计算机系统论文

计算机系统结构是计算机专业本科生的一门专业必修课程。课程的目标是提高学生从系统和总体结构的层次来理解和研究计算机系统的能力。下面是我给大家推荐的计算机系统结构论文范文，希望大家喜欢!

《计算机系统结构教学探索》

摘要：计算机系统结构是计算机专业的一门专业基础课，本文根据计算机结构的课程特点，从教学方法、教学手段、实践环节方面，提出以学生为主体，利用多媒体教学等手段来提高学生的学习兴趣和主动性，从而提高了学习效果。

关键词：计算机系统结构动画演示法联系比较法实践环节

0 引言

计算机系统结构是计算机专业本科生的一门专业必修课程。课程的目标是提高学生从系统和总体结构的层次来理解和研究计算机系统的能力，帮助学生建立整机系统的概念;使学生掌握计算机系统结构的基本知识，原理和性能评价的方法，了解计算机系统的最新发展。使学生领会系统结构设计的思想和方法、提高分析和解决问题的能力。但是在教学中一直存在教学内容中原理和概念较多，综合性强，比较抽象，难学难懂，实验的硬件条件缺乏，学生学习兴趣等不高问题。笔者在多年的教学过程中，不断吸取其它高校的教学经验，对计算机系统结构教学进行改进和总结。

1 课程的内容和特点

课程内容

计算机系统结构课程本科教学时长安排为50学时，实验为22学时。根据国内外其它院校的教学思路，结合对计算机人才知识结构的要求，课程内容包括概论;指令系统;输入输出系统;存储体系;流水线技术;并行处理机;多处理机和课程实习。重点讲授内容为存储体系和指令级并行技术，存储系统是体系结构设计中的瓶颈问题，是系统成败的关键;指令级并行技术为计算机体系结构中的经典问题流水线、并行性等设计。而对并行计算机，多处理机只作简单介绍。从而突出了基本知识，注意和先修课程内容的贯通。

课程特点

(1)综合性强。计算机系统结构开设在第7学期，先修课程有：汇编语言程序设计、数据结构、计算机组成原理、操作系统、编译原理等课程。教学中要求学生综合应用各课程知识，教学难度较大。(2)理论性强。内容抽象复杂，概念多，学生感到学习难度大，教学处理不好的话，学生的学习积极性不高。(3)缺乏实验环境，学生无法获得对计算机系统结构性能改进的直观认识。由于大多数高校硬件条件不满足，故许多高校在开设这门重要课程时，仅仅停留在理论讲授上，相应的实践教学是空白，学生面对枯燥理论，学习兴趣缺乏，不利于提高教学质量。

2 教学的探讨

根据本课程的特点，教学大纲的要求，从培养学生能力的目标出发，明确目标，积极引导学生，采取动画演示、联系比较、启发式教学法，加强实践教学，提高了学生学习的兴趣和主动性，从而有效地提升了教学效果。

明确学生的认识

要想提高学生的学习的主动性，首先要让学生明确该课程的重要性。一部分学生认为该课程与计算机组成原理，操作系统等课程存在一定的重叠，认为只是前面知识的重复。另一部分学生由于面临就业和考研压力，只求通过考试而忽略能力的培养。针对第一部分在学习本课程时阐明该课程与其它课程的关系和区别。计算机组成原理从硬件系统方面来解释计算机各组成部分的工作原理。而计算机系统结构跨越了硬件和软件层次，让学生理解计算机系统结构的基本原理，这样编程时才能考虑更周全，编写更加高效的程序。针对第二部分学生让其认识到学习不只是为了考试，我们不仅要提高程序和系统的开发设计能力，还应提高从总体的架构去分析和解决问题的能力。

明确教学目标

计算机系统结构就是通过采用不同的软硬件技术设计高性价比的计算机系统，面临硬件性能达到极限，我们主要从存储系统、指令系统、指令并行性来分析和评价计算机系统设计，使学生理解计算机性能的提高的方法。例如， 提高CPU计算速度可以采用方法： 一种是提高处理器的主频;第二种方法是提高指令执行的并行度，当前CPU中都采用超标量超流水线技术，流水线结构其实就是一种提高并行度的方法。CPU不像以前通过提升主频来提升速度，因为硬件速度的提高是有限的，最大只能是光速，所以CPU还通过多核的技术来提升速度。这样，学生在学习时运用所学的知识来分析，有利于培养他们发现问题、分析问题、解决问题的能力。

