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论文中英对照，可能有错误，但应该不会很多。

随着计算机、网络技术的不断发展，网络虚拟实验室得到越来越多的应用。 With the computer, the continuous development of network technology, network virtual laboratory to be more and more applications 介绍了虚拟实验室的基本特点及其体系结构，实现虚拟实验室的四种关键技术： Java、ActiveX、VRML、ASP，最后探讨了虚拟实验室开发过程当中应注意的几个问题。 Introduced the basic characteristics of virtual laboratory and its architecture, the realization of virtual laboratory four key technologies: Java, ActiveX, VRML, ASP, the last of the development process of virtual laboratory should pay attention to several problems 关键词虚拟实验室远程教育现代教育技术迅速崛起的现代教育技术把虚拟实验引入到了实验教学中。 Key words virtual laboratory of modern educational technology distance education the rapid rise of the modern educational technology into the virtual experiment experimental teaching 虚拟实验的应用改变了传统的教育模式，使得教与学方式发生了革命性的变化。 Application of virtual experiment to change the traditional mode of education and teaching and learning approach makes revolutionary change took place 目前，用于实验教学的计算机虚拟实验软件非常丰富，加上高校计算机及网络资源，为虚拟实验的开设提供了必要的基础条件。 At present, for the experimental teaching of computer software, rich virtual experiment, together with the Universities computer and network resources for the creation of virtual experiments to provide the necessary basic conditions 通过网络虚拟实验室，能够通过计算机在网络中模拟一些实验现象，它不仅仅能够提高实验教学效果，更加重要的是对一些缺乏实验条件的学生，通过网络同样能够身临其境地观察实验现象，甚至和异地的学生合作进行实验。 Through the network of virtual labs, through computer simulation in the network a number of experimental phenomena, it is not only to improve the effectiveness of experimental teaching, and more importantly, the lack of experimental conditions on some of the students, through the network to feel the same experimental phenomena observed, students in different places and even co-operation and carry out such experiments 1 网络虚拟实验室的发展及其特点网络虚拟实验就是在WEB中创建出一个可视化的环境，其中每一个可视化的物体代表一种实验对象。 1 of the development of virtual laboratory network and the characteristics of the network is in the WEB virtual experiment to create a visual environment, a visualization of each of these objects on behalf of an experimental object 通过鼠标的点击以及拖曳 *** 作，用户可以进行虚拟的实验。 Through mouse clicks and drag and drop operation, users can conduct virtual experiments 网络虚拟实验实现的基础是多媒体计算机技术与网络技术的结合。 Network virtual experiment is based on the realization of multi-media computer technology and network technology 无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室 *** 作仪器，进行各种实验。 Whether students or teachers, are free and without hesitation to operate at any time to enter the virtual laboratory apparatus, to carry out various experiments 为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持。 Experimental curriculum reform and teaching conditions for the provision of distance education and technical support 许多国内外从事实验室工作的研究者们在实践中还提出这样一些概念：Digital Lab、MBL（Micro-computer Based Lab），尽管这些名词不统一，但他们的实践从不同的层面实现了虚拟实验室。 Many at home and abroad to engage in laboratory work in practice, the researchers also proposed the concept of such: Digital Lab, MBL (Micro-computer Based Lab), although these terms are not uniform, but they practice at different levels from a virtual experiment Room 1．1 印地安那州立大学的MBL化学实验室该实验室在给新生开化学实验课时用计算机来辅助做这样一些事，用计算机采集与分析实验数据，用计算机展示实验，在网上发布相关的实验指导材料。 11 of the Indiana State University chemical laboratory of the MBL laboratory chemistry experiments to open new classes to help with the computer do something with computer acquisition and analysis of experimental data, using computer experiments show that in the relevant online Experimental guidance material 12 芝加哥伊利诺伊大学数字化有机化学实验室该实验室充分利用网络资源，在网上提供了一系列的实验教学指导：在线实验教材；实验教学时间表；实验测评方法、形式、时间；虚拟实验；相关教学资源的链接等。 12 University of Illinois at Chicago, the number of the laboratory of organic chemistry lab full use of network resources, the Internet has provided a series of experimental teaching guide: online experimental materials; experimental teaching timetable; experimental evaluation of methods, forms, time; virtual experiments; related to teaching Links and other resources 他们还用计算机进行实验教学的教务管理。 They also experiment with computer teaching educational administration 13 卡罗莱纳州立大学的LAAP（Learn Anytime Anywhere Physics）他们利用Java技术建立了基于Web的探索式虚拟物理实验室，主要有以下几个模块：基于Java Applet的虚拟实验设备和实验设施；相关的实验课程模块；实验学习结果评价模块；协作学习模块。 13 Carolina State University LAAP (Learn Anytime Anywhere Physics) using Java technology to build Web-based virtual physics laboratory to explore, mainly in the following modules: Java Applet based virtual laboratory equipment and laboratory facilities; related An experimental course module; experimental study and the results of the evaluation module; collaborative learning module 虚拟实验室最大的优点是成本低，效率高。 