电脑的存储结构设计与实现
计算机科学与技术设计实现方案范文

计算机科学与技术设计实现方案范文计算机科学与技术设计实现方案是一个涉及计算机系统、软件开发、网络技术等多方面知识的综合性课题。
设计实现方案的范文可以根据具体的项目需求和情况而有所不同,以下是一个可能的范文示例:设计实现方案范文:一、项目背景。
本项目旨在开发一个智能家居系统,通过集成各种传感器和控制设备,实现对家庭环境的智能监控和远程控制。
该系统将通过网络连接,用户可以通过手机或电脑远程监控家庭环境,并且可以实现智能化的控制,例如智能灯光控制、温度调节、安防监控等功能。
二、需求分析。
1. 用户需求,用户希望能够通过手机App实现对家庭环境的实时监控和远程控制,同时希望系统能够根据家庭成员的习惯和需求进行智能化的调节和控制。
2. 技术需求,系统需要集成各种传感器,包括温度传感器、湿度传感器、光线传感器等,同时需要与智能家居设备进行联动,如智能灯具、智能门锁、智能摄像头等。
三、技术方案。
1. 硬件设计,选择高性能的嵌入式处理器作为系统的核心,集成各种传感器和控制设备,同时考虑功耗和成本等因素进行硬件设计。
2. 软件开发,采用分布式系统架构,开发手机App和后台服务程序,实现用户界面和智能控制算法的开发。
3. 网络通信,采用Wi-Fi或蓝牙等无线通信技术,实现设备之间的联动和与用户手机的连接。
4. 数据存储与处理,设计数据库存储结构,实现数据的采集、存储和分析,为智能化控制提供数据支持。
四、实施计划。
1. 硬件制造,确定硬件设计方案,进行PCB设计和制造,选择合适的传感器和控制设备。
2. 软件开发,进行手机App和后台服务程序的开发,实现用户界面和智能控制算法。
3. 系统集成,进行硬件和软件的集成测试,确保各个模块之间的协同工作。
4. 系统调试,进行系统整体调试和优化,确保系统稳定可靠。
五、风险分析。
1. 技术风险,硬件设计和软件开发中可能遇到的技术难题,需要及时调整方案和解决问题。
2. 成本风险,硬件成本和人力成本可能超出预算,需要进行成本管控和风险评估。
计算机网络中隐私信息安全存储系统整体架构设计及仿真实验验证研究

第19期2023年10月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.19October,2023作者简介:汤培新(1979 ),男,广东广州人,工程师,本科;研究方向:网络安全和数据安全㊂计算机网络中隐私信息安全存储系统整体架构设计及仿真实验验证研究汤培新(广州市人力资源和社会保障数据服务中心,广东广州510000)摘要:信息技术的快速发展带动了计算机在各行各业中的高度应用,但计算机网络在运行中仍存在一定的安全风险,如黑客攻击㊁网络漏洞等,造成用户隐私信息安全受到威胁㊂基于此,文章提出一种基于Linux 系统的隐私信息安全存储系统,从系统整体设计与功能模块设计两方面出发,将隐私信息安全存储系统分为控制平面与数据平面两大版块,同时设计网络报文处理模块功能与数据加密模块功能,以期通过各功能模块的协同配合,增强网络隐私信息安全处理效果,实现计算机网络中隐私信息的安全存储㊂将文章研究的存储系统与基于SAN 技术和基于Modbus /TCP 的隐私信息安全存储系统进行仿真实验验证,得出本系统对于隐私信息存储的安全性和处理效率更高,且存储信息数据更为完整,存储空间也较小,适合实践推广应用㊂关键词:计算机网络;隐私信息安全存储系统;Linux 系统中图分类号:TP333㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀目前,信息数据的隐私安全已成为计算机网络领域中的研究热点㊂董子渔[1]提出一种基于SAN 技术的隐私信息安全存储系统,通过采用SAN 网络框架,将网络信息安全存储系统划分为管理调控模块㊁资源池模块㊁安全控制模块以及网络安全模块,通过各模块间的调度与协作,实现了隐私数据的储存与管理,有效提高了数据安全保护效率㊂但在使用中,该方法也存在存储量受限的问题,导致系统无法及时更新㊂许建峰等[2]提出一种基于Modbus /TCP 的隐私信息安全存储系统,在硬件方面优化计算机网络的网关,实现了安全级DCS 与非安全级DCS 的Modbus /TCP 协议转换,并通过对安全信息进行加密传输和口令认证,实现信息安全存储㊂此系统在保证隐私数据安全存储效率的基础上,降低了安全检测的读带宽和写带宽,使系统能够同时执行更多的安全存储任务㊂但在使用中,该系统也存在无法压缩数据的缺点,造成该系统占用计算机网络空间较大的问题㊂基于此,本研究通过提出一种基于Linux 