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计算机体系结构范文1
关键词：计算机体系 软件模拟 精度
当前社会早已进入了计算机时代，人们的日常生活和工作都离不开计算机辅助，计算机技术也不断更新，变得更为复杂，处理器技术也越来越复杂。现在单片处理器的晶体管数量已超过10亿。这样就给计算机系统的制造带来了资金成本和时间成本上的大幅度增加。为了解决这个问题，计算机体系结构软件模拟技术就成为研发人员的首选。这种技术可以精确到时钟级别，从根本上解决了计算机体系结构研发的长时间和高成本问题。
1 计算机体系结构软件模拟技术的发展历程
1.1 萌芽阶段 计算机体系结构软件模拟技术的发展经历了一个漫长的过程。计算机软件模拟技术的结构虽然已经建立，但是处理器技术并不完善，对系统运行也不能进行合理控制，由于处理器的工作效率低下，所以控制软件的设计也非常缓慢，计算机体系结构的软件模拟技术在不断的探索中缓慢前行。上世纪八十年代，我国的计算机技术有了长足发展，经过长期不懈的研究，我国计算机系统在独立操作数据驱动和处理器高效利用技术两方面有了新的突破。至此，软件系统可以在计算机上进行更好地运行，计算机系统的控制也更为便捷。计算机的运行是以收集和处理技术为基础的。所以，在计算机应用软件技术的研发过程中要收集大量的数据，并结合计算机基础知识在计算机处理器平台上对软件系统进行构建和设计。这是计算机体系结构软件模拟技术发展的重要前提，技术人员由此掌握了计算机软件系统建设的大量数据经验。
1.2 技术研发阶段 研发人员运用性能分析模拟技术改良了计算机系统，这样，团建模拟技术就可以在处理器中进行合理运用。计算机系统的质量得到了大幅度的提高，软件模拟技术也开始被广泛运用在计算机系统结构软件的研发中。计算机体系结构软件的模拟技术可以对系统运行进行更加顺利和有效的控制，再结合性能分析模拟技术，计算机系统的研发成本急剧下降。这样就降低了技术研发阶段的风险，从根本上节省了大量的时间成本和资金成本，保障了研发单位的经济利益。在技术研发时，还要考虑到计算机系统升级、实际应用，使计算机技术的实用性大幅度提高，计算机系统的工作能力成倍增加。
2 开发计算机体系结构软件模拟技术面临的问题
2.1 设备的研发难度非常之高 计算机是一套非常复杂的系统，如果笼统地将计算机的各种特点都运用软件系统模拟是几乎不可能实现的。面对这个问题，研究人员采用了计算机系统的层次划分技术，使原本复杂的计算机系统变得相对简单化。计算机体系结构就是将计算机系统根据组成机构进行层次划分。简化后的计算机系统的复杂性依然很高，给模拟设备的开发造成了很大困难，目前计算机体系结构软件模拟设备的开发主要利用C语言来进行，这种串行结构编程语言给模拟器的实际开发造成了长时间、高成本的问题。
2.2 模拟设备精度低，运作效果差 模拟设备的精度低，效率差也是计算机体系结构软件模拟设备开发中遇到的问题，在开发过程中，对模拟器的具体要求未能进行准确的分析研究；未能透彻理解计算机体系结构的真正目的等都大大增加了错误率。另外，一般的研究开发人员将整体的运行效果用检测流程中的部分程序指令代替，造成了模拟设备精度低的问题。
3 计算机体系结构软件模拟技术开发中问题的应对策略
3.1 将检测流程中的执行指令进行合理减少 性能检测流程中标准化指令是不能改变的，但是可以在此基础上对系统性能检测流程中的执行指令进行科学而合理的减少和更正，使模拟器的运行结构能表现整体运行效果。这样就可以使模拟器的运作时间大幅度减少，缩短运行周期。
3.2 对模拟程序的指令数量进行适当减少 选择准确的模拟程序指令代替原系统整体运作结果，对模拟程序的指令数量进行适当减少，可以提高模拟系统的精确度。在选择模拟程序指令的时候，可以采取抽样选择程序指令或者是直接结构连续性指令的方式。一般来说都是采用抽样统计的方式选取程序指令，因为其精准度更高。
4 结语
当前社会已进入数字化和信息化时代，计算机技术在人们的日常生活和工作中运用程度越来越高，人们对计算机的性能也不断提出更高的要求。因此，计算机体系结构软件的模拟技术的运用也越来越广泛，成为软件开发必不可少的条件。计算机应用功能的完善需要开发人员不断探索和研究。在开发过程中，技术人员要采用正确而有效的方式应对开发过程中出现的各种问题。这样才能有效降低软件开发的周期，节省开发成本，并开发出实用性高的计算机应用软件。
参考文献：
[1]许建卫，陈明宇，杨伟，潘晓雷，郑规，赵健博，孙凝晖.计算机体系结构模拟器技术和发展[J].系统仿真学报，2009（20）.
[2]包云岗，许建卫，陈明宇，樊建平.一种新型计算机体系结构模拟器的研究与实现[J].系统仿真学报，2007（07）.
