第一章计算机及网络知识

20世纪中叶诞生的计算机对社会的各个领域产生了深刻的影响，极大地推动了社会的快速发展和信息化进程。计算机已成为各行各业处理问题的必备工具，计算机知识已融入到人类文化中，成为人类文化不可缺少的一部分。通过本章学习，将使大家对计算机有个大致的了解，主要内容包括计算机的基本结构、*作系统、数据库、计算机网络、病毒的相关知识以及办公软件的介绍。

1.1计算机系统构成及主要功能

1.1.1计算机发展简介

计算机是一种具有记忆功能能连续自动快速运行的电子设备，又称电子计算机或电子数字计算机，常简称电脑。世界第一台计算机eniac(electronicnumericalintegratorand

puter，电子数字积分计算机，通常中文音译为埃尼阿克)于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学研制成功。它的问世，表明计算机时代的到来。

根据计算机所采用的电子元器件，可把计算机的发展划分为4个时代。

第一代是电子管计算机(1946年,1957年)。内存采用磁芯，容量为几千字节，外存采用纸带、卡片、磁带、磁鼓等，运算速度为每秒几千次，使用不方便，几乎没有什么软件，主要用于*事方面的科学计算。

第二代是晶体管计算机(1958年,1964年)。由于采用了晶体管，这代计算机的*能比第一代提高了几十倍甚至上百倍，速度可达每秒10万次，内存达到几十万字节，外存出现了磁盘，高级语言的出现使计算机*作变得更方便了，计算机的应用扩展到数据处理和工业控制中。

第三代是中小规模集成电路计算机(1965年,1970年)。集成电路是在几平方毫米的硅片上由几十个甚至上百个电子元件组成。这代计算机的体积和功耗显著减小，速度提高到每秒100万次，高级语言有了很大的发展，并出现了*作系统和会话式语言，计算机应用开始广泛用于各个领域。

*是大规模和超大规模集成电路计算机(1971年至今)。这代计算机速度高达每秒亿次或百亿次，*作系统不断完善，并行处理、多机系统、计算机网络等都已进入实用阶段。微型机的出现使计算机应用更普及，应用较件日益增多。

1.1.2计算机的分类

从*能指标和规模上来看，计算机分为巨型(超级)计算机、大型计算机、小型计算机、工作站和微型计算机。

?巨型(超级)计算机。大型或巨型计算机是现在计算机*能最强的一种，其速度达万亿次/秒，更重要的是其处理信息的方式发生了变化，即采用多处理结构，大规模并行处理。我国对巨型计算机也进行了研制和生产，如银河系列机。

?大型计算机。就是我们常说的大、中型机，具有很强的数据处理和管理能力，工作

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速度相对较快。目前主要应用于高等学校、较大的银行和科研院所。

?小型计算机。相对于当时的大型机而言，小型计算机规模较小，机构简单，运算速度和存储容量比大型机较差，但价格相对便宜，比较适合于中、小用户。

?工作站。这里所说的工作站不是指网络计算机系统中的工作站，而是介于pc机和小型计算机之间的一种高档微型计算机。其速度、存储容量介于现代小型机和pc机之间，专用*较强、兼容*较差。

?微型计算机。又称个人计算机(personalputer),其核心部件是以vlsi为基础的微型处理器芯片，主流产品是美国inter公司生产的80386、80486、pentium系列等。其*能远远超过了早期的小型计算机、大型计算机，而且兼容*极好，处理方式和处理对象都发生了深刻的变化，且正在向网络化方向发展。

1.1.3计算机系统与系统结构

1.计算机系统组成

计算机是一个完整系统，系统是指由若干相互*而又相互联系的部分所组成的整体，从这个角度说，计算机系统由硬件和软件系统两大部分组成。计算机的硬件系统和软件系统相互依赖，不可分割。在没有装入软件之前，计算机称作“裸机”。计算机系统的组成结构如图1-1所示。

