计算机体系结构实验报告

北京服装学院商学院

实验报告

实验名称： 计算机系统实验

学生姓名：

班级学号：

指导教师： 刘 辉

实验日期： 20-09-13至20-09-21

一、实验名称

计算机操作系统安装、系统优化及系统安全实验

2 二、实验目的

1．熟悉计算机的体系结构

2．学习计算机操作系统的安装和系统的优化

3. 学习安全处理、系统备份以及简单组网技术

三、实验内容

1．计算机的体系结构认识

2. 操作系统安装和系统优化

3. 系统安全处理和系统备份

4. 简单组网技术及实践

四、实验环境

硬件：北校区计算机系统实验室计算机

软件：Windows XP 、Ghost等软件

五、实验过程和结果

3 实验一、计算机的体系结构认识

一. 计算机的基本组成部件及作用

答：《1》.显示器 ————————输出设备：显示电脑的工作过程

《2》鼠标，键盘————————输入设备：向电脑输入有用的命令，让它去为我们工作

《3》主机（机箱）————主要部分

① CPU——————中央处理器，是电脑运算和控制的核心，电脑处理数据的能力和速度主要取决于CPU

② 主板——————决定你这台电脑性能的重要零件之一

③ 南桥北桥——————连接各个部件，使他们能工作

④ 内存——————存放当前待处理的信息和常用信息的半导体芯片

⑤

电源——————提供电

⑥ 显卡——————将主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传送到显示器上显示。

⑦ 声卡——————可以把来自话筒、收录音机、激光唱机等设备的语音、音乐等声音变成数字信号交给电脑处理，并以文件形式存盘，还可以把数字信号还原成为真实的声音输出

⑧ 网卡——————又叫网络适配器是用来连接到网络的,它只是一个信号收发的设备

计算机系统结构实验报告

实验目的：

掌握计算机系统的基本结构和工作原理，了解计算机系统的组成部分及其相互关系。

实验仪器和材料：

计算机硬件设备（主机、硬盘、内存、显卡等）、操作系统、实验指导书、实验报告模板。

实验原理：

实验步骤：

1.搭建计算机硬件设备，将主机、硬盘、内存、显卡等组装连接好。

2. 安装操作系统，如Windows、Linux等。

3.启动计算机，进入操作系统界面。

4.打开任务管理器，查看CPU的使用情况。

5.打开任务管理器，查看内存的使用情况。

6.运行一些应用程序，观察CPU和内存的使用情况。

7.尝试使用输入输出设备，如键盘、鼠标等。

实验结果：

通过实验，我们可以观察到计算机系统的硬件部分和软件部分的工作情况。通过任务管理器，我们可以查看到CPU的使用情况和内存的使用情况。在运行应用程序时，我们可以观察到CPU和内存的使用情况的变化。通过使用输入输出设备，我们可以与计算机进行交互操作。

实验分析：

从实验结果可以看出，计算机系统的硬件部分和软件部分都是相互关联的。CPU作为计算机的核心部件，负责执行各种指令，通过数据传输和计算来完成各种操作。而内存则用于存储数据和程序，通过读写操作来完成对数据的处理。硬盘则用于长期存储数据。操作系统则是计算机系统的管理者，通过调度CPU和内存的使用来实现对计算机资源的分配。

结论：

计算机系统是由硬件和软件部分组成的，其中硬件部分包括CPU、内存、硬盘等，软件部分包括操作系统、应用程序等。计算机系统通过CPU的运算和数据传输来实现各种操作。通过实验，我们可以观察到计算机系统的工作情况，并深入了解计算机系统的组成和工作原理。

实验总结：

通过本次实验，我们对计算机系统的基本结构和工作原理有了更深入的了解。实验中，我们搭建了计算机硬件设备，安装了操作系统，并通过观察和分析实验结果，进一步认识到计算机系统的组成部分和各部分之间的相互关系。通过操作输入输出设备，我们还实践了与计算机进行交互操作的过程。通过本次实验，我们加深了对计算机系统的理论知识的理解，并掌握了实际操作的能力。

