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LH-C10創新型計算機組成原理實驗系統

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  一、概述

  LH-C10計算機組成原理與系統結構教學實驗系統是新一代計算機組成原理與系統結構教學的實驗設備,是按照計算機組成原理最新教學大綱和考研要求精心研發設計的,使得計算機組成原理及計算機系統結構課程變得好教好學,是國內計算機教學領域的旗幟性產品,深得廣大高校計算機專業師生的喜愛。對于以往各種產品來說,LH-C10系統具有更為獨特的優點:

  1、采用了更為先進的計算機部件電路單元,以及更為先進的計算機整機結構設計,可使學生對計算機組成的完整結構和工作原理具有全面和清晰的認識。

  2、為計算機各組成部件和多種結構的模型機實驗都配有數據通路圖實時圖形調試界面,并都具有單拍、單周期、連續等調試功能,使原來難教難學的教學內容變得非常容易理解和掌握;通路圖的調試過程還具有保存和回放功能,因而具有更為優秀的教學效果。

  3、更為靈活、更為實用的時序發生電路和本地操作臺設計,使實驗平臺更易于使用。

  4、先進和完善的系統監測和保護電路設計,使系統耐用易維護,保證教學順利開展。

 

  二、功能特點

  1、完整豐富的教學實驗內容,確保實驗室建設的先進性

  在計算機組成原理方面提供了運算器、控制器、存儲器、系統總線及總線接口設計等各部件教學實驗內容,還提供了簡單模型機和復雜模型機的整機實驗,以及輸入、輸出系統方面的實驗,特別是提供了具有中斷處理功能的模型計算機設計和具有DMA處理功能的模型計算機設計等實驗,可使學生對計算機的結構和原理能有一個完整的認識和掌握。

  在計算機系統結構方面,通過復雜指令模型機、精簡指令模型機、重疊結構模型機和流水結構模型機的實驗,可使學生學習并掌握當前各種先進計算機結構的原理及設計。

  2、先進的計算機部件設計

  運算器部件由一片CPLD來實現,內含算術、邏輯和移位三個運算部件,其中移位運算采用桶形移位器,各部件獨立并行工作,并提供了Cache高速緩存控制器設計實驗。

  3、開放的控制器部件設計

  微程序控制器部件由微程序存儲器,微命令寄存器,微地址寄存器,微命令譯碼器,編程電路等構成,其微指令格式和微指令定義可由用戶自行設計確定。也可以使用CPLD構造組合邏輯控制器,實現計算機硬布線控制器的設計。

  4、先進的系統總線和總線接口設計

  系統提供了先進的系統總線結構,與主流的80x86微機具有類似的系統總線和總線接口設計。實驗構建的模型計算機總線接口信號,除數據總線、地址總線外,其控制總線是需要根據計算機功能的要求來設計的,具有中斷信號線,DMA控制信號線,存儲器讀寫信號線和輸入輸出讀寫信號線等,由此便可以開展關于計算機總線接口的設計實驗。如:基本輸入輸出功能的總線接口設計實驗、具有中斷控制功能和DMA控制功能的總線接口設計實驗等。

  5、更為靈活、更為實用的時序發生電路和操作臺設計

  系統提供的時序發生器其機器周期可以在2節拍和4節拍之間選擇,這為實驗教學提供了更大的靈活性;系統的本地操作控制臺也是全新的設計,使得系統在獨立使用時,操作起來更為合理、更為方便和實用。

  6、先進的實時動態圖形調試方式,使學生更容易學懂計算機組成原理

  (1)先進部件調試手段

  系統為各計算機部件(運算器、存儲器、控制器)分別提供了實時動態圖形調試工具,使得學生可以輕松了解復雜部件的內部結構和操作方法,并可實時跟蹤部件的工作狀態。

  (2)多種結構模型機調試手段

  在模型計算機整機調試的圖形調試工具方面,系統提供了簡單模型機、復雜模型機、精簡指令結構模型機、重疊結構模型機、流水結構模型機的實時動態通路圖調試界面。

  對簡單模型機和復雜模型機還提供了動態微程序流程圖,將微程序的運行過程可實時動態的表現出來,使用戶可以從微程序的角度觀察計算機指令運行的過程并對系統進行調試。

  另外在通路圖調試界面中還提供了交互式微指令設計和功能模擬環境,可用鼠標在微指令的顯示區,按每個控制位來修改微指令代碼,然后在數據通路圖中模擬運行該指令,來驗證微代碼設計是否正確,使學生非常容易掌握微代碼的功能原理和微程序設計。

