计算机体系结构范文
时间：2023-04-04 02:15:12
导语：如何才能写好一篇计算机体系结构，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。
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关键词：计算机体系结构；软件模拟技术；发展；措施
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）32-0260-02
随着现代信息技术的飞速发展，算机已经成为系统设计及信息处理的核心工具。体系结构软件模拟技术对于计算机系统而言是必不可少的技术手段，通过体系结构软件模拟技术能够不但最大程度的降低系统设计的费用以及时间，而且也极大提高了设计效率和质量。计算机体系结构软件模拟技术说白了就是通过现有的计算机应用软件，对系统硬件在计算机系统结构中的使用情况以及性能进行模拟，由于计算机体系结构软件模拟技术具有一定的技术优势和成本优势，因此，其目前已经成为计算机系统设计中必不可少的手段。
1 计算机体系结构软件模拟技术的发展过程及其现状
计算机体系结构软件模拟技术是在计算机系统内部的中央处理单元的变化下产生的。二十世纪末，计算机系统是利用数据信息驱动技术来收集计算机运作的数据信息，并完成执行程序指令。另外，数据信息驱动技术深入把握计算机的运作数据信息，并对计算机系统内部中央处理单元的组成结构以及其具备的特点做详细的分析研究，并坚持其所存在的漏洞问题。因此，数据信息驱动技术在当时也被称为基于执行程序指令而形成的一种静态模拟技术[1]。
随着计算机技术的不断发展，因此，在计算机数据信息驱动技术研发的基础上，也就出现了能够分析计算机性能技术。分析计算机性能技术不仅提高了计算机设计结构质量，而且也实现了降低计算机技术的研发成本以及计算机系统设计的失败概率。此后，分析计算机性能技术广泛应用于各个领域。但由于其不能够准确地反映出计算机系统内部的一些细小问题，且适用范围较小，因此，计算机系统设计人员为了提高了精确程度，扩大适用范围，于是对该技术再次进行改进完善，于是计算机体系结构软件模拟技术就在这个背景下诞生了。
据有关数据表明，计算机中央处理器目前的研究和设计过程中，有百分之六十的科研经费都被投入软件模拟和性能评估两方面。从理论上讲，软件和硬件相比，前者的开发成本及周期要远远低于后者的开发成本和周期，并且软件开发比硬件开发要简单。从这个角度来说，灵活性强以及成本低是计算机体系结构软件模拟技术得到推广使用的主要原因。然而，由于计算机体系结构软件模拟技术的研发的技术性要求极强，所以其也面临着众多技术难题，这些难题对其发展都起到了阻碍作用[2]。
2 与计算机体系结构软件模拟技术相关的一些概念
计算机系统的体系结构经过几十年的发展，现已逐渐建立较为成型的技术规范，在计算机体系结构发展的过程中，有不少具有创造性的模拟技术出现，而且其相关概念也在完善中，但是部分概念由于字面意思非常相近，所以人们都习惯性的将其画上等号，例如仿真和模拟两个概念，通过以下定义区分开模拟和仿真两个概念。
1）计算机体系结构仿真
计算机体系结构仿真是指通过计算机硬件或软件的方式，对计算机模拟器产生的某种模拟结果进行模仿。计算机结构仿真的主要目的是在另一个计算机上实现一个已知的计算机系统功能，使另一个计算机能够实现与原计算机系统一样的计算结果，而对于计算过程是不太重视的。
2）计算机体系结构模拟
计算机体系结构模拟则是根据硬件或软件的工作状态来模拟计算机系统的计算过程，其主要目的是为了开发和预测计算机未来的功能和性能，因为是研究计算机的计算过程，所以对于计算结果也不太重视。
随着计算机体系结构模拟技术的发展，计算机体系结构的仿真渐渐属于计算机体系结构模拟，因为体系结构模拟要先通过正确的输出结果来预测模拟方式是否可行，其次在研究计算的过程。例如在计算体系结构模拟过程中，模拟器运行是按照一个程序进行的，而承载模拟器的主机则是按照领一套程序进行的，这样就会造成指令冲突。因此必须要将模拟器上的运行指令实先翻译为主机上的程序指令，那么能实现由模拟器指令转化为主机运行指令的工具称为指令集仿真器。从这个角度来说，计算机体系结构仿真已经成为了计算机体系结构模拟的一部分，是计算机体系模拟的基础条件。
3 计算机体系结构软件模拟的分类
3.1 体系结构模拟器分类的分类
1）计算机体系结构模拟器的分类标准多种多样，根据处理器的实际数量，计算机体系结构可以分为单个处理器和多个处理器系统模拟两种。单个处理器是利用一个处理系统模拟器来进行系统软件模拟工作，而多处理器是由多个处理器共同工作，从而实现内存资源共享。根据模拟目标的差异，模拟器又可分为功能模拟、耗能模拟、性能模拟及发热模拟技术[3]。其中性能模拟与其他三个模拟相比，其发展的最迅速。但是随着计算机系统的快速发展，人们越来越关注的是计算机的耗能问题，因此，耗能模拟在不久将会成为计算机系统设计的关键。另外，模拟器还可以根据开发模式进行划分，可分为串行结构和并行结构，其中串行结构是利用C语言的编程语言执行编程指令的，能够实现直接描述计算机系统。
2）跟踪驱动模拟技术。跟踪驱动模拟技术是页面置换计算方法中最早应用的一种缓存管理算法，在有效的模拟跟踪驱动的同时，也会将指令程序执行的每条数据当做模拟器输入其中，从而模拟某个体系结构处理器的功能及其实际性能。
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关键词：计算机体系结构；冯诺依曼；RISC；CISC
中图分类号：TP303
计算机的发展大体上可以分为两个阶段，这两个阶段分别是：串行阶段以及并行阶段。所谓并行计算机，是在串行计算的基础上，使得许多组处理单元相互协调、相互调度来完成数据以及计算等处理的方式。基于冯诺依曼的计算机体系结构可以分成CISC的体系结构以及基于RISC的体系结构。
1 计算机体系结构的现状
人们的沟通以及工作的效率因为计算机技术的发展得到了很大程度上的提高。在现代的微处理器中，大体上可以将其体系结构分成两大类，这两大类分别是：基于CISC的体系结构以及基于RISC的体系结构。基于CISC的体系的芯片有x86（intel）；基于RISC的体系的芯片有power pc、sparc等等。无论是哪一种结构，人们在设计芯片的时候，都会注重以下几个方面的问题：
（1）计算机最重要的功能就是在处理数据等方面，所以计算机的计算处理速度是计算机性能的一个非常重要的指标。计算机的体系结构会在很大程度上决定计算机的处理速度，当然处理速度还与许多其它因素有关：硬件结构、制作工艺等等。对于RISC，其处理速度很快，这是因为它采用的是流水线技术，同时能够直接完成指令的硬件译码；对于CISC，由于其硬件本身的复杂度就足够高，因此也就表明会有更高的处理速度[2]。
（2）CISC能够支持比较高级的计算机语言，而RISC却只能够支持一些精简指令集以及它们的组合。但是这并不意味着RISC没有优势，其能够通过对高级语言的优化编译，实现对高级语言的支持。
对于以上描述的两个目标，人们普遍希望计算机的运算速度越高越好，同时更加希望计算机能够直接支持高级语言，从而使得人们开发计算机相应软件时更加方便快捷。
2 两种体系结构比较
2.1 二者具有不同的实现方式。两者的实现方式是不一样的。对于CISC来说，采用的存储结构是比较易于实现的数据和指令合一的方式。采用这种存储结构的原因是CISC具有比较高级的指令语义，同时具有比较长的执行指令的周期。而对于RISC来说，其采用的存储结构是数据和指令相互分离的结构，这是因为其采取了逻辑的硬布线方式，同时对于指令的读取比较频繁[3]。
2.2 具有不同的编译器要求。如果时钟频率相同，同时失去编译器，那么RISC与CISC的体系结构的计算机的效率其实并没有差别。而且相对来说，RISC体系结构更加需要编译器对指令的优化。CISC具有很大的市场，同时技术的发展也已经相当成熟。RISC体系结构并不能够直接取代CISC的体系结构。固然，RISC体系结构具有很强的竞争力，但是其逻辑硬布线到目前为止并没有统一的规定。RISC也并不是传统意义上的概念，现代的RISC也具有很多明显的变化，主要表现在：具有分支预测的功能、能够超标量执行，同时还能够乱序执行指令[4]。
2.3 两种体系结构具有不同的设计思想。人们通常测量计算机执行速度的方法是测算执行程序的时间。如果我们想要提高计算机的执行速度，主要可以从以下几个方面来着手：（1）减小每个指令的执行周期；（2）要想提高计算机的运算速度，也可以提高某些指令的语义级别；（3）最重要的方法还是提高主频。相对来说，RISC体系结构的指令都比较简单，因此具有较低的指令语义。大部分的指令都是单周期，因此硬件逻辑实现十分方便，可以使用逻辑硬布线的方法。
3 体系结构存在的相应问题