系统的隐私信息安全存储系统,通过选取Linux 系统作为设计核心,最大限度地发挥数据加解密技术优势,以实现对iSCSI 报文携带数据的加解密处理,达到安全存储的最终目的,且所需存储空间更小,更适用于实践应用㊂1㊀隐私信息安全存储系统整体架构设计1.1㊀系统整体设计㊀㊀Linux 系统是一种基于自由和开放源代码的操作系统,具有较强的安全性与稳定性,可在多种应用平台上运行,并能为使用者提供众多应用程序的工具,以满足用户的实际操作需求㊂1.1.1㊀控制平面设计㊀㊀本系统控制平面设计时充分借助了Linux 系统的IPC 机制,即基于Netlink Socket 的内核态与用户态间的双向数据传输技术,实现了数据平面数据包的高速转发,切实提高了隐私信息安全存储系统的信息管理效率与报文处理效率[3]㊂结构如图1所示㊂1.1.2㊀数据平面设计㊀㊀数据平面CPU 在ZOL 核上运行,主要负责隐私信息安全存储系统的业务逻辑处理㊂按照系统业务需求的不同,数据平面CPU 共包括网络报文处理模块和3DES 加解密模块两大部分,二者分别以不同的进程进行㊂其中,网络报文处理进程负责为系统生产数据,数据加解密进程则负责对数据进行加解密处理,并在处理完成后,将数据复原为最原始的报文格式,再从网口发送出去[4]㊂在本系统中,将35个CPU 划分为30个CPU 进行数据包处理,5个CPU 进行数据加解密处理,以构建出性能最佳的CPU 分配比例㊂且两个进程所使用的CPU 数量也可根据系统的实际需求进行动态调整,使渠道隐私信息安全存储系统处于最佳工作状态㊂1.2㊀功能模块设计1.2.1㊀网络报文处理模块功能设计㊀㊀网络报文处理模块作为隐私信息安全存储系统的功能模块之一,既负责从网口接收的报文中提取IPSAN 系统传输的数据;也负责将数据加解密模块处理后的数据复原成最初接收时的报文格式,再传输给mPIPE,从网口中发送出去㊂详细工作流程如图2所示㊂图1㊀控制平面CPU结构图2㊀网络报文处理模块流程㊀㊀(1)TCP 重组㊂TCP 重组是指信息系统在工作时,Linux 内核会依据网络拥塞情况,将一段较长的TCP 流分割成一定长度,然后再给其添加IP 头部,并重新计算校验,最后封装成IP 数据从网口发送出去㊂通过此流程,可有效避免数据丢失的情况发生,切实保证了隐私数据传输的安全性㊂(2)iSCSI 协议解析㊂因隐私信息安全存储系统只对IPSAN 系统传输的数据加解密,其他报文直接转发,所以iSCSI 协议解析的目的是从携带数据的iSCSI 报文中获取数据,其他报文并不做处理㊂在协议解析时,首选判定iSCSI 报文类型,若是直接进行登录操作㊁注销操作的iSCSI报文,则直接转发;若是携带数据的iSCSI 报文,则需获取携带的数据以及密钥索引(包括目标器名称㊁逻辑单元号等),最后将所涉及的隐私数据保存在网络缓存中,移交至加解密模块对数据进行加解密处理㊂1.2.2㊀数据加解密模块功能设计㊀㊀数据加解密模块的本质是通过复杂的加解密算法,对计算机网络中所传输的隐私数据进行加密处理㊂其模块流程如图3所示㊂从模块流程中可以看出,加解密模块首先从安全头获取密钥索引,然后再从密钥管理模块中查询密钥,最后将所查询到的密钥和数据一起传输到MiCA 引擎中进行加解密处理,以保证隐私数据的安全性㊂图3㊀数据加解密模块流程㊀㊀密钥构成及管理㊂本系统中,数据加解密模块的核心功能是通过密钥管理才得以实现的㊂即将解密报文中的3个域(Logic Block Address㊁Target ID㊁LUN ID)作为密钥索引从密钥管理模块中查询密钥,有效保证了密钥的安全性㊂且在系统中,通过将以上3个密钥索引作为随机数种子,调取Linux 系统的srand 函数生成一组192bit 随机字符串作为密钥,将密钥存储到SQLite 数据库中,可防止黑客攻击所造成的数据丢失,极大地提高了密钥安全性㊂在实际操作时,只需在计算机本地磁盘中保存一个映射表,就可从SQLite 数据库中查找到密钥索引所对应的密钥,完成数据加解密处理㊂2㊀隐私信息安全存储系统仿真实验验证㊀㊀为验证本文提出的基于Linux 系统的隐私信息安全存储系统的应用效果,将基于SAN 技术的信息安全存储系统与基于Modbus /TCP 