  (3)完整豐富的調試功能

  包括單拍調試,單周期調試,單步微指令調試,單步機器指令調試,連續運行,尤其是單拍調試可以精確觀察計算機在每一拍的運行過程,對復雜結構計算機的調試非常必要。還可以對動態圖形調試過程進行記錄保存,并能隨時進行回放,這可作為實驗報告中的調試運行記錄。這些圖形調試方式及功能使得實驗過程更為形象直觀,具有非常良好的教學效果。

  7、多路邏輯信號測量功能

  具有多路邏輯示波器的測量單元,方便用戶測量信號的邏輯波形。

  8、系統電路檢測功能和實驗電路查錯功能

  系統提供了系統電路檢測功能和實驗電路查錯功能,既可對系統電路進行維護性檢測,還可對實驗電路連線的正確與否進行檢查,能夠精確檢查用戶的實驗電路連線錯誤。

  9、系統電路的保護性設計保證了系統的安全性

  系統除了采用了具有抗短路、抗過流的高性能穩壓電源來保證產品的安全性外,還增加了總線競爭報警等多處保護性電路設計,可進一步保證系統的安全運行。

  10、機箱:鋁木合金材料,綠色環保。外形尺寸:480×360×148mm。

 

  三、系統構成

  1、硬件基本配置

  運算器單元采用CPLD器件構成,具有算術運算、邏輯運算和桶形移位運算三個獨立并行工作部件。

  存儲器單元采用SRAM,并提供Cache高速緩存控制器設計實驗,可深刻理解高速緩存的基本原理和設計思想。

  系統提供微程序控制器和組合邏輯控制器兩種控制器。

  系統提供有類80x86CPU的總線接口設計,具有中斷信號線,DMA控制信號線,存儲器讀寫信號線和輸入輸出讀寫信號線等,可以支持具有中斷控制功能和DMA控制功能的總線接口設計實驗。

  系統提供的時序發生器其機器周期可以在2節拍和4節拍之間選擇,這為實驗教學提供了更大的靈活性。

  系統配有基本的輸入、輸出設備單元,以及8237DMA、8259、8253常用的微機外圍接口單元,可以支持具有中斷和DMA控制功能的模型機設計實驗。

  系統單元具有系統監控電路、系統檢測電路和總線競爭報警電路。其中的實驗電路連線檢測功能,能精確檢測到每根連線。系統的總線競爭報警電路,確保系統的安全運行。

  系統配有四路邏輯示波器的測量單元。

  2、硬件創新擴展單元

  1)CPLD或FPGA設計單元。

  系統資源對用戶完全開放,系統中的運算器結構、控制器結構及微程序指令的格式及定義均可由用戶根據教學需要來做靈活改變,指令系統也可重新設計。

  2)超標量設計單元。

  3、軟件配置

  系統提供了運算器、存儲器、控制器各部件的動態圖形調試界面。

  系統提供了CISC、RISC、重疊、流水等多種模型計算機動態圖形調試界面,可多方位、動態實時顯示計算機系統中各部件之間的數據傳送過程以及各部件和總線上的所有信息。

  系統提供了單拍、單周期、單步微指令、單步機器指令、連續等調試功能,尤其是單拍調試功能,可以在單周期調試基礎上更細致地實時觀測到計算機內部每一節拍的動作,此功能對于先進計算機結構的實驗研究是必不可少的。

  系統提供了獨特的微程序流程圖調試界面,使用戶可以從微程序運行角度來觀察計算機指令運行的過程并對系統進行調試。

  系統提供了獨特的圖形交互式微指令輸入和模擬調試功能,微指令修改確定后,則可自動生成微程序。

  系統可設定記錄實驗過程,并以文件形式保存,能隨時進行回放,也可作為實驗報告的電子檔或教學中的演示實例。

  系統具有系統電路維護性檢測和實驗電路連線查錯的圖形界面,能夠精確檢查到系統電路故障及用戶的實驗電路連線錯誤。

  系統提供了四路邏輯示波器,方便用戶測量信號的邏輯波形。

 