在近六十年来，世界各地的计算机科学家不断丰富和晚上计算机体系结构，成就了现代计算机。对于经典的冯诺依曼结构，主要有以下三点核心：存储模型、二进制以及在某一个特定时间只能够串行操作一个命令。
二进制这个体系已经成为计算机界的标杆，到目前为止基本上没有人能够突破这种二进制的体系结构。人们希望能够将存储模式改变一下，摆脱寄存器这一存储模式。但是，即使使用了很多技术以及先进的理论，这种设想都没有获得成功。人们希望计算机能够在某一操作的过程中，实现大量的并行计算操作，但是基于冯诺依曼的串行处理机制仍然没有得到解决。RISC以及CISC都属于冯诺依曼体系，因此它们都有各自固有的缺陷[5]。
4 计算机体系结构发展趋势
4.1 多线程体系。所谓的多线程技术，是一种结合了冯诺依曼的控制流模型以及数据流模型的新兴技术。它能够进行现场的指令级交换以及顺序调度。一般说来，在线程中，如果其中一条指令执行，那么相应后面的指令都会相继执行。线程可以成为计算机中调度执行的基本步骤，同时计算机中可以同时并发运行许多个线程。这样做的好处是：提高了并行度的效果，同时又能够相互隐藏延迟的操作。多线程有着许多优点，同时也有一些不足之处。它的优点是能够在很大程度上提高整个处理器的利用效率，在整体上使计算机的性能提高到一个新的档次。多线程技术能够很好地隐藏几乎所有的延迟，这是诸如分支预测错误延迟技术等其它技术所不具备的。因此，多线程技术能够在计算机微处理器的结构中具有很高的应用价值。但是为了实现多线程技术，就需要很多的硬件同时并行操作，这种硬件的资源损耗十分巨大[6]。
4.2 VLIW体系。所谓VLIW体系，能够通过编译器将许多不同的、相互之间无依赖的操作缩减到一个长指令字中。VLIW体系域超标量有许多相同的地方。超标量能够突破flynn的难题，而VLIW也同样可以。它们两者的不同点是在何处处理好执行多个操作时产生的指令相关问题。对于这个问题，超标量的RISC处理器的调度方案留给芯片，VLIW体系的微处理器将工作交给编译器来决定。从某种意义上来看，VLIW可以是一种特殊的超标量技术，它是基于编译器或者是软件的。VLIW体系结构进行指令并行化的方法是静态调度相应的执行代码。VLIW体系的微处理器具备的这种调度方法，具有许多优点：它能够大大简化硬件的复杂度，同时能够使得处理器功能变强结构变得简单。硬件简单的另一个好处是能够使得时钟具有很大的增长速度。
4.3 单芯片多处理器体系。随着VLSI等工艺水平的不断提高，人们自然会想到制作单芯片的多处理器体系。在不同的制作工艺水平下，单芯片上能够集成的晶体管的个数是不一样的。这种集成个数会随着其制作工艺水平的提高而急剧提高。单芯片的多处理器体系的很大的优势就是其制作非常简单，同时具有较好的伸缩性。其它处理器结构对很多方面都有要求，但是它对单处理器的结构并没有特别的要求。因而具有很大的发展前景，是一种很好的技术。
5 结束语
目前计算机的发展十分迅速，已经在各个方面彻底改变了现代人们的生活方式和工作方式。人们的沟通以及工作的效率得到了很大程度上的提高。在现代的微处理器中，大体上可以将其体系结构分成两大类，这两大类分别是：基于CISC的体系结构以及基于RISC的体系结构。本论文简要介绍了计算机的发展现状，然后对比了两种不同的体系结构，比较了这两种体系结构中存在的问题，进而提出计算机体系结构的发展趋势。
参考文献：
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关键词：计算机组成与体系结构；核心课程建设；教学创新
依据上海理工大学实施教育部“卓越工程师教育培养计划”的要求，上海理工大学计算机科学与工程系确立了计算机科学与技术、计算机工程两个本科专业定位为培养计算机工程领域需求的工程性人才。在参考ACM/IEEE-CS CC2005[1]对计算机工程(CE)学科课程体系设置的基础上，我们将计算机组成原理和计算机体系结构的知识组织为一门统一的计算机组成与体系结构课程，并采用白中英教授主编的《计算机组织与体系结构》作为理论教学教材[2]。
计算机组成与体系结构课程涵盖两个方面：计算机组成的基本原理和计算机体系结构量化设计的基本方法。计算机组成原理是通用计算机系统结构的一般性逻辑实现方法；计算机体系结构揭示计算机系统的属性，包括概念性结构和功能特性，确定计算机系统软硬件的界面。二者既有区别，又有内在联系，因此，适合于整合为一门综合性专业基础课程。但是，由于计算机组成原理是计算机相关专业全国研究生统一入学考试的专业基础课，因此，我们确定本课程的教学内容侧重于计算机组成原理的教学。
根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会制定的《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》中关于计算机组成原理课程的实施方案[3]，我们确立了计算机组成与体系结构的教学目标是围绕单CPU计算机硬件系统的基本组成和工作原理，系统讲述计算机硬件系统及功能部件的内部结构、功能特征、工作原理、交互方式和基本设计方法，使学生理解计算机硬件系统的组织结构与工作原理，掌握计算机硬件系统的基本分析与设计方法，为计算机工程领域培养具有硬件设计和实施能力的工程性人才；主要教学任务是培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计和开发能力，系统地理解计算机系统各部件的工作原理和运行机制。
1 教学现状和存在的问题
多年来，计算机组成原理被认为是一门既难教又难学的课程。而计算机组成与体系结构则包括计算机组成和计算机体系结构，这使得教学内容更多、学习难度更大。因此，很多同行一直在通过各种方式提高这门课程的教学质量[4-7]。结合我校计算机相关专业的具体情况，我们分析发现造成这一问题的因素有三个。
第一，本课程需要有数字电路、数字逻辑知识为基础。但是，由于大一大二两学年我院采用工科通识教育的缺陷，使得计算机和网络工程两个专业的本科生在学习本课程前没有学习过数字电路和模拟电路，也不了解数字逻辑设计的方法。因此，学生基础差，难以跟上教学进度。
第二，本课程涉及的知识面广、概念多，而且计算机内部芯片高度集成化，学生缺乏对计算机各部件的感性认识。因此，理解其物理结构和工作原理比较抽象，学生难以理解。而且，由于该课程讲授的计算机最基本的原理和方法，课程教学内容的直接应用目标也不可能很明确，学生难以理解该课程的直接应用价值，对该课程的重视度不够。
第三，在计算机软件的学习过程中，学生通过编程技术可以获得可见的结果。而对比计算机硬件课程的学习，学生难以把学到的硬件知识马上应用起来，不容易获得类似软件编程的直观感受，学生普遍的认识有偏差。这导致学生误认为本课程学习内容的实用性不强或者误认为软硬件之间的联系不大，以后自己只从事软件编程工作，不需要掌握计算机硬件设计方面的知识。
基于以上对计算机组成与体系结构课程的定位，结合我校人才培养目标和教学现状，下面，我们将从教学内容设置、理论教学方法、实践教学规划、课程考核制度、师资队伍建设和综合教学平台建设六个方面具体提出本课程的建设方案。
2 核心课程创新建设的综合方案
2.1 教学内容设置
教学内容设置方面的建设主要集中在三个方面：第一是补充本课程的基础知识，包括数字电路中的TTL门、MOS管技术等和数字逻辑课程中的逻辑代数基础及组合电路逻辑设计方法；第二是补充《计算机组织与体系结构》教材中缺失的内容，比如增加计算机体系结构中关于指令级并行软硬件设计方法、Cache失效性分析、多处理机同步与通信机制等。在计算机组成原理的教学内容上，尽量补充计算机体系结构量化分析的方法和设计原理；第三是补充多核处理器技术的最新设计方法和工作机制，这部分内容主要提供给对计算机体系结构感兴趣的、学有余力的学生自学之用。
为保证理论教学和实验教学时间的充裕性，我们将理论教学和实验教学单独开课，实验课的进度和理论课的进度相匹配，其中理论教学安排64学时，实验教学16学时，使得理论教学和实验教学的学时比为4:1。此外，对学有余力和参加竞赛的同学另行再组织和指导创新实验，使得理论教学和实验教学环环相扣，逐步深化，并使得培养的学生具有一定的创新设计和实践能力。理论教学计划如表1所示。
这种教学计划使得计算机组成与体系结构课程的教学内容更加丰富，既避免了本课程只讲授计算机组成原理或者只讲授计算机体系结构知识的弊端，又能保证学生将来参加研究生入学考试时对计算机组成原理知识的全面掌握。
2.2 理论教学方法
在讲授基本原理的过程中，我们注意融入计算机硬件技术发展的新技术并作为学生课后自学的内容，注重基础理论与最新技术的融合。由于计算机组成与体系结构知识比较抽象，理论学习比较枯燥，因此教学过程中我们要与学生交流互动，向学生提出启发式和开放式的问题，引导学生深入思考。讲课中注意触类旁通，采用举例、类比的方法，将深奥、难以理解的问题用学生最容易接受的方式和语言表达。理论课程全部采用课堂教学方式，以多媒体课件为主，适当使用一些板书。充分发挥多媒体教学采用动画技术或Flash技术，充分展现基础性方法和原理的动态执行过程。比如：SRAM读写周期的过程、Cache的访问和替换策略、指令流水线的过程等。
