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LH-C10创新型计算机组成原理实验系统

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  一、概述

  LH-C10计算机组成原理与系统结构教学实验系统是新一代计算机组成原理与系统结构教学的实验设备,是按照计算机组成原理最新教学大纲和考研要求精心研发设计的,使得计算机组成原理及计算机系统结构课程变得好教好学,是国内计算机教学领域的旗帜性产品,深得广大高校计算机专业师生的喜爱。对于以往各种产品来说,LH-C10系统具有更为独特的优点:

  1、采用了更为先进的计算机部件电路单元,以及更为先进的计算机整机结构设计,可使学生对计算机组成的完整结构和工作原理具有全面和清晰的认识。

  2、为计算机各组成部件和多种结构的模型机实验都配有数据通路图实时图形调试界面,并都具有单拍、单周期、连续等调试功能,使原来难教难学的教学内容变得非常容易理解和掌握;通路图的调试过程还具有保存和回放功能,因而具有更为优秀的教学效果。

  3、更为灵活、更为实用的时序发生电路和本地操作台设计,使实验平台更易于使用。

  4、先进和完善的系统监测和保护电路设计,使系统耐用易维护,保证教学顺利开展。

 

  二、功能特点

  1、完整丰富的教学实验内容,确保实验室建设的先进性

  在计算机组成原理方面提供了运算器、控制器、存储器、系统总线及总线接口设计等各部件教学实验内容,还提供了简单模型机和复杂模型机的整机实验,以及输入、输出系统方面的实验,特别是提供了具有中断处理功能的模型计算机设计和具有DMA处理功能的模型计算机设计等实验,可使学生对计算机的结构和原理能有一个完整的认识和掌握。

  在计算机系统结构方面,通过复杂指令模型机、精简指令模型机、重叠结构模型机和流水结构模型机的实验,可使学生学习并掌握当前各种先进计算机结构的原理及设计。

  2、先进的计算机部件设计

  运算器部件由一片CPLD来实现,内含算术、逻辑和移位三个运算部件,其中移位运算采用桶形移位器,各部件独立并行工作,并提供了Cache高速缓存控制器设计实验。

  3、开放的控制器部件设计

  微程序控制器部件由微程序存储器,微命令寄存器,微地址寄存器,微命令译码器,编程电路等构成,其微指令格式和微指令定义可由用户自行设计确定。也可以使用CPLD构造组合逻辑控制器,实现计算机硬布线控制器的设计。

  4、先进的系统总线和总线接口设计

  系统提供了先进的系统总线结构,与主流的80x86微机具有类似的系统总线和总线接口设计。实验构建的模型计算机总线接口信号,除数据总线、地址总线外,其控制总线是需要根据计算机功能的要求来设计的,具有中断信号线,DMA控制信号线,存储器读写信号线和输入输出读写信号线等,由此便可以开展关于计算机总线接口的设计实验。如:基本输入输出功能的总线接口设计实验、具有中断控制功能和DMA控制功能的总线接口设计实验等。

  5、更为灵活、更为实用的时序发生电路和操作台设计

  系统提供的时序发生器其机器周期可以在2节拍和4节拍之间选择,这为实验教学提供了更大的灵活性;系统的本地操作控制台也是全新的设计,使得系统在独立使用时,操作起来更为合理、更为方便和实用。

  6、先进的实时动态图形调试方式,使学生更容易学懂计算机组成原理

  (1)先进部件调试手段

  系统为各计算机部件(运算器、存储器、控制器)分别提供了实时动态图形调试工具,使得学生可以轻松了解复杂部件的内部结构和操作方法,并可实时跟踪部件的工作状态。

  (2)多种结构模型机调试手段

  在模型计算机整机调试的图形调试工具方面,系统提供了简单模型机、复杂模型机、精简指令结构模型机、重叠结构模型机、流水结构模型机的实时动态通路图调试界面。

  对简单模型机和复杂模型机还提供了动态微程序流程图,将微程序的运行过程可实时动态的表现出来,使用户可以从微程序的角度观察计算机指令运行的过程并对系统进行调试。

  另外在通路图调试界面中还提供了交互式微指令设计和功能模拟环境,可用鼠标在微指令的显示区,按每个控制位来修改微指令代码,然后在数据通路图中模拟运行该指令,来验证微代码设计是否正确,使学生非常容易掌握微代码的功能原理和微程序设计。

