPU配合完成计算机任务，通常计算机强大的存储功能都指的是外存。常见的外村设备包括硬盘、光盘、可移动磁盘等，现代技术使得计算机的外部数据存储量以及存储有效期都得到了极大的提升，从存储量上来讲，计算机可以提供海量的存储能力供用户的使用，其中网络云盘以及磁盘阵列的出现都是为了解决数据存储可靠性、存储量的问题；而数据存储质量也是也来越强，信息可以有效地保持几年至几十年，甚至更长时间，这位数据的可维护性和可用性都带来了极大的便利，满足了人们对于信息处理的最基本要求，因此计算机数据存储能力，是计算机应用的基础，也是计算机重要的特点。
1.3 计算机具有高精度的数据处理能力
现代计算机除了具有高速的数据处理能力和海量的数据存储能力，还具备高精度的数据处理能力，计算机可以根据人们的计算要求，被设计为各种计算精度，计算机数据处理类型既包括常见的整数类型计算和浮点数类型计算，同时还具备了逻辑运算能力，如果说整数型和浮点型数据的计算主要运用在科学计算和工程运算（科学计算和工程运算通常对计算结果的精确度有较高的要求，目前计算机可达到的计算精度可以达到小数200万位的∏值，这基本上满足绝大多数的日常生活和生产建设）过程中，那么逻辑运算则为计算机具备逻辑判断能力提供了重要的技术支撑，使得计算机可以进行智能的分析判断，从而实现智能化的计算控制，这也是近年来智能设备和应用出现的技术基础。总之，计算机高精度的数据处理能力也是计算机非常关键的特点。
1.4 计算机进行自动化任务的处理
现代计算机都是基于“存储程序”原理的冯诺依曼体系设计的，首先人们将预设数据和程序存储到计算机中，计算机就可以根据任务步骤进行自动的处理，这就是存储程序的基本原理。正是因为现代计算机具有高度自动化控制和任务处理过程，计算机才得以在工艺控制、辅助设计、人们日常生活中发挥广泛的作用。以最前沿的物联网技术而言，其技术核心在于将传感器技术与计算机控制技术有机地结合起来，通过计算机对传感器设备所捕获的不同数据进行不同的处理过程来实现计算机对于“物”的智能化控制。因此，计算机自动化的任务处理能力同样是现代计算机技术重要的特点，更是计算机技术得以广泛应用的重要因素。
2 计算机技术应用的场合
在现代社会中，几乎所有的领域都可或多或少的发现计算机技术的应用场所，按照不同的处理内容，通常将计算机的应用场所划分为以下几个方面，下文将简要的介绍计算机的不同应领域：
2.1 算领域的应用
计算领域的应用是指利用先进的计算机技术进行数值计算。计算领域不仅仅包括人们日常生活中的简单计算，同时还包括一些复杂数学模型的计算过程（以自然环境下，天气情况的计算而言，在过去，由于人们没有足够的计算存储能力，人们所构建的复杂计算模型无法得到快速的计算结果，而无法进行即时的天气预报，再比如生物研究中，人类基因图谱的绘制，需要高速计算机发挥举足轻重的计算存储作用）。常见的复杂计算包括科学研究方面的计算、自然界与人类复杂问题的计算分析、高难度的工程计算等等，这些行业需要计算机提供可靠的、持续的高速计算能力，从而为破解计算难题提供准确的计算结果。总之，计算机在计算领域的应用是计算机最基本的应用领域，更是计算机得以诞生最重要的原因。
2.2 信息的加工处理应用
信息的加工处理是根据用户需求，对相关数据信息进行收集、整理、再处理的过程。基本上所有的计算机应用都是在进行信息加工处理过程，无论信息表示形式是数值数据、文本数据、影音视频数据还是其他二进制形式的数据。此处的信息加工特指对信息收集、整理、再处理以达到用户特定需求的这么一个过程，常见的数据存储处理手段可分为文件系统存储、数据库存储以及更高级的DDS，其中文件系统存储主要是根据操作系统的文件系统将文件存储在磁盘上的过程，这是最初阶段人们对于文件管理的主要形式；随着数据量的增加、数据复杂关系的应用，简单的文件系统不能较好地满足人们的存储处理需求，应运而生的就是数据库存储，数据库存储主要是将数据进行格式化存储、并且可以根据用户需求对数据进行加工变换，一方面极大地节约了用户数据的存储空间，另一方面有利于用户对于数据的操作处理过程，从而有效地提升了数据的应用效率。