计算机体系结构范文2
关键词:综合电子系统;嵌入式计算机体系;结构
中图分类号:TD672文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 06-0000-01
Integrated Electronic System Embedded Computer Architecture
Feng Lipei
(The State Administration of Radio Film and Television 723 Radio,Shijiazhuang050086,China)
Abstract:As the modern electronic information technology development and innovation and electronic information technology application of the areas of diversification of integrated electronic computer system,and embedded in the military,a smart appliance,the digital machine tools,
refrigerators and other areas of electronic devices are widely used. this article by a brief analysis and study electronics and computer system to embedded systems architecture to meet the new generation of integrated electronic computer systems for performance of the embedded application requirements.
Keywords:Integrated electronic systems;Embedded computer system;Structure
一、综合电子系统嵌入式计算机的特点
综合电子系统嵌入式计算机是嵌入到对象体系中的专用计算机,其物理结构和功能都嵌入到应用系统中,不能脱离系统操控程序而独立运行。进入21世纪以后,综合电子系统嵌入式计算机在军事上得到了广泛的推广与应用,同时在智能家电、数字机床、车载电子设备等生活领域也得到不少的应用,为人类的发展注入了全新的科技动力。综合电子系统嵌入式计算机的特点,主要表现在以下几方面:
(一)实时性
综合电子系统嵌入式计算机直接从前端传感器获取信息和资料,进行实时或近实时的操控处理和技术分析,因此,综合电子系统嵌入式计算机对信息的处理、分发和管理的实时性要求极高。
(二)与宿主系统相匹的性能与功能
综合电子系统嵌入式计算机是宿主系统的主要组成部分,其体积、重量、形状、性能等诸多数据参数必须满足各种宿主系统的不同技术性要求,其功能性与技术性必须与宿主系统的水平相适应,符合技术应用的科学发展方向。[1]
(三)环境的可靠性和适应性
综合电子系统嵌入式计算机被大量应用于工业、军事、野外等恶劣环境中,要经受振动、辐射、盐雾、高低温、电磁干扰等经验,对可靠性要求极高。传统综合电子系统嵌入式计算机的体系结构设计主要根据嵌入式系统的应用特点进行剪裁。[2]综合电子系统嵌入式计算机采用模板化结构,但是总线带宽和扩展能力有限,不具备动态重构、数据信号综合处理等功能。
二、综合电子系统嵌入式计算机的体系结构
嵌入式系统是现代电子信息技术、计算机技术和半导体技术,以及各个行业具体应用相结合的产物。因此,嵌入式系统是一个资金密集、技术密集、高度创新、不断创新的知识集成系统。综合电子系统嵌入式计算机体系结构的核心部件是处理器,系统结构较为复杂。
图1 综合电子系统嵌入式计算机的体系结构
(一)嵌入式微控制器
嵌入式微控制器将整个计算机系统集成到一块芯片中,芯片内部集成RAM、ROM/EPROM、总线逻辑、总线、定时/定时器,WatchDog、串行口、D/A、A/D、Flash RAM、EEPROM等各种基础功能和外设。为了适用综合电子系统嵌入式计算机不同的体系结构和功能需求,一般一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理内核体系结构都是相近的,不同的存储器和外设的配置及封装。[3]这种体系机构可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配,功能不多不少,从而减少功耗和成本。目前,世界通用的嵌入式控制器型号主要有:P51XA、8051、C166/167、MCS-96/196/296、MC68HC05/11/12/16等。
图2 嵌入式微控制器结构图
(二)嵌入式微处理器
嵌入式微处理器是综合电子系统嵌入式计算机的CPU,在实际应用中,微处理器被装配在专门设计的电路板上,只是保留和嵌入式应用的相关母版功能,这种体系结构可以最大幅度减少系统的体积和能源消耗。[4]嵌入式微处理器具有重量轻、体积小、可靠性高、成本低等优点,其体系结构的电路板上必须包括:总线路接口、各种外线器件、RAM、ROM等,技术保密性相对较强。目前,世界主要应用的嵌入式微处理器主要有:386EX、Power PC、SC-400、MIPS、68000、ARM等系列。