采取合理的教学方法和教学手段

(1)动画演示。教学中采用大量的动画来系统解析教学内容，包括系统的结构、工作的原理、工作流程以及一些算法等，把以往抽象、枯燥的解说变为形象生动的动画动态展示和讲解。这些动画动态的把讲解内容展现在学生面前，突出知识的核心思想和关键知识点，容易理解和提升学习的兴趣。(2)联系比较法。把本课程中的一些概念、策略和思想与现实生活中的事例进行联系比较，如与生产流水线相联系。目的是使学生更好地理解和掌握教学内容，抓住关键思想，联系实际，从而提高了教学效果。(3)启发式教学法。由于高年级学生都有很好的自学能力，在教学中积极地根据学习的内容提出一些问题，让学生通过查阅资料，讨论学习某个问题。如RISC和CISC相比较，在理论上RISC处理器占有优势，但在实际微处理器中主要是CISC处理器;计算机处理器的发展提高到一定的主频后，主要过多核设计来提升CPU性能等。极大地提高了学生的学习的兴趣和积极性。

加强实践教学

国内外高校计算机系统结构的实验一般分为偏重软件的程序员角度和偏重硬件设计人员角度。计算机科学专业开设的实验课程一般偏重软件人员，强调从程序员的角度去了解整个计算机系统如何运行，为程序的优化，可靠性的保证等提供基础知识，实验课程一般用高级程序语言和模拟器实现。而计算机工程专业开设的实验课程一般偏重硬件，强调从硬件设计人员的角度如何设计和实现整个处理器系统，实验课程要求用相关的硬件描述语言实现系统，在FPGA上测试验证。①我们是偏重于软件的，为了让学生应用流水线技术，尝试改进流水线性能的新技术，提高学生对现代计算机系统的认识，引进了DLX虚拟处理器实验。利用DLX虚拟处理器可以进行处理器指令系统的设计，流水线的设计与实现、并行处理的设计与实现等带有新一代处理器思想和技术的实验。从而充分调动学生的能动性，提高了学生的学习兴趣，以及分析问题、解决问题的能力。

3 结束语

本课程具有内容综合性强、理论多、难度大等特点，教师对课程明确教学目标和定位的基础上，重视教学方法和多媒体手段，加强了实践教学，积极引导学生，提高了学生对本课程的兴趣，达到了较好的教学效果。

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在计算机系统软件中最重要的软件就是操作系统。操作系统如同指挥官一样，指挥着计算机里的所有部件，并指挥它们按照某个计划协同工作。计算机系统越复杂，操作系统的作用和地位就越重要。下面是我给大家推荐的计算机操作系统论文，希望大家喜欢!

《计算机操作系统探讨》

摘 要：21世纪是信息化时代，计算机的应用将更加广泛，为了更好的使用计算机，应该对操作系统基本了解，因此本文主要对操作系统的概念和发展史进行探讨，并对Windows，UNIX和Linux操作系统做了简单的介绍，使广大读者加深对计算机操作系统的理解。

关键词：计算机操作系统;Windows;UNIX;Linux

当今现代，人们学习、生活等都已经不能离开计算机，计算机由硬件和软件组成，在计算机系统软件中最重要的软件就是操作系统。操作系统如同指挥官一样，指挥着计算机里的所有部件，并指挥它们按照某个计划协同工作。计算机系统越复杂，操作系统的作用和地位就越重要。

一、操作系统概述

操作系统，负责管理计算机硬件资源和软件资源，并通过这种管理为用户提供服务，成为计算机和用户之间的接口。操作系统的主要功能是：(1)处理机管理;(2)存储器管理;(3)文件管理;(4)设备管理;(5)用户接口。基本上所有的操作系统都具有如下的特征：(1)并发性;(2)共享性;(3)虚拟性;(5)不确定性。