编者的话

计算机体系结构是计算机科学与技术、网络工程、信息安全专业以及计算机

应用专业本科生的一门重要专业课程，其目的是提高学生从总体结构、系统分析

这一层次来研究和分析计算机系统的能力，在计算机组成原理和相关课程的基础

上建立起计算机系统的完整概念。学习本门课程的目标是：初步具备计算机系统

的量化分析、性能评价、设计和选型的能力。

学习计算机体系结构的过程中，将会接触到很多基本概念、原理和分析方法，

对于计算机性能的分析与评测不容易领会和掌握。亟需一套较系统完整的实验工

具和环境。长期以来，研究人员也开发出了各种指令模拟器和分析工具。通过这

些工具，能够直观地理解计算机体系结构中的细节内容，有助于培养分析和解决

问题的能力和创新精神。其中著名的威斯康辛大学的计算机体系结构主页

（/wwwarch/public/home）提供了丰富的仿真和

测评工具。我们在2006年以前使用的是基于有关模拟器的自编实验指导书。

张晨曦教授等编著《计算机系统结构实践教程》设计和编写了11个实验：指

令系统和体系结构、流水线及流水线中的冲突、指令调度和延迟分支、Cache性

能分析、Tomasulo算法、再定序缓冲（ROB）工作原理、多Cache一致性——监听

协议、多Cache一致性——目录协议。实验内容基本覆盖了传统的计算机体系结

构教学内容，有利于加深对体系结构知识的理解。特别是该书所附光盘提供了系

统结构实验模拟器（可运行于Windows平台的模拟器）。这些模拟器界面友好，使

用方便、直观，交互性很强。我们在信息学院2007级2008级、2009级以及软件学

院2009级计应班的计算机体系结构课程实验的使用中，效果良好。

以下是2010级体系结构实验的参考范例（计算机系2009级蓝子睿同学的实验

报告），希望同学们把更多的时间用于实验的测试、分析和性能评价中，提高课

程的学习效率，进一步加深课程知识体系的理解。

操作系统实验报告

实验目的：

随着操作系统应用领域的扩大，以及操作系统硬件平台的多样化，操作系统的体系结构和开发方式都在不断更新，目前通用机上常见操作系统的体系结构有如下几种:模块组合结构、层次结构、虚拟机结构和微内核结构。为了更好的了解计算机操作系统体系结构，以及linux的体系结构，特作此报告。

实验内容：

计算机操作系统体系结构

一、模块组合结构

操作系统刚开始发展时是以建立一个简单的小系统为目标来实现的，但是为了满足其他需求又陆续加入一些新的功能，其结构渐渐变得复杂而无法掌握。以前我们使用的MS-DOS就是这种结构最典型的例子。这种操作系统是一个有多种功能的系统程序，也可以看成是一个大的可执行体，即整个操作系统是一些过程的集合。系统中的每一个过程模块根据它们要完成的功能进行划分，然后按照一定的结构方式组合起来，协同完成整个系统的功能。如图1所示:

在模块组合结构中，没有一致的系统调用界面，模块之间通过对外提供的接口传递信息，模块内部实现隐藏的程序单元，使其对其它过程模块来说是透明的。但是，随着功能的增加，模块组合结构变得越来越复杂而难以控制，模块间不加控制地相互调用和转移，以及信息传递方式的随意性，使系统存在一定隐患。

二、层次结构

为了弥补模块组合结构中模块间调用存在的固有不足之处，就必须减少模块间毫无规则的相互调用、相互依赖的关系，尤其要清除模块间的循环调用。从这一点出发，层次结构的设计采用了高层建筑结构的理念，将操作系统或软件系统中的全部构成模块进行分类:将基础的模块放在基层(或称底层、一层)，在此基础上，再将某些模块放在二层，二层的模块在基础模块提供的环境中工作;它只能调用基层的模块为其工作，反之不行。严格的层次结构，第N+l层只能在N层模块提供的基础上建立，只能在N层提供的环境中工作，也只能向N层的模块发调用请求。

在采用层次结构的操作系统中，各个模块都有相对固定的位置、相对固定的层次。处在同一层次的各模块，其相对位置的概念可以不非常明确。处于不同层次的各模块，一般而言，不可以互相交换位置，只存在单向调用和单向依赖。Unix/Linux系统采用的就是这种体系结构。