然而，多媒体教学方法对运算方法和运算过程的教学效果却不尽人意。经分析，我们发现问题主要是定点数、浮点数进行加减、乘除的计算过程没有采用传统板书教学并按步骤书写，而是采用多媒体教学且放映速度较快，学生来不及仔细体会其中的设计技巧和验证计算结果。
因此，后期涉及到计算相关的教学，我们都尽量采用传统的板书教学方法；而对于简单的控制流程、运行机制、状态更新等内容主要采用多媒体教学方法，这既发挥了多媒体教学生动、信息量大的特点，又体现了传统板书教学的细致和严谨。
此外，理论教学过程中建议采用引导式教学方法，而不能采用填鸭式灌输教学。讲授第二章运算方法和运算器前，先要介绍计算的基本功能就是进行算术逻辑运算，既然是算术逻辑运算，那就有二进制数参与运算，那么就会介绍各种数的机器表示形式；然后介绍数值数据的加减法和乘除法，包括原码、补码和移码的计算，然后介绍计算过程的硬件逻辑实现过程；最后介绍浮点数的加减乘除运算过程和硬件设计框图。
2.3 实践教学规划
在实践教学方面，我们从实验内容和实验方式开展教学革新。在实验内容上，分别针对基础性原理、综合性知识和创新实验有针对性的开展实践教学。针对基础性原理设计了验证性实验，比如采用多功能运算部件74LS181设计16位运算器的实验电路，验证运算器的功能等；对于综合知识，我们组织设计性实验，比如给每组学生分配一张指令表，指令表中包含十余条不同的机器指令(主要包括设计HALT, MOV, ADD, SUB, MUL, DIV, LOAD, STORE, JUMP)，要求学生根据实验计算机整机逻辑图来设计指令系统中每条指令的执行流程，设计微操作控制信号和微指令格式，确定初始微地址和后继微地址的形成，然后根据指令流程和微指令格式编写出每条机器指令所对应的微程序，同时还要针对每条机器指令编写相应的测试程序，以测试微程序的正确性。最终，我们要求学生设计出一个支持简单指令级的16位计算机系统；鼓励和挖掘有潜力的学生组织开展创新型实验，以组织兴趣小组或竞赛小组的形式，开展实际的工程应用开发或创新型实验的设计工作，比如通过EDA软件设计计算机系统的存储部件、控制逻辑电路等，通过软件仿真测试并烧录到FPGA器件上，检验实验的正确性；或者采用单片机、ARM处理器或RISC处理器设计一个嵌入式实验系统。由于课程教学和实验教学学时有限，创新型实验主要安排在学期末最后一个月的短学期内实施。
对于实验方式，我们的教改措施主要有：1)要求理论教学的老师亲自带教实验课程，避免理论教学和实验教学老师分开、责任不明确，导致实验课马虎过关的现象；2)具体实验前，由老师讲解实验步骤和注意事项。授权学生将实验设备或器材带回宿舍进行充分的设计和实验，与此同时他们还可以通过实验老师的即时通讯工具或教学平台提供的学生论坛相互交流实验经验和提出问题；3)实验的教学检查采用分组答辩的形式，由学生团队自由组织并分工，撰写实验报告、答辩PPT及回答答辩提问。
2.4 课程考核制度
理论教学和实验教学单独考核并采用量化考核措施。对于理论教学环节主要考核学生的出勤率(10%)、作业完成情况(20%)、期末考试成绩(70%)。
1) 出勤率：按出勤次数计算，每次出勤计2分，总分10分。
2) 作业完成情况：每学期安排5次作业，每次总分计4分。按作业缴纳次数和作业评价结果记分， ，每次缴纳作业 =1，没有缴纳 =0； 表示每次作业的成绩，如表2所示。
3) 期末考试：成绩占理论课程学成绩的70%。
实验教学环节安排5次实验，主要考核学生的出勤率(10%)、组织与团队协作能力(10%)、实验完成情况(30%)、实验报告(25%)和答辩情况(25%)。
1) 出勤率：按出勤次数计算，每次出勤计2分，总分10分。
2) 组织与团队协作能力：根据团队成员分工情况和安排的组织讨论情况记分，每次计2分，总分10分。
3) 实验完成情况：考核每个学生是否按规定完成制定的实验任务，每次实验总分计6分，分四个等级。按规定独立完成实验任务的记6分，在同学帮助下完成任务的记4分，在指导老师帮助下完成任务的记2分，缺席实验的记0分。如表3所示。
4) 实验报告：考核学生总结、归纳实验任务的能力，是否按规定填写和总结实验任务，是否具有详细的实验分工、实验任务、实验步骤、实验结果、实验分析五大要素。每个要素1分，每次实验总分记5分。
5) 答辩情况：每次实验配以答辩环节，每次答辩总分5分，共计25分。能正确回答答辩中提出的问题的记5分，与同学协商后正确回答问题的记3分，其他记2分。
2.5 师资队伍建设
按照建设一流教师队伍的要求，结合学院师资队伍建设，我们增强本课程讲授的师资力量，引进具有国外留学经历的青年教师，建立完善的教师梯队，同时，加强对青年教师的培养，提高教师教学、科研水平，鼓励青年教师参加国内外访问学者计划或者计算机组成原理和体系结构的理论教学或实验教学培训计划。积极参加计算机学会体系结构委员会和计算机教育委员会组织的活动。
2.6 综合教学平台
建设本课程的教学网站，将每一节课讲授内容的电子课件向学生开放，便于学生课后复习和巩固所学知识。同时，进一步完善本课程网站资源，开辟专门的教学论坛、教学QQ和群组供学生讨论问题。
聘请研究生担任助教，负责与实验课的老师一起完成实验项目、回答学生问题、批改习题作业。保证学生能够随时通过电子邮件和即时通讯工具联系到这些助教，在课程学习过程中遇到困难和问题时就能够及时地得到辅导和帮助。助教将收集到的反馈信息汇总，主讲教师根据这些信息及时调整教学方式和教学内容，满足学生求知的欲望和需求。
综合教学平台的总体功能包括介绍教学内容、师资队伍、教学计划、教学进度、课件资源、在线答疑、论坛讨论、习题库、友情链接等，由专人负责管理和更新，真正实现教学平台作为教师与学生沟通的桥梁作用。
3 结语
通过以上措施，我们获得了较为明显的教学效果，实验教学的质量也得到大幅度的提高。学生由以前害怕、拒绝学习计算机组成与体系结构课程转变为对计算机组成和体系结构设计的热爱，并获得了更多直观的体会，进一步正确理解了计算机组成和计算机体系结构的作用和意义，达到了我们建设核心课程的初期目标。
通过前期的规划和初步实践，我们计划将在以下三个方面进一步推进本课程的建设。
第一，进一步了解学生的学习基础和学习兴趣，根据因材施教的思想，把实验内容分成不同的层次，面向不同的对象。保证必做实验的水平和质量，提高选做实验的数量和种类，满足多方面学生的需求。
第二，进一步与硬件设计、生产企业合作，组织学生参加全国性的设计大赛。既让学生接触、应用到最新技术的芯片或者设备，又能提高本校在企业界和教育界的知名度。
第三，根据本校学生的学习基础、课程教学计划，编制一套更适合本校实际情况的、符合计算机组成和体系结构两个方面知识的理论教材和实验手册。
参考文献：
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Educational Innovations of Computer Organization and Architecture
PEI Songwen, WU Chunxue
(Department of Computer Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)
篇4
Abstract： Due to steel housing with a high technological content， construction and installation cost is higher than other classes corresponding housing. However， considered in conjunction occupancy， land use efficiency and other factors； steel residential genus worthy new residential architecture. Based on the high-rise steel residential architecture in what a useful research and exploration， considering in the calculation process seismic loads and wind loads， research for the promotion of development and improvement of steel housing has a guiding significance and reference value.