图3嵌入式微处理器结构图
(三)嵌入式片上系统
近年来,随着EDI的推广和VLSI设计的普及化,综合电子系统嵌入式计算机体系结构中一个硅片上实现一个更为复杂的全新计算机系统,也可以称之为SOC。嵌入式片上系统一般可以分为通用和专用两类,通用系列包括Infineon的TirCore,Motorola的M-Core;专用系列包括Philips的Smart XA等。
图4嵌入式片上系统
计算机体系结构范文3
关键词：瘦客户计算;远程显示协议;体系结构
以大型机为主的计算中心时代，通过终端设备使用计算中心的各种应用和计算资源是当时的典型应用模式。因PC机成本的降低及用户对使用中心计算模式所受各种限制的反感，致使大多数用户采用PC机来完成计算任务。但网络技术的飞速发展和应用软件种类的增多及复杂程度不断提高，让用户维护自己的计算环境成为具有挑战性的工作，特别是针对安全性要求较高的企业应用环境。而以网络通信技术为基础，以服务器计算为中心，采用瘦客户/服务器计算模式的瘦客户计算，恰好能够解决这一问题。
瘦客户计算这一网络计算模式的特点是：应用程序和数据都运行并存储在服务器端，客户端只剩下显示和输入设备，不进行复杂计算，因而对瘦客户机的硬件要求很低。它可以是简单的计算设备，如PDA(个人数字助手)，也可以是低端计算机或一些特殊设计的终端。
1瘦客户计算体系结构
如图1所示，瘦客户计算体系结构模型由三部分构成：①瘦客户机，客户端的计算设备，主要负责显示用户界面和客户端输入；②远程显示协议（瘦客户协议），用于在瘦客户机与应用服务器之间传送应用程序输入/输出信息的应用层协议，③应用服务器，高性能的计算机，应用程序的安装、运行、维护、升级都在其上进行，用户的个人配置文件也保存在应用服务器上。瘦客户计算体系结构中的关键技术是远程显示协议，它是瘦客户机和服务器上的应用系统之间进行交互的机制，它使得通过网络为客户设备提供图形显示等服务成为可能。
1．1瘦客户计算的具体实现
1．1．1虚拟网络计算
虚拟网络计算（VirtualNetworkComputing，VNC）的计算体系结构由三部分组成，即VNC服务器、RFB协议和VNC浏览器。在用户使用VNC客户端连接到运行VNC服务器上时，通过键盘和鼠标动作来执行存放在服务器上的应用程序。服务器桌面的快照被压缩且通过RFB协议发送到客户端。客户端与服务器之间的通信是通过架构在TCP/IP上的RFB协议来实现的。
远程帧缓冲协议（RemoteFrameBuffers，RFB）是一个远程存取图形用户界面的简单协议。它工作在帧缓存级，能被用于所有的有关窗口操作的系统和应用程序中，具有优秀的平立性。协议的显示部分基于一个单独的绘图源语：存放矩形像素块数据在已给坐标位置上。一系列的块操作组成一次相应的帧更新。虽然这种像素块的贴操作效率较低，但可以通过多种像素编码压缩方式来实现网络带宽、客户端显示速度及服务器处理速度之间的效率折中，以实现高效率的图形显示。
1．1．2微软终端服务
微软Windows终端计算体系结构由三部分组成，即服务器多用户操作系统内核、远程桌面协议（RemoteDesktopProtocol,RDP）和基于窗口的痩客户端软件。服务器多用户操作系统内核提供了在服务器上同时运行多个客户会话的能力，且所有基于窗口的管理机制和技术都可用来管理终端桌面，它完全独立于终端服务协议，使它既能运行于RDP协议上，也可以运行在第三方协议，如Citrix的ICA协议上。
RDP是微软根据ITU(国际电信联盟)的T.120协议族制定的终端服务器与客户端之间的数据通信协议。作为一个多虚拟通道协议，RDP可以在不同的虚拟通道中传输Windows应用系统界面输出数据、键盘和鼠标操作输入数据等。RDP支持多点数据传输。数据从一个应用程序实时地传输到多个目的地，而无须为每个会话单独地发送同样的数据。
1．1．3Citrix的MetaFrame
Citrix的MetaFrame主要运行在Windows平台上。它的计算体系结构有三个基本组成部分：应用服务器软件（MetaFrame）、ICA网络协议、ICA客户端软件。MetaFrame中使用的MultiWin技术允许多个用户在不同的客户端平台上，同时访问和运行服务器上的某个应用软件。客户端设备上的ICA软件用于接收显示图像，同时向服务器发送鼠标移动和键盘击键动作的信息。
独立计算体系结构（IndependentComputingArchitecture，ICA）是Citrix公司的窗口显示协议。它能在服务器上模拟本地应用程序处理的多用户层。多用户层上的ICA显示服务可将应用程序的执行和显示逻辑分离开来，使得应用程序可以100%地在服务器上执行，并通过标准的网络传输协议TCP/IP和IPX等把用户界面传送到客户端。
1．1．4TarantellaEnterprise
Tarantella通过三层体系结构将传统的非Web化的应用转变为Web应用。第二层Tarantella服务器，是整个系统的核心。通过Tarantella服务器，各种不同平台类型的应用服务器能够同时为瘦客户端提供服务，以实现企业应用的集中式管理。