二、操作系统发展史

操作系统的产生迄今已有70年的时间，最早期的操作系统诞生于20世纪50年代中期，只是简单的单道批处理操作系统;接着演变成了多道程序批处理系统，与此同时，实时操作系统也应运而生;最后伴随着微型机、多处理机和计算机网络的发展，与之相对应的微机OS、多处理机OS和网络OS也随之迅速发展。

(一)串行处理系统

世界上最早的计算机诞生之时，并没有操作系统，当时程序员直接和硬件打交道，具体流程是：首先程序员将已经穿孔的纸带(或卡片)装入内存，接着通过控制台或开关启动程序运行，最后当程序全部运行完毕，取出纸带(或卡片)和运算结果。该系统严重地降低了计算机资源的利用率，形成了所谓的人机矛盾。

(二)单道批处理系统

为了解决上述的人机矛盾，提出了一种批量处理的思想，即一次输入一批作业。该系统的具体流程是：首先以脱机的方式将一批作业输入到磁带上，并配上监督程序，该监督程序负责作业的顺序执行，当一个作业完成时，监督程序会自动选择下一个作业，重复以上过程，直到该批作业全部执行完为止。该系统提高了系统的处理能力，可以成批的执行作业，然而实际执行时，内存中只能执行一道作业，会降低程序的执行速度。

(三)多道批处理系统

为了解决单道批处理系统每次只能执行一道作业的问题，多道程序设计技术应运而生，该系统的具体流程是：首先在内存中放入多道作业，在实际执行过程中，允许他们交替执行，比如当一道作业因为I/O请求中断时，CPU此时空闲，因此可以执行另一道作业。该系统有效的提高了CPU的利用率和系统吞吐量，然而资源利用率较高，作业的平均周转周期较长。

(四)分时操作系统

分时处理系统可以说是应用户的需求而形成的一种操作系统，分时处理系统也采用了多道处理技术，但却与多道批处理系统之间存在截然不同的性能差别，主要表现在分时系统具有如下特征：①多路性;②独立性;③及时性;④交互性。

(五)实时操作系统

实时操作系统就是指系统可以及时地对外部事件的请求做出响应，并在规定的时间内完成事件的处理，并可以控制所有实时任务协调一致的运行。该系统与分时系统相似，最大的不同在于要满足处理与时间的关系。

三、经典操作系统介绍

从操作系统诞生到发展至今，出现过几种较为经典的操作系统分别是Windows、UNIX和Linux。

(一)Windows

Windows在1985年问世，起初仅是MS-DOS之下的应用程序，直到微软在2000年推出Windows 2000，第一个脱离MS-DOS基础的图形用户界面操作系统才算面世。Windows是一款基于图形用户界面(GUI)的视窗、单用户多任务的计算机操作系统。Windows操作系统在全球桌面操作系统市场中占有非常大的比例，同时在中低端的服务器市场上也有一定的应用。目前Windows系统在技术方面已经相当成熟，并且不断完善，深受人们的喜爱。

(二)UNIX

UNIX最早由KenThompson、DennisRitchie和DouglasMcIlroy于1969年开发，是一个功能极强，性能最为全面的多用户多任务操作系统。最初的UNIX是用汇编语言编写的，但移植性较差，后来采用高级语言开发，使得修改和移植都相当方便。因为UNIX的成功，也推动了一系列UNIX衍生产品，最为著名的有苹果公司研发的Mac OS X操作系统和Linux系统。目前，因为UNIX的高效强大，安全可靠等诸多优点，使之成为大型机、网络服务器以及工作站的主流操作系统，成为高端产业的领跑者。

(三)Linux

Linux操作系统由林纳斯・托瓦兹于1991 年研发出来，从严格意义上讲，Linux只是一个内核，基于Linux内核的完整操作系统才是Linux操作系统。Linux可以看成是对UNIX的传承，和UNIX类似，是一款多用户多任务的操作系统，并且可以免费使用和自由传播。Linux操作系统的发展相当纯熟，已经成为服务器和嵌入式系统的市场上的主流操作系统之一，Linux正在逐步进军桌面操作系统市场，因为其具有免费开源、安全，高效等特性，将成为Windows操作系统的最大威胁。目前，世界上运算最快的10台超级计算机所采用的操作系统都是Linux操作系统。

四、结束语

综上所述，计算机操作系统如同计算机的大脑，支配着计算机完成各种任务，计算机操作系统的发展历经了串行处理系统时代，单道批处理系统时代，多道批处理系统时代，分时操作系统时代和实时操作系统时代，随着科技的飞速发展，计算机操作系统将会变得更加完善。

参考文献：

[1]Gary Nutt.操作系统[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]何炎祥，李飞，李宁.计算机操作系统[M].北京：清华大学出版社，2003.