关键词：高层钢结构住宅；结构计算及分析；地震荷载；风荷载
Key words： high-rise steel residential；structure calculation and analysis；seismic load；wind load
中图分类号：TU973 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）02-0131-03
0 引言
钢框架结构与混凝土框架结构相比，有很多不同之处。一方面钢材比混凝土材质更为均匀、各方向的力学性能几乎一样，这些有利于结构的分析计算；另一方面，钢材强度较高，在相同承载力下钢构件的截面可以减小很多。这是钢结构的一个优点，但同时也产生一些问题：构件截面的抗弯刚度EI、抗扭刚度GIt、抗翘曲刚度EIw均小于混凝土构件的各个刚度值。刚度小就意味着抗变形的能力比较差，容易产生较大的变形。[1-5]
1 荷载效应的计算
我国《钢结构设计规范》对框架结构的内力计算作规定，但公式只限于弹性分析，而且一般采用一阶弹性分析。由于钢框架结构P-Δ效应较大，采用一阶弹性分析显得保守，这时宜采用二阶分析。国内外学者对钢框架结构二阶效应进行了研究，比较成熟的分析方法有两种：塑性区法和塑性铰法。这两种方法都对材料进入塑性阶段给出了研究结果。但由于计算工作量大，难于在实际结构设计中推广。
本文按照我国钢结构设计规范（GB50017-2014）中的设计方法，通过PKPM软件，对常用的钢结构体系进行分析，从而找出结构性能比最好的结构体系。[1-2]
2 PKPM计算分析
2.1 结构模型
现以昆明某小区12层钢结构住宅为背景，建筑方案为：（高层）地下1层，地上12层，出屋面楼梯、电梯间1层；层高为地下3.6m，地上12层每层均为2.9m，出屋面4.1m；室内外高差：0.45m；地上结构总高度：0.45+2.9×12=35.25m；结构方案为：楼板采用现浇混凝土平板，预应力槽形叠合板，楼面预留70mm建筑做法，轻骨料混凝土填充；主体结构材料为钢材：Q235；混凝土强度等级：钢管混凝土柱C40，其他C30；钢筋：HPB300级、HRB400级。基础采用钢筋混凝土桩基础；填充墙采用200mm厚加气混凝土砌块。抗震设防烈度分别考虑7度和8度，设计基本加速度值为0.10g和0.20g，设计地震分组为第二组，场地土特征周期值选取0.40s。
结构类型分别考虑钢框架-支撑结构和钢框架-混凝土筒体结构两种，结构平面布置如图1和图2所示，其三维模型如图3和图4所示。柱子采用方钢管柱和钢管混凝土柱两种类型。
2.2 计算结果比较
通过PKPM计算，将两种结构计算结果进行比较，期中用钢量对比如表1所示，层间位移角对比如表2所示，应力比对比如表3所示。
通过以上分析可以看出，无论是7度设防区还是8度设防区，采用钢管混凝土柱的结构用钢量少，在水平荷载作用下的层间侧移也比较小。说明钢管混凝土柱的使用效果更好，在高层钢结构中表现更好。此外，从应力比对比结果来看，钢框架-混凝土筒体结构各类构件的应力比比较高，说明构件的承载力更能够充分发挥。
3 结论
本文对高层钢结构常用的结构体系进行了分析与对比。从分析结果可以得出以下结论：
3.1 用钢量
无论是钢框架-支撑结构还是钢框架-混凝土筒体结构，采用钢管混凝土柱的用钢量都比较小。7度时两种结构的用钢量比为1：0.96，8度时两种结构的用钢量比为1：0.92，两种结构的用钢量相当。若是考虑经济性，在结构中采用钢管混凝土柱可以大大降低成本。
3.2 抗侧移性能
7度、8度时，两种结构类型都可以满足水平侧移要求，钢框架-混凝土筒体结构更优。两者的侧移不仅满足了规范规定的限值，而且满足了住宅精装修的要求。
3.3 安全性能
钢框架-支撑结构和钢框架-混凝土筒体结构都能满足安全性能的要求，两种结构的构件应力比都比较大，构件的承载力能够充分发挥。
综上所述：钢管混凝土柱的受力性能要强于方钢管柱，在8度区，用钢梁比后者少了8%左右，优势相当的明显。对于钢框架-混凝土筒体结构，在两个方向上筒体都属于强支撑体系，所以安全性能全面高于其他结构类型。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.GB50017-2014，钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社.
[2]郑添，王恒华.多高层钢结构住宅结构体系的优选研究[D].东南大学硕士学位论文，2005.
[3]陈骥.钢结构稳定理论与设计[M].北京：科学出版社，2003.
[4]崔钦淑，欧新新.PKPM系列程序在土木工程中的应用[M].北京：机械工业出版社，2006.
篇5
关键词 计算机网络对抗 系统体系结构 技术体系结构 实验环境
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A
随着计算机技术的不断发展，网络通信技术的愈发成熟，在各个领域的应用越来越广泛。计算机网络与作战这个词语关联在了一起，形成了一种新的高效作战方式，建立起新的作战空间，计算机网络对抗已经被承认为一种新的作战手段，在现代化的作战中会发挥出越来越关键的作用。计算机网络对抗的基础就在于计算机网络对抗体系结构，计算机网络对抗体系收到的关注度持续上升，大量的科学家展开相关的研究，产生了网络对抗效能的评估指标体系，不断地设计出更加安全的网络对抗体系，有信息防护，信息攻击以及信息支援，并且基于设计出协同网络安全对抗模型，有安全服务，安全机制以及安全攻击。随着研究的不断深入，会有更多的体系建立起来，这些研究成果，主要还是依赖于网络对抗评估指标，网络对抗技术体系以及安全对抗模型，不断地推进着网络对抗技术的前进，有益于网络对抗技术的作用趋向于更大化。既然成为了一种先进的作战手段，就必须形成一种高效的系统体系结构，对于多方面的技术进行合理适当的搭配应用，不能光依靠一种技术，这也许就是计算机网络对抗体系结构产生出来的动力。
1计算机网络对抗体系结构
1.1系统的结构
在作战的过程中，作战双方针对各自的可以利用的计算机网络资源，在计算机网络空间中进行的一系列对抗活动被统称为计算机网络对抗，在计算机终端，路由器以及交换机它们构成的网络环境下形成作战对象，利用各自的先进技术来获取更多的信息，通过对于这些信息的合理利用来取得局部战争的胜利，这就是网络对抗的最终目的。计算机网络对抗主要就是利用各自的技g手段去破坏对方的计算机网络系统，并且还需要有效的保护自己的网络系统不受到任何形式的侵犯，这将会用到各方面的技术手段和方法。计算机网络对抗系统的主要构造就是网络攻击，对抗评估，对抗指挥以及网络防御四部分。
网络攻击就是在计算机网络控制中心的指挥下，不断地对对方的计算机网络进行攻击，不断地向我方传送对方计算机网络上的信息，从中筛选出有用的信息，并且利用它，同时也可以利用各种手段来破坏对方的计算机网络。所以网络攻击承担着主要的攻击职能，为了更好地实现这一职能，网络攻击系统的构造必定是非常强大的，主要有攻击决策，网络攻击，情报处理，网络侦查等等，敌方计算机网络上面的信息都是通过网络侦查系统来获取的，主要就是找到对方网络上面存在的漏洞来实现攻击，了解对方网络的运行模式也是至关重要的，这些都为网络进攻奠定了坚实的基础。情报处理系统就是把获取来的综合信息进行加工处理，提取出有用的信息来进行攻击，在情报处理的基础上做出合理的攻击决策也是非常重要的，选取合适的攻击技术和设备会取得更好的效果。
对于我方计算机网络系统的保护也是非常重要的，在对抗指挥的统一调控下，保证我方计算机系统的正常运行以及信息的合理运输，相对于对方的攻击做出有效的抵御。计算机网络的防御主要是由终端防护，网络防护，协议安全以及脆弱分析等等子系统构成，脆弱分析子系统可以分析出我方计算机的运行协议，运行模式以及各种状态来判断出我方计算机网络的脆弱点在哪里，哪里需要有效的安全防护，为系统中其他的系统提供安全支撑。终端防护可以根据计算机网络终端中的操作系统，硬件系统，软件系统等等采取合理的多种的防护手段来确保终端安全性，保证计算机系统的正常运行。网络子系统可以根据各种协议，采取多种手段来实现综合防护。协议安全主要针对的是TCP/IP上面的一些缺陷来进行相应的补充增强，确保网络协议的安全性。
对抗评估需要在对抗指挥的统一管理下有效进行，对于我方的网络攻击以及防御系统进行安全性能以及效率等多方面的合理评估，使得各个系统都能通过评估来知道自己的状态，以确保正常工作。安全测试，对抗测试，模拟仿真以及效能评估等等子系统构成了我们的对抗评估系统，效能评估系统主要就是在网络攻击时来评估出网络攻击系统的攻击效能，分析出我方网络攻击系统的作战能力。模拟仿真系统主要就是来模拟敌方的手段和技术来对我方的计算机网络进行攻击，分析出我方网络防御系统的作战能力。安全测试系统主要就是依据开发人员设计的一些标准来对网络的防御系统进行测试，进一步的测试出我方网络防御系统的工作效率，为了能够进一步的测试出我方的网络对抗能力，对抗测试子系统采取合理的测试方式和环境来试探网络防御能力。