  (3)完整丰富的调试功能

  包括单拍调试,单周期调试,单步微指令调试,单步机器指令调试,连续运行,尤其是单拍调试可以精确观察计算机在每一拍的运行过程,对复杂结构计算机的调试非常必要。还可以对动态图形调试过程进行记录保存,并能随时进行回放,这可作为实验报告中的调试运行记录。这些图形调试方式及功能使得实验过程更为形象直观,具有非常良好的教学效果。

  7、多路逻辑信号测量功能

  具有多路逻辑示波器的测量单元,方便用户测量信号的逻辑波形。

  8、系统电路检测功能和实验电路查错功能

  系统提供了系统电路检测功能和实验电路查错功能,既可对系统电路进行维护性检测,还可对实验电路连线的正确与否进行检查,能够精确检查用户的实验电路连线错误。

  9、系统电路的保护性设计保证了系统的安全性

  系统除了采用了具有抗短路、抗过流的高性能稳压电源来保证产品的安全性外,还增加了总线竞争报警等多处保护性电路设计,可进一步保证系统的安全运行。

  10、机箱:铝木合金材料,绿色环保。外形尺寸:480×360×148mm。

 

  三、系统构成

  1、硬件基本配置

  运算器单元采用CPLD器件构成,具有算术运算、逻辑运算和桶形移位运算三个独立并行工作部件。

  存储器单元采用SRAM,并提供Cache高速缓存控制器设计实验,可深刻理解高速缓存的基本原理和设计思想。

  系统提供微程序控制器和组合逻辑控制器两种控制器。

  系统提供有类80x86CPU的总线接口设计,具有中断信号线,DMA控制信号线,存储器读写信号线和输入输出读写信号线等,可以支持具有中断控制功能和DMA控制功能的总线接口设计实验。

  系统提供的时序发生器其机器周期可以在2节拍和4节拍之间选择,这为实验教学提供了更大的灵活性。

  系统配有基本的输入、输出设备单元,以及8237DMA、8259、8253常用的微机外围接口单元,可以支持具有中断和DMA控制功能的模型机设计实验。

  系统单元具有系统监控电路、系统检测电路和总线竞争报警电路。其中的实验电路连线检测功能,能精确检测到每根连线。系统的总线竞争报警电路,确保系统的安全运行。

  系统配有四路逻辑示波器的测量单元。

  2、硬件创新扩展单元

  1)CPLD或FPGA设计单元。

  系统资源对用户完全开放,系统中的运算器结构、控制器结构及微程序指令的格式及定义均可由用户根据教学需要来做灵活改变,指令系统也可重新设计。

  2)超标量设计单元。

  3、软件配置

  系统提供了运算器、存储器、控制器各部件的动态图形调试界面。

  系统提供了CISC、RISC、重叠、流水等多种模型计算机动态图形调试界面,可多方位、动态实时显示计算机系统中各部件之间的数据传送过程以及各部件和总线上的所有信息。

  系统提供了单拍、单周期、单步微指令、单步机器指令、连续等调试功能,尤其是单拍调试功能,可以在单周期调试基础上更细致地实时观测到计算机内部每一节拍的动作,此功能对于先进计算机结构的实验研究是必不可少的。

  系统提供了独特的微程序流程图调试界面,使用户可以从微程序运行角度来观察计算机指令运行的过程并对系统进行调试。

  系统提供了独特的图形交互式微指令输入和模拟调试功能,微指令修改确定后,则可自动生成微程序。

  系统可设定记录实验过程,并以文件形式保存,能随时进行回放,也可作为实验报告的电子档或教学中的演示实例。

  系统具有系统电路维护性检测和实验电路连线查错的图形界面,能够精确检查到系统电路故障及用户的实验电路连线错误。

  系统提供了四路逻辑示波器,方便用户测量信号的逻辑波形。

 