2.计算机系统结构

计算机系统结构通常由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。

?运算器。是计算机中进行算术和逻辑运算的部件，通常由算术逻辑运算部件(alu)累加器及通用寄存器组成。

?控制器。用以控制和协调计算机各部件自动、连续的执行各条命令，通常由指令部件、时序部件及*作控制部件组成。

运算器和控制器是计算机中的核心部件，这两部分合称*处理单元(cpu)。若将计算机的cpu集成在一块芯片上作为一个*的器件，则称为微处理器mp(microprocessor)。

?存储器。主要功能是用来保存各类程序和数据信息。存储器分为主存储器和辅助存储器。主存储器主要采用半导体集成电路制成，又可分为随机存储器(randomaessmemory，简称ram)和只读存储器(readonlymemory，简称rom)。辅助存储器大多数采用磁*和光学材料制成，如磁盘、磁带和光盘等。

cpu和主存储器(有时也可包括软盘驱动器和硬盘)组成了计算机的主要部分。

?输入设备。用于从外界将数据、命令输入到计算机内存，供计算机处理。常用的输入设备由键盘、鼠标器、卡片阅读机、磁带输入机、光笔、cd-rom驱动器、视频摄像机等组成。

?输出设备。用以将计算机处理后的结果信息转换成外界能够识别和使用的数字、文字、图形、声音、电压等信息形势。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音响设备等。

需要说明的是，有些设备既可以作为输入设备，又可以作为输出设备，如软盘驱动器、硬盘、磁带机等。

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图1-1计算机系统

1.1.4计算机硬件和软件基础

1.计算机硬件

计算机的硬件系统是指计算机系统中的设备实体。主要有运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件以及总线、接口等组成。

尽管计算机的*能指标、工作方式等都已经并且正在发生变化，但它的基本结构没有改变，都是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成，都是采用“存储程序”的工作方式，即冯?诺依曼结构。指令和数据均以二进制形式存储于同一个存储器中。采取存储程序方式是冯?诺依曼计算机的核心思想。存储程序方式是指实现编制程序(能够完成一定功能的有序*作指令的*)并将程序和数据存入主存储器中，计算机在运行时就能自动、连续的从存储器中取出指令并执行。计算机基本结构如图1-2所示。

2.计算机软件

没有配备任何软件的计算机称为裸机。只有配备一定的软件，计算机才会向用户呈现强大的功能和友好的使用界面。一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。硬件是组成计算机的物质实体，如*处理器、存储器、总线等;而软件是指挥

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图1-2计算机基本结构

计算机工作的程序、与程序运行时所需要的数据以及这些程序和数据的有关说明的技术资料。通常将软件分为系统软件和应用软件两大类。

一般把靠近内层、为方便实用和管理计算机资源的软件称为系统软件。系统软件使用与计算机管理、*、维护的软件，并为用户提供一个友好的*作界面。

系统软件有两个特点:一是通用*，即无论哪个应用领域的计算机用户都要用到它们;二是基础*，即应用软件要在系统软件支持下编写和运行。系统软件通常包括*作系统、语言处理系统、数据库管理系统、系统实用程序等。

应用软件是针对某个领域的具体问题而开发和研制的程序。应用软件一般包括用户程序及其说明*文件资料。应用软件必须在系统软件的支持下才能工作。它具有很强的实用*和**，正是由于应用软件的开发和使用，才使得计算机的应用日益渗透到社会的各行各业。

比较常用的应用软件有:文字处理软件，如word、wps等;电子表格软件，如excel、lotus1-2-3等;图形处理软件，如autocad、3ds、painbrush等;课件制作软件，如powerpoint、authorware等;多媒体处理软件，如mediaplayer、realplay等。

