《计算机组织与结构:性能设计》是计算机科学领域的一门重要课程,主要研究计算机硬件的构造、工作原理以及如何优化其性能。这门课程由知名计算机科学家William Stalling撰写,并在东南大学信息学院进行讲授,由金石教授制作成PPT形式的课件供学生学习。下面将对这一领域的关键知识点进行详细的阐述。 1. 计算机系统的基本组成: 计算机系统主要包括处理器(CPU)、内存、输入/输出设备和存储系统。理解它们的功能和相互作用对于分析和设计高性能计算机至关重要。 2. CPU(中央处理器): CPU是计算机的核心,负责执行指令和控制整个系统的运行。其内部结构包括控制单元、算术逻辑单元(ALU)和寄存器。理解指令集架构(ISA)和微架构的区别是优化性能的关键。 3. 内存层次结构: 为了平衡速度与容量,计算机使用了内存层次结构,包括寄存器、高速缓存(L1、L2、L3)、主内存和硬盘。缓存的命中率和访问时间直接影响性能,而现代处理器的预取技术则试图预测并提前加载数据。 4. 指令流水线: 通过将指令执行分解为多个阶段,指令流水线可以同时处理多条指令,提高CPU效率。理解流水线的深度、分支预测和数据冲突对性能的影响是性能设计的重点。 5. 并行计算: 随着多核和多处理器系统的普及,理解并行计算原理和并行编程模型(如OpenMP、MPI)变得至关重要。并行计算可以显著提升计算密集型任务的处理速度。 6. 性能度量: 使用性能指标如时钟周期、IPC(每周期指令数)、FLOPS(浮点运算每秒)等来评估和比较不同计算机系统的性能。理解这些指标的含义和计算方法对于性能优化至关重要。 7. 动态电压频率调整(DVFS)和功率管理: 针对能耗和散热问题,现代计算机采用动态电压频率调整技术,根据负载需求改变电压和频率,实现节能和性能之间的平衡。 8. 计算机存储体系: 存储器层次结构从高速缓存到磁盘,每层都有其特定的访问速度和容量。了解存储设备的工作原理,如SSD和HDD的差异,有助于优化数据存取性能。 9. 输入/输出(I/O)系统: I/O设备如键盘、鼠标、显示器和网络接口卡等,其性能直接影响用户交互体验。I/O子系统的设计和优化,如DMA(直接内存访问)和中断处理,对于整体系统性能也非常重要。 10. 系统总线与通信协议: 系统总线负责传输数据和控制信号,如PCIe、USB、Ethernet等协议。理解这些通信协议的特性可以帮助设计高效的数据传输方案。 《计算机组织与结构:性能设计》课程涵盖了从底层硬件到系统软件的广泛知识,旨在培养能够理解和优化计算机系统性能的专业人才。通过深入学习,我们可以更好地理解计算机的工作原理,从而设计出更高效、更节能的计算机系统。
2025-01-08 20:12:43 78.47MB
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修正Sway-Rocking土-结构相互作用模型的试验验证,李雄彦,王国鑫,修正Sway-Rocking Model (修正S-R模型)可模拟土体与基础之间的非线性,也可反映上部结构高阶振型的影响。为考察修正S-R模型的有效性,论文
2025-01-08 11:24:42 877KB 首发论文
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2025-01-05 19:24:21 15.47MB 数据结构
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这本微机是电科研究生复试微机指定教材,是基于ARM的微机。 书籍文字经过OCR识别,已转为可编辑状态。同时,自带目录。
2025-01-01 14:36:39 96MB arm 毕业设计
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2024-12-30 13:53:36 555KB 数据结构
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分类瞎选的,因为我读文件的方式导致我站名的首字符不能为数字,所以我稍稍对文件进行了“预处理”,无伤大雅。
2024-12-30 13:01:04 141KB 辅助文件
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轴系结构装配图是机械工程领域中至关重要的设计文档,它详细描绘了机械设备中传动轴、轴承、联轴器、齿轮以及其他相关组件的布局和连接方式。CAD(计算机辅助设计)是现代工程设计中广泛使用的工具,用于创建、修改、分析或优化设计。将轴系结构装配图存储在Word文档中并能够直接编辑,为工程师提供了极大的便利,但这种做法可能受到格式兼容性和功能限制。 CAD软件,如AutoCAD、SolidWorks或CATIA,通常拥有更强大的功能来处理复杂的三维几何形状和工程细节。在轴系结构装配图中,CAD软件允许设计师精确地定义每个组件的尺寸、位置和相互关系,确保机械系统的精确运行。例如,轴的直径、长度、键槽位置、螺纹设计等都可以详细标注;轴承的类型、尺寸、安装位置和预紧力;联轴器的选型及其对轴向和径向位移的补偿能力;齿轮的模数、压力角、齿形等参数都会在装配图中清晰呈现。 在CAD软件中编辑轴系结构装配图,可以实现以下功能: 1. **三维建模**:直观展示轴系的立体结构,便于理解各部件间的空间关系。 2. **动态模拟**:通过运动学和动力学分析,预测轴系在工作状态下的旋转、振动和应力分布。 3. **参数化设计**:更改一个参数,所有关联的尺寸会自动更新,提高设计效率。 4. **装配约束**:定义组件间的配合条件,如间隙、过盈配合,确保装配的正确性。 5. **工程图生成**:自动生成二维视图,包括主视图、俯视图、左视图等,便于制造和检验。 6. **数据交换**:支持多种文件格式导入导出,方便与团队成员或其他软件进行协作。 然而,将CAD文件嵌入Word文档可能面临以下问题: 1. **格式丢失**:Word可能无法完全保留CAD文件的原始质量和细节,导致打印或显示效果不佳。 2. **编辑受限**:Word中的CAD图可能仅能查看,不能进行复杂的设计修改。 3. **兼容性问题**:不同版本的Word或CAD可能导致文件无法正确打开或编辑。 4. **文件大小**:CAD文件嵌入Word可能导致文档体积庞大,影响传输和存储。 因此,尽管在Word中直接编辑轴系结构装配图有一定的便利性,但为了保证设计的精确性和专业性,通常建议在专门的CAD软件环境中进行设计和编辑工作,然后将最终结果导出为图片或PDF等适合在Word中展示的格式。这样既能保持设计的专业度,又能避免潜在的技术问题。
2024-12-28 23:09:33 221KB CAD
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2024-12-28 16:14:34 46KB sql 毕业设计 Java
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Matlab研究室上传的视频均有对应的完整代码,皆可运行,亲测可用,适合小白; 1、代码压缩包内容 主函数:main.m; 调用函数:其他m文件;无需运行 运行结果效果图; 2、代码运行版本 Matlab 2019b;若运行有误,根据提示修改;若不会,私信博主; 3、运行操作步骤 步骤一:将所有文件放到Matlab的当前文件夹中; 步骤二:双击打开main.m文件; 步骤三:点击运行,等程序运行完得到结果; 4、仿真咨询 如需其他服务,可私信博主或扫描视频QQ名片; 4.1 博客或资源的完整代码提供 4.2 期刊或参考文献复现 4.3 Matlab程序定制 4.4 科研合作
2024-12-15 13:11:54 7MB matlab
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