再次，就是DDS数据信息处理，这是数据处理更加高级和智能化的应用，人们根据数据特点，依托于数据库管理系统，再构建数据模型以及操作方法，利用软件形式智能化的分析处理数据，为用户提供更加客观、真实的数据分析处理结果。当前流行的WEB互联网、信息管理系统、企业ERP系统等信息加工处理应用都有广泛的应用
2.3 计算机的辅助技术
辅助顾名思义帮扶的意思，而人则是处于主导地位，计算机辅助技术主要是在人操作下，利用计算机技术实现相关任务的完成。常见的计算机辅助技术包括、辅助制造、辅助教学、辅助工艺规划、辅助设计应用、计算机辅助测试、辅助质量控制等等。 以常见的辅助教学为例，这种计算机辅助技术主要是依托于计算机信息处理技术和多媒体处理技术，进行教学过程展开的应用，教学过程无论是教授内容的展现方式、教授过程的互动性都达到了传统教学过程无法企及的高度，对于现代意义的教学有着非常重要的意义。再以计算机辅助设计为例，通过将产品的各个参数、形态结构以及功能要求等相关数据在计算机辅助设计软件（如Auto CAD）的帮助下进行电子化设计，充分发挥辅助设计软件高度智能化以及计算优势，实现快速设计和高质量设计的要求，辅助设计被广泛地应用于电子工业、汽车制造、建筑、家居设计等相关行业。随着计算机技术的发展，为实现自动化设计、生产过程，企业通常将辅助设计、制造、测试等技术相结合，进行更加智能化、高效化的控制。总之，辅助技术的应用是计算机在产品生产、设计、制造等领域重要的应用。
2.4 工业控制管理应用
工I控制管理应用，主要是利用计算机技术进行工业生产过程的控制过程，工业控制管理与各种传感设备的应用和发展有着密切的联系，一定意义上可以说没有传感设备的飞速发展就没有工业控制管理现代化的应用。以常见的生物品产生产过程为例，通过各类传感设备将生物产品生产所需要的温度、湿度、PH环境以及各种有机质含量的实时监测，并根据生物产品的生产需求进行智能化控制，使得生物产品过程高度精细化，对于提高生产质量具有非常重要的意义。 一般而言工业控制领域的计算机应用运行环境相对恶劣，可能出现高温、高压、PH环境影响严重等非常严峻的环境，对于计算机以及周边设备的应用可靠性和应用持续性都提出了较高的要求，根据处理能力的强弱划分，当前工业控制管理计算主要分为单片机处理和以ARM为代表的的核心处理器处理处理。随着计算机技术的发展应用，未来计算机技术在工业控制必将朝着更加稳定、智能化管理过程大踏步地发展。
2.5 智能模拟以及其他方面的应用
智能模拟又被称为人工智能（AI），是利用计算机技术进行人的智力活动进行模拟的一种应用。该领域包括机器人的设计、自然语言识别、图像处理、专家系统等方面的应用，相对而言，智能模拟技术成熟度较低，但是也取得了令人瞩目的成绩，产品成果主要集中在人机博弈、模式识别、知识工程等领域，计算机高度智能化地模拟了人的感知、理解、学习和对问题的求解过程，相信随着计算机技术的不断发展智能模拟应用必将展现出前所未有的应用度。
除此之外，计算机技术还在智能家居、大数据云计算等诸多领域有着非常重要的应用，基本上只要是人类涉及的行业，都能够发现计算机应用的身影，限于篇幅的限制本文就不一一介绍了。
总之，计算机技术以其前所未有的发展速度，无论是传统的数值计算、信息处理、辅助设计，还是当前流行的人工智能、工业控制领域都有着不俗的表现，相信伴随着计算机技术的飞速发展，计算机技术必将对人类社会的发挥在那做出更加巨大的贡献。
参考文献：
[1] 魏宏玲.办公自动化中的计算机技术应用[J].赤峰学院学报：自然科学版，2013（22）：28-29.
