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南京邮电大学计算机组成与结构实验二：存储器和总线实验

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简介：
本实验为南京邮电大学计算机组成与结构课程的一部分，旨在通过实践加深学生对存储器及总线系统的理解。学生将亲手操作，探索数据传输机制与内存架构。 南京邮电大学2020级计算机科学专业本学期采用全程网课形式上课。实验报告要求记录上网课期间的学习收获，并不需要参加线下的实验课程，因此内容较为有限，仅供参考。

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  • 南京邮电大学计算机组成与结构实验二：存储器和总线实验
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    本实验为南京邮电大学计算机组成与结构课程的一部分，旨在通过实践加深学生对存储器及总线系统的理解。学生将亲手操作，探索数据传输机制与内存架构。 南京邮电大学2020级计算机科学专业本学期采用全程网课形式上课。实验报告要求记录上网课期间的学习收获，并不需要参加线下的实验课程，因此内容较为有限，仅供参考。
     
  • 南京邮电大学计算机组成与结构实验一：算术逻辑单元实验
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    本实验为南京邮电大学计算机组成与结构课程的一部分，主要内容是设计并实现一个简单的算术逻辑单元（ALU），旨在帮助学生理解CPU内部数据处理的基本原理和方法。 南京邮电大学2020级计算机科学专业本学期采用全程网课形式授课。实验报告要求记录上网课期间的学习收获，由于没有参加线下的实验课程，所以内容较为有限，仅供参考。
     
  • 南京邮电大学计算机组成与结构实验报告（第四次）
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    本实验报告为南京邮电大学计算机专业学生完成的第四次《计算机组成与结构》课程实验总结，涵盖了硬件设计、系统实现及性能测试等内容。 1. 算术逻辑运算实验 2. 存储器和总线实验 3. 通用寄存器实验 4. 综合实验的调试
     
  • 南京邮电大学大数据存储与管理实验一
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    本实验为南京邮电大学开设的大数据课程之一，专注于教授学生大数据存储和管理技术，旨在培养学生的实际操作能力和解决复杂问题的能力。通过理论学习与实践相结合的方式，使学生掌握先进的数据库管理和优化策略，为未来从事相关领域的工作打下坚实的基础。 ### 南邮大数据存储与管理实验一：Redis的安装与应用 #### 实验背景与目的 随着大数据时代的到来，高效的数据存储与管理技术变得尤为重要。Redis作为一种开源的内存数据结构存储系统，在处理高速缓存、消息队列以及复杂的键值存储方面表现出色，成为众多应用场景下的首选解决方案之一。本次实验旨在通过实际操作，加深学生对Redis的理解，并掌握其基本安装与应用方法。 #### 实验目标 1. **安装与配置**：学会在Ubuntu环境下安装与配置Redis的单机和集群环境。 2. **实战应用**：利用Redis构建一个简单的文章投票网站后端服务，提高实践能力。 #### 实验环境配置 - **硬件**：微型计算机 - **操作系统**：Ubuntu 16.04 - **开发工具**：PyCharm、Another Redis Desktop Manager - **数据库**：Redis #### 实验步骤详解 ##### 一、Redis单机环境安装 1. **准备工作**：确保已安装`lsb-release`, `curl`和`gpg`等依赖库。 ```bash sudo apt install lsb-release curl gpg ``` 2. **添加Redis官方公钥**： ```bash curl -fsSL https://packages.redis.io/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpg ``` 3. **配置APT源**： ```bash echo deb [signed-by=/usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpg] http://packages.redis.io/deb $(lsb_release -cs) main | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/redis.list ``` 4. **更新APT索引并安装Redis**： ```bash sudo apt-get update sudo apt-get install redis ``` 5. **启动Redis服务**： ```bash /etc/init.d/redis-server start ``` 6. **使用超级用户权限进行后续操作**： ```bash sudo -i ``` 7. **修改Redis配置文件**： ```bash vim /etc/redis/redis.conf ``` 8. **重启Redis服务**： ```bash /etc/init.d/redis-server restart ``` 9. **获取虚拟机IP地址**： ```bash ifconfig ``` 10. **连接Redis**：通过Another Redis Desktop Manager等客户端软件连接Redis服务器。 ##### 二、Redis集群搭建 1. **创建集群目录**： ```bash mkdir /opt/rediscluster/ mkdir /opt/rediscluster/log/ ``` 2. **复制Redis配置文件**： ```bash cp /etc/redis/redis.conf /opt/rediscluster/ ``` 3. **创建Master节点配置文件**（以`redis-6379.conf`为例）： ```bash touch redis-6379.conf vi redis-6379.conf ``` 4. **配置Master节点**：填写必要的配置项，如监听端口、数据存储路径等。 - **监听端口**：6379 - **数据存储路径**：/var/lib/redis/6379/ - **日志文件路径**：/opt/rediscluster/log/redis_6379.log - **集群配置**： ``` cluster-enabled yes ``` 5. 重复步骤三和四，创建其他Master和Slave节点的配置文件。 6. **启动各节点**： ```bash /usr/bin/redis-server /opt/rediscluster/redis-6379.conf /usr/bin/redis-server /opt/rediscluster/redis-6380.conf ... ``` 7. **查看节点状态**： ```bash ps -ef | grep redis ``` 8. **创建集群**： ```bash /usr/bin/redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 127.0.0.1:6379 127.0.0.1:6380 127.0.0.1:6381 127.0.0.1:6389 127.0.0.1:6390 127.0.0.1:6391 ``` 9. **检查集群信息**： ```bash redis-cli cluster nodes ``` 10. **查看集群状态**： ```bash cluster info ``` ##### 三、基于Redis构建简单文章投票网站后端 1. **安装`rediscluster`库**： ```bash pip install rediscluster ``` 2. **设计数据模型**：使用Redis的`String`类型存储文章ID及其对应的投票数量，使用
     
