计算机体系结构教案
一、教学目标
通过本课程的学习，学生应能够：
1. 理解计算机体系结构的基本概念及其重要性；
2. 掌握计算机体系结构的基本组成和层次结构；
3. 熟悉不同类型计算机的体系结构特点；
4. 理解计算机体系结构对计算机性能的影响；
5. 了解计算机体系结构的发展历程和趋势。
二、教学内容
本教案包含以下几个部分的内容：
1. 计算机体系结构概述
1.1 什么是计算机体系结构
1.2 计算机体系结构的基本概念
1.3 计算机体系结构的分类
2. 计算机体系结构的层次结构
2.1 指令集体系结构（ISA）
2.2 微体系结构 2.3 组织结构
2.4 硬件体系结构
3. 不同类型计算机的体系结构特点
3.1 单处理器计算机的体系结构
3.2 多处理器计算机的体系结构
3.3 向量计算机的体系结构
3.4 集群计算机的体系结构
4. 计算机体系结构与性能
4.1 指令级并行（ILP）
4.2 线程级并行（TLP）
4.3 处理器级并行（PLP）
4.4 存储系统与性能
5. 计算机体系结构的发展历程和趋势
5.1 早期计算机体系结构
5.2 CISC与RISC体系结构
5.3 多核与并行计算
5.4 高性能计算与云计算 三、教学方法
本课程将采用以下教学方法：
1. 讲授法：通过课堂讲解，介绍计算机体系结构的基本概念、分类和层次结构。
2. 实例分析法：通过具体的计算机体系结构案例分析，加深学生对不同类型计算机体系结构的理解。
3. 讨论法：通过课堂讨论，引导学生思考计算机体系结构对计算机性能的影响和未来的发展趋势。
4. 实验教学法：通过实验操作，锻炼学生分析和解决计算机体系结构相关问题的能力。
四、教学评价
教学评价主要包括以下几个方面的考核：
1. 平时表现（占比30%）：包括课堂参与情况、作业完成情况和实验操作等方面的表现。
第1章 STM32F103RBT硬件体系结
构
1.1 STM32RBT简介
STM32F103RBT6是基于Corte-M3内核的微控制器，工作频率为72MHz，内置高速存
储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总
线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和1个PWM定时器，
还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C接口和SPI接口、3个USART接口、一个USB接
口和一个CAN接口。
STM32F103 RBT6处理器的供电电压为2.0V至3.6V，包含-40°C至+85°C温度范围和
-40°C至+105°C的扩展温度范围。一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。
STM32F103RBT6的温度范围：-40°C至+85°C
STM32F103RBT7的温度范围：-40°C至+105°C
这些丰富的外设配置，使得STM32F103RBT微控制器适合于多种应用场合：
● 电机驱动和应用控制
● 医疗和手持设备
● PC游戏外设和GPS平台
● 工业应用：可编程控制器(PLC)、变频器、打印机和扫描仪
● 警报系统、视频对讲、和暖气通风空调系统等
1.1.1. 特性
z Cortex-M3处理器，最高72MHz工作频率；
z 存储器：128K字节的程序存储器（ROM）；20K字节的SRAM；
z 时钟：内嵌出厂调校的8MHz和40KHz的RC振荡器，并且32kHz RTC振荡器也
带校准功能
z 复位：上电/断电复位（POR/PDR）
z 电源管理：2.0—3.6伏供电和I/O引脚，可编程电压检测（PVD） z 低功耗：可设置睡眠、停机和待机等三种模式
z AD：2个12位的模数转换器，1us转换时间（多达16个输入通道），转换范围是
0至3.6V；双采样和保持功能，内部带温度传感器
z DMA：7通道DMA控制器，支持的外设有定时器、ADC、SPI、I2C和USART
姓名：梁斯云
学号：2012150285
1） 画出8个节点的立方体网络连接图
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2） 画出16个节点的混洗网络连接图
R R
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第3章 1
第一篇
结构的力学计算模型
第3章 2
第3章 几何组成分析
【内容提要】
本章简要介绍刚片、自由度与约束等基本概念，重点介绍几何不变体系的基本组成规则。体系的几何组成分析是判定体系能否作为建筑结构使用的依据，又是结构计算的前提条件。通过几何组成分析可以确定静定结构计算途径，也可以确定超静定结构的多余约束数目等。
【学习目标】
1. 理解几何不变体系和几何可变体系的概念，了解几何组成分析的目的。
2. 了解刚片、自由度与约束的概念。
3. 掌握几何不变体系的基本组成规则，并能熟练运用二刚片规则、三刚片规则以及二元体规则对结构几何组成进行分析。
4. 理解体系的几何组成与静定性的关系，能正确区分静定结构与超静定结构。
5. 掌握梁、刚架、桁架、组合结构和拱等平面杆件结构的受力特点。
§3－1 概述
3－1－1 分析几何组成的目的
（a） （b）
图1-60
建筑结构是由杆件通过一定的连接方式组成的体系，在荷载作用下，只要不发生破坏，它的形状和位置是不能改变的。那么杆系怎样的连接方式才能成为结构？杆系通过不同的连接方式可以组成的体系可分为两类。一类是几何不变体系，即体系受到任意荷载作用后，能维持其几何形状和位置不变的，则这样的体系称为几何不变体系。如图1-60（a）所示的体系就是一个几何不变体系，因为在所示荷载作用下，只要不发生破坏，它的形状和位置是不会改变的；另一类是由于缺少必要的杆件或杆件布置的不合理，在任意荷载作用下，它的形状和位置是可以改变的，这样的体系则称为几何可变体系，如图1-60（b）所示。因为在所示荷载作用下，不管P值多么小，它都不能维持平衡，而发生了形状改变。结构是用来承受荷载的体系，如果它承受荷载很小时结构就倒塌了或发生了很大变形，就会造成工程事故。故结构必须是几何不变体系，而不能是几何可变体系。 第3章 3 我们在对结构进行计算时，必须首先对结构体系的几何组成进行分析研究，考察体系的几何不变性，这种分析称为几何组成分析或几何构造分析。