  四、实验项目

  1、运算器及设计实验

  (1)基本运算器实验

  (2)超前进位加法器设计实验

  (3)阵列乘法器设计实验

  2、存储系统及设计实验

  (1)静态随机存储器实验

  (2)Cache控制器设计实验

  3、控制器及设计实验

  (1)时序发生器设计实验

  (2)微程序控制器实验

  4、系统总线与总线接口实验

  (1)系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验

  (2)具有中断控制功能的总线接口设计

  (3)具有DMA控制功能的总线接口设计

  5、模型计算机的设计实验

  (1)CPU与简单模型机设计实验

  (2)硬布线控制器模型机设计实验

  (3)复杂模型机设计实验

  6、输入、输出系统实验

  (1)具有中断处理功能的模型计算机设计实验

  (2)具有DMA处理功能的模型计算机设计实验

  (3)典型I/O接口8253扩展设计实验

  7、先进计算机结构的设计及研究实验

  (1)基于RISC处理器的模型计算机设计实验

  (2)基于重叠技术的模型计算机设计实验

  (3)基于流水技术的模型计算机设计实验

  (4)超标量流水模型计算机设计实验

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可编程控制器实验箱
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LH-PLC-3APLC可编程序控制器实验箱用于开展PLC控制技术实验的设备,主要实现可编程逻辑控制、常用电机控制、传感器信号采集等功能,便于进行电路设计和控制程序设计,能够使用网络通信和其他控制系统互联。 一、技术性能1、PLC主机采用西门子S7-1214DC/DC/DC功能上完全满足目前高等院校的PC教学要求。2、采用模块化设计,包括PLC主机模块、传感器模块、继电器模块、指示灯模块、开关模块、步进电机和电机驱动模块、直流电机和正反转控制模块、编码器模块,各模块间相互独立。在主机模块中,所有输入输出端口都通过导线连接到实验板上的镀金孔上。用户可方便扩展自己的模块,为以后实验系统的升级提供了保障。3、本实验箱采用实物产品,提高了实验的真实程度,确保了实验的实用性。 4、配备MCGS工控组态软件,让学生直观地进行PLC的基本指令练习、对PLC实际应用的实验通过组态棒图进行动态跟踪,实验对象形象逼真,接近工业现场的实际应用,通过本装置的训练,使学生很快就能适应现场的实际操作。    5、实验项目扩展配置,使用可靠,在教学活动或项目开发中易于使用和维护,是目前国内市场上一款性价比极高的PLC教学实验设备。 二、主要配置1、开关电源:1)直流稳压电源24V/3A1组;2)直流稳压电源5V/2A1组。2、PLC主机:西门子S7-1214DC/DC/DC PLC主机1件,采用24V直流供电、24V直流输入、24V直流输出,具有14路数字量输入,10路数字量输出,2路模拟量输入,每个布尔指令执行时间不慢于0.08微秒,高速计数器不少于6个,脉冲输出可以组态不少于4个脉冲发生器。3、7寸触摸屏:昆仑通态TPC7062Ti 1组,具有网络通信功能,带USB接口。4、步进电机及驱动器:步进电机48BYGH602-11B1件,步进电机专用驱动器TB6600 1件。5、直流电机:24V直流电机RS-385SD1个,24V光电编码器ZKP3806-001G-1000BZ1-5C21件,继电器HK3FF-DC24V2个。可完成闭环控制实验。6、传感器模块:1)双轴加速度传感器1个,带模拟量输出;2)超声波传感器 1个。7、继电器模块:设计有4个24V继电器JZX-22F,继电器线圈引出到实验板上,继电器触点学生可以任意连接。8、按钮开关: 有6个不带锁按钮开关,2个带锁按钮开关,2个急停开关,2个信号指示灯。9、在实验箱的设计中留出了所有的输入、输出、公共端子,用户可方便扩展自己的模块,以及以后实验系统的升级。三、实验内容1、基本指令练习2、直流电机正反转控制实验3、步进电机控制实验4、编码器信号检测实验5、加速度传感器数据采集实验6、超声波传感器应用实验7、PLC控制系统设计实验