适应性因特网协议(AdaptiveInternetProtocol，AIP)运行于Tarantella服务器上的协议引擎和客户端设备上的显示引擎之间，是Tarantella客户端与服务器之间的通信协议。AIP采用智能启发式机制不断地监控、测量和适应应用程序与客户端设备、数据传输的线路情况，以优化网络响应。Tarantella的监视器经常发送关于客户端设备性能、网络响应时间和带宽等的反馈信息。该反馈信息将限定协议引擎运行和客户端设备执行操作的数量。协议引擎将各种需求按级别进行分类并自动进行优化调整。例如AIP可以区别交互式和流式的应用，以对它们采用不同的优化机制。AIP、协议引擎与显示引擎、智能缓存等特性为远程用户提供良好的性能。1．2瘦客户计算平台性能
在瘦客户平台的基本框架内，瘦客户计算的具体实现有很多种设计选择，不同的选择会使平台的性能具有明显差异。评价瘦客户平台性能的主要指标是客户端请求的平均等待时间和客户端显示图像的质量等。要分析影响瘦客户平台性能的主要因素，需要测试不同设置下平台在不同网络环境下的网络和视频性能。在网络性能方面，主要测试网页从服务器端到客户端的平均等待时间和数据传输量；在视频性能方面，它主要测试视频质量（即客户端显示质量）和传送的数据量。为定量的描述视频质量，采用慢速播放技术并使用式（1）来计算。
2影响平台性能的主要因素
测试结果表明，影响瘦客户平台性能的主要因素是显示编码源语、屏幕更新机制和缓存与压缩。以下就不同平台所使用不同设计选择分析对平台性能的影响。
2．1显示编码源语
显示编码源语分为基于像素和基于图形的绘图源语。使用基于像素的显示编码的瘦客户平台，显示更新在服务器端处理，送到客户端的仅是需要显示的像素数据。其平立性好、客户端计算简单。基于图形的显示编码，与操作系统的窗口操作和显示命令联系紧密，负责处理更新的显示命令和需要显示的屏幕数据一同从服务器传送到客户机，在客户端处理显示更新。其平立性较差、客户端计算复杂。像素源语能使系统显示像素区域的所有更新。它不需要任何有关显示内容的语义信息。图形源语，如字形，用于系统从图像中分离要显示的字形。
VNC采用基于像素的显示编码。其协议RFB支持2D绘图源语，如对文本窗口的屏幕区域，采用单色或双色的位图填充。RFB也可设置为仅使用Raw像素编码,但在默认情况下不采用该编码。Citrix的MetaFrame、微软的终端服务和Tarantella采用基于图形的显示编码。其协议ICA、RDP和AIP支持字形、图标、图像和绘图命令等绘图源语。
在单独测试协议编码源语对系统的性能影响时（AIP无法关掉高速缓存的选项；RFB无法关掉显示压缩），在100Mbps带宽网络环境，网络性能测试中，传输内容相同的情况下，AIP响应时间最短，其次是采用2D绘图原语的RFB，而ICA和RDP则具有相同的延迟时间且响应时间最长。在传送数据量方面，如果传输相同内容的文本图像混合网页，RFB传输的数据量最少；AIP、ICA和RDP传输的数据量相同且大于RFB。如果是传输相同内容的纯文本网页，则RDP和ICA传输的数据量最小，AIP次之，RFB最大。由此可见，采用基于图形的显示编码在传送纯文本时比RFB的带宽效率高。
2．2显示更新机制
显示更新机制包括更新时机（TimingofDisplayUpdates）及刷新模式。更新时机有客户端拉动（Client－pull）和服务器端推动（Server－push）两种；每种技术又可采用两种刷新模式，即懒惰更新（LazyUpdate）和急切更新（EagerUpdate）中的一种。客户端拉动是一种由客户端驱动的显示更新技术，由客户端决定屏幕更新的时机。服务器并不将每次更新都发送给客户，只有收到来自客户机的请求时，才将最近的显示更新发送出去。服务器端推动是由服务器驱动的显示更新技术，由服务器决定屏幕更新的时机。它需要根据刷新模式来确定何时发送屏幕更新给客户。急切模式是当服务器上的应用程序产生绘图命令时，瘦客户系统立即将命令转换为基本的显示编码源语并把显示刷新数据发送到客户端，它使服务器能跟上应用程序的翻译命令。懒惰刷新模式是将若干翻译命令首先缓冲，然后再需要时懒惰地发送合并的显示刷新到客户端。对于实时视频显示，懒惰显示刷新模式导致许多视频帧在服务器端被合并和覆盖，使发送刷新的频率降低。它虽然能减少数据量的传输，但影响了系统的视频性能。
在RFB中采用客户端拉动的懒惰更新模式。当客户端请求时，更新被懒惰地发送。但常常由于客户运行的VNC已被大量地加载，客户端变成申请显示刷新的瓶颈，导致在客户机端产生下一个更新请求前，服务器端已将那些被合并和覆盖的视频丢失了，所以其视频播放的性能较差。Citrix的MetaFrame和微软的终端服务依赖于服务器推动的懒惰更新模式。它比RFB的视频性能要好一些，不会在客户端产生显示刷新的瓶颈，但仍然会放弃或者融合服务器端的显示。AIP使用服务器推动技术，刷新模式则能根据带宽情况在急切和懒惰中进行智能选择。它在100Mbps的视频性能测试中表现很好，尤其对于多媒体视频应用程序。AIP使用懒惰模式来适应较低的带宽。
在100Mbps网络环境中。RDP、ICA和RFB传送低质量视频，相比之下ICA、RDP要比RFB好一些，而AIP能传送超过90％的视频质量（可由式（1）计算），但在10Mbps降到仅有大约50%的视频质量。传送的数据量从大到小依次为AIP、RDP、ICA和RFB。
2．3压缩编码和缓存