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第2篇：塑料离合器总泵*能要求及系统结构设计论文

1、离合器总泵的用途和功能

离合器总泵是将离合器踏板力转换成液压输出到离合器分泵，离合器分泵将液压转换成推力，推动离合器分离轴承从而使离合器实现分离。驾驶员踩下离合器踏板时，推杆推动总泵活塞使离合器总泵输出制动液，制动液通过油管进入分泵，由于离合器总、分泵系统是一个密封的型腔，随着总泵容积的压缩，总泵输出制动液给分泵，迫使分泵活塞推杆推动分离叉，将分离轴承推向前或直接推动分离轴承向前，与此同时随着驾驶员继续加力到踏板，离合器膜片*簧传递到分泵上的负载力也增加，离合器总泵工作腔的液压也随之上升，最终使离合器分离；当驾驶员松开离合器踏板时，液压解除，分离轴承在离合器膜片*簧力作用下逐渐退回原位，离合器又处在接合状态。由离合器踏板、离合器总泵，储存制动液的油壶、连接总泵分泵的油管、离合器分泵、离合器等组成的离合系统结构见下图1。

图1

2、离合器总泵的工作原理

离合器总泵是一个单腔的柱塞泵，结构上也有高压腔（工作腔）和常压腔（通油杯），主要由活塞、推杆、缸体、主皮碗和副皮碗等配件组成。驾驶员的踏板力经过推杆做用在活塞上，活塞向前运动，制动液从出油孔排出，通过油管连接供给离合器分泵，离合器分泵是一个密闭腔，随着总泵输出排量的增加以及离合器膜片*簧的反力从而产生液压。离合器总泵一个工作循环包括活塞的前进和后退两个动作，活塞前进过程关闭补偿孔后开始产生液压，活塞后退过程中输入力撤掉，液压回零。同时随着活塞返回时高压腔容积变化形成负压，利用大气压原理，制动液从油壶补到高压腔。活塞完全回位后，通往分泵管路中的制动液陆续返回，此时补油通道也完全打开，把多余的制动液返回到油杯。到此制动液充满整个高压腔，为下一个工作循环做好了准备。

图2

离合器总泵和分泵的活塞截面积不同，结构上离合器总泵的活塞直径比离合器分泵的活塞直径小，利用制动液做为介质，实现输出力的放大功能，同时输出行程变小。

3、塑料离合器总泵的特点

塑料离合器总泵由于工程塑料及其注塑等工艺的应用，首先大大降低了离合器总泵的重量，这一点符合汽车轻量化的发展理念。汽车轻量化是发展方向，塑料应用是实现汽车轻量化的重要途径之一。每辆汽车塑料的用量是衡量汽车生产技术水平的标志之一。其次，塑料件采购注塑工艺生产，生产效率高。第三，减少了配件，降低了成本。第四，使用寿命长。塑料结构的离合器总泵可以更方便的实验固定皮圈式结构设计，皮圈内圈与活塞表面滑动密封，皮圈润滑条件好，不容易磨损，产品使用寿命更长。

4、*能参数及系统结构设计

4.1、最高工作压力

塑料离合器总泵的应用之所以越来越广泛，最主要的原因就是离合器总泵的最高工作压力较低，通常不大于2.8mpa。

4.2、补油通道的设计

之所以称为泵，首要任务是完成整个系统制动液的供给，同时又能补充制动液的损失。补油的原理如图3，活塞的运动使工作腔的容积变化，在主皮碗的帮助下产生负压，同时主皮碗的外侧唇口又设计了均布的导油槽，外侧的的唇口在-10～30kpa反向吸力作用下变形，打开补油通道。

图3

当活塞完全回位后，回油通道打开，多余的制动液返回到油壶。活塞前进，直到关闭回油通道的这段行程叫空行程。通常设计为1.5±0.5mm。

4.3、主皮圈和副皮圈的设计

由于要实现补油的功能，所以主皮圈除了需要设计足够的过盈量外还需要兼顾反向补油压力，以利于实现补充制动液工作腔。主皮圈内圈的单侧过盈量0.6mm，或者根据皮圈结构兼顾平滑*推荐0.25～7mm的参考范围。内圈大孔与活塞杆的单侧间隙为1mm。主皮圈外圈的端径与缸体安装孔的直径一致或单侧小0.15mm，外圈单侧过盈量0.5mm。主皮圈与活塞的配合如图3.4。