的信息安全存储系统作为对照组,进行仿真实验验证㊂2.1㊀实验参数设定㊀㊀仿真实验参数设定为:发送信息时的比特数1bit㊁接收端与发送端之间的距离3000km㊁包速率3pkt/s㊁平均时延3ms㊁最大传输单位1200Byte㊁分组负载547bytes㊂2.2㊀存储量测试结果㊀㊀存储量在计算机数据结构中是指算法执行过程时所需的最大存储空间,也指在SQLite数据库中存储数据的多少,计算公式为:存储量=存储单位个数ˑ存储字长㊂设定主存地址寄存器为18位㊁主存数据寄存器为36位,在依据按字寻址范围为6k的情况下,测试不同隐私信息安全存储系统数据存储量㊂测试结果如图4所示㊂图4㊀3种隐私信息安全存储系统存储量测试结果㊀㊀从存储量数据结果中可以看出:第一,当按字寻址范围达到6000k时,本文所提出的基于Linux系统的隐私信息安全存储系统的存储量可达到60GB,基于SAN技术的信息安全存储系统存储量为54GB,基于Modbus/TCP的信息安全存储系统存储量为57 GB,大小排序为本文所提出的系统>基于Modbus/ TCP的系统>基于SAN技术的系统㊂第二,随着按字寻址范围的增大,本文所提出系统的存储量大小要普遍优于其他两种隐私信息安全存储系统㊂由此可见,本文所提出的基于Linux系统的隐私信息安全存储系统存储量要明显优于另外两个存储系统㊂根本原因在于本文所提出的隐私信息安全存储系统在设计初始,就通过设计数据加解密模块功能,对所要传输的隐私信息进行了加密与解密,以此提高了隐私信息数据存储量,避免了信息存储遗漏㊂2.3㊀系统内存测试结果㊀㊀隐私信息安全存储系统在运行时,CPU占用率越低,说明系统运行效果更好,表示系统具有较强的并发能力,可支持多个流程同时运行㊂设定最大储存数据大小为600GB,测试不同隐私信息安全存储系统CPU占用情况㊂测试结果如图5所示㊂图5㊀3种隐私信息安全存储系统系统内存测试结果㊀㊀从图5中可以看出,当计算机储存数据量达到600GB时,本文所提出的基于Linux系统的隐私信息安全存储系统的CPU占用速率为10.12%,基于SAN 技术的信息安全存储系统的CPU占用率为11.23%,基于Modbus/TCP的信息安全存储系统的CPU占用率为11.97%,且随着存储数据的增大,本文提出系统的CPU占用率要明显低于其他两个系统,说明基于Linux的系统具有较好的并发性能,能支持多个流程同时运行,保障了数据的顺利传输㊂3 结语㊀㊀综上所述,通过仿真实验验证可以得出,本文所设计的基于Linux系统的隐私信息安全存储系统,存储量较高为60GB,安全存储占用系统内存较低为10.12%㊂真正通过设计控制平面CPU和数据平面CPU的合理分配与网络报文处理模块与数据加解密模块的功能,实现了数据链的合理传输㊁数据的加密与解密,切实增强了计算机网络中隐私信息安全的存储效果,极大地提高了隐私信息的安全性,为通信传输提供了科学的安全保障,具有较强的实践推广价值㊂参考文献[1]董子渔.基于SAN技术的网络数据安全存储系统设计[J].信息与电脑(理论版),2021(18):209-211.[2]许建峰,许俊渊,方洪波.基于Modbus/TCP的发电厂DCS网关网络信息安全存储系统设计[J].现代电子技术,2022(2):115-119.[3]张小云,张增新.数据加密技术在网络数据信息安全中的应用[J].网络安全技术与应用,2023(4): 22-23.[4]杨晓娇,吴文博,董洁,等.大数据时代下的网络信息安全保护策略研究[J].数字通信世界,2023 (3):4-5,23.(编辑㊀王雪芬)Design and simulation experimental validation of the overall architecture ofprivacy information security storage system in computer networksTang PeixinGuangzhou Human Resources and Social Security Data Service Center Guangzhou510000 ChinaAbstract The rapid development of information technology has driven the high application of computers in various industries.However there are still certain security risks in the operation of computer networks such as hacker attacks network vulnerabilities etc.which pose a threat to the security of user privacy information.Based on this this article proposes a design of a privacy information