压缩编码不仅影响服务器将屏幕更新传送到客户端时的数据量，还决定了将屏幕更新数据呈递给客户端的显示引擎设计的简繁程度。好的压缩编码压缩比高，网络带宽要求低，且客户端能用简单的显示引擎快速高效地显示出来，响应时间短。客户端缓存用来保存经常使用的显示元素，如字体和位图等，使得假如当前所需显示的元素在缓存中，客户端就可从缓存中获得，而不必重复向服务器端发送请求获得。在高带宽下，网络不是瓶颈，此时使用缓存会造成一些附加的计算，影响平台性能。在较低带宽下，性能与数据传输量有直接关系，缓存和好的压缩算法有利于提高性能。
RFB主要采用二维运动步长编码（2DRLE）的变种，如CopyRectangle、RRE(Rise－and－Run－Length)、CoRRE(CompactRRE)和Hextile等，缺省时使用Hextile编码。虽然RFB中压缩编码算法压缩比不是很高，但由于算法简单，故对客户端的图形显示引擎设计要求较低，客户端程序很简单，这使得VNC成为真正的瘦客户系统。RFB采用本地帧缓冲，如果需要显示的某一部分数据在当前缓冲中，客户端只需将其拷贝到屏幕上所需的区域，而无须发送请求给服务器。但由于RFB仅保留当前显示的数据，没有提供足够的历史记录，对减少数据量的传输效果不大。如果仅在屏幕中移动窗口或滚动窗口内的内容时，RFB具有一定的优势。ICA和RDP都使用运行步长（RLE）编码压缩；字体和小的位图保存在客户端缓存中，大的位图保存到客户端磁盘中。AIP使用了RLE和LZW编码压缩，并且使用一种自适应机制来应付网络带宽的变化，在高带宽时关闭压缩，在低带宽时打开。AIP在客户端使用显示对象缓存。RFB在压缩纯文本数据时，可以压缩到原数据量的3%；而在压缩图像数据和视频数据时，这个比例分别为6%和30%。ICA在压缩纯文本数据时，可压缩到原数据的30%;而在压缩图像和视频数据时，压缩比分别可以达到45%和68%。RDP在压缩纯文本数据和图像数据时，可将数据量压缩到原来的40%；在压缩视频数据时，压缩比可达58%。对于视频数据而言，ICA压缩后的视频质量会降低近一半，而RDP压缩后的视频质量几乎不变。对于AIP，压缩时视频质量从高于90％降到不足30％。AIP不能单独设置压缩，当压缩被打开时，缓存也同时被打开。在100Mbps带宽下，其等待时间增加了13%，这主要是由缓存的额外开销所影响的。
在100Mbps带宽下，RFB和RDP使用缓存在等待时间、数据传输量和视频性能上几乎没有什么影响。ICA的高速缓存使平均网页等待时间增长了40％。这说明在高带宽网络环境中ICA缓存的额外开销超过它的好处。但ICA的缓存机制却减少了数据量的传输。ICA传输文本数据、图像数据和视频数据时，数据量分别减少为原来的55%、34%和62%。但此时由于传输速度减慢、传输数据量减少，严重降低了视频质量，致使视频质量从大约50％降到不足5％。这说明ICA高速缓存的额外开销在高带宽环境下超过其对性能的贡献。
3结束语
由以上对影响瘦客户平台性能的几方面因素的分析可得出以下结论：
（1）在带宽足够高的情况下，显示编码计算的复杂程度是决定性能的主要因素，而并非其生成数据量的大小。基于像素的显示编码计算简单；图形编码方式带宽利用率一般较高，但若屏幕内容为图文混合时，像素编码方式却比图形编码方式的带宽效率高。像素编码与图形编码相比具有更好的平立性。
（2）显示更新机制是视频质量的重要决定因素。带宽较宽时使用服务器驱动的急切更新模式，能获得较好的视频性能；较低带宽下为减少响应时间，节省网络带宽，使用懒惰更新机制，它通过放弃或者融合显示更新牺牲了视频质量。客户端驱动容易造成客户请求的瓶颈。
（3）压缩和缓存都能降低数据量的传输，但在不同网络带宽下，压缩与缓存在计算开销和带宽保留之间存在着平衡的问题。简言之，当有足够的网络带宽时，减少处理时间是可取的，而在较低的网速下减少传输的数据总和是有益的。
借鉴上述平台的优点，使瘦客户平台在不同的网络环境下都具有较高的性能，并对各种应用传送的屏幕内容都能很好地适应。要求其具有智能选取显示编码（或开发出具有更好适应性的显示编码）和更新机制的能力；智能地控制压缩和缓冲的打开及关闭。通过智能启发式的机制，在用户不干预的情况下，通过测量自动判断目前的状况并动态适应，从而使瘦客户平台具有对客户机计算能力和带宽的适应性，即在各种网络带宽和客户机的情况下，都能获得较高的性能。以上分析为今后开发具有自我知识产权的高性能瘦客户系统提供了基础。
参考文献：
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计算机体系结构范文4
关键词：计算机网络；安全体系；框架结构；安全管理；应用
1计算机网络安全体系的相关内容
1.1在组成部分方面
第一，防火墙技术。在网页与网页之间的关卡上，通过安装防火墙，分组过滤，对网络内外部的通信进行监视。第二，口令管理。各个用户需要设置口令，这个口令的性质与密码差不多，用户可以设置密码，但是密码尽量以数字加字母为主。第四，病毒防护。通过防火墙技术或杀毒软件的安装，可以对服务器和终端的状态进行实时查询和分析。第五，系统管理，要定期打系统补丁和服务器安全检测工作，如果发现问题，要做到修补漏洞工作，必要时也可以讲不相关的账户进行删除处理。
1.2在结构方面