  • 南京邮电大学大数据存储与管理实验四
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    本课程为南京邮电大学开设的大数据技术系列实验课之一，专注于大数据存储与管理技术的教学和实践。通过该课程，学生将深入了解分布式文件系统、数据库管理和优化等关键技术，并进行实际操作练习以提升解决复杂数据分析问题的能力。 ### 南邮大数据存储与管理实验四：Neo4j的安装与应用 #### 实验目的与要求 本次实验旨在使学生掌握Neo4j图形数据库的安装与基本操作，并通过一个简单的医生推荐系统的构建来加深对Neo4j及其应用场景的理解。 1. **Neo4j软件的正确安装与运行**：确保学生能够独立完成Neo4j在Linux系统中的安装配置，并能够成功启动服务。 2. **基于Neo4j的医生推荐系统构建**：作为选做部分，该任务要求学生利用Neo4j建立一个基于病情和医生信任度排序的医生推荐系统，以展示Neo4j在实际应用中的强大功能。 #### 实验环境配置 **硬件**: 本次实验要求使用微型计算机，并安装有Ubuntu 16.04操作系统。 **软件**: 所需软件包括Linux操作系统、PyCharm开发工具以及版本为5.20.0的Neo4j图形数据库。 #### 实验步骤详解 1. **Neo4j的安装与配置** - **下载与移动压缩包**：首先需要将下载好的Neo4j压缩包`neo4j-community-5.20.0-unix.tar.gz`移动到`opt`目录中。 ``` sudo mv neo4j-community-5.20.0-unix.tar.gz opt ``` - **解压缩**：在`opt`目录下使用`tar`命令解压Neo4j压缩包。 ``` sudo tar -zxvf neo4j-community-5.20.0-unix.tar.gz ``` - **配置环境变量**: 编辑 `etcprofile` 文件，添加 Neo4j 的环境变量设置。 ``` sudo vi etcprofile ``` - **使配置生效**：执行命令 `. etcprofile` 使得新添加的环境变量生效。 - **Java版本检查**：由于Neo4j的版本要求，需要检查当前系统 Java 版本是否符合要求。 ``` java -version ``` - **配置 Neo4j 参数**: 编辑 `opt/neo4j-community-5.20.0/conf/neo4j.conf` 文件, 根据需求调整相关参数设置。 ``` vim opt/neo4j-community-5.20.0/conf/neo4j.conf ``` - **更改用户权限**: 为了确保Neo4j服务能够正常运行，需要修改Neo4j文件的所有者和权限。 ``` sudo -i ``` - **启动 Neo4j 服务**: ``` neo4j start ``` 2. **常见问题及解决方法** - **不支持的Java版本**: 如果启动时提示“Unsupported Java 1.8.0_362 detected, please use Java(TM) 17 or Java(TM) 21 to run Neo4j Server”，则需要重新下载安装Java 17或更高版本，并更新环境变量中的Java路径。 - **无法连接**: 当遇到无法连接的问题时，应检查Neo4j配置文件`neo4j.conf`中的设置，确保网络监听地址和端口正确。 #### 实验小结 在实验过程中遇到了关于 Java 版本兼容性问题以及连接问题。通过查阅相关资料并调整配置，最终解决了这些问题，使得 Neo4j 能够顺利安装与运行。 1. **启动Neo4j时的Java版本问题**: 通过更换Java版本，并配置环境变量，解决了Neo4j对Java版本的要求。 2. **连接问题**: 修改了配置文件中的网络设置后确保Neo4j服务能够正常被访问。 #### 实验心得与建议 本次实验不仅使学生掌握了 Neo4j 的安装和基本操作流程，还让他们深入了解了该数据库的应用场景。这对于后续的学习研究具有重要的参考价值。 同时，建议在实验前充分了解所需软件的版本兼容性和配置要求，以免遇到不必要的问题。 #### 支撑毕业要求指标点 1. **3-2-M 能够根据用户需求, 选取适当的研究方法和技术手段, 确定复杂工程问题的解决方案**：通过本次实验，学生能够根据项目需求选择合适的数据库技术（如Neo4j），并运用所学知识解决实际问题。 2. **3-3-P 在设计和开发过程中能考虑伦理、法律和社会影响，并提出可能的风险管理措施**： - 利用 Neo4j 建立医生推荐系统时，需要考虑到潜在的伦理与社会影响。 本次实验不仅增强了学生的实践能力和解决问题的能力，也为他们提供了将理论知识应用于实际场景的机会。
     
