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计算机系统论文摘要范文计算机系统论文摘要写 动态优化是计算机系统与计算机网络中进行资源分配与任务调度等方面研究所采用的主要理论工具之一.目前,国内外已开展大量研究,致力于深化动态优化的理论研究与工程应用.文中从模型、求解与应用3个角度,对马尔可夫决策过程动态优化理论模型进行了综述,并重点介绍了将动态优化理论与随机Petri网理论相结合的马尔可夫决策Petri网和随机博弈网模型,详细讨论了这些模型的建模方法、求解算法与一些应用实例.最后,对全文进行了总结,并对未来可能的研究方向进行了展望. 由于轨道交通信号计算机联锁系统不仅必须昼夜不停的连续稳定运行,而且必须保证信号的安全控制,这就要求系统具有很高的安全性和可靠性,否则一旦系统故障,输出错误控制,导致信号显示升级,就有可能造成重大的行车事故和人员、财产损失.随着微电子技术、计算机技术、自动控制技术、嵌入式技术、通信技术的发展,为铁路信号故障-安全技术的实现提供了技术支撑,基于高可靠容错安全计算机的全电子化计算机联锁系统是国内外信号联锁控制技术的发展方向. 本文以全电子化计算机联锁系统中的安全计算机为研究对象,通过分析全电子化计算机联锁系统的架构,研究了不同联锁控制模式下的系统控制架构,并完成了分布式轨旁全电子化联锁控制系统的现场实际验证,为今后信号联锁系统由集中式控制向分布式控制进行了前期技术研究和探索.研究了全电子化联锁系统中安全计算机的安全设计原理,对关键的CPU主板、I/F控制部件、系统软件等进行了设计实现,在此基础上识别了安全计算机中可能存在的各种故障隐患,对发生故障从而影响系统安全运行的单点和多点故障进行了分析研究,并提出了具体的解决措施. 论文提出了一种采取硬件同步控制器、总线硬件比较控制器和软件时间点相结合的主动跟踪同步运算方法,实现了二乘二取二架构下的CPU同步运算和表决输出机制.通过研究安全计算机中的工作状态、工作模式和模式转换条件,对工作模式和切换条件的完备性和同步方法进行了分析和实际验证.通过对系统通信架构和安全通信实现机理的分析,研究了系统不同通信方式下的危害防御措施,并对系统通信安全性和实时性进行了分析和计算.最后针对经过内核裁剪和组件优化的专用实时操作系统VxWorks的功能组件及其API接口进行了功能失效安全影响分析,提出了针对性的安全防护机制. 基于本论文的研究,开发出了可用于轨道交通信号联锁控制系统的安全计算机系统平台,并通过了欧标安全认证,安全完善度等级达到了SIL4级.自主开发出了可用于我国轨道交通信号计算机联锁系统和列车车载系统的安全计算机平台,为我国轨道交通信号跨越式发展提供了全套升级换代设备,促进了铁路信号控制系统由第2代的电气集中联锁、第3代的计算机联锁向第4代的全电子化计算机联锁系统的发展,从而可以有利促进我国轨道交通信号行业的技术进步. 计算机专业学生需要更多地关心计算系统的整体特性,培养自身计算机系统能力,这也是工程教育的特征.文章分析计算机技术发展的特点,介绍系统能力的主要内涵及培养需求,阐述系统能力培养和课程体系设置的总体思路. 针对计算机系统中软、硬件可靠性问题的不同特点,讨论容错技术的最新发展现状,分析计算机系统中的各种容错方法,包括传统的冗余设计、错误回卷恢复机制以及当前研究较多的一般化容错设计方法等,研究目前已有的一些容错方法在反应延迟、容错成本、精确量化、异构同步、可靠性建模等方面存在的缺陷以及待解决关键问题,并对如何进一步更好地完善和使用这些容错方法进行总结. 随着高空长航时无人机可靠性技术的发展,研究出一种在飞机受到非致命性损伤和故障情况下仍能使飞机可靠飞行的高生存力飞行控制系统,对高空长航时飞机顺利完成任务是十分必要的.本文主要利用三余度飞控计算机原理样机仿真机对三余度飞控计算机系统软件进行了研究和设计. 作为卫星的核心系统之一,星载嵌入式计算机的要求越来越高.在苛刻的空间条件下,设计制造高性能、小型化和低成本的星载嵌入式计算机,其可靠性问题已经成为发展长寿命卫星的重大阻碍.本论文研究了以国产P1750ACPU组成星载嵌入式计算机系统的可靠性技术. 研究分析了星载嵌入式计算机系统可靠性存在的问题、可靠性设计准则、可靠性建模、可靠性预计和分配以及元器件的可靠性技术. 提出了利用一定冗余备份的容错设计技术、计算机抗辐加固技术和CMOS集成电路抗闩锁技术等提高星载嵌入式计算机系统可靠性的措施.通过对星载嵌入式计算机系统进行FMEA分析和可靠性评定,研究了预测和评定产品设计可靠性水平的方法. 研究了环境应力试验、环境模拟试验、可靠性增长试验等对星载计算机可靠性验证的方法.给出了星载计算机可靠性评定的模型和方法. 设计出以国产P1750ACPU组成的星载嵌入式计算机系统工程样机,与FY-1(02)号星载计算机相比,性能和可靠性都得到大幅度提高,可为空间恶劣环境下的星载计算机可靠性技术提供思路. 为适应组合导航计算机的微型化、高性能度的要求,拓宽导航计算机的应用领域.本文进行了基于 DSP 和 FPGA 的组合导航系统设计研究. 