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实验
模块
plc
控制
24v
传感器
电机
继电器
步进
DCFW-1800-SDC信息安全攻防竞技平台
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当前全球信息安全的形势越来越严峻,国际上围绕信息获取、利用和控制的竞争日趋激烈,信息的竞争归根到底是人才的竞争。举办信息安全竞赛十分必要,对于培养信息安全人才、提高全社会信息安全意识具有重要推动作用。要利用信息安全竞赛这个平台,加快推进信息安全产学研相结合,将竞赛的成果转化为现实生产力。  通过信息安全竞赛可以充分发挥大学生的积极性和创造力,选题紧跟信息安全前沿技术和动态,反映目前的研究热点和难点;务实实用,有创新,有亮点;学生赛后讲解、回答自信,展示了参赛选手较好的综合素质和较强的信息安全教学基础实力。通过信息安全竞赛还可以重点考察计算机安全与网络攻防的知识与技能,提升信息安全意识,普及信息安全知识,实践信息安全技术,共创信息安全环境,发现信息安全人才。  为了宣传信息安全知识,培养大学生的创新意识、团队合作精神,提高大学生的信息安全技术水平和综合设计能力,促进高等学校信息安全专业课程体系、教学内容和方法的改革,在教育部高等教育司、工业和信息化部信息安全协调司的指导下,教育部高等学校信息安全类专业教学指导委员会决定开展全国大学生信息安全竞赛。自2008年起,每年举行一届,每届历时四个月,分初赛和决赛。  同时经教育部批准,在全国大学生电子设计竞赛中增设一项信息安全技术专题邀请赛,即增设《全国大学生电子设计竞赛信息安全技术专题邀请赛》,且于2008年起每两年举办一次,为全国大学生提供了更多的机会,对向全国范围普及和推动信息安全技术具有十分重要的作用。  已经连续具备六届的全国大学生信息安全竞赛,是由教育部高教司、工业和信息化部信息安全协调司指导,由教育部高等学校信息安全专业教学指导委员会主办,是一项公益性大学生科技活动,目的是宣传信息安全知识,扩大大学生科学视野,培养大学生创新精神和信息安全综合设计能力,促进高等学校信息安全专业课程体系和教学内容方法的改革,为选拔推荐优秀信息安全专业人才创造条件。  信息安全攻防竞技平台是围绕信息安全理论和知识,通过理论、个人对抗、分组对抗和夺旗四种竞赛紧密结合方式,组建的信息安全对抗技能实战赛。  信息安全攻防竞技平台他通过承载信息安全对抗竞赛项目,考察竞赛者网络安全理论知识与实际问题处理能力的竞技平台。  信息安全攻防竞技平台旨在借助竞赛培养一批具备信息安全素养的优秀实战专业的安全人员。  主要功能  1、提供多系统平台的在线考试功能  DCFW-1800-SDC为计算机及网络安全教育提供多系统平台的教学赛题,在教学、培训过程中,根据需要可以启动基于不同操作系统平台的教学赛题,满足所有教学环境的需求。  个人挑战赛以典型的计算机信息网络为竞赛内容和考察重点:  分为基础、脚本、破解、溢出、内核、综合六种题型。  关卡考察内容涉及WEB知识、ASP/PHP脚本、缓冲区溢出、软件脱壳破解、系统漏洞利用、社会工程学等信息安全知识  分组对抗  在封闭的真实对抗环境(包括DMZ区、数据区、开发测试区、内网服务区、终端区)中展开攻防角逐  充分展示了各位选手的个人水平和小组的协同合作能力。  2、多种模式的攻防赛题  DCFW-1800-SDC为计算机及网络安全教育提供多模式的安全攻防实验赛题,能够进行各种安全威胁的攻防操作,针对不同的攻击防御模式,提供多种实验赛题选择。  3、全程自主操作的攻防演练  DCFW-1800-SDC的全部赛题均是将安全理论与实际环境和动手操作相结合的实验课程,所有的学习过程中,都需要通过实际动手进行实验操作,完成赛题要求的安全威胁攻击以及针对该攻击的安全防御措施。