对抗指挥就是整个计算机网络对抗体系的大脑，肩负着重大的使命，承担起整个对抗系统的控制指挥，确保整个系统有序正常的运行。对抗指挥系统的构造也是非常严格的，主要有控制指挥，设备管理，态势处理以及相应应急响应四个部分构成的，设备管理主要就是对于所有可用的设备进行有序的管理以及相关策略的发送。控制指挥需要调动所有的相关设备来进行协同作战和防御，尽可能大的发挥出每一个设备的作用。态势处理可以收集双方计算机的一些信息，知己知彼，对于作战人员具有很好的辅助作用。应急响应可以感知到计算机中的一些紧急事件，然后形成各种有效的紧急预案，通过控制指挥来确定最终的处理，保证计算机网络系统可以在各种的恶劣环境下正常运行。
1.2技术结构
计算机网络对抗的技术结构主要是依据于计算机网络对抗的体系结构来产生的，主要有网络防御，对抗指挥，网络评估以及网络攻击四个关键部分构成的。
网络攻击技术包含有多种多样的攻击技术，比如：物理攻击技术，病毒攻击技术，拒绝服务攻击技术，密码分析攻击技术以及协议攻击技术等等，物理的攻击技术主要采取硬杀伤的手段，攻击敌方计算机的主要硬件设备，如：中央处理器，硬盘，存储芯片等等，这些具有不可逆性，是非常有效的攻击手段。能量攻击技术主要采用的是一些高功率的设备来破坏敌方的计算机网络基础设备，让敌方的计算机网络无法正常的工作。病毒攻击技术主要就是找到敌方的计算机安全漏洞并且在其中植入木马来进行有效的攻击。拒绝服务攻击技术主要是利用敌方网络上的缺陷来发送大量的攻击报文来控制对方的重要设备，敌方的计算机就无法提供正常的服务。密码分析技术采用的是加密技术的逆反方向，获取到敌方密文的加密算法以及各项参数。协议攻击技术主要就是利用敌方网络通信协议的漏洞来攻击计算机网络通信。
网络防御技术可以有很多的技术来作为支撑，主要有访问控制技术，安全审计技术，防火墙技术以及入侵检测技术等等。访问控制技术就是通过合理的手段来阻止非法的访问，常见的访问控制技术有很多种。入侵检测技术就是通过自己的匹配模式来发现可能存在的攻击行为。安全审计技术主要就是收集各种安全数据来发现可能存在的攻击事件，进行后续的追踪。防火墙技术主要就是对于网络中的一些传输的数据进行控制，防止非法数据的流动。
网络评估技术主要包含有对抗测试技术，基线扫描技术以及攻击效能评估技术等等。基线扫描技术需要获取系统的认可来对系统进行检测，将设备和网络和相应的标准进行对比，以此来发现各个设备或者网络的安全问题。对抗测试技术需要在专业的测试人员的操作下来模拟到入侵者经常使用的一些入侵手段，以此来评估设备及网络的安全性能。攻击效能评估技术通过模拟仿真来对攻击的设备进行测试，获取到我们所要攻击的设备的安全性，以此来评估出我方的攻击对于敌方的伤害程度。
对抗指挥技术主要包括有应急处理技术，设备管理技术，指挥调度技术以及态势处理技术等等。设备管理技术通过统一的规范来实现对于攻防设备信息的有效收集，发送相应的信息到设备，实现设备的有效管理和控制。应急处置技术主要用来处理紧急的突发事件，保证计算机在各种突发事件环境中还可以正常的运行。指控调度技术可以提供相应的人机界面，攻防人员来控制攻防设备，这样可以高效的实现攻防设备的协同有序作战。
2计算机网络对抗实验环境
计算机网络对抗实验环境主要依据于计算机网络对抗结构设计的，主要有网络对抗系统，对抗指挥系统，对抗评估系统以及网络防御系统四个部分。
（1）网络防御实验流程
W络防御实验过程中，需要综合的应用到各个系统以及相关的设备，主要流程是：指挥控制系统根据需要进行的安全防御来生成合理的方案，依据生成的防御方案来调度相应的设备，设备管理器向各个设备发送对应的安全策略并开始工作，接下来网络对抗系统发出各种的攻击，防御设备不断地抵御侵犯，将其中生成的各项信息发送到态势处理服务器来进行分析处理并且做出评估。
（2）网络对抗实验流程
网络对抗试验中，各项设备的使用是必不可少的。大致的过程如下：指挥控制系统根据相应的要求生成相应的防御图以及安全策略，以此来对网络防御设备进行合理的布置，然后指挥控制系统发出开始命令，目标网络被扫描，获取的信息发送到情报处理设备，进行适当的分析处理，获得目标网络存在的一些漏洞上报到攻击决策设备，攻击决策设备就会根据相应的情况来组织攻击系统进行攻击，攻击的结果被捕捉到并且发送到攻击效能评估系统进行分析，确定攻击效能。
3结束语
网络作战时代的到来，网络作战的作战需求不断提升，利用目前熟练的技术来设计出计算机网络对抗系统，利用该系统来提升作战效率。并且设计了经典的计算机网络对抗的环境，对于网络攻击系统，网络防御系统等等系统，还有网络攻击设备，网络防御设备等等进行有效的测试，熟练地掌握计算机网络对抗系统的各项工作职能。实现对于指挥系统的合理调度，最大化的利用各项资源实现有效作战，不断地推动我国的网络中心站向前发展。
参考文献
[1] 网络对抗训练混合虚拟化平台设计研究[J]. 张立洪，杜丹，李龙. 系统仿真技术. 2012（01）
[2] 网络对抗效能评估的指标体系研究[J]. 李雄伟，王希武，周希元. 无线电工程. 2007（03）
篇6
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。
3结束语
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关键词：公选课程 课程结构体系 计算机思维 教学模式
现代社会要求本科教育培养知识广博、有创新和实践能力的高素质人才，以便为高层次的专业学习奠定坚实的基础，为个人今后的多方向发展提供全面的准备，这与终身学习和职业流动的现代化潮流是相适应的。许多高校在深化教学改革中，贯彻“加强基础、淡化专业、因材施教、分流培养”的教改方针，打破专业和学科壁垒，力求把单科化的专才教育转变为整体化的通识教育，在本科教育中建立以素质教育为取向的跨学科公选课体系，在最基本的知识领域为学生提供多学科交叉综合的精品课程，让学生广泛涉猎不同的学科领域，拓宽知识基础。公选课体现了教学模式的多样化、教学层次的多元化，本是一件好事，但在实施实践中，也引发了很多问题。
1 公选课程存在的问题。我校是一所地方理工科院校，自2003年开始向本科生开设公选课课程体系，按课程性质分为计算机类、经济管理类、文学类、外语类、自然科学类和环境类等多方面课程，并在专业教学计划中要求学生必须选修一定学分的公选课程，才授予学位，如计算机类选修学分不低于4学分。几年来，我们一直关注计算机类公选课程的学生选修情况，发现学生选而不修现象严重，并就此做过相关调查问卷，分析其主要原因并归纳如下：
1.1 学生选课茫然，仅仅根据课程名称猜测课程内容、性质，听课后发现与自己想象相差较远，于是失去选课时的热情，产生混课思想。
1.2 课程体系不完善，教学内容随机性较大，学生没有前序知识积累，学起来很难，没法继续学下去。比如象VC和Java等计算机语言课程，有些教学内容需要学生有c语言的基础才行，但由于学生选课时没有计：算机语言课程体系的指导性课程介绍，致使学生的学和教师的教都十分困难，降低了学生的学习兴趣。
1.3 教学和管理不够规范，学生没有教材，考核方式宽松，这种宽进宽出的做法，使得公选课在学生心日中的地位和意义大打折扣，导致学校设置公选课的目的、意义不能很好地完成和体现。
在调查中，我们发现学生对计算机类公选课程很感兴趣，有的是个人喜欢，有的是计划参加国家计算机等级考试，还有部分同学想拓宽知识结构，有利于求职，总之学习态度是积极的，但为什么效果不理想呢?我们认真分析了上述三个原因，经过近几年的教学摸索实践，总结出解决问题的总体思路和方法，认为最根本的解决方法是全面了解社会求职需求和学生自身发展需求，建构一套完整的计算机公选课程体系，精选教学内容，把学生最需要、教学最精彩的部分放在课堂上。制定选修手册，从横向和纵向介绍各个课程的交叉关系、主讲内容和目标要求，让学生按需选修。
2 了解需求，优化计算机类公选课程结构体系。公选课程的目的是拓宽学生知识视野，提高学生的综合素质，秉承了STS(Science Technology Society)教育模式。STS教育是一项综合性教育，其基本精神在于把科学教育和当前的社会发展、社会生产、社会生活等紧密结合，使受教育者的智能得到开发，劳动素质得到提高，未来意识和参与意识得到增强。基于此，计算机类公选课程应该在以下方面有所作为：
2.1 努力使学生了解、掌握更多的渗透于日常工作、生活的计算机知识，培养科学的思维方法，计算机思维可以用于医学、法学、商务、政治或任何一种科学及工程学，甚至美学。
2.2 进一步拓宽学生知识面，完善其知识结构，为其将来在工作中更好的使用计算机作为辅助工具打下基础。
2.3 了解计算机方法和模型，了解计算机科学和技术的发展前沿。我们根据“社会普遍都需要”、“学生普遍感兴趣”、“教师开课有实力”三条原则，优化了计算机类公选课程的体系结构，将其分为四个平台：计算机语言平台、计算机网络平台，图形图像处理平台和计算机应用技术平台，各个平台的课程关系网络图如下：
通过学习一门计算机语言，了解计算机编程思想和计算机工作原理，培养利用抽象和分解来设计复杂系统的解决问题方法，提高学生的逻辑思维能力；通过学习图形图像处理技术，使学生了解计算机处理多媒体数据的方式、方法，掌握一门最实用的计算机工具；通过学习计算机网络的相关原理和技术，了解网络的运作过程，洞察Internet网络行为，建立网络资源安全意识。通过学习计算机应用技术，了解计算机在各个应用领域的工具作用，感悟计算机思维是数学和工程思维的补充和结合。
3 精选教学内容，培养计算机思维。公选课旨在拓宽基础、沟通文理，体现通识教育理念，力图引导学生从本科教育最基本的领域中获得广泛的知识，让学生了解不同学术领域的研究方法及主要思路。因而教学内容重在启发思想，而非灌输知识的细节，提倡“少而精”。