secure storage system based on Linux system.Starting from the overall system design and functional module design the privacy information secure storage system is divided into two major sections control plane and data plane.At the same time two major functions are designed network message processing module and data encryption module.The aim is to collaborate and cooperate with each functional module Enhance the security processing effect of network privacy information and achieve secure storage of privacy information in computer networks.Finally simulation experiments were conducted to verify the proposed storage system with privacy information security storage systems based on SAN technology and Modbus/TCP.It was found that the system has better security and processing efficiency for privacy information storage and the stored information data is more complete with smaller storage space making it suitable for practical promotion and application.Key words computer network secure storage system for privacy information Linux system。
先进半导体存储器-结构、设计与应用__概述说明

先进半导体存储器-结构、设计与应用概述说明1. 引言1.1 概述随着信息技术的快速发展,存储器设备在计算机和移动设备等领域中扮演着至关重要的角色。
在过去的几十年里,人们开发了各种类型的存储器,其中最为先进和广泛应用的是半导体存储器。
半导体存储器以其快速读写操作、高密度数据存储和较低功耗的优势成为主流技术。
1.2 文章结构本文将对先进半导体存储器的结构、设计与应用进行全面深入地探讨。
首先,我们将介绍先进半导体存储器的基本原理和发展历程,包括其在计算机系统中的主要类别和性能指标。
然后,我们将重点探讨先进半导体存储器在计算机系统中主存和缓存系统中的应用以及其在移动设备和云计算中的应用。
此外,我们还将探讨未来先进半导体存储器发展方向及挑战,并分析微细加工技术对其造成的影响与挑战。
最后,在结论部分对该论题进行总结,并展望先进半导体存储器的未来发展方向和挑战。
1.3 目的本文旨在通过对先进半导体存储器的结构、设计与应用进行全面分析,帮助读者深入了解该领域的最新进展和技术趋势。
文章将从基础原理入手,详细介绍各种先进半导体存储器的类型、特点和性能指标,并探讨其在计算机系统中的广泛应用。
此外,文章还将关注微细加工技术对先进半导体存储器的影响和挑战,并展望该技术领域的未来发展方向。
通过阅读本文,读者将深入了解现代存储器技术的发展趋势,为相关研究和应用提供参考依据。
2. 先进半导体存储器的结构与设计2.1 先进半导体存储器的基本原理先进半导体存储器是一种利用电子场效应管和电容来实现数据存储的半导体器件。
它通常由晶体管和电容构成,其中晶体管用于控制电荷在电容中的流动以实现数据的存取。
基本存储单元包括位线、字线、感应线和电容,通过调整位线、字线和感应线上的电势,并利用晶体管对数据进行读写操作。
2.2 先进半导体存储器的发展历程先进半导体存储器起源于上世纪60年代,经历了多个阶段的技术演进。
最初的静态随机访问存储器(SRAM)采用双稳态触发器作为基本单元,具有快速读写速度和较高可靠性。
计算机组成与设计改变了我对计算机的认识读后感