  • 计算机组成实验与存储系统实验
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    《计算机组成实验与存储系统实验》是一本专注于计算机硬件原理实践的教材，通过详尽的实验指导帮助学生深入理解计算机系统的内部构造和工作机制。 计算机组成实验包括以下几个部分：汉字字库存储芯片扩展实验、MIPS寄存器文件设计、MIPS RAM 设计以及全相联cache 设计。
     
  • 南京邮电大学计算机网络实验三：ACL实验
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    本实验为南邮大计算机网络课程的一部分，旨在通过配置访问控制列表（ACL）来增强学生对网络安全的理解与实践技能。参与者将学习如何保护网络免受未授权访问，同时允许必要流量流通，确保系统安全性和稳定性。 ### 南京邮电大学计算机网络实验三（ACL 实验） #### 实验背景 在现代网络管理与维护过程中，访问控制列表 (Access Control List, 简称 ACL) 作为一种重要的安全机制被广泛应用。通过合理配置 ACL，网络管理员能够实现对网络流量的精细化控制，确保网络安全的同时提升网络性能。本次实验旨在通过具体的实践操作帮助学生深入了解并掌握 ACL 的基本概念及其配置方法。 #### 实验目的和要求 本实验的主要目标是让学生熟悉思科路由器的操作系统 IOS，并掌握以下技能： 1. **了解路由器的硬件结构与接口类型**：熟悉不同类型的接口及其功能。 2. **掌握基本的路由器配置命令**：学会如何进行初始配置，如设置路由器名称、密码等。 3. **配置标准 ACL**：通过配置标准 ACL 来实现特定 IP 地址或子网的访问控制。 4. **配置扩展 ACL**：学习如何使用扩展 ACL 对数据包中的更多字段进行过滤，例如源 IP 地址、目的 IP 地址和端口号等。 5. **验证 ACL 的效果**：通过 ping 和 telnet 命令测试不同主机间的通信情况，确保 ACL 配置符合预期。 #### 实验环境 - **实验设备**：个人电脑 (PC) 与 Cisco Packet Tracer 软件。 - **软件环境**：Cisco Packet Tracer 提供了一个模拟真实网络环境的平台，在这里可以构建、配置和测试网络设备。 #### 实验步骤与结果分析 ##### 1. 路由器的配置与连线 首先需要确保路由器之间的正确连接。实验中涉及到三个路由器，它们通过串行接口相连以进行后续 ACL 配置测试。 - **命名规则**：使用“学号后四位或序号 + 姓名首字母缩写”作为设备名称。例如，如果学号最后四位是1234且姓名为张三，则命名为 1234ZS。 ##### 2. 标准 ACL 配置 - **标准 ACL 表**：用于基于源 IP 地址控制数据包的传输。可以通过配置不同的规则实现以下效果： - 允许一个主机 ping 并 telnet 三个路由器。 - 一台主机可以 ping 通三个路由器，但无法 telnet 这些路由器。 - 一台主机可以 ping 通所有路由器，但只能 telnet 直连的路由器。 示例配置如下： ```plaintext Router(config)# ip access-list standard ACL-NAME Router(config-std-nacl)# permitdeny ip source-address wildcard-mask ``` - **具体配置实例**：以二号路由器为例，在其标准 ACL 表中，“3”用来阻止pc2和pc0的 telnet 请求， “4” 用来阻止 pc0 的 ping 请求。 ##### 3. 扩展 ACL 配置 - **扩展 ACL**：除了源 IP 地址外，还可以根据目的 IP 地址、协议类型（如 TCP 或 UDP）以及端口号等条件进行过滤。 - **配置要求**：在确保所有路由器配置完成后，需满足： - 一个主机可以 ping 并 telnet 三个路由器。 - 一台主机可以 ping 通三个路由器，但无法 telnet 这些路由器。 - 一台主机可以 telnet 所有路由器，但不能 ping 通过这些路由器。 示例配置如下： ```plaintext Router(config)# ip access-list extended ACL-NAME Router(config-ext-nacl)# permitdeny protocol source-address wildcard-mask destination-address wildcard-mask ``` - **具体配置实例**：一号路由器的标准 ACL 配置示例如下： ```plaintext Router(config)# ip access-list standard ACL-1 Router(config-std-nacl)# deny tcp 192.168.0.2 0.0.0.255 any eq telnet Router(config-std-nacl)# permit ip any any ``` ##### 4. 测试与验证 - **ping 命令**：用于测试主机间的基连通性。 - **telnet 命令**：用于验证远程登录是否成功。 示例结果如下： - pc1 对三台路由器的 ping 测试确认了连接正常。 - pc1 对三台路由器的 telnet 测试验证了远程访问权限。 - pc0 对其他两台 PC 的 ping 测试检查了特定主机间的连通性。 - **pc0** 对三台路由器的 telnet 测试进一步验证 ACL 配置的有效性。 #### 实验总结 在实验过程中，学生可能会遇到一些问题，例如配置错误导致无法达到预期效果。此时建议： - 仔细阅读文档：再次核对官方文档或教材中的配置步骤。 - 利用 Packet Tr
     