  四、實驗項目

  1、運算器及設計實驗

  (1)基本運算器實驗

  (2)超前進位加法器設計實驗

  (3)陣列乘法器設計實驗

  2、存儲系統及設計實驗

  (1)靜態隨機存儲器實驗

  (2)Cache控制器設計實驗

  3、控制器及設計實驗

  (1)時序發生器設計實驗

  (2)微程序控制器實驗

  4、系統總線與總線接口實驗

  (1)系統總線和具有基本輸入輸出功能的總線接口實驗

  (2)具有中斷控制功能的總線接口設計

  (3)具有DMA控制功能的總線接口設計

  5、模型計算機的設計實驗

  (1)CPU與簡單模型機設計實驗

  (2)硬布線控制器模型機設計實驗

  (3)復雜模型機設計實驗

  6、輸入、輸出系統實驗

  (1)具有中斷處理功能的模型計算機設計實驗

  (2)具有DMA處理功能的模型計算機設計實驗

  (3)典型I/O接口8253擴展設計實驗

  7、先進計算機結構的設計及研究實驗

  (1)基于RISC處理器的模型計算機設計實驗

  (2)基于重疊技術的模型計算機設計實驗

  (3)基于流水技術的模型計算機設計實驗

  (4)超標量流水模型計算機設計實驗

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可編程控制器實驗箱
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LH-PLC-3APLC可編程序控制器實驗箱用于開展PLC控制技術實驗的設備,主要實現可編程邏輯控制、常用電機控制、傳感器信號采集等功能,便于進行電路設計和控制程序設計,能夠使用網絡通信和其他控制系統互聯。?一、技術性能1、PLC主機采用西門子S7-1214DC/DC/DC功能上完全滿足目前高等院校的PC教學要求。2、采用模塊化設計,包括PLC主機模塊、傳感器模塊、繼電器模塊、指示燈模塊、開關模塊、步進電機和電機驅動模塊、直流電機和正反轉控制模塊、編碼器模塊,各模塊間相互獨立。在主機模塊中,所有輸入輸出端口都通過導線連接到實驗板上的鍍金孔上。用戶可方便擴展自己的模塊,為以后實驗系統的升級提供了保障。3、本實驗箱采用實物產品,提高了實驗的真實程度,確保了實驗的實用性。?4、配備MCGS工控組態軟件,讓學生直觀地進行PLC的基本指令練習、對PLC實際應用的實驗通過組態棒圖進行動態跟蹤,實驗對象形象逼真,接近工業現場的實際應用,通過本裝置的訓練,使學生很快就能適應現場的實際操作。????5、實驗項目擴展配置,使用可靠,在教學活動或項目開發中易于使用和維護,是目前國內市場上一款性價比極高的PLC教學實驗設備。?二、主要配置1、開關電源:1)直流穩壓電源24V/3A1組;2)直流穩壓電源5V/2A1組。2、PLC主機:西門子S7-1214DC/DC/DC?PLC主機1件,采用24V直流供電、24V直流輸入、24V直流輸出,具有14路數字量輸入,10路數字量輸出,2路模擬量輸入,每個布爾指令執行時間不慢于0.08微秒,高速計數器不少于6個,脈沖輸出可以組態不少于4個脈沖發生器。3、7寸觸摸屏:昆侖通態TPC7062Ti?1組,具有網絡通信功能,帶USB接口。4、步進電機及驅動器:步進電機48BYGH602-11B1件,步進電機專用驅動器TB6600?1件。5、直流電機:24V直流電機RS-385SD1個,24V光電編碼器ZKP3806-001G-1000BZ1-5C21件,繼電器HK3FF-DC24V2個。可完成閉環控制實驗。6、傳感器模塊:1)雙軸加速度傳感器1個,帶模擬量輸出;2)超聲波傳感器?1個。7、繼電器模塊:設計有4個24V繼電器JZX-22F,繼電器線圈引出到實驗板上,繼電器觸點學生可以任意連接。8、按鈕開關:?有6個不帶鎖按鈕開關,2個帶鎖按鈕開關,2個急停開關,2個信號指示燈。9、在實驗箱的設計中留出了所有的輸入、輸出、公共端子,用戶可方便擴展自己的模塊,以及以后實驗系統的升級。三、實驗內容1、基本指令練習2、直流電機正反轉控制實驗3、步進電機控制實驗4、編碼器信號檢測實驗5、加速度傳感器數據采集實驗6、超聲波傳感器應用實驗7、PLC控制系統設計實驗