计算机运行的基本原理范文第4篇
关键词：数控机床 故障 排除
数控机床是一种典型的机电一体化产品，涉及范围比较广，在故障诊断和维护方面与传统机床有很大的区别。因此，学习和掌握数控机床故障诊断及维护技术，及时有效的处理数控机床的各种故障，对企业的维修人员来说非常重要。
一、数控机床的使用与维修
1.数控机床的分类和应用 随着数控技术的发展，数控机床已经越来越普遍地应用于企业的加工生产当中。数控机床的种类很多，但主要按机床的加工方式和加工工艺对其进行分类。现代工厂中主要以金属切削加工为主，大致可以分为数控铣床，数控镗床，数控立车，数控磨床以及加工中心等。
2.数控机床的维修的特点 数控机床与传统机床的维修不同，它是集数控系统、可编程控制器、伺服系统加精密机械等多项高新技术融合于一体的机电一体化产品。数控机床的维修应遵循以下几点：首先，要熟悉数控系统、位置检测与伺服驱动和辅助控制的工作原理、特点及常见故障的处理。其次，要懂得充分利用NC、PLC提供的故障信息来查找故障。做到具体问题具体分析，才能确定故障的准确处理。
3.数控机床故障诊断维修的基本步骤 数控机床的维修过程主要分为三个阶段。首先，到达现场后进行现场的调查和故障信息的采集。仔细询问机床操作者故障表面的指示情况以及产生故障的背景情况，对故障现象做出初步的判断。其次，根据现场的调查结果和故障现象进行具体的维修。从易到难、由外向内，逐渐缩小查找范围，确定故障存在的位置从而采取正确的维修措施。最后，机床的故障排除后及时向操作者交代清楚本次故障的起因以及发生故障的信息和环节，告其今后操作的注意事项，避免今后再次发生同类故障。同时做好维修记录，为以后维修做好储备。
二、数控系统自诊断技术及故障排除方法
所谓系统诊断技术，就是利用数控装置中的计算机及相关运行诊断软件进行各种测试。
1.自诊断技术
（1）开机自诊断：数控系统通电后，设备内部诊断软件会自动对系统中各种元件如CPU、RAM及各应用软件进行逐一检测并将检测结果显示出来，如检测发现问题，系统会显示报警信息或发出报警信号。开机自诊断通常会在开机一分钟之内完成。
有时开机诊断会将故障原因定位到电路板或模块上，但也经常仅将故障原因定位在某一范围内，这时维修人员需查找相关维修手册根据提示找到真正故障原因并加以排除。
（2）运行自诊断：运行自诊断也称在线自诊断，是指数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关信息，这种诊断一般会在系统工作时反复进行。
（3）脱机诊断：当系统出现故障时，首先停机，然后使用随机的专用诊断纸带对系统进行脱机诊断。诊断时先要将纸带上的程序读入RAM系统中，计算机运行程序进行诊断，从而判定故障部位，这种诊断在早期的数控系统中应用较多。
2.人工诊断技术
数控系统的故障种类很多，而自诊断往往不能对系统的所有部件进行测试，也不能将故障原因定位到具体确定的元器件上，这时要迅速查明原因就需要采用人工诊断方法。人工诊断方法有很多种，最常用的有:功能程序测试法、参数检查法、备件置换法、直观法、原理分析法等，现简介如下:
（1）功能程序测试法：这种方法将数控系统中的G、M、S、T、功能的全部指令编成一个测试程序，穿成纸带或存储到软盘上在进行诊断时运行这个程序，可快速判定哪个功能出现问题，这种方法一般在机床出现随机性故障时使用，也可用于设备闲置时间较长重新投入使用时测试用。