公选课程一般学时在36～48之间，学时少，要在课堂上讲述全部教学内容是不可能的，而教学内容又是一门课程的灵魂，是十分重要的。计算机公选课程重点放在计算机思维的培养，围绕这个中心对教学内容进行模块划分，实行课内、课外并行的教学模式。
计算机思维是研究计算的――什么是可以计算的，怎样进行计算。它是人的思维方式，不是计算机的，教学中要引导学生如何描述问题、表示问题，以及用算法解决问题。我们对一些语言类课程进行了这种模式教学的实施，具体做法是：课堂上对重点、难点部分详细、系统讲解，其余部分以引导为主，为了指导学生自学，精心制作学生学习测试系统，学生通过网络自学和自评。在测试系统中既有学习内容的总结，又有各种测试题目的知识点点评，既有章节测试，又有综合练习，特别是对于一些编程题目，软件给出解题思路，深受学生欢迎。这种课上、课下相互补充的教学模式，既免除了学生没有教材的苦恼，又解决了授课时间紧张的问题，大大提高了教学效果。
4 利用网络进行课程宣传，引导学生制定选修计划。网络选课需要很好的网络信息支持，通过网络进行课程广告，加强对学生的选课指导。虽然学生选课由导师指导，但由于学科专业之间的差距，并不是所有导师都了解计算机课程。为此我们对计算机公选课程制作了各种宣传资料，将课程内容简介、先序课程要求及授课教师的材料整理装订或者放到校园网，指导学生作出长远的整体选修计划，从而提高学生选课的主动性。
计算机思维代表的是哪里都适应的一种态度和技能川。培养学生计算机思维是贯穿计算机公选课程教学目标的核心。只有保证课程体系的完整性和稳定性，深入研究教学内容，利用校园网采取课内、课外并行交互的教学模式，才能使学生在短时间内获得大量信息，完成公选课程的教学目标，让不同专业、不同层次的学生均有所收获。
参考文献
1 赵存生、关海庭、金顶兵，通选课一素质教育的一项重要举措[J]，中国高等教育，2003(21)
2 罗逾兰、周志华，开设CTS教育公选课的尝试，教育探索，2003.5(14 3)
3 申凤君、杨芸、申凤玲，高校公选课存在的问题及对策，成都理工大学学报(社会科学版)，2006.9
4 王玉琼，对高校公选课教学管理的几点思考，教师教育研究，2005.3
5 张小芳，加强公选课管理，推进学分制改革，湖南科技学院学报，2006.9
6 丁明珠、郭菊英，公选课改革初探，漳州师范学院学报(哲学社会科学版)，2004.1
篇8
【关键词】云计算体系结构业务实例IDC
1 云计算定义
从严格意义上来说,云计算不是一个具体的技术概念,并没有明确的定义,也因其所指的“什么都能做”而受到业界的广泛批评。尽管如此,我们却可以对云的特性进行分析,从而明确云计算的涵义。可以通过以下几条语句来描述它:
(1)云计算是通过互联网广泛共享计算资源的一种计算方式,而不是使用本地PC的软件或存储;
(2)云计算是快捷接入互联网所提供的远端站点的一种延伸。理论上,这是一种范式转移,对用户来说,云将实现的技术细节抽象了,用户不需要也不用了解和控制组成云的技术架构;
(3)云计算描述了一种新的基于互联网IT服务的补充、消费和交付模式,它提供典型的基于互联网的业务――以动态可扩展的和虚拟的资源作为服务;
(4)典型的云计算提供商交付公共在线商业应用,这些商业应用在客户端通过网页浏览器访问,而软件和数据则被存储在服务器端。
由此,我们可以尝试着给云计算下一个定义:提供计算能力,将底层技术架构(如:服务器、存储和网络)抽象为计算资源,方便地、按需地通过网络访问可配置计算资源的共享池,计算资源能以少量的管理代价或由服务提供商交互而被快速提供和释放。这个定义描述了云计算的五个必要特性:
(1)按需自助服务:申请、调整和释放资源均由用户在管理界面上自行操作;
(2)广泛网络访问:任何时间、任何地点和任何接入方式均可以访问到云计算所提供的服务;
(3)资源的池化:计算机的物理资源不再专人专用,而是有需求才占用,不需要就释放;
(4)良好的弹性:资源的调度能够及时响应用户需求的扩张和收缩;
(5)计费服务:可满足公用服务的运营需求,资源的使用以计时和计量来收取费用。
其实云计算所涵盖的技术并不具有创新性,它是很多已有技术的抽象、进化和综合:
(1)网格计算(Grid Computing):分布式计算和并行计算的一种形式,一群联网的松耦合计算机可协同处理非常巨大的任务,如同一台超级的虚拟计算机。通常用于科学计算;
(2)公用计算/效用计算(Utility Computing):将计算资源打包,如计算能力和存储,作为一项可计量的服务,类似于传统的公用设施(例如:水、电、气)。由亚马逊首先进行商用;
(3)自主计算(Autonomic Computing):计算机系统具有自主管理能力。
从工作原理层面来看,云计算=网格计算。工作负载被传送给由分派任务的主控节点和工作的从属节点组成的IT基础设施,主控节点控制分配给工作负载的资源(即有多少从属节点运行并行化的工作负载)。客户机只看到工作负载被分配给云/网格,然后结果返回给它。从属节点可以是虚拟主机,也可以是物理主机。
从运营层面来看,云计算=公用计算/效用计算。这是Amazon EC2等的商用模型,在这种模型中,由一个外部实体来维护IT基础设施,而客户购买这个基础设施上的时间/资源。正是这种“在云中”致使云计算分布在Web上,处在向它租用时间和资源的机构之外。
从运维管理层面来看,云计算=自主计算。大规模硬件节点(1000至100万)所组成的云,若仍采用以前的IT系统运维模式,大量的运维工作要由人工来处理,这将是不可能完成的任务。因此需要云计算具备自主管理的能力。
2 云计算分层体系
云计算有着庞大的体系结构,通常人们只看到它的某个方面,就如经典故事“盲人摸象”中的盲人对大象的感觉,如图1:
图1云计算之盲人摸象
因此,我们有必要就云计算这头“大象”进行系统化的分析。云计算是由5个层面构成的分层体系,这5个层面是必不可少的,如图2所示:
图2云计算分层体系架构
各层的详细描述如下:
2.1 云客户端(Cloud Clients)
云客户端,有时又称为云终端或云电脑,是直接面向客户的人机接口。一台云客户端由计算机硬件和/或计算机软件组成(计算机软件是否存在,取决于云计算应用,可能需要特别设计用于获得云服务的软件,否则云服务就不能使用)。现下流行的云客户端有:
(1)手机:基于Linux的Palm(预置WebOS的Linux核心)、Android(Linux核心)、iPhone(Darwin核心),以及基于Microsoft的Windows Mobile;
(2)胖客户端:CherryPal、Wyse、Zonbu、基于gOS系统的;
(3)瘦客户端/网页浏览器:Internet Explorer、Mozilla Firefox、Google Chrome、WebKit。
2.2 云应用(Cloud Applications)
云应用是在软件结构上采用云计算,通常不必在客户端安装和运行应用,所有的操作、维护和升级均在服务端进行,因此可以减轻软件维护、日常操作和支持的负担。可以作为云应用的应用主要有以下几个关键特征:
(1)基于网络访问的和可管理的商用软件;
(2)活动管理是由服务端控制,而不是客户端,使得客户可以通过Web方式远程访问应用;
(3)应用的交付更接近一对多的模式(单实例、多租户架构)而不是一对一模式,包括架构、价格、合作伙伴和管理特征;
(4)集中化的功能更新,不需要在客户端下载补丁和升级包。
现有网络应用可以划入云应用的主要有以下几大类:
(1)Web应用:有Webmail、Facebook、Twitter、YouTube、Yammer等。
Webmail:利用浏览器通过Web方式来收发电子邮件的服务或技术,不需借助邮件客户端;
Facebook:起源于美国大学校园的社交网站,国内类似的有人人网等;
Twitter:国外的一个网站,它利用移动网和互联网进行即时通讯,是微博的典型应用。目前国内也出现了许多类似Twitter的网站,比如说说、饭否等,与国内移动通信服务商、即时聊天工具绑定;
YouTube:国外的视频分享网站,国内有youku、tudou等。
(2)软件即服务:Software as a Service,如:Google Apps、Salesforce、Nivio、、Zoho、等。
Google Apps:Google在线应用服务,提供带有私人标志的电子邮件、即时通信(网上聊天)、日历工具、网站设计工具、协同办公工具等,这些服务都由Google托管,而不需要用户安装或维护任何软硬件;
Salesforce:提供客户关系管理软件,它开辟了一种新的软件应用模式,通过互联网使用企业级应用软件,按需使用、按需付费。国内的XTools、八百客等也提供类似的在线CRM服务;
:在线教育软件公司提供的基于云的人才、业绩、学习管理及培训的软件平台,按需应用和付费;
Zoho:AdventNet公司开发的一个办公室软件套装,提供全方位的在线商务办公解决方案;
:基于云的网络学习平台。
(3)软件+服务:Software plus Services,将客户端的软件与托管服务结合在一起,这是软件即服务与传统客户端软件互补的概念,如:Microsoft Online Services。