[3]吕晓鑫.计算机操作系统综述[J].河南科技，2012(24).

[4]戴启成.浅述我国计算机操作系统的发展趋势[J].黑龙江科技信息，2012(35).

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从控制高科技航天器的执行到个人日常办公事务处理，从国家安全机密资讯管理到金融电子商务办理，计算机系统都在担任主要角色发挥其重要作用。因此，计算机系统的安全稳定是我们必须提前考虑的问题。下面是我给大家推荐的，希望大家喜欢! 篇一 《论计算机系统漏洞及对策》 摘要：从计算机系统安全执行方面分析了计算机漏洞产生的原因，讨论了漏洞对网际网路安全产生了多方面严重危害，提出了计算机使用者面必须及时采取措施来解决和防范系统漏洞。 关键词;计算机系统;漏洞;程式逻辑结构设计;第三方软体 在科技日益快速发展的今天，计算机作为高科技工具得到广泛的应用。从控制高科技航天器的执行到个人日常办公事务处理，从国家安全机密资讯管理到金融电子商务办理，计算机系统都在担任主要角色发挥其重要作用。因此，计算机系统的安全稳定是我们必须提前考虑的问题。 目前来看，对计算机系统安全威胁最大的就是本身的漏洞。只要漏洞存在，黑客才有机会入侵我们的计算机系统，据统计证明。99%的黑客攻击事件都是利用计算机未修补的系统漏洞与错误的系统设定而引起的，当黑客探测到系统漏洞后，随之而来的是病毒传播，资讯泄露，速度缓慢，乃至整个计算机系统瘫痪崩溃，那么到底什么是漏洞呢? 1什么是漏洞 漏洞也叫脆弱性***Vulnerability***，是计算机系统在硬体、软体、协议的具体实现或系统安全策略上存在的缺陷和不足。漏洞一旦被发现，就可使用这个漏洞获得计算机系统的额外许可权，使攻击者能够在未授权的情况下访问或破坏系统，从而导致危害计算机系统安全。 从概念上理解计算机系统漏洞只是文字意义，现在举个现实中的例项让你更能透彻理解到底什么是计算机系统漏洞。 如今用电子商务支付是非常方便快捷的交易方式，很多人都开通了网上银行坐在家里通过计算机网路可以进行各项业务的办理。如果一个人在使用网上银行交易的过程中，如果计算机本身安全系统不健全，这时黑客就可以通过您的计算机系统漏洞把病毒植入计算机中窃取您银行卡的账号和密码，那么存款在瞬间就会被黑客转走，您的存款无形中已被窃走。发生的这一切都是黑客通过网路系统远端在操作。有了系统漏洞无疑计算机系统安全就得不到保障。 2漏洞对计算机系统的影响 从计算机系统软体编写完成开始执行的那刻起，计算机系统漏洞也就伴随着就产生了。计算机系统软体分为作业系统软体和应用系统软体，因此相对应也就有系统软体漏洞和应用系统软体漏洞。下面分别对这两种漏洞对计算机系统的影响进行。首先分析一下系统软体漏洞对计算机系统的影响。主要是对windows作业系统常见的若干漏洞分析。 ***1***UPNP服务漏洞。此漏洞允许攻击者执行任意指令。Windows作业系统预设启动的UPNP服务存在严重漏洞。UPNP***UniversalPlugandPlay***体系面向无线装置、PC机和智慧应用，提供普遍的对等网路连线，在家用资讯装置、办公用间提供TCP/IP连线和Web访问功能，该服务可用于检测和整合UPNP硬体。UPNP存在漏洞，使攻击者可非法获取任何XP的系统级访问、进行攻击，还可通过控制多台XP机器发起分散式的攻击。 ***2***帮助和支援中心漏洞。此漏洞可以删除使用者系统的档案。帮助和支援中心提供整合工具，使用者通过该工具获取针对各种主题的帮助和支援。