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實驗
模塊
plc
控制
24v
傳感器
電機
繼電器
步進
DCFW-1800-SDC信息安全攻防競技平臺
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當前全球信息安全的形勢越來越嚴峻,國際上圍繞信息獲取、利用和控制的競爭日趨激烈,信息的競爭歸根到底是人才的競爭。舉辦信息安全競賽十分必要,對于培養信息安全人才、提高全社會信息安全意識具有重要推動作用。要利用信息安全競賽這個平臺,加快推進信息安全產學研相結合,將競賽的成果轉化為現實生產力。  通過信息安全競賽可以充分發揮大學生的積極性和創造力,選題緊跟信息安全前沿技術和動態,反映目前的研究熱點和難點;務實實用,有創新,有亮點;學生賽后講解、回答自信,展示了參賽選手較好的綜合素質和較強的信息安全教學基礎實力。通過信息安全競賽還可以重點考察計算機安全與網絡攻防的知識與技能,提升信息安全意識,普及信息安全知識,實踐信息安全技術,共創信息安全環境,發現信息安全人才。  為了宣傳信息安全知識,培養大學生的創新意識、團隊合作精神,提高大學生的信息安全技術水平和綜合設計能力,促進高等學校信息安全專業課程體系、教學內容和方法的改革,在教育部高等教育司、工業和信息化部信息安全協調司的指導下,教育部高等學校信息安全類專業教學指導委員會決定開展全國大學生信息安全競賽。自2008年起,每年舉行一屆,每屆歷時四個月,分初賽和決賽。  同時經教育部批準,在全國大學生電子設計競賽中增設一項信息安全技術專題邀請賽,即增設《全國大學生電子設計競賽信息安全技術專題邀請賽》,且于2008年起每兩年舉辦一次,為全國大學生提供了更多的機會,對向全國范圍普及和推動信息安全技術具有十分重要的作用。  已經連續具備六屆的全國大學生信息安全競賽,是由教育部高教司、工業和信息化部信息安全協調司指導,由教育部高等學校信息安全專業教學指導委員會主辦,是一項公益性大學生科技活動,目的是宣傳信息安全知識,擴大大學生科學視野,培養大學生創新精神和信息安全綜合設計能力,促進高等學校信息安全專業課程體系和教學內容方法的改革,為選拔推薦優秀信息安全專業人才創造條件。  信息安全攻防競技平臺是圍繞信息安全理論和知識,通過理論、個人對抗、分組對抗和奪旗四種競賽緊密結合方式,組建的信息安全對抗技能實戰賽。  信息安全攻防競技平臺他通過承載信息安全對抗競賽項目,考察競賽者網絡安全理論知識與實際問題處理能力的競技平臺。  信息安全攻防競技平臺旨在借助競賽培養一批具備信息安全素養的優秀實戰專業的安全人員。  主要功能  1、提供多系統平臺的在線考試功能  DCFW-1800-SDC為計算機及網絡安全教育提供多系統平臺的教學賽題,在教學、培訓過程中,根據需要可以啟動基于不同操作系統平臺的教學賽題,滿足所有教學環境的需求。  個人挑戰賽以典型的計算機信息網絡為競賽內容和考察重點:  分為基礎、腳本、破解、溢出、內核、綜合六種題型。  關卡考察內容涉及WEB知識、ASP/PHP腳本、緩沖區溢出、軟件脫殼破解、系統漏洞利用、社會工程學等信息安全知識  分組對抗  在封閉的真實對抗環境(包括DMZ區、數據區、開發測試區、內網服務區、終端區)中展開攻防角逐  充分展示了各位選手的個人水平和小組的協同合作能力。  2、多種模式的攻防賽題  DCFW-1800-SDC為計算機及網絡安全教育提供多模式的安全攻防實驗賽題,能夠進行各種安全威脅的攻防操作,針對不同的攻擊防御模式,提供多種實驗賽題選擇。  3、全程自主操作的攻防演練  DCFW-1800-SDC的全部賽題均是將安全理論與實際環境和動手操作相結合的實驗課程,所有的學習過程中,都需要通過實際動手進行實驗操作,完成賽題要求的安全威脅攻擊以及針對該攻擊的安全防御措施。