2.3 云平台(Cloud Platform)
云平台又称为平台即服务(PaaS),它将计算平台和/或解决方案栈(有多层)作为一项服务,通常基于云基础设施来支撑其上的云应用。因其避开了成本、复杂的采购、底层硬件和软件层管理,它可以有效促进应用部署。
现有的云平台主要有两大类:
(1)解决方案栈
解决方案栈(Solution Stacks)是指实现功能完备的解决方案所需要的一套软件子系统或组件,解决方案可以是一项产品或服务。例如:开发一项Web应用,就需要用到操作系统、Web服务、数据库和编程语言,常常提及的有:LAMP(操作系统――Linux,Web服务――Apache,数据库――MySQL,编程语言――Perl、PHP或Python)、WINS(操作系统――Windows,Web服务――IIS,编程语言――.NET,数据库――SQL)。
当前,云平台的解决方案栈有:
Google App Engine:在Google集群中开发和托管Web应用的平台,目前,它只支持Python和Jave编程语言。主要的竞争对手有:亚马逊网络服务(Amazon Web Services)、微软的蔚蓝服务平台(Azure Services Platform);
Rackspace Cloud Sites:Rackspace Cloud公司提供的一项Web应用托管/云平台服务,按需使用、按使用付费,支持PHP 5、Perl、Python和.NET语言。Rackspace Cloud公司还提供Cloud Files(云存储)和Cloud Servers(云基础设施)的服务;
Engine Yard、Heroku:基于Ruby on Rails的云平台;
Azure Services Platform:基于微软数据中心的互联网云端(不只有云平台,还有客户端)服务平台,提供Windows Azure云操作系统,所有的服务和应用都运行在这个操作系统之上。该平台提供5项服务:Live Services、SQL Services、.NET Services、SharePoint Services、CRM Services;
:Salesforce公司的PaaS产品。该平台能使外部开发者创建额外的应用,并将这些应用整合到Salesforce的主应用中,而且这些应用都是托管在的基础设施中。
(2)结构化存储
1)数据库
基于云的数据库,目前有:
Amazon SimpleDB:Amazon的分布式数据库,它与Amazon的EC2和S3共同组成亚马逊网络服务;
BigTable:Google的数据库系统,基于Google文件系统(GFS)、Chubby Lock Service和其他的Google程序,不对外界直接提供业务。
2)文件存储
基于云的文件存储,目前有:
Amazon S3(Simple Storage Service):Amazon的在线存储服务,是一项公共收费服务,Web应用程序开发人员可以使用它存储数字资料,包括图片、视频、音乐和文档;
Nirvanix SDN:Nirvanix公司的云存储产品,将来提供Clound NAS。它将Amazon S3作为其竞争对手;
Rackspace Cloud Files:Rackspace Cloud公司的云存储产品,提供对媒体文件的在线存储和内容分发。
3)队列
基于云的消息发送,如:Amazon SQS(Simple Queue Service),提供计算机之间消息的可靠发送。
2.4 云基础设施(Cloud Infrastructure)
云基础设施,也称为IaaS(基础设施即服务),是指计算机基础设施的交付使用,典型地表现为一个平台虚拟化环境。主要有以下几种类型:
(1)物理机
各种IDC提供的物理主机租用。
(2)虚拟机
主要指基于操作系统的虚拟化,将一台物理机资源虚拟成多个操作系统并行运行,每个操作系统相互独立。目前有:
Amazon EC2:Amazon Elastic Compute Cloud,亚马逊弹性计算云,能够根据用户需要扩展或收缩计算资源。EC2采用Xen虚拟化技术,每个虚拟机被称为一个实例,功能等同于VPS(Virtual Private Server,虚拟专用服务器,按月收费(而云平台按使用收费)),以EC2 Compute Units为CPU基本单位,等同于2007年的1GHz的Opteron或Xeon处理器;
Rackspace Cloud Servers:Rackspace Cloud公司的云服务器,这些服务器基于Xen的虚拟机,4核CPU和16G内存。它以2008年10月22日收购的Slicehost产品为基础,支持大量的Linux版本,如:Arch、CentOS、Debian、Fedora、Gentoo、Red Hat和Ubuntu,对Windows的支持有些滞后;
GoGrid:一项云基础设施服务,基于Xen技术,支持Linux和Windows(Server 2003和Server 2008)的虚拟机。GoGrid提供世界上第一个多服务器控制面板,允许用户在几分钟之内部署和管理负载均衡的云服务器(Cloud Servers)。
2.5 服务器层
服务器层是由计算机硬件和/或计算机软件组成的,这里的计算机软硬件均是针对云服务的交付而特别设计的。
3 云计算在国内的应用
在上一节中,云计算实例均为云计算企业对外运营的盈利工具,被定义为云计算公共云。这是主流意义上的云计算,其资源按细粒度的动态提供。客户通过Web应用/Web服务方式在互联网上自助服务,由云计算提供商共享其资源,并按细粒度的使用收费。
在国内,最可能演进到云计算公共云的实体是IDC(互联网数据中心)。IDC与云计算对外提供资源的特点非常相似,不同的是IDC所提供的资源更加粗粒度和更加底层,如:机房空间、机架位置和服务器整机等。IDC发展到现在,已经凸显出以下问题:
(1)市场方面:国内IDC提供商主要有通信运营商(中国电信、中国联通、中国移动)和专业IDC运营商(世纪互联),各IDC提供商之间基本上是同质、低价、低水平的无序竞争,如:机房租用或建设成本的竞争、通信管道的竞争以及能源的竞争,这也是当前绿色IDC无法大行其道的原因;
(2)业务方面:IDC业务结构单一,以主机托管业务为主,缺少增值业务,不利于商业模式的演进和新业务的展开,而且多样化的托管主机不利于统一管理和节能规划;
(3)资源方面:缺乏有效的资源整合,运营商的各IDC之间资源利用不均衡,地方差异大,如发达地区的IDC资源非常紧张,而发展中地区的IDC资源却因得不到充分利用而显得“富余”。
因此,IDC提供商需要引入新技术,优化IDC架构,降低运营成本,而满足这种需求的新技术将是云计算。云计算将给IDC带来以下新特点:
(1)统一运营和管理:整合地理上分布的IDC资源,实现用户业务的地理无关性,从成本上抹平地区差异;
(2)跨多个IDC容灾备份:实现统一运营和管理,从而带来跨IDC的容灾备份特征,为容灾要求特别高的用户(如银行和证券企业)提供低成本的解决方案;
(3)自动化的运维管理:云计算复杂的体系结构以及庞大的规模必然导致维护难度的增加,所以必须依赖系统本身的自动运维,减少人工参与。当前IDC的人机维护比例是1:100,而云计算运营商的人机维护比例是1:1000以上,Google甚至达到了1:5000;
(4)从系统架构上降低PUE:云计算的架构通过其开机、停机、并机的高弹性来提高服务器利用率,保证开机服务器的利用率达到70%以上,从而有效降低PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率)。目前,传统IDC的PUE均在2.1以上,采用云计算架构可以将PUE降低到1.6以下;
(5)快速的服务及产品交付:当前一项IDC业务从申请到开通,通常需要多个业务人员的参与及3个以上工作日,而云计算IDC通过用户自服务的门户以及自动化任务流可实现即时开通;
(6)丰富的业务结构:将云计算引入IDC,也当然引入了云计算的业务模式,在IaaS、PaaS和SaaS各个层面均能提供多样化的业务类型和业务粒度。
除了云计算的公共云以外,还有在企业内网中提供仿真云计算的私有云。之所以说是仿真,是因为私有云不具备云计算的低成本(需要大规模才能实现低成本)、多租户、管理外包和计量性等特性,而着重于数据安全、维护管理和可靠性。私有云因为企业仍需要购买、建设和管理而遭受广泛批评,而其本身并没有获得云计算的低投入和少管理的好处。但值得注意的是,私有云是向公共云过渡的阶石,特别是对金融企业及那些看似“云”的未来数据中心。
4 结束语
云的到来总是携风夹雨,云计算也不例外。业界对其争议颇多,不少人对云计算的前景产生困惑,甚至持否定态度。但不可否认的是,业界不乏有深厚技术储备的企业在努力推动着云计算产业向前发展。通过本文的分析,可以看到云计算是一个产业链,其中蕴含着巨大的商机,各类IT企业都能在其中找到自已的位置。我们应该认识到,云计算的发展方向是没错的,只是发展的路上总会有些拌脚石或拦路虎。
由于体系结构的复杂性,要将云计算技术落实到企业应用将是一项非常复杂的系统工程,涉及到多方的配合,以及客户化的定制。这个工程需要由云计算的技术集成商来实施,拉近前沿技术与商业应用的距离,从而使云计算技术真正落地。
参考文献
[1]张为民,等编著. 云计算深刻改变未来[M]. 北京:科学出版社,2010.