在目前版本的WindowsXP帮助和支援中心存在漏洞，该漏洞使攻击者可跳过特殊的网页***在开启该网页时，呼叫错误的函式，并将存在的档案或资料夹的名字作为引数传送***来使上传档案或资料夹的操作失败，随后该网页可在网站上公布，以攻击访问该网站的使用者或被作为邮件传播来攻击。该漏洞除使攻击者可删除档案外，不会赋予其他权利，攻击者既无法获取系统管理员的许可权，也无法读取或修改档案。 ***3***RDP资讯泄露并拒绝服务漏洞。Windows作业系统通过RDP***RemoteDataProtocol***为客户端提供远端终端会话。RDP将终端会话的相关硬体资讯传送至远端客户端，其漏洞如下所述：①与某些RDP版本的会话加密实现有关的漏洞。所有RDP实现均允许对RDP会话中的资料进行加密，然而在Windows2000和WindowsXP版本中，纯文字会话资料的校验在传送前并未经过加密，窃听并记录RDP会话的攻击者可对该校验密码分析攻击并覆盖该会话传输。②与WindwosXP中的RDP实现对某些不正确的资料包处理方法有关的漏洞。当接收这些资料包时，远端桌面服务将会失效，同时也会导致作业系统失效。攻击者只需向一个已受影响的系统传送这类资料包时，并不需经过系统验证。 ***4***VM漏洞。此漏洞可能造成资讯泄露，并执行攻击者的程式码。攻击者可通过向JDBC类传送无效的引数使宿主应用程式崩溃，攻击者需在网站上拥有恶意的applet并引诱使用者访问该站点。恶意使用者可在使用者机器上安装任意DLL，并执行任意的本机程式码，潜在地破坏或读取记忆体资料。 ***5***帐号快速切换漏洞。Windows作业系统快速帐号切换功能存在问题，可被造成帐号锁定，使所有非管理员帐号均无法登入。Windows作业系统设计了帐号快速切换功能，使使用者可快速地在不同的帐号间切换，但其设计存在问题，可被用于造成帐号锁定，使所有非管理员帐号均无法登入。配合帐号锁定功能，使用者可利用帐号快速切换功能，快速重试登入另一个使用者名称，系统则会认为判别为暴力破解，从而导致非管理员帐号锁定。 其次分析应用软体漏洞对计算机系统的影响。除了作业系统软体外所有执行在计算机上的软体都是应用软体，如MicrosoftOfficeword，excel办公软体，WindowsMediaPlayer，Adobeflash，Acrobat，瑞星和金山防毒软体等等，这些软体上也存在软体漏洞。 ①WindowsWord智慧标签无效长度处理记忆体破坏漏洞。Word没有正确地处理文件中的无效智慧标签长度值，如果使用者打开了带有畸形记录值的特制Word档案，就可能触发记忆体破坏。成功利用此漏洞的攻击者可以完全控制受影响的系统。攻击者可随后安装程式;检视、更改或删除资料I或者建立拥有完全使用者许可权的新帐户。 ②WindowsMessenger是Windows作业系统中预设捆绑的即时聊天工具。在安装WindowsXP的时候会自动安装旧版本的MSNMessenger，这个版本开启MSNAPI执行ActiveX控制元件Messenger。UIAutomation。1并标记为safe。对这个控制元件执行指令码操作可能导致以登入使用者的环境泄露资讯。攻击者可以在登入使用者不知情的情况下更改状态、获取联络人资讯以及启动音讯和视讯聊天会话，还可以捕获使用者的登入ID并以该使用者的身份远端登入使用者的Mes-senger客户端。 ③MicrosoftExcelCOUNTRY记录记忆体破坏漏洞。 Excel是MicrosoftOffice办公软体套件中的电子表格工具。Excel没有正确地处理BIFF档案格式，在处理档案中的畸形Country***Ox8c***记录时可能会触发记忆体破坏，导致以当前登入使用者的许可权执行任意指令。 ④WindowsMediaPlayer漏洞。此漏洞可能导致使用者资讯的泄漏;指令码呼叫;快取路径泄漏。WindowsMediaPlayer漏洞主要产生两个问题：一是资讯泄漏漏洞，它给攻击者提供了一种可在使用者系统上执行程式码的方法，微软对其定义的严重级别为“严重”。二是指令码执行漏洞，当用户选择播放一个特殊的媒体档案，接着又浏览一个特殊建造的网页后。攻击者就可利用该漏洞执行指令码。由于该漏洞有特别的时序要求，因此利用该漏洞进行攻击相对就比较困难，它的严重级别也就比较低。 ⑤安全软体也有漏洞。我们不要认为防毒软体是最安全的应用软体，它在防护计算机系统免遭病毒侵害的同时，由于软体自身不可避免的缺陷同样也会它自身也有漏洞存在。当防毒软体被病毒控制后，对计算机系统的安全是最大的危害。 3漏洞如何产生的 计算机系统漏洞的产生大致有三个原因，具体如下所述： ***1***程式逻辑结构设计不合理，不严谨。程式设计人员在设计程式时程式，对程式逻辑结构设计不合理，不严谨，因此产生一处或多处漏洞，这些漏洞为病毒的入侵提供了人口。次漏洞最典型的要数微软的Windows2000使用者登入的中文输入法漏洞。非授权人员可以通过登入介面的输入法的帮助档案绕过Windows的使用者名称和密码验证而取的计算机的最高许可权。还有Winrar的自解压功能，程式设计者的本意是为了方便使用者的使用，使得没有安装Winrar的使用者也可以解压经过这种方式压缩的档案。但是这种功能被黑客用到了不正当的用途上。 ***2***除了程式逻辑结构设计漏洞之外，程式设计错误漏洞也是一个重要因素。受程式设计人员的能力、经验和当时安全技术所限，在程式中难免会有不足之处，轻则影响程式效率，重则导致非授权使用者的许可权提升。这种型别的漏洞最典型的是缓冲区溢位漏洞，它也是被黑客利用得最多的一种型别的漏洞。缓冲区是记忆体中存放资料的地方。在程式试图将资料放到及其记忆体中的某一个未知的时候，因为没有足够的空间就会发生缓冲区溢位。缓冲区溢位可以分为人为溢位和非人为溢位。人为的溢位是有一定企图的，攻击者写一个超过缓冲区长度的字串，植入到缓冲区这时可能会出现两种结果：一是过长的字串覆盖了相邻的储存单元，引起程式执行失败，严重的可导致系统崩溃;另一个结果就是利用这种漏洞可以执行任意指令，甚至可以取得系统root特级许可权。 ***3***由于目前硬体无法解决特定的问题，使程式设计人员只得通过软体设计来表现出硬体功能而产生的漏洞。 4如何解决漏洞问题 一种系统从释出到使用者的使用，系统中的设计缺陷会逐渐浮现出来软体开发者为了让计算机系统执行更稳定、更安全，必须及时的对计算机系统的漏洞做出补救措施。 一旦发现新的系统漏洞，一些系统官方网站会及时释出新的补丁程式，但是有的补丁程式要求正版认证***例如微软的Windows作业系统***，这让许多非版权使用者很是苦恼，这时可以通过第三方软体***所谓第三方软体，通俗讲既非系统本身自带的软体***含作业系统本身和自带的应用程式***，其他包含应用类软体均可称为第三方软体***如：系统优化大师***Windows优化大师***，360度安全卫士，瑞星防毒软体，金山防毒软体，迅雷软体助手等软体扫描系统漏洞并自动安装补丁程式。 5结论 总之，在网际网路资讯发达的年代，每一台执行的计算机背后总有计算机系统漏洞时时刻刻在威胁著计算机系统的安全执行。作为一名网路使用者，当在你浏览网页，观看视讯、图片及传送档案资料的同时一定要把计算机系统的安全因素提前考虑：安装防毒软体，更新病毒库，系统漏洞扫描，及时安装补丁软体等等，查漏补缺，防患未然。