图4

完美的副皮圈特*与主皮圈不同，要求能保持住200kpa的反向压力，以保*在真空加注制动液的过程能顺便完成，同时能防止工作过程中空气的进入而导致的渗油。外圈的端径同安装孔尺寸一致，或单侧比孔大0.2max，内圈的底孔直径比活塞杆大1mm（可以根据借用件的大孔尺寸设计外圈端径处的过盈量），内圈与活塞的单侧过盈量0.5～0.7mm，外圈的单侧过盈量0.5～0.7mm。设计时根据缸孔与活塞的配合间隙，皮圈结构等调整。副皮圈与活塞的配合如图4。最终满足了以上条件，还要校核皮圈内唇口与活塞接触点到皮圈沟槽底部的悬臂尺寸，些尺寸对皮圈抵抗反向压力力的能力影响较大。主皮圈和副皮圈内主皮圈内唇口与活塞的接触面宽度0.8～1.5mm比较理想。主要为了保*活塞运动平滑*和皮圈耐磨*。

4.4、超声波焊接机的选用和焊线的设计

塑料离合器总泵通常采用超声波焊接结构，工作时焊接面承受2kn的力，同时要保*焊接面不漏油。焊接机可以选用3.2kw20khz，行程150mm以上就能满足常规产品的生产需要。实际应用中剪切面宽度为0.6mm，深度为1.5mm，拉力测试可以达到4kn以上。理想的焊线设计如图5。

图5

5、塑料离合器总泵的*能要求和检测

5.1、常温低压状态密封*实验

试验装置如图6，总泵加制动液，排尽空气，推动活塞在液压腔建立0.8mpa±0.2mpa液压，推杆5锁死，保持30s±5s，读取压表1的液压值。液压降不超过0.07mpa。

图6

5.2、常温高压状态密封*实验

试验装置如图5.2.1，总泵加制动液，排尽空气，推动活塞在液压腔建立7mpa±0.3mpa液压，推杆5锁死，保持30s±5s，读取压表1的液压值。液压降不超过0.3mpa。

5.3、工作耐久*

1）工作耐久*试验包括常温耐久*试验、高温耐久*试验和低温耐久*试验。试验依次按常温—高温—低温顺序循环。试验共3个循环。

2）调整测试装置，满足活塞动作程行程大于总泵行程的80%，工作腔内建立起2.8mpa±0.3mpa液压。保压时间不少于0.60s。

3）试验其它要求及条件见下表。

表1工作耐久*实验要求和条件

参考文献

[1]制动技术手册/（德）布罗伊尔（breuer,b.），（德）比尔（bill,k.）着；刘希恭等译．—*：机械工业出版社，2023.6.

[2]《汽车制动系的结构分析与设计计算》刘惟信清华大学出版社;第1版2006.7.1.

[3]汽车维修实训教程整车实训谭本忠主编电子工业出版社2023-10-1.

[4]汽车底盘设计王霄锋清华大学出版社2023-10-1.

第3篇：计算机系统结构学习心得

在大四上学期课程中对于计算机系统结构的学习已经结束，老师细心的讲解，耐心的辅导，是我从中学到很多的知识。

从中我了解到计算机系统结构（puterarchitecture）也称为计算机体系结构，它是由计算机结构外特*，内特*，微外特*组成的。经典的计算机系统结构结构的定义是指计算机系统多级层次结构中机器语言机器级的结构，它是软件和硬件固件的主要交界面，是由机器语言程序、汇编语言源程序和高级语言源程序翻译生成的机器语言目标程序能在机器上正确运行所应具有的界面结构和功能。计算机系统结构指的是什么?是一台计算机的外表?还是是指一台计算机内部的一块块板卡安放结构?都不是，那么它是什么?计算机系统结构就是计算机的的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特*。所谓外特*，就是计算机的概念*结构和功能特*。用一个不恰当的比喻一，比如动物吧，它的"系统结构"是指什么呢?它的概念*结构和功能特*，就相当于动物的器官组成及其功能特*，如鸡有胃，胃可以消化食物。至于鸡的胃是什么形状的、鸡的胃部由什么组成就不是"系统结构"研究的问题了。系统结构只管到这一层。关于计算机系统的多层次结构，用"人"这种动物的不恰当的例子列表对比如下。计算机系统，人，应用语言级，为*服务级，高级语言级，读书、学习级，汇编语言级，语言、思维级，*作系统级，生理功能级，传统机器级，人体器官级，微程序机器级，细胞组织级，电子线路级，分子级。