Virtual Laboratory biggest advantage is low cost, high efficiency 因为“软件即为仪器”，这样就可解决因实验经费不足或高档次、高价位设备缺乏所不能开出的实物实验，同时也不会造成因使用不当，管理不善等因素造成的仪器损坏、元器件丢失等现象。 Because "software is the instrument," and this could be the lack of funds resulting from the experimental or high-grade, high-priced equipment can not be opened by the lack of physical experiments, but also will not lead to a result of improper use caused by such factors as poor management of equipment damage, missing components and so on 同时虚拟实验还可以模拟实验室中没有的设备，而且还可以不受时空的限制方便地进行实验。 At the same time, virtual experiments can not simulate the laboratory equipment, but also can be exempted from the restrictions of time and space to easily carry out such experiments 另外，虚拟实验室还应具备一些基本特征：与现实的一致性（或现实的延伸）、高度交互性、实时的信息反馈。 In addition, the virtual laboratory should also have some basic features: the coherence and reality (or an extension of reality), highly interactive, real-time feedback 2 网络虚拟实验室体系结构网络虚拟实验室应是一个集虚拟实验教学管理系统、实验课教学指导系统，网络实验仿真等为一体的功能强大的网上运行系统。 2 Network architecture of Virtual Laboratory Virtual Laboratory should be a set of virtual experiment management system for teaching, laboratory teaching guidance systems, network simulation and so on into a powerful operating system online 各部分之间相互联系相互补充，仅具有相对独立性。 Interlinkages between the various parts of each other, only with relative independence 开发虚拟环境，实现实验仿真应是虚拟实验室建设的核心部分。 The development of a virtual environment, the realization of experimental simulation is a virtual laboratory should be the core of the building 图1是虚拟实验室体系结构图。 Figure 1 is a virtual laboratory system structure 3 构建网络虚拟实验室的关键技术目前国内的虚拟实验室研究还处于萌芽阶段，国外已经有很多大学进行了这方面的研究。 3 build a network of key technology of virtual laboratory virtual current laboratory research is still in its infancy, many universities abroad have carried out studies in this area 总结他们所使用的技术，可以看出大多可以划分下面几类： 31 Java技术Java是一个广泛使用的网络编程语言，它是一种新的计算概念。 Summing up their use of technology, we can see that the majority can be divided into the following categories: 31 Java technology is a widely used Java web programming language, it is a new computing concept 首先，作为一种程序设计语言，它简单、不依赖于机器的结构、具有可移植性、安全性、并且提供了并发的机制、具有很高的性能。 First of all, as a programming language, it is simple, is not dependent on the structure of the machine with portability, security, and provides a mechanism for concurrency, high performance 其次，它最大限度地利用了网络，Java的小应用程序（applet）可在网络上运行而不受CPU和环境的限制。 Secondly, to maximize the use of its network, Java applets for (applet) can be run on the network without restrictions on CPU and the environment 另外，Java还提供了丰富的类库，使程序设计者可以很方便地建立自己的系统，这一点对于构建网上虚拟实验室系统来说也是非常关键的。 In addition, Java also provides a rich class library, so that process designers can easily build their own systems, this point for building a virtual laboratory system is also very crucial 32 ActiveX控件ActiveX技术允许不同软件开发的组件在网络上可以互相进行 *** 作。 32 ActiveX Controls ActiveX technology allows different software components on the network can operate with each other Ac鄄tiveX使用了微软的组件对象技术使得本地的组件可以和网络上的组件进行通信，使用ActiveX开发的另一个好处在于它的代码复用性，也就是说在虚拟实验室的开发过程中，一个实验仪器可以在多个实验环境中重复使用，这一点对于持续开发过程尤为重要。 Ac Juan tiveX use of Microsoft's Component Object technology enables local and network components can be components of the communication, the development of the use of ActiveX Another advantage is that it is code reuse, that is to say in a virtual laboratory development process, an experimental device which can be the environment in a number of experiments re-use, this is particularly important in the process of sustainable development 这种技术使得一个大的工程项目可以划分成小块的组件，也就相当于把复杂工程简单为一个个组成部分，完成了每个组成部分之后集成起来就可以得到最终的项目。 This technology enables a large project can be divided into small components, it is equivalent to the complexity of the project as a simple component, was completed after each component can be integrated into the final project 可以开发ActiveX组件的环境有很多，其中开发效率最高和最易上手的是Visual Ba鄄sic。 ActiveX components can be developed a lot of environment in which to develop the most efficient and most易上手is Visual Ba Juan sic 33 VRML技术VRML是虚拟实境描述模型语言(Virtual Reality Modeling Language) 的简称。 33 VRML technology is VRML Virtual Reality Modeling Language (Virtual Reality Modeling Language) the short title 它是描述虚拟环境中场景的一种标准，也是在网上实现虚拟现实的关键性技术。 It is described in a virtual environment of a standard scene, but also the Internet to achieve the key technologies of virtual reality VRML的基本特征包括分布式、交互式、平台无关、三维、多媒体集成、逼真自然等，被成为“第二代WEB”，已经被越来越多的人们所重视。 