计算机组成与设计改变了我对计算机的认识读后感通过阅读《计算机组成与设计》,我对计算机的认识得到了极大的改变。
这本书系统地介绍了计算机的组成结构和设计原理,使我深刻理解了计算机工作的内部机制和核心原理。
本文将阐述我在阅读这本书之后对计算机的新认识,并分享我对计算机组成与设计的深刻思考。
首先,在阅读《计算机组成与设计》之前,我对计算机的认识仅限于表面的应用层面,对计算机内部结构和工作原理一无所知。
然而,通过深入学习计算机的组成与设计,我发现计算机并非神奇的黑匣子,而是由各种硬件和组件构成的复杂系统。
我了解了计算机的五大组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器(内存)、输入设备、输出设备和外部存储器。
更为重要的是,我了解了它们之间的工作原理及相互配合的关系。
其次,《计算机组成与设计》还深入介绍了计算机的指令集架构(ISA)和微体系结构。
ISA是指计算机与程序员之间的接口规范,它定义了指令集、寄存器和内存等方面的规定。
这一部分的阅读让我认识到,不同的计算机可以使用不同的ISA,而ISA的选择将直接影响计算机的性能和功能。
而微体系结构则是在给定ISA的基础上,实现计算机结构的具体细节。
深入理解ISA和微体系结构之间的关系,对我今后的计算机科学学习具有重要意义。
阅读这本书还让我对计算机的性能提升有了新的认识。
在书中,我了解到了多核处理器、流水线技术、超标量架构等一系列计算机性能提升的技术手段。
这些技术的运用,使得计算机能够更加高效地执行指令,实现更快的计算速度和更强的计算能力。
在了解了这些技术之后,我对于计算机的性能指标和评估方法有了更为深入的了解。
此外,《计算机组成与设计》还介绍了计算机的存储系统和I/O系统。
读完这部分内容后,我对计算机的存储和输入输出有了更加全面和深入的了解。
了解到存储器层次结构(包括高速缓存、主存、辅存等),可以使我更加科学地设计和管理存储器,提高计算机的工作效率。
了解I/O系统的相关知识,让我认识到输入输出是计算机与外部环境进行信息交互的重要方式。
链式存储结构上选择排序算法的研究与实现

参 考文 献
[】严蔚敏 ,吴伟 民.数据结构 [ ] 1 M .清华大学出版社 , 19 . 97 [】耿 国华 .数据结构 ( 言版 ) 【 2 c语 M】.西安 :西安 电子科
1 ) }
[]达文姣 ,任志 国 ,等 .链式 结构上 排序 算法 的研究 []. 7 J
电脑编程 与维护 ,2 1 ,() - . 0 1 3 :12
在线 性表上 的选择 排序 ,最好情况 下 的时间复杂度 是 O () n ,最差和平均情况下 的时间复杂度是 O (2,辅 助空间为 n) O () 1 ,算法一般不稳定 。在单链 表和静态链表 上的选择 排序 的时间复杂度 、空间复杂度 、稳定性与在线性 表上完全相 同。 所 以从实现过 程和算法 的分析 ,可 以很 明显 地发 现两种算 法
算 法实现描述如下 :
v i e csr s n l t N1 od S l t t( i i e o l k s S[ )
, / 静态链表上的选择排序算法
{
会有 多余 的结 点存 在 ,所 以数 据所 占的存储 空 间 良 费较少 。
链式结构上 的排序 只改变链 的指 向 ,而不会 改变数 据元素所 占节点 的位 置 ,即不会移 动数据元 素 ,从 而节省 了移动数据
sr c o e tu tn d
} }
) Βιβλιοθήκη 3选择排序算法在静态链表上实现
为了描述 插入排序 在静 态链表 上 的排序过程 ,定义 静态
链 表的结构 :
f ee y ed t, lmt a ;数据域 p a/ s ut o e* e t  ̄针 域 t c d nx; d r n H
冯诺依曼结构计算机的设计思想

冯诺依曼结构计算机的设计思想
冯诺依曼结构计算机的设计思想是现代计算机的基础,由德国数学家冯·诺依曼于1936年提出。
冯诺依曼结构是指一种
存储程序计算机的结构,它以存储程序控制的方式实现计算机的功能。
冯诺依曼结构的设计思想是将计算机分为存储器、控制器、运算器和输入/输出设备四个部分。
存储器也称为内存,由内部存储器和外部存储器组成。
内部存储器包括主存储器和寄存器,主存储器用来存储程序和数据,而寄存器用来存储临时数据。
外部存储器用来存储大量的数据和程序,主要分为磁盘存储器和磁带存储器等。
控制器是计算机的控制中枢,由控制器器件、控制器芯片、控制程序和控制命令组成。
它的工作原理是,根据控制程序和控制命令,控制器芯片控制各个部件的运行,实现计算机的功能。