传统机器级以上的所有机器都称为虚拟机，它们是由软件实现的机器。软硬件的。功能在逻辑上是等价的，即绝大多部分硬件的功能都可用软件来实现，反之亦然。计算机系统结构的外特*，一般应包括以下几个方面(这也就是我们要分章学习的几个章节)把这几个方面弄清了，系统结构也就基本明确了：(1)指令系统(2)数据指令(3)作数的寻址方式(4)寄存器的构成定义(5)中断机构和例外条件(6)存储体系和管理(7)i/o结构(8)机器工作状态定义和切换(9)信息保护。所以在以后的学习中常回头想想这是系统结构的哪一方面，这对把握全局有好处。这里提一下计算机系统结构的内部特*，计算机系统结构的内特*就是将那些外特*加以"逻辑实现"的基本属*。所谓"逻辑实现"就是在逻辑上如何实现这种功能，比如"上帝"给鸡设计了一个一定大小的胃，这个胃的功能是消化食物，这就是鸡系统的某一外特*，那怎么消化呢，就要通过鸡喙吃进食物和砂石,再通过胃的蠕动、依靠砂石的研磨来消化食物，这里的吃和蠕动等*作就是内特*。还有一个就是计算机实现，也就是计算机组成的物理实现。它主要着眼于器件技术和微组装技术。拿上面的例子来说，这个胃由哪些组织组成几条肌肉和神经来促使它运动就是"鸡实现"。据此我们可以分清计算机系统的外特*、内特*以及物理实现之间的关系。在所有系统结构的特*中，指令系统的外特*是最关键的。因此，计算机系统结构有时就简称为指令集系统结构。我们这门课注重学习的是计算机的系统结构，传统的讲，就是处在硬件和软件之间介面的描述，

也就是外特*。这些不恰当的比喻只是帮助理解，不可强求对应，不然会有损科学的严密*。计算机系统结构的分类：按"流"分类的方法，这是flynn教授提出的按指令流和数据流的多倍*概念进行分类的方法。共有四大类，即：(s-single单一的。

i-instruction指令m-multiple多倍的d-data数据)。sisd单指令流单数据流，传统的单处理机属于sisd计算机。simd单指令流多数据流，并行处理机是simd计算机的典型代表。我国的yh-i型是此类计算机型。misd多指令流单数据流，实际上不存在，但也有学者认为存在。mimd多指令流多数据流，包括了大多数多处理机及多计算机系统。我国的yh-ii型计算机是这种类型的计算机。一般将标量流水机视为sisd类型，把向量流水机视为simd类型。按"并行级"和"流水线"分类：这是在计算机系统中的三个子系统级别上按并行程度及流水线处理程度进行分类的方法。计算机系统的设计准则：

1.只加速使用频率高的部件，这是最重要也是最广泛采用的计算机设计准则。因为加快处理频繁出现事件对系统的影响远比加速处理很少出现事件的影响要大。

2.阿姆达尔(amdahl)定律，这个定律就是一个公式。应会运用此公式做一些计算或分析，所以要记住并理解其意义。3.程序访问的局部*规律。程序访问的局部*主要反映在时间和空间局部*两个方面，时间局部*是指程序中近期被访问的信息项可能马上将被再次访问，空间局部*指那些在访问地址上相邻近的信息项很可能被一起访问。

计算机系统结构的发展冯诺依曼计算机的主要特点是：存储程序方式；指令串行执行，并由控制器加以集中控制；单元定长的一维线*空间的存储器；使用低级机器语言，数据以二进制表示；单处理机结构，以运算器为中心。改进后的冯·诺依曼计算机使其从原来的以运算器为中心演变为以存储器为中心。从系统结构上讲，主要是通过各种并行处理手段高提高计算机系统*能。软件、应用和器件对系统结构发展的影响。软件应具有可兼容*，即可移植*。为了实现软件的可移植*，