通過不同的實驗課程讓學員親身體驗計算機及網絡安全的攻防全過程,讓學生從枯燥的理論學習中解脫出來,可以極大的提升學生學習網絡安全知識的積極性,并幫助學生在未來的就業和職業發展奠定扎實、實用的技術基礎和經驗。  4、真實的攻防環境  目標主機、操作系統、漏洞均是真實存在的,入侵、防護過程完全真實。并非像一些實驗系統只能模擬輸出既定的結果,貼近實際。  特色技術  1、虛擬化技術  在主操作系統上虛擬出不同的虛擬服務器,每個應用層的實驗程序運行在獨立的軟件環境中,同時啟動多項安全實驗,最大限度發揮系統資源的使用率,提高設備的性價比。  2、考試環境實驗包技術  把一個攻防考試環境所需要的所有組件,包括運行環境、主服務程序、非公有工具、技術幫助文檔等通過加密技術組成一個完整的實驗包,可以方便地進行管理和加載。利用實驗包快照技術教師可以方便對學生的考試情況進行評分。  3、虛擬系統動態遷移技術  攻防平臺和賽題平臺分離,教師通過控制臺可以為學生開啟各種計算機及網絡安全教學課程的實驗環境,學生可以在實驗環境中進行各種計算機及網絡安全的攻防實驗。獨立隔離的實驗環境不會對其他網絡造成危害,并且可以最大限度地利用系統資源,提供盡可能多的服務。  4、實驗無需恢復實驗,動態加載新實驗  便捷恢復到初始狀態,等待開展下一批實驗,把教師的管理工作量降低到最小,把主要精力放在攻防實驗教學本身。  5、領先的云實驗室技術  通過虛擬機技術等多種手段,可在DCST上為遠程實驗者提供一套完整的攻防演練環境,遠程實驗者僅通過web瀏覽器即可方便的遠程完成所有安全攻防實驗,而不會對實際網絡運行環境或設備造成任何危害。  競賽平臺部署模式  信息安全競賽平臺提供了靶機虛擬化模板自定義功能,并提供主機系統、WEB應用、用戶業務應用系統級漏洞虛擬化模板。系統提供監控平臺調度靶機模板,根據不同的實戰任務下發進行自動調度靶機虛擬化模板功能。系統平臺能夠提供40多種不同級別的金、銀、銅牌靶機。  特色技術  1、虛擬化技術  在主操作系統上虛擬出不同的虛擬服務器,每個應用層的實驗程序運行在獨立的軟件環境中,同時啟動多項安全實驗,最大限度發揮系統資源的使用率,提高設備的性價比。  2、考試環境實驗包技術  把一個攻防考試環境所需要的所有組件,包括運行環境、主服務程序、非公有工具、技術幫助文檔等通過加密技術組成一個完整的實驗包,可以方便地進行管理和加載。利用實驗包快照技術教師可以方便對學生的考試情況進行評分。  3、虛擬系統動態遷移技術  攻防平臺和賽題平臺分離,教師通過控制臺可以為學生開啟各種計算機及網絡安全教學課程的實驗環境,學生可以在實驗環境中進行各種計算機及網絡安全的攻防實驗。獨立隔離的實驗環境不會對其他網絡造成危害,并且可以最大限度地利用系統資源,提供盡可能多的服務。  4、實驗無需恢復實驗,動態加載新實驗  便捷恢復到初始狀態,等待開展下一批實驗,把教師的管理工作量降低到最小,把主要精力放在攻防實驗教學本身。  5、領先的云實驗室技術  通過虛擬機技術等多種手段,可在DCST上為遠程實驗者提供一套完整的攻防演練環境,遠程實驗者僅通過web瀏覽器即可方便的遠程完成所有安全攻防實驗,而不會對實際網絡運行環境或設備造成任何危害。云競技平臺機型機型2U?配置CPU:Intel系列處理器;內存32G;SSD硬盤:128G;硬盤:1000G;??網口:Intel82574L*2功能模塊網絡協議分析模塊、安全事件通告模塊規格參數MTBF10萬小時?物理規格高:4.5cm??寬度:435mm??重量:7kg(全配)?電源300W?溫度(工作)0-40攝氏度?相對濕度10%-90%非冷凝?輻射標準符合FCCPart15,ClassA,EN55022(CISPR22,ClassA)CEMark
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新能源汽車電源變換系統實訓裝置
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軌道電路或計軸設備實訓演練平臺
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