首先，安全服务。在数据的传输和处理中，要提供安全的方法手段。在网络运行过程中，要对各个部分提供安全性保障。首先，要确保系统自身的安全性，给予系统过程中各个部分的安全一定的保障。其次，确保系统技术的安全。总之，作为重要的安全服务措施之一，促进数据传输和处理工作的顺利进行。其次，安全机制。对于安全机制来说，是实现安全服务目标的重要举措之一。对于安全机制来说，属于一些程序的设定，可以给予程序的安全运行一定的保障。安全性机制，是操作系统和软硬件功能部件整合的成果，与管理程序和软硬件功能部件的整合之间也有着一定的联系性，在信息系统中，任意部件检测，都可以确保系统中程序的安全运行。
2计算机网络安全体系的三维框架结构分析
在分析计算机网络安全体系的一种框架结构中，主要围绕三维框架结构体系进行，进而发挥出三维框架结构体系的作用，给予计算机网络安全体系一定的保障。借助三维框架结构体系，在分析计算机网络安全问题时，要深入分析网络结构设计，确保高度的可靠性，结合X、Y、Z等层次，从而为分析网络安全体系提供一定的便利性。第一，X安全服务方面。在安全服务层面的设计过程中，所涵盖的内容主要包括可用性、访问控制以及认证等。在安全服务层面设计过程中，对于可用性来说，主要是指网络数据信息是否可用，并且是否会影响到系统的安全性，旨在确保系统的安全运作；而对于数据保密性来说，主要是指数据传输方面的内容，这对于计算机网络的应用至关重要；而对于认证来说，主要是指Internet相关信息的认证，通过有效认证，为数据访问的安全性创造一定的条件。第二，Y协议层面。在协议层面的应用，与应用层、网络层以及物理层之间有着可紧密的联系，这是网络安全体系构建的重要的内容。协议层面的建设与系统通信模型的构建，这两者之间的关系是紧密联系、密不可分的，主要围绕TCP/IP协议进行，从而给予系统安全性强有力的保障。第三，Z实体单元层面。在实体单元层面中，与计算机网络安全、应用系统安全等关系，是息息相关的，在三维框架结构中，实体单元层面是重要的构成内容，在应用过程中，针对计算机网络的各个层面，要进行深入分析，确保计算机网络的安全运行。通过实体单元层面的应用，对于有效管理网络安全具有极大的帮助，进而与计算机网络系统的安全需求相适应[1]。对于计算机网络安全三维框架结构，在利用三维框架结构过程中，以物理层、计算机网络安全为例，可以看出，在计算机系统应用过程中，通过物理层，可以有效认证计算机网络安全，确保系统的高效化运作。主机网络安全在访问认证过程中，要选择相应的协议，有效控制访问，进而与安全性需求相符合。在三维框架结构体系应用过程中，可以保证相关操作的安全性和可靠性。
3计算机网络安全体系的框架结构的具体应用
在计算机网络安全体系建设中，三维框架结构体系发挥的作用不容忽视，在网络安全建设过程中，可以有效管理网络管理。计算机网络安全框架结构的应用，必须要对计算机网络发展的特点进行深入分析，不断增强应用的可针对性。比如可以对计算机网络安全进行细分，进而给予网络安全一定的保障。
3.1端系统安全管理分析
在三维框架结构体系应用过程中，端系统安全管理的应用至关重要，端系统安全管理，对自身端系统的管理，给予了高度重视，制定相应的安全防范措施。比如：用户可以结合Windows操作系统[2]，加强防火墙和杀毒软件的应用，避免安全隐患的出现。用户在端系统安全管理过程中，必须要严格管理通信端口，全方位、多角度领域地监督和控制信息传输端，确保信息传输的畅通无阻，将安全隐患保持在萌芽状态内。
3.2通信安全管理
在应用三维框架结构体系中，必须要高度重视通信安全管理。计算机网络自身具有一定的开放性和匿名性，极容易导致网络安全隐患的出现。数据信息在通信的带动下，实现了传输，大大提高了计算机网络的安全性，所以要想更好地处理和解决网络安全隐患，必须要高度重视通信这一层面。3.2.1加强网络安全性的评估网络安全性的评估，必须要集中在网络设备、用户操作等方面，给予通信安全性一定的保障。网络安全性的评估，可以对用户通信安全状况进行检测，并深入分析其中存在的安全隐患，维护好通信的安全性和稳定性。现阶段，在评估网络安全过程中，要加强态势感知技术的应用[3]，对相应的网络安全防护设备进行部署，并有效判断信息传输情况，做到防患于未然。3.2.2加强网络入侵检查对于网络安全问题的出现，网络入侵是重要的影响因素之一。在网络入侵检查过程中，必须要有效检测网络安全问题。基于网络通信视角进行分析，网络通信主要运用了TCP/IP协议。在网络入侵检查过程中，必须要正确判断访问的合理性，如果出现非法问题，要及时进行阻止，并进行一定的提示，从而更好地处理网络安全问题。
3.3应用系统安全管理
对于应用系统来说，是计算机用户处理事物的重要系统之一，在应用系统进行安全管理过程中，必须要及时修复好漏洞问题。要求要加强安全管理系统的构建，针对系统中存在的安全漏洞，加大管理力度。其中，要积极构建应用层或网关，不断提高计算机通信管理服务职能。应用层或网关，在通信安全管理中，主要结合统一的认证服务，进而使授权的用户可以访问使用信息。
结束语
总之，现阶段，计算机网络技术，已经得到了广泛的应用和推广，在计算机网络安全体系中，必须要高度重视三维框架结构体系的应用，不断提高数据信息传输的安全性和稳定性，并避免网络安全隐患的出现。
b[1]康志辉.计算机网络安全体系的一种框架结构及其应用[J].福建师大福清分校学报,2016(5):22-26.