运算器也叫处理器,是计算机的核心部件,它对输入的指令和数据进行处理,实现计算机的运算功能。
它由运算器电路、运算器芯片和运算器程序等组成。
输入/输出设备是计算机与外界交互的桥梁,它把计算机
处理的结果输出到外界,也把外界的输入数据传送到计算机内部。
它主要有键盘、鼠标、显示器、打印机等设备。
以上就是冯诺依曼结构计算机的设计思想,它将计算机分成存储器、控制器、运算器和输入/输出设备四个部分,实现计算机的功能。
冯诺依曼结构是现代计算机的基础,至今已经被广泛应用于个人电脑、大型计算机、服务器、嵌入式计算机等计算机系统,深刻地影响着我们的生活。
高性能存储系统的设计与实现

高性能存储系统的设计与实现在计算机系统中,存储系统是至关重要的一个组成部分,特别是在数据处理和互联网应用场景中。
高性能存储系统的设计和实现是当前计算机科学领域中的热门话题之一。
本文将从以下几个方面探讨高性能存储系统的设计和实现。
I. 存储系统的基本原理存储系统的设计和实现,首先需要了解存储系统的基本原理和存储技术的发展历程。
传统的存储系统主要分为两大类:磁盘存储和内存存储。
磁盘存储系统是指将数据保存到磁盘等外部存储设备中,以便长期保存和备份。
内存存储系统则是将数据保存到计算机内存中,以便快速读取和处理。
随着技术的发展,随着数据的爆炸式增长,单一的存储系统已经无法满足需求。
因此,在实际应用场景中,人们提出了许多存储系统的设计和实现方案,如:分布式存储系统、闪存存储系统、混合存储系统等。
存储系统的设计和实现方案主要包括存储介质、存储结构、存储管理等几个方面。
II. 存储介质的选择存储介质是存储系统的基础,它直接决定了存储系统的性能和可靠性。
常见的存储介质主要包括硬盘、固态硬盘(SSD)、内存、光盘和磁带等。
硬盘存储是传统的存储方式,具有大容量、低成本、可靠性高等特点。
但是,在处理大量随机读写操作时,性能很容易出现瓶颈。
固态硬盘则可以有效解决这个问题,它具有更高的读写速度、更短的响应时间和更快的启动速度。
同时,由于固态硬盘没有物理机械结构,因此可以避免机械故障。
内存作为一种高速存储介质,它的速度更快、响应更快,可以用来处理大量实时数据。
然而,内存存储的数据易失,因此需要定期备份。
另外,内存存储的成本也更高。
III. 存储结构的设计存储结构是指存储系统中数据的存储方式和组织方式。
存储结构的设计直接影响了存储系统的性能和可扩展性。
常见的存储结构主要包括:1. 块存储结构:将数据分为固定大小的块,可以独立地读取和写入。
2. 文件存储结构:将数据以文件的形式存储在存储介质中,可以通过文件名和路径来访问数据。
3. 键值存储结构:以键值对的形式存储数据,可以用来处理大规模的数据。
计算机内存管理基础知识

计算机内存管理基础知识一、前言学妹刚上大学,问我计算机内存知识需要了解么?我当场就是傻瓜警告,于是就有了这篇文章。
为什么要去了解内存知识?因为它是计算机操作系统中的核心功能之一,各高级语言在进行内存的使用和管理上,无一不依托于此底层实现,比如我们熟悉的Java内存模型。
最近几篇文章学习操作系统的内存管理后,喜欢底层的同学可以去学习CPU结构、机器语言指令和程序执行相关的知识,而看重实用性的同学后续学习多进程多线程和数据一致性时,可以有更深刻的理解。
二、冯•诺伊曼结构1、早期计算机结构在冯•诺依曼结构提出之前的计算机,是一种计算机只能完成一种功能,编辑好的程序是直接集成在计算机电路中,例如一个计算器仅有固定的数学计算程序,它不能拿来当作文字处理软件,更不能拿来玩游戏。
若想要改变此机器的程序,你必须更改线路、更改结构甚至重新设计此计算机。
简单来说,早期的计算机是来执行一个事先集成在电路板上的某一特定的程序,一旦需要修改程序功能,就要重新组装电路板,所以早期的计算机程序是硬件化的。
2、理论提出1945年,冯•诺依曼由于在曼哈顿工程中需要大量的运算,从而使用了当时最先进的两台计算机Mark I和ENIAC,在使用Mark I和ENIAC的过程中,他意识到了存储程序的重要性,从而提出了“存储程序”的计算机设计理念,即将计算机指令进行编码后存储在计算机的存储器中,需要的时候可以顺序地执行程序代码,从而控制计算机运行,这就是冯.诺依曼计算机体系的开端。
这是对计算机发展有深刻意义的重要理论,从此我们开始将程序和数据一样看待,程序也在存储器中读取,这样计算机就可以不单单只能运行事先编辑集成在电路板上的程序了,程序由此脱离硬件变为可编程的了,而后诞生程序员这个职业。
关于冯・诺依曼这位大神,值得单独开一篇文章来聊聊。