[2]IBM虚拟化与云计算小组. 虚拟化与云计算[M]. 北京:电子工业出版社,2010.
【作者简介】
篇9
关键词：看真设计楼梯；结构设计；分析
中图分类号：TU229 文献标识码：A
为了提高建筑工程整体结构的抗震性能、提高建筑物震后的通行能力，我国在2008年汶川震后对《建筑抗震设计规范》进行了修订。新规范中明确了对楼梯构建的计算要求与分析要求。规范条文说明中进一步指出了楼梯构建与主体结构整浇时，梯板起到斜支撑作用，对结构刚度、承载力、规则性的影响较大，因此，必须参与抗震计算。而且，作为楼梯的结构组成，楼梯间的抗震设计也是现代建筑工程设计过程中所要计算并考虑的重要因素。现代建筑工程的设计过程中需要针对楼梯抗震设计将其与结构计算进行整体分析与计算，以此实现建筑工程抗震性、实现建筑工程抗震设计的目的。
1 抗震设计楼梯参与结构计算的重要意义
在现代建筑工程的设计中，钢筋混凝土框架结构所具有的优势使得其在现代建筑工程的设计中有着极为广泛的应用。在钢筋混凝土框架结构中，楼梯能够对楼梯间结构起到斜撑作用，增加主体结构的刚度。在传统的结构设计中，由于计算方式与设计理论的限制使得楼梯及楼梯间不参与整体结构的计算。随着现代建筑设计理论的日趋成熟以及建筑物抗震等级要求的不断提高，建筑工程抗震楼梯设计参与整体结构计算已经纳入相关规范要求。在抗震楼梯与楼梯间增加刚度的同时，还应与水平隔板、楼盖板等做好链接，以此形成整体、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后调查中，楼梯梯段板断裂的情况非常普遍，严重影响了震后的自救与救灾。而且，楼梯系统的断裂也造成了对主体结构抗震性能的影响，造成了余震中建筑物抗震性能的下降。
2 抗震设计楼梯参与结构计算的分析
2.1 抗震设计楼梯参与结构计算效果分析
在进行抗震设计楼梯参与结构计算过程中，首先要对楼梯结构进行选型，同时对其输入合适的地面运动。运用计算方式对动力非线性反应进行分析根据建筑工程整体结构以及相关设计规范选用常用楼梯结构形式，在此基础上进行荷载取值的分析。综合考虑外框架线荷载、内框架线荷载等。对于降雪量较大的地域还应考虑雪荷载，风力较大区域还应根据建筑结构特点选择是否进行风荷载计算等。做好上述分析与计算工作后，还应进行内力的计算。考虑现浇楼板以及现浇楼梯板结构对框架梁、框架刚度的影响，并进行计算。
为了综合分析抗震设计楼梯参与结构计算的效果，在设计与计算过程中还需要对地震作用下框架结构受力性能等问题进行计算与分析，以此实现建筑物整体结构稳定性、抗震性的提高。作为建筑物结构中的重要组成部分，楼梯抗震设计参与结构计算中应针对其技术特点进行计算与分析。针对传统结构设计不考虑楼梯构建而分析其荷载的问题进行专项计算与分析。根据汶川震后调查结果显示，楼梯对主体结构的抗震性能有着很大的影响。因此，现代结构计算与设计过程中应充分考虑抗震设计楼梯与主体结构间的相互作用，实现框架结构与楼梯构建的整体性、实现提高建筑物抗震性能的最终目的。
2.2 抗震设计楼梯参与结构计算作用分析
在对抗震设计楼梯参与结构计算的两模型对比计算分析中得出，抗震设计楼梯的应用能够使主体结构整体刚度增大，使整体结构的自振周期减小。而且，抗震设计楼梯还能够提高整体结构的抗扭刚度。从抗震设计楼梯参与结构计算的分析与相关论证中可以看出，地震作用下抗震设计楼梯参与结构计算的结构楼层相对位移较不参与计算情况下减少很多。但是两者在X方向楼层相对位移相差不大。Y方向位移相差较大。由此可以看出抗震设计楼梯参与结构计算后能够有效提高整体结构的刚度、限制结构的侧移。而且，在地震作用下参与结构计算的抗震设计楼梯能够使结构层间位移减小，实现了减小结构侧移的目的。因此，在现代建筑物的设计与计算过程中应加强抗震设计楼梯参与结构计算的应用，以此实现建筑物整体结构的稳定性与抗震性。
3 抗震设计楼梯参与结构计算的相关要点
在进行抗震设计楼梯参与结构计算过程中，应针对抗震设计楼梯的的相关规程开展工作。采用楼梯与主体结构整浇工艺时，楼梯布置应尽可能规则，并让楼梯参与整体抗震计算。在这一过程中还应对楼梯构建进行抗震承载力验算。楼梯构建应根据抗震构造要求进行相关措施，确保楼梯构架能够满足抗震设计以及结构计算的需求。严格按照纵向面筋拉通并不小于最小配筋率、梯板按斜支撑构建设计、楼板两侧设置纵向暗梁、梯板双层钢筋网间距控制等要求实现楼梯构件的抗震构造目的。
4 以科学的设计管理为基础提高楼梯抗震能力
抗震设计楼梯参与结构计算的目的就是为了提高建筑物的整体结构抗震能力、提高楼梯通道的抗震能力，以此实现地震灾害逃生、自救能力。针对这一需求，现代建筑工程的结构设计中应针对楼梯抗震设计对主体结构抗震能力的促进作用强化楼梯抗震设计的应用。通过楼梯抗震设计与结构计算的综合应用提高建筑物的抗震能力、提高楼梯抗震能力。为了确保抗震设计楼梯与结构计算工作质量的提高，现代建筑工程设计单位应从自身的管理体系完善入手保障设计工作质量。通过管理体系的完善、设计人员职责的明确使抗震设计楼参与结构计算工作的质量处于受控状态，保障设计工作能够满足设计目标。另外，设计单位还应针对抗震设计楼梯参与结构计算这一技术强化设计人员的培训工作。针对这一技术的应用实现的需求，现代建筑工程设计单位还要强化抗震设计专业知识以及楼梯抗震设计参与主体结构计算相关知识的培训与考核。以设计人员专业知识的完善、专业素质的提高作为基础促进抗震设计楼梯参与结构计算的应用，实现我国建筑工程抗震能力提高的目的。
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清华大学教授、博士生导师 张尧学
透明计算的模型与结构
计算机正在朝普适计算的方向发展，普适计算能为人们提供个性化的主动服务。普适计算应提供以下两类基本服务：在同一终端机上获得来自于不同平台的各种服务和在不同地点的不同终端机上可获得同一服务。
可是目前的计算机系统很难做到完全的个性化服务和实现普适计算，不仅无法实现上述两类基本服务，也无法让用户选择服务。
目前的计算机系统存在的问题主要有三个方面：
一、操作系统与硬件平台的关系过于紧密。一些大操作系统在小设备上根本无法运行，应用不能跨操作系统，操作系统与硬件平台互相促进升级之间也有矛盾。
二、计算机系统只提供有限服务。服务一般由计算机软硬件厂商和软件研制人员决定，而不是用户决定。
三、易形成产业垄断和产本升高。只能由少数厂商生产制造，很难有自己的操作系统和CPU。
冯・诺依曼计算机体系结构是把指令和数据看作程序，存放于存储器中，通过总线送到CPU上执行。“透明计算”的基本思想是把冯・诺依曼提出的计算机体系结构扩展为“把指令和数据存放在网络存储器中，并通过能满足指令和数据传输速度需要的网络调入用户端系统的CPU上执行。”