  • 计算机组成原理实验（二）——存储器系统设计实验
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    本实验为《计算机组成原理》课程的一部分，重点在于存储器系统的理解和设计。通过实践操作，学生能够掌握不同类型的存储器结构及其工作原理，并进行简单的优化设计。 一. 实验目的 1. 了解存储器的组成结构、工作原理及读写控制方法。 2. 掌握主存储器在操作过程中各信号的时间关系。 3. 理解挂总线逻辑器件的特点。 4. 学习和掌握总线传送的逻辑实现方式。 二. 实验原理 1. 基本操作：读写操作 读取信息的过程是从指定的存储单元中获取数据；而写入过程是将特定的信息存入选定的内存位置。 2. 读写操作流程 首先，通过地址总线发送一个地址信号来确定所需进行读或写的存储器单元。对于写操作，在收到正确的使能和控制信号后，输入的数据会被保存到该指定的位置；而对于读取，则只需发出相应的读请求即可在数据线上获取信息。 3. 总线传送 计算机运行的本质是信息的传输与处理过程，而这一过程中对总线技术的应用至关重要。使用总线可以减少线路复杂度、节约硬件资源，并提升信号传递效率及稳定性。 在实现总线通信时，三态门（ST）作为关键组件被广泛采用，它允许多个输出端口共享同一条数据通道而不发生冲突；仅当特定的控制信号激活某一路输出时，该路的数据才会出现在公共线上。由于其推挽式结构和不依赖上拉电阻的特点，三态门具有较快的工作速度，并且常用于构建高效的总线接口电路。 例如74LS244就是专为挂接在数据总线上的应用而设计的一种三态缓冲器芯片。
     
  • 北京邮电大学计算机系统结构实验二：流水线与流水线冲突分析
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    本实验为北邮计算机系统结构课程的一部分，旨在通过模拟和分析指令级并行性来加深学生对流水线架构及其常见冲突（如结构、数据和控制相关）的理解。 北邮 计算机系统结构实验二涵盖了流水线及其在实际应用中的冲突问题。
     
  • 北京邮电大学计算机系统结构实验（第四次）
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    本课程为北京邮电大学计算机系统结构系列实验之一，侧重于操作系统与体系架构相关实践操作，旨在通过具体实验加深学生对理论知识的理解和应用能力。 北邮计算机系统结构实验4的实验报告涵盖了代码优化的内容。