创新实验 课程说明 2013.9.24 计算机学院 孙彤 2014.11 计算机学院 张明.

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1 创新实验 课程说明 计算机学院 孙彤 计算机学院 张明

2 课程基本情况 课程名称：计算机系统模拟——项目驱动学习 学时/学分：32/1.5 上课地点：D11
先修课程要求：C/C++，python，计算机系统结构等。

3 课程介绍 Step by step，助教老师与同学们共同步入linux世界… …
DIY（do it yourself）安装：VirtualBox，centOS，ubuntu，Solaris…安装 使用：linux基本命令，shell命令，makefile规则，vi/vim，跟踪调试 案例系统安装、配置、运行、测试：SAM，OpenStack-SWIFT 程序设计：C, C++, python

4 课程介绍 专题1 sam——CPU模拟：安装、配置、运行、测试（必选A系列 + 可选B 系列）
专题2 存储模拟——OpenStack-SWIFT：存储系统的安装、配置、测试 专题3——网络模拟与安全漏洞 专题4——计算机性能检测与http协议 学生推荐专题

5 What is 项目驱动？分组 具有linux或编程基础的同学分为一组。 根据自己兴趣和知识分等级，从4个专题中，选择实验项目进行
周例会上各小组进行学习报告 A为必选实验，B、C（学生推荐专题）为自选实验

6 1、SAM——CPU模拟专题 以Sun公司的SPARC模拟器SAM为平台 采用项目驱动的教学方式 培养在UNIX环境下C++编程能力
查资料、读文档、写代码、调试、写文档 加深对计算机体系结构、工作原理的理解

7 1、SAM——CPU模拟专题 1、UNIX/linux基础部分（A类必修学时：12） UNIX安装、使用、常用命令
Ubuntu/centOS安装 Shell脚本，Makefile编写规则，vim, Solaris安装 SAM的安装配置、编译、运行

8 1、SAM——CPU模拟专题（A类） SAM调试、跟踪，main()主函数执行流程（6学时） SAM结构模块划分 readme
makefile 配置与测试基准运行 测试

9 1、SAM——UI接口（B类） UI接口 学时：16 UI工作原理与交互机制 UI命令及命令扩展

10 1、SAM——ISA与i-cache（B类）

11 1、SAM——其它自选内容（B类） 其他自选内容（B） 学时：16+ CPU流水线 TLB快表 vCPU接口 故障 虚拟化

12 1、SAM——RTL自选（C学生推荐） RTL模拟验证环境（C） 学时：16+ Verilog PLI基础（C） 任务与函数（C）

13 2、OpenStack-SWIFT——存储专题

14 2、OpenStack-SWIFT——存储专题
存储模拟原理剖析 测试基准 测试方案，测试报告

15 3、HTTP协议与系统性能监控案例 The program incorporates a minimal Web server. Local or remote clients access system information by requesting Web pages from the server via HTTP. The program does not serve static HTML pages. Instead, the pages are generated on the fly by modules, each of which provides a page summarizing one aspect of the system’s state. Modules are not linked statically into the server executable. Instead, they are loaded dynamically from shared libraries. Modules can be added, removed, or replaced while the server is running. The server services each connection in a child process. This enables the server to remain responsive even when individual requests take a while to complete, and it shields the server from failures in modules. The server does not require superuser privilege to run (as long as it is not run on a privileged port). However, this limits the system information that it can collect.

16 4、网络模拟与网络安全专题 网络安全技术，网络协议 （1）kalilinux与网络安全评测 （2）安全新发展动向——一个用了25年的安全漏洞
（3）嗅探器安装与TCP/IP协议（报告）； （4）暴雪案例 （5）包深度解析

17 1、SAM——CPU模拟专题 以Sun公司的SPARC模拟器SAM为平台 采用项目驱动的教学方式 培养在UNIX环境下C++编程能力
查资料、读文档、写代码、调试、写文档 加深对计算机体系结构、工作原理的理解

18 名词解释 Sun - Stanford University Network 太阳微系统 创建于1982年
主要产品：工作站、服务器、UNIX系统

19 名词解释 硬件产品： 软件产品： SPARC-based 处理器 Solaris操作系统 Java OpenOffice（收购）
MySQL（收购） NetBeans IDE（Java，C，PHP，HTML5） Sun Studio Virtual Box（收购）

20 名词解释 SPARC - Scalable Processor ARChitecture 可扩充处理器架构
RISC微处理器架构之一，1985年由Sun设计 90年代SPARC架构开始对外开放 出现了开源处理器LEON，使用VHDL语言写成，采用LGPL授权

21 名词解释 RISC - Reduced Instruction Set Computing 精简指令集
一种CPU指令集架构，对指令数目和寻址方式都做了精简，使其实现更容易，指令并行执进程度更好，编译器的效率更高。 常见RISC架构：ARM，PowerPC，SPARC

22 名词解释 CISC - Complex Instruction Set Computing 复杂指令集
CPU指令集架构之一，每个指令可执行若干低阶操作，诸如从内存读取、储存、和计算操作，全部集于单一指令之中。 常见CISC架构：x86

23 名词解释 OpenSPARC 2005年由Sun发起的一个项目 将该公司产品UltraSPARC T1源码开源
目的：使开发者能更容易取得该处理器相关资料，进而更快开发出基于此架构的产品。

24 名词解释 源码由Verilog（一种HDL）写成 并未完全开源，仅开放RTL程序 虽然不足以制造该处理器 但是足够满足开发者需求

25 名词解释 HDL - hardware description language 硬件描述语言
是用来描述电子电路功能、行为的语言，用于电路系统设计，通过逻辑仿真的形式验证电路功能。 常见HDL：Verilog、VHDL

26 名词解释 RTL - register-transfer level 寄存器传输级 数字电路设计中一种对同步数字电路的抽象模型
在HDL中，开发者只需要声明寄存器，然后使用类似计算机编程中的条件、选择等运算符来描述组合逻辑的功能。

27 名词解释 SAM – SPARC Architecture Model SPARC架构模型 OpenSPARC项目重要组成部分
是一个灵活的、可重配置的系统模拟平台 可以模拟实际CPU硬件所提供的环境，并在其上启动SPARC架构的Solaris系统

28 名词解释 UNIX 一种电脑操作系统，贝尔实验室开发于1969年 详情见维基百科UNIX词条

29 名词解释 Solaris Sun公司研制的类UNIX操作系统 支持架构：SPARC、x86

30 名词解释 开源 – 开放源代码（Open Source） 一个产品的出品和开发中提供最终源代码的做法。
很多非开源项目都有对应的开源项目，目的在于促进技术发展

31 名词解释 UNIX - GNU/Linux Solaris - OpenSolaris

32 考核 以周例会为实验形式 周例会报告：每小组介绍本周进展，包括讲座、幻灯片、文档、阅读代码列表、参考文献等
点评：质疑，解惑，进度监督，下周目标确定 讨论：各小组在报告前发布相关材料，大家针对报告内容，进行小组研讨和质疑

33 课程情况说明完毕 下面是自由提问时间