（2）参数检查法：一般系统的参数是存放在RAM中的，一旦出现干扰或其它原因会造成参数丢失或混乱，从而使系统不能正常工作，这时应根据故障特征，检查和核对有关参数，在排除某些故障时，有时还需对某些参数进行调整。
（3）备件置换法：是将系统中型号完全相同的电路板、模块、集成电路或其它零部件进行互相交换比较，或利用备用的元器件替换有疑点的部件，从而快速有效地确定故障部位。
（4）直观法：直观法是利用维修中常用的“先外后内”的原则，利用观察零部件的工作状态、听声音、摸发热等方法，进行逐个检查，如利用视觉可观察内部器件或外部连接的形状上的变化；利用听觉可查寻器件发出的异常声音;利用嗅觉或触觉可查寻过载、高温等现象;等等。
（5）原理分析法：当采用其它检查方法难以奏效时，可以从电路基本原理出发，一步一步用万用表、逻辑表、示波器等工具对测点进行检查对照，最终查明故障原因。
3.高级诊断技术
（1）自修复诊断：自修复诊断一般是指在系统内设置不参与运行的备用模块。自修复程序在控制系统每次开机运行，当发现某模块有问题时，系统会把故障信息显示在屏幕上，同时自动查寻备用模块，故障模块的工作即被备用模块取代，维修人员可根据提示更换下一故障模块。自修复诊断方法需要较多的备用模块，这会使系统体积增大，价格提高。
（2）诊断指导专家系统：近年来，随着图像识别、声音识别、自动翻译和智能工业机器人等技术的发展，这些技术越来越多地被应用到数控机床上。诊断专家系统以专家知识、经验为基础，自动模仿专家利用知识解决复杂问题的思维活动，这就使普通工作人员同样能对故障做出具有专家级水平的诊断结论。
计算机运行的基本原理范文第5篇
【关键词】电气自动化；PLC技术；应用
世界在发展，社会在变化。在飞速发展的社会中，电气自动化系统也逐渐深入到社会生活的各个角落。电气自动化系统影响着生活的方方面面。PLC技术就属于电气化技术中的一员，并且具备比较高的技术，能够有效提升电气化设备的工作效率，降低工业生产对环境的污染，推进电气自动化的飞速发展，进而促进我国电气化行业的发展。
1PLC技术概述
PLC，也被翻译为可编程逻辑控制器，主要是一种存储器，并且可以通过编程的方式改变内部的存储系统，确保能够按时、按顺序、并通过不同的算法使机械达到预期的水平的一种输入、输出控制技术。这种技术属于应用于工业中的计算机技术，因此，它的组成部分与计算机基本一致。它也包含电源、中央处理器、通信模块、存储器等等。工作原理：PLC在工作的过程中一般需要经过三个阶段：扫描阶段、执行阶段、输出阶段。第一个阶段，PLC需要对样品进行采集与输入，为后期的运行做准备。第二个阶段是结合用户的指令以及用户的需求进行的执行阶段。第三个阶段是对内部数据进行刷新，之后再重新输出。通过这三个阶段，确保PLC能够稳定运行。特点：经过观察和实践不难发现，PLC具备以下特点：（1）PLC安装相对简便，并且便于维修。（2）PLC程序编写起来比较简单，而且非常容易使用，一般会结合逻辑图、语句等模式进行编写。（3）PLC在运行阶段，对周围环境要求较低，并且实践起来非常简便。（4）PLC具备较强的抗干扰能力。（5）PLC组装相对灵活，而且实践性非常强，在有需要的时候，还可以扩展。
2PLC技术在电气自动化控制中的应用