计算机体系结构范文5
计算机系统结构试题
课程代码：02325
请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。
选择题部分
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均不得分。
1.以下能够直接执行微指令的是
A.汇编程序 B.编译程序
C.硬件 D.固件
2.系列机软件应做到
A.向前兼容，并向上兼容 B.向后兼容，力争向上兼容
C.向下兼容，并向前兼容 D.向后兼容，力争向下兼容
3.在浮点数尾数下溢处理时，误差，但下溢处理不需要时间，平均误差又趋于0的方法是
A.截断法 B.舍入法
C.ROM查表法 D.恒置“l”法
4.在IBM370系统中，支持操作系统实现多进程公用区管理最有效的指令是
A.“测试与置定”指令 B.“比较与交换”指令
C.“执行”指令 D.“程序调用”指令
5.采用组相联映像、LRU替换算法的Cache存储器，不影响Cache命中率的方法是
A.增加Cache中的块数 B.增大组的大小
C.增大主存容量 D.增大块的大小
6.采用组相联映像的Cache存储器，可用于地址变换的方法是
A.目录表法 B.比较对法
C.页表法 D.堆栈法
7.ILLIAC-IV阵列处理机中，PE之间所用的互连函数是
A.PM2±0和PM2±3 B.Cube0和Cubel
C.Shuffle D.PM2±2
8.并行处理机有16个处理单元，编号为0～l5，采用shuffle单级网络互连，与13号处理单元相连的处理单元的编号是
A.15 B.11
C.9 D.7
9.间接二进制n方体网络是一种
A.多级混洗交换网络 B.单级立方体网络
C.多级全排列网络 D.多级立方体网络
10.多处理机程序段的指令之间存在数据反相关时，下列说法正确的是
A.不能并行 B.适当同步控制，可以并行
C.可以交换串行 D.若指令满换律，可以交换串行
非选择题部分
注意事项：
用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上。
二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11.从计算机执行程序的角度看，并行性等级由低到高可分为________、________、任务或进程间和作业或程序间四级。
12.浮点数尾数基值增大，可使运算中的精度损失________，可表示数的精度________。
13.中断系统软硬件功能分配实质是中断________软件和中断________硬件的功能分配。
14.数据宽度是指I/O设备取得________后所传送数据的总量；数据通路宽度是________的物理宽度。
15.虚拟存储器主要是为解决主存________满足不了要求发展出来的；Cache存储器是为了解主存________满足不了要求发展出来的。
16.虚拟存储器对________程序员是透明的，对________程序员是不透明的。
17.解决重叠相关处理的两种基本方法是推后________和设置________。
18.按多功能流水线的各段能否允许同时用于多种不同功能连接流水，可把流水线分为________流水线和________流水线。
19.N个处理单元的混洗交换网络中，最远的两个人、出端的二进制编号是________和________，其距离为2log2N—l。
20.松耦合多处理机可以有________型和________型两种构形。
三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）
21.简述通道的3种类型各适合连接什么类型设备，说明各种类型通道在满负荷时的实际流量与所连接设备的关系。
22.简述并行性从计算机系统处理数据的角度划分的四个等级，并各举一例。
23.简述透明性概念，说明下列哪些对于计算机系统结构是透明的。
浮点数据表示；字符串运算指令；阵列运算部件；通道是采用结合型还是独立型；访问方式保护；数据总线宽度；Cache存储器；存储器的最小编址单位；存储器的模M交叉存取，串行、重叠还是流水控制方式。
24.简述数据表示和数据结构之间的关系及引入高级数据表示的基本原则。
25.简述实现指令的重叠解释必须在计算机组成上满足的要求。
四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
26.机器有5级中断，中断响应次序为12345，现要求实际中断处理次序为23154。
(1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位的状态，令“0”为开放，“l”为屏蔽；
(2)若运行用户程序时，同时发生1、3级中断请求，而在l级中断服务未完成时，又发生2、3、4、5级中断，请画出处理机执行程序全过程的示意图（标出交换PSW的时间）。
27.求A1、A2、…、A8的累加和，有如下程序。
Sl A1=A1+A2
S2 A3=A3+A4
S3 A5=A5+A6
S4 A7=A7+A8
S5 A1=A1+A3
S6 A5=A5+A7
S7 A1=A1+A5
写出用FORK、JOIN语句表示其并行任务的派生和汇合关系的程序，以假想使此程序能在多处理机上运行。
五、综合应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）