论文首先根据组合导航计算机的特点和应用要求,提出了基于 DSP和FPGA的组合导航计算机系统方案.该方案是以 DSP 作为处理器,由 FPGA 实现输入输出等*接口,完成对 IMU 信号的采集和缓存、多串行口的扩展、键盘接口扩展以及液晶显示接口扩展等功能,DSP 通过 EMIF 接口实现和 FPGA 通信.然后论文重点进行了采用 FPGA 实现 FIFO 缓存、ADC 采样控制器和接口单元、异步串行通讯接口、小键盘接口和液晶显示接口的设计,并对各功能模块进行了时序仿真验证,同时针对各功能模块设计了驱动软件.最后,为进一步缩小导航计算机的体积,论文提出了基于嵌入 PowerPC 的 FPGA 的 SOPC 设计方案,并对片上系统的硬件结构进行了设计.论文中所有接口设计使用 VHDL 语言采用自顶向下、层次化、模块化系统设计方法. 高速浮点 DSP 作为导航处理器,FPGA 作为外设接口单元,使 DSP 专注于复杂的导航解算,提高了系统效率和速度.VHDL 语言描述的设计模块作为 IP核可重用,修改升级灵活,设计 IP 核也可以直接应用于片上系统设计中.同时,本文提出的多串行口扩展硬件实现简单,硬件实现带有缓存的高速 ADC 信号采集控制具有不占用 CPU 资源、运行速度快的特点. FPGA 可重新编程、VHDL 模块可重用,因此用 FPGA 设计接口电路灵活方便,升级容易.用高速度、小体积、低功耗、低成本的 DSP 和 FPGA 设计导航计算机适应了其微型化、高性能、低成本、低功耗的发展方向. 在计算机安全领域 ,特别是网络安全领域 ,对计算机系统进行脆弱性评估十分重要 ,其最终目的就是要指导系统管理员在“提供服务”和“保证安全”这两者之间找到平衡 .脆弱性评估方法的发展经历了从手动评估到自动评估的阶段 ,现在正在由局部评估向整体评估发展 ,由基于规则的评估方法向基于模型的评估方法发展 ,由单机评估向分布式评估发展 .该文阐述了脆弱性评估所要解决的问题 ,介绍了目前在计算机系统脆弱性评估领域的主要方法以及今后的发展方向 高空长航时无人机需要很高的可靠性才能完成各种任务.采用冗余容错技术可以提高系统的可靠性.本文针对某型号预研高空长航时无人机飞行控制计算机系统的可靠性要求,运用冗余容错技术对其进行了设计研究.首先分析了计算机冗余结构的基本类型以及本次设计的要求特点,选择了自监控二冗余飞行控制计算机系统的设计方案,运用马尔科夫模型对此冗余系统的可靠性进行了计算研究,并且对此冗余结构进行了详细地描述及设计.对冗余管理所涉及的通道的同步技术、通道内及通道间的数据交换、信号的监控和表决、通道故障逻辑、计算机故障检测及容错处理等技术进行了讨论研究.然后将此冗余管理算法在嵌入式实时操作系统VxWorks下进行实现,并给出结果.最后对系统结构进行数字仿真,并进行故障注入研究,以便更好的验证系统的可靠性和合理性.仿真结果表明,采用自监控二冗余计算机结构提高了系统的可靠性,而且结构简单合理,满足设计要求. 医疗仪器是融合高科技内涵最多的现代化产品之一,是最能体现一个国家的科学技术水平.21世纪大量出现的微电子成果,大多数都是最先在医疗仪器领域获得应用,科学技术迅速发展使得医疗仪器进入了新的发展阶段数字化医疗设备,而数字化医疗设备的核心技术为嵌入式计算机系统.我国是一个医疗仪器的生产大国,但是在核心技术方面一直处于国外的垄断之下.这一切都迫切需要我国有必要进行自主创新,研发出自己的核心技术. 随着微电子技术的发展,超大规模集成电路技术的成熟,嵌入式计算机系统的迅速发展使得其功能越来越强大,在某些场合完全可以取代传统的工控机,并且其独特的优势在于它的体积小、功耗低、性价比高、便于携带,使得它非常适合应用到数字化医疗仪器中. 本论文在嵌入式计算机系统平台的构建中做了探索性的研究工作,以数字化医疗仪器的发展和功能需求为目标,从嵌入式计算机系统的硬件设计入手,深入研究了嵌入式计算机硬件系统设计和电磁兼容性问题,成功研发出了具有良好电磁兼容性能,能够长时间(连续15天运行测试)可靠运行的嵌入式计算机主板.在软件部分,实现了嵌入式计算机系统的多种引导模式,嵌入式Linux内核的移植,内核驱动程序中bug的修正和部分新增硬件驱动程序的编写,以及嵌入式图形界面GUI系统Qtopia的移植,完成了整个嵌入式计算机系统从硬件到软件系统平台的构建. 在此嵌入式计算机系统平台基础之上,研究了基于嵌入式计算机系统的无创脑水肿监护仪,在临床实验中对大量的临床数据进行统计,并且对典型病例进行了分析对比,证明了该仪器具有很好的临床效果.其次,研究了基于嵌入式计算机系统的远程多生命参数移动监护终端,并与无线GPRS模块、多生命参数模块和视频采集模块有机结合,实现了远程多生命参数移动监护和视频图片的采集与传输. 本论文在基于嵌入式计算机系统的数字化医疗仪器研究中,主要完成了以下工作: (1)研究了嵌入式计算机系统的硬件系统设计,以及高频线路板设计中的信号串扰、阻抗反射、电磁辐射等方面的工程实际问题,通过三次嵌入式计算机系统主板的设计和改进,成功研发出了工作稳定、电磁兼容性能良好的嵌入式计算机主板. (2