3、五大部件冯诺依曼计算机体系结构如下:数据流一》指令流-A 控制流---►img冯•诺依曼结构用极高的抽象描述了计算器的五大部件,以及程序执行时数据和指令的流转过程。
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一、课题名称电脑存储结构设计与实现(树,查找)二、主要容电脑存储结构设计与实现主要是模拟“我的电脑”中硬盘信息的建立、查找、插入、修改、删除等功能。
可。
基本功能如下:(1)硬盘初始化信息:我的电脑(根结点)。
(2)硬盘格式化:为我的电脑分区,分区的个数由后台终端输入决定,每个硬盘分区信息包括卷名、文件系统类型、容量等。
(3)文件或文件夹的添加:即创建某个分区的孩子结点信息(文件(夹)),孩子结点的数目由控制台端给出,信息包括文件(夹)名,文件(夹)大小,所有文件(夹)的文件名此处不能重复。
创建好的文件夹中还能创建其孩子结点信息(文件(夹))。
(4)文件或文件夹信息的修改:可以修改某一文件或文件夹的信息,包括名字和大小。
(5)文件或文件夹的查询:查询某一文件或文件夹的具体路径。
(从我的电脑开始)(6)文件或文件夹的删除:删除此文件,如果是文件夹,若其有后代,将删除其所有后代成员(文件或文件夹)。
三、课题设计的基本思想,原理和算法描述此课题主要用树来建立电脑的存储结构设计,并用树的相关知识,递归的思想贯穿始终,实现硬盘的初始化和格式化,并在分区里实现文件(夹)的添加、修改、查询、删除的功能。
主函数和总界面:void menu(){system("cls");printf(" ******************************************************\n");printf(" * 欢迎进入电脑存储设计与实现系统! *\n");printf(" * ----------------- * \n");printf(" * 1.硬盘初始化信息:*\n");printf(" * 2.硬盘格式化信息:* \n");printf(" * 3.添加文件(夹)的信息:*\n");printf(" * 4.修改文件(夹)的信息:* \n");printf(" * 5.查询文件(夹)的信息:*\n");printf(" * 6.删除文件(夹)的信息* \n");printf(" * 7.退出*\n");printf(" ******************************************************\n");printf("请选择功能操作号:"); //选择相应数字实现对应功能项void main(){TSBNode *b;while(1){menu();int c;scanf("%d",&c);switch(c){case 1:CreateBTNode(b);break;case 2:areaTSBNode(b);break;case 3:Add(b);break;case 4:Change(b);break;case 5:Search(b);break;case 6:Delete(b);break;case 7:return;default:printf("选择有误,请重新选择!\n");}}}硬盘初始化中:直接输入主盘的名字,并将此名字赋给根节点。
void CreateBTNode(TSBNode *&b) //硬盘初始化信息#### 1 初始化####{system("cls");printf(" ********欢迎来到硬盘初始化信息界面!********\n");printf("\n");b=NULL;b=(TSBNode *)malloc(sizeof(TSBNode));printf("请输入主盘的名字:");scanf("%s",&b->);b->child=b->brother=NULL;printf("初始化成功!\n");chushi=1;system("pause");//按回车键继续硬盘格式化中:首先输入主盘的名字,判断是否存在此主盘,同时也判断是否进行硬盘初始化,是的话继续,否则返回初始化的界面。
判断结束后,输入需要添加分区的数目,一个一个地输入信息。
此期间会判断是否重复,重复的话重新输入。
最后在for循环里,对每个分区和根节点建立关系。