PLC技术使用的开始一般处于工业化中开关量中控制部分，但是，它的初期监控能力相对弱，而且处理数据的效率也非常的低。经过科学的进步和工业化改革，这一技术逐渐得到完善，并逐渐渗透到工业化当中。通过分析、探讨，笔者认为可以结合以下几点将PLC技术融入到电气自动化系统当中。
2.1闭环控制
在系统当中的泵类电机启动存在着各种各样的方式，包括自动启动、手动启动等类别。其中手动启动有包括控制箱手动启动和机旁屏手动启动等方式。结合PLC技术可以转手动启动为自动启动，结合数控模块的积累和泵的运行时间分析探讨，科学的选择主备用泵。如果采用手动模式，泵启动的时候仅仅需要调节现场的开关就可以，然后结合不同的电动机运行的时间科学的设计备用泵的开关和启动问题。实践中，所有的现场操作都需要将开关位置连接手动挡，之后再开展工作。现阶段，通过将PLC系统融入到常规控制系统当中来进行电气自动化系统控制的方式，成为在电气自动化控制过程中较为常用的一种方式。在这种模式当中，PLC控制技术为主，常规控制技术为辅助，确保控制中泵类电机存在安全回路。通过这种方式，可以保证在PLC系统出现故障的时候，常规系统也可以结合运行实际继续控制电机的运行，减少损失，确保工作的效率。通过在系统当中融入调制解调器，对于系统的发展和生产效率的提升存在非常重要的作用。通过PLC系统中的电子调节、转速测量以及电液执行三个单元相互协调，确保调制解调器能够安全稳定的运行。
2.2开关量控制
传统系统中，一般会结合电磁继电器组成系统，在触点的支撑之下，电磁系统的可靠性也在下降，而且系统运行中存在着接线复杂等情况，一旦出现问题，会大大的降低工作效率。通过PLC技术可以减少传统方式的弊端，提升系统运行的可靠性，提高检修的效率。应用PLC技术之后，自动化控制系统在运行的时候，仅仅需要软继电器就能够达到系统运行的效果，并且这种模式中，系统运行起来相对稳定，而且系统本身的功能齐全，无需配备专门的闪光电源，简化了接线，方便今后的维修工作。开关量的控制也在引进PLC系统之后减少，并且在系统运行中实现了对多台断路器信号进行集中控制的效果。在系统中，运用PLC技术可以将生产需要的备用电源投入到电业局的生产中，并综合系统自身的编程和修改来实现数据的控制能力，在这一阶段，系统抗干扰能力也得到显著提升，整个系统运行起来也更加稳定、可靠。
2.3顺序控制
电力自动化系统当中，除了开关量控制之外，控制顺序也非常关键。为了实现降低能耗，增加企业效益的效果，在实践的过程如何提升电力自动化系统的自动化水平是关键。PLC技术的融入可以替代继电器在辅助系统中的作用，提升了工艺的控制情况。并且，可以保证通信连接以及信息模块的稳定高效运行，实现对生产的整个流程的控制和协调。电力自动化系统自出现以来，走过人力控制、强电控制、计算机控制几个阶段，并在不断实践和发展的过程中实现自动化控制。PLC系统能够结合人机接口与PLC构成的主站层、远程IO站及现场传感器这三层的网络结构相互协调。结合集控室内的PLC系统的运行达到工作人员后台监控调整运作的效果。
3结语
总之，电气自动化系统中，要结合生产实际以及科技的发展情况，结合闭环控制、顺序控制以及开关质量控制等仔细分析，及时记录在这一系统运行中出现的问题以及运行的需要，转变传统的技术模式，以期能够结合PLC技术的运用推进电机自动化的发展。
参考文献
[1]骆俊.PLC在电气自动化控制中的应用分析[J].山东工业技术,2015.
[2]刘文赫，董舸，王现.分析PLC在电气自动化控制中的运用[J].黑龙江科技信息,2015.