通过不同的实验课程让学员亲身体验计算机及网络安全的攻防全过程,让学生从枯燥的理论学习中解脱出来,可以极大的提升学生学习网络安全知识的积极性,并帮助学生在未来的就业和职业发展奠定扎实、实用的技术基础和经验。  4、真实的攻防环境  目标主机、操作系统、漏洞均是真实存在的,入侵、防护过程完全真实。并非像一些实验系统只能模拟输出既定的结果,贴近实际。  特色技术  1、虚拟化技术  在主操作系统上虚拟出不同的虚拟服务器,每个应用层的实验程序运行在独立的软件环境中,同时启动多项安全实验,最大限度发挥系统资源的使用率,提高设备的性价比。  2、考试环境实验包技术  把一个攻防考试环境所需要的所有组件,包括运行环境、主服务程序、非公有工具、技术帮助文档等通过加密技术组成一个完整的实验包,可以方便地进行管理和加载。利用实验包快照技术教师可以方便对学生的考试情况进行评分。  3、虚拟系统动态迁移技术  攻防平台和赛题平台分离,教师通过控制台可以为学生开启各种计算机及网络安全教学课程的实验环境,学生可以在实验环境中进行各种计算机及网络安全的攻防实验。独立隔离的实验环境不会对其他网络造成危害,并且可以最大限度地利用系统资源,提供尽可能多的服务。  4、实验无需恢复实验,动态加载新实验  便捷恢复到初始状态,等待开展下一批实验,把教师的管理工作量降低到最小,把主要精力放在攻防实验教学本身。  5、领先的云实验室技术  通过虚拟机技术等多种手段,可在DCST上为远程实验者提供一套完整的攻防演练环境,远程实验者仅通过web浏览器即可方便的远程完成所有安全攻防实验,而不会对实际网络运行环境或设备造成任何危害。  竞赛平台部署模式  信息安全竞赛平台提供了靶机虚拟化模板自定义功能,并提供主机系统、WEB应用、用户业务应用系统级漏洞虚拟化模板。系统提供监控平台调度靶机模板,根据不同的实战任务下发进行自动调度靶机虚拟化模板功能。系统平台能够提供40多种不同级别的金、银、铜牌靶机。  特色技术  1、虚拟化技术  在主操作系统上虚拟出不同的虚拟服务器,每个应用层的实验程序运行在独立的软件环境中,同时启动多项安全实验,最大限度发挥系统资源的使用率,提高设备的性价比。  2、考试环境实验包技术  把一个攻防考试环境所需要的所有组件,包括运行环境、主服务程序、非公有工具、技术帮助文档等通过加密技术组成一个完整的实验包,可以方便地进行管理和加载。利用实验包快照技术教师可以方便对学生的考试情况进行评分。  3、虚拟系统动态迁移技术  攻防平台和赛题平台分离,教师通过控制台可以为学生开启各种计算机及网络安全教学课程的实验环境,学生可以在实验环境中进行各种计算机及网络安全的攻防实验。独立隔离的实验环境不会对其他网络造成危害,并且可以最大限度地利用系统资源,提供尽可能多的服务。  4、实验无需恢复实验,动态加载新实验  便捷恢复到初始状态,等待开展下一批实验,把教师的管理工作量降低到最小,把主要精力放在攻防实验教学本身。  5、领先的云实验室技术  通过虚拟机技术等多种手段,可在DCST上为远程实验者提供一套完整的攻防演练环境,远程实验者仅通过web浏览器即可方便的远程完成所有安全攻防实验,而不会对实际网络运行环境或设备造成任何危害。云竞技平台机型机型2U 配置CPU:Intel系列处理器;内存32G;SSD硬盘:128G;硬盘:1000G;  网口:Intel82574L*2功能模块网络协议分析模块、安全事件通告模块规格参数MTBF10万小时 物理规格高:4.5cm  宽度:435mm  重量:7kg(全配) 电源300W 温度(工作)0-40摄氏度 相对湿度10%-90%非冷凝 辐射标准符合FCCPart15,ClassA,EN55022(CISPR22,ClassA)CEMark
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新能源汽车电源变换系统实训装置
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轨道电路或计轴设备实训演练平台
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