void areaTSBNode(TSBNode *&b)//硬盘格式化#### 2 格式化#### {system("cls");printf(" ********欢迎来到硬盘格式化信息界面!********\n");printf("\n");TSBNode *p[MAXCHILD];char name[MAX]; //定义数组指针printf("请输入需要添加分区的主盘的名字:");scanf("%s",&name);if(chushi==0) //判断是否进行初始化,否则返回初始化界面{printf("请先进行硬盘初始化!\n");system("pause"); //按回车键继续;CreateBTNode(b);return;}if(strcmp(b->,name)!=0) //判断是否存在{printf("不存在此主盘,请重新输入!\n");printf("请输入需要添加分区的主盘的名字:");scanf("%s",&name);}int childnum; //定义分区数目printf("请输入分区的数目:");scanf("%d",&childnum);for(int i=1;i<=childnum;i++) //for语句依次添加信息{p[i]=(TSBNode *)malloc(sizeof(TSBNode));p[i]->child=p[i]->brother=NULL;printf("请输入第%d个分区的信息:\n",i);printf("卷名:");scanf("%s",&p[i]->);printf("类型:");scanf("%s",&p[i]->data.type);printf("容量:");scanf("%s",&p[i]->data.volume);if(FindNode(b,p[i]->)!=NULL) //判断是否重复{printf("分区卷名重复,请重新输入!\n");printf("卷名:");scanf("%s",&p[i]->);printf("类型:");scanf("%s",&p[i]->data.type);printf("容量:");scanf("%s",&p[i]->data.volume);}if(i==1)b->child=p[i];elsep[i-1]->brother=p[i];}printf("格式化成功!\n");geshi=1;system("pause"); //按回车键继续;}文件(夹)的添加中:同格式化,首先输入分区或文件(夹)的名字,判断是否存在此分区或文件(夹),同时也判断是否进行硬盘格式化,是的话继续,否则返回格式化的界面。
还增加了需要添加文件的输入,并判断是否存在或重复。
方便下面的建立关系。
void Add(TSBNode *&b)//文件(夹)的添加#### 3 文件增加#### {system("cls");printf(" ********欢迎来到添加文件(夹)的信息界面!********\n");printf("\n");TSBNode *p[MAXCHILD],*q;int childnum;char name[MAX];printf("请输入需要添加文件(夹)的分区或文件夹名字:");scanf("%s",&name);if(geshi==0) //判断是否进行格式化,否则返回格式化界面{printf("请先进行格式化!\n");system("pause"); //按回车键继续;areaTSBNode(b);return;}q=FindNode(b,name);while(q==NULL){printf("不存在此分区或文件夹,请重新输入:"); //判断是否存在scanf("%s",&name);q=FindNode(b,name);}printf("请输入文件(夹)的数目:");scanf("%d",&childnum);for(int i=1;i<=childnum;i++){p[i]=(TSBNode *)malloc(sizeof(TSBNode));p[i]->child=p[i]->brother=NULL;printf("请输入第%d个文件(夹)的信息:\n",i);printf("名字:");scanf("%s",&p[i]->);printf("大小:");scanf("%s",&p[i]->data.volume);if(FindNode(b,p[i]->)!=NULL) //判断是否重复{printf("此文件夹已添加,请重新输入!\n");printf("名字:\n");scanf("%s",&p[i]->);printf("大小:");scanf("%s",&p[i]->data.volume);}if(i==1)q->child=p[i];elsep[i-1]->brother=p[i];}printf("添加成功!\n");system("pause");}文件(夹)的修改中:前面写了查询结点的函数,此中输入需要修改的文件(夹)的名字,查找到后直接修改信息。