28.有一个4段的单功能非线性流水线，其预约表如题28表：
题28表
时钟
时钟 段号t1t2t3t4t5t6
S1√√
S2 √√
S3 √
S4 √
(1)分别写出延迟禁止表F，冲突向量C，并画出冲突向量的状态转移图；
(2)写出其流水线的调度方案及此时的吞吐率。
29.有一个虚拟存储器，主存有4个实页，页号为0~3，程序有8个虚页，页号为0~7，采用全相联映像和FIFO替换算法。给出如下程序页地址流：2、3、5、2、4、0、1、2、4、6。
计算机体系结构范文6
【关键词】计算机软件 模拟技术 应用问题
1 计算机体系结构软件模拟技术概述
1.1 计算机体系结构软件模拟技术探索阶段
计算机体系结构软件模拟技术所针对的是计算机中重要的组成部分――CPU而开发的。在上世纪八十年代，计算机并没有得到普及，当时所使用的技术是数据驱动技术，这种技术可以在执行海量的计算机操作之后，依照所收集到的数据来对CPU进行检测与分析。在随后的时间里，数据驱动技术在一些创新型分析技术的影响下得到了巨大的进步，在计算机行业中被称为性能分析模式技术。这种新型的分析技术，在CPU的研发中得到了广泛的使用，并且在很大程度上降低了开发的时间、成本以及投资的风险。
1.2 计算机体系结构软件模拟技术研发阶段
随着计算机水平的不断提高，技术工作人员通过前面的探索工作，整理出来了一套全新的软件研发技术。这套技术能够通过性能分析模式，有效地实现对计算机系统的改良，改良后的系统可以在CPU中正常地运用软件模拟技术。这样的软件模拟技术能够让计算机体系结构，不仅实现了性能分析技术的应用，同时还可以有效地控制系统的运转，在很大程度上降低了研发的成本。研究成本降低，研究风险也就相应地得到了减小。由于现在的软件研发越来越看重用户体验，在研究阶段将考虑重点放在技术受用人群以及技术的实用性上。
2 计算机体系结构软件模拟技术应用问题分析
2.1 计算机体系结构软件简介
计算机体系结构模拟技术的出现，可以通过其技术的灵活性与兼容性，在不同等级的计算机中进行模拟运行。除此之外，还可以依照用户需求来制定出相应的模拟系数，可以由用户来设置不同难度等级的模拟系统。计算机体系结构模拟技术结合了传统的CPU性能分析预测，通过利用其分析技术所得出的平均值来提高对计算机体系的动态信息收集以及分析，可以有效地实现对计算机体系的规律进行整理与分析，然后由技术人员对所收集整理的动态信息进行区分，把整个过程划分为初始化运行、稳定运行以及运行终值。这项技术在后续得到了高速的发展，很快就成为了分析技术的主流。
2.2 计算机体系结构模拟技术应用问题
现行的计算机体系结构模拟技术是以传统的性能分析技术为基础而发展的。在一定程度上模拟技术传承了之前技术的一些优点，突出了一些技术特有的优势，但是在某些层面上还存在着一些问题。首先，计算机体系结构模拟器的研发，就当前的技术而言，开发时间以及投入资金都存在有一定的难度。其次，模拟技术的投入使用，在一定程度上缩减了模拟时间，但还是不能更好地满足实际要求，还有一定的改进空间，以此来提升处理器的研发效率，在很大程度上可以降低开发的投入成本与开发周期。最后，虽然经过近几年的发展，模拟结果虽然已经达到了一定的精度，与之前传统的分析结果模拟结果进行对比，有了较大程度的提高，但是同样与实际需求有一定的出入，不能单纯地依靠模拟器自身来实现辅助计算机系统体系结构的设计目标，需要结合一些其它方式来配合完成。
2.3 解决计算机体系结构软件模拟技术应用问题的方法
第一，软件模拟技术中模拟时间较长的问题，可以通过删减测试程序的参考输入参数来解决。把一些没有必要的参数以及一些作用不大的指令集进行删除，这样可以在很大程度上降低模拟运行的时间。通过这种删减法，可以把一些必要的以及在测试中标准的程序指令保留下来，利用参数集的输入数可以有效地进行控制，并且能够缩短模拟时间。采用这种模拟技术，所获取到的模拟结果的精准度能够得到保证，还具有了缩短模拟时间的优点。
第二，计算机模拟主要包括了收集数据、整理数据、构造模拟数据、编写数据并对数据进行验证，最后还包括了软件运行和分析结果（如图1所示）。
数据收集主要是对多个原始评价数据进行收集，数据整理是指依据收集到的数据对数据整体分布情况进行判断。判断整体的分布包括了两步，第一步：依据数值对整体可能的分布进行大致了解，第二步：进行分布函数的拟合检验。直方图法是概率密度的近似求法，直方图以及概率分布在识别一个分布的形状时发挥着较大的作用。
随机变量生成公式的构建必须依靠判断出的数据分布概率密度概述，依照公式形成对应分步的随机变量。比如
是正态分布随机变量产生的模拟模型。为了实现在计算机上进行模拟，应当通过计算机程序语言对数学逻辑模型进行调整，使其成为计算机程序模型。通过调试性模拟对数学逻辑模型的正确性进行验证，进而对模型进行修改，对计算机程序进行调整。
3 结束语
人们对于计算机性能的需求越来越高，虽然计算机体系结构软件模拟技术在一定程度上还无法满足于实际的要求，但是，这也算是一种技术的革新与进步的表现。相信经过技术人员的不断研究，计算机软件模拟技术能够发挥出其巨大的作用，有效地降低开发周期以及投放成本。
参考文献
[1]高向玉，黄振.计算机体系结构软件模拟技术探索[J].产业与科技论坛，2014，（24）.
作者简介
牛兴霞（1981-），女，河北省唐山市人。研究生学历。现为唐山工业职业技术学院讲师，主要从事计算机应用研究工作。