The basic feature of VRML, including distributed, interactive, platform-independent, three-dimensional, multi-media integration, life-like nature, was a "second-generation WEB", has been more and more people paying attention to 国际标准化组织1998年1月正式将其批准为国际标准。 International Organization for Standardization in January 1998 officially approved as international standards VRML是一种建模语言，其基本目标是建立Internet上的交互式三维多媒体，也就是说，它是用来描述三维物体及其行为的，可以构建虚拟境界。 VRML is a modeling language, its basic goal is to establish a three-dimensional Internet, interactive multimedia, in other words, it is used to describe the three-dimensional objects and their behavior, you can build a virtual realm 用VRML实现与Internet虚拟现实交互有下面几个好处：丰富了媒体表现形式、协同工作角色的可视化管理、改善了协同环境的用户界面、增强了协同环境的交互性。 With the Internet using VRML interactive virtual reality has the following advantages: rich media manifestations, the role of the visual work of management, to improve the collaborative environment of the user interface, enhanced interactive collaborative environment 可见，将VRML融合到网上虚拟实验室的开发过程中，既可以增强表现力和用户的接受力，又可以实现较好的协同工作虚拟化环境。 Can be seen that the VRML into the development of online virtual laboratory process, can enhance performance and user acceptance, but also work together to achieve a better virtual environment 34 ASP技术ASP（Active Server Pages，动态服务器端网页），内含在Internet Information Server 30及其以上版本中，提供一个服务器端的脚本环境，用于产生和执行动态、高效率的网络服务器应用程序。 34 ASP technology ASP (Active Server Pages, Dynamic server-side page), including in the Internet Information Server 30 and above versions, to provide a server-side scripting environment for the generation and implementation of dynamic and efficient web server applications ASP不只是动态的网页，它更是当今众多的Web应用程序实作方式之一，它负责整个Web应用程序的控制部分。 ASP pages not only dynamic, it is today a large number of Web applications is one of the ways to make, which is responsible for the entire Web application control part ASP提供五个内建的对象供使用者调用，即Re鄄quest对象（取得用户信息）、Response对象（传送信息给用户）、Server对象（提供访问服务器的方法、属性）、Application对象（用于多个使用者在多个网页间共享信息）和Session对象（用于单个使用者在多个网页间共享信息）。 ASP provides a total of five built-in objects for users to call, that is, Re Juan quest object (to obtain user information), Response object (to send information to the user), Server object (the server to provide access methods, properties), Application object (with in a variety of users to share information between multiple pages) and the Session object (for individual users to share information between multiple pages) 4 网络虚拟实验室开发过程当中应注意的几个问题计算机软件技术发展到今天，为虚拟实验室开发提供了极大的方便。 4 virtual laboratory network development process should pay attention to several issues of the development of computer software technology to today, for the development of virtual laboratory provides great convenience 目前开发所需的系统软件或工具均支持面向对象的程序设计。 At present, the development of the necessary system software or tools to support object-oriented programming 它们都有事件驱动的支持，消息循环的程序设计方法及多媒体 *** 作技术。 They have the support of event-driven news cycle of programming and multimedia skills 在开发过程当中要注意以下几个问题：事件触发时机的选择，实际 *** 作当中某个按钮按下后并不立即反映，需要延时回应，外部接口的输入信号或其它信息往往是定时触发或随机触发的事件，若为随机触发的事件则可用一定时限内的随机数来取代固定时间。 In the development process should pay attention to the following questions: Event trigger timing, the actual operation of them after a button press does not immediately reflect the need to delay response to the external interface of the input signal or other information from time to time is often triggered or random trigger events, if the random trigger events are available for a certain period of time the random number to replace the fixed time 事件联锁关系或动态顺序关系可以存放在一张数据库表中描述，修改方便。 Interlocking relationship between events or dynamic order can be stored in a database table is described, modify convenience 给定相应的条件、控制范围，自动形成数据表，使数据和程序独立。 Given the appropriate conditions, control, data tables automatically, so that an independent data and programs 模拟声音，要使实验达到逼真，除了模拟控制台实物景象，还要模拟它们实验环境中的各种声音，如汽笛声、按钮按动声、内部机械动作声等。 Analog voice, to achieve the realistic experiment, in addition to the physical simulation of the console scene, but also simulation of their experimental sounds in the environment, such as the whistle sound, the sound button pressed, the internal mechanical action, such as sound 这样，才能使学生在实验室有身临其境的感觉，全身心地投入学习。 In this way can help students in the laboratory are immersive feeling, to fully participate in the study 模拟台面各种动作的结果，台面上每个控件的动作都会触发一定的事件。 Simulation results of the table a variety of movements, control the movements of each table will trigger a certain event 这些事件在实物设备中是靠机械、电子电路等去完成，而现在将这些机械及电子逻辑关系使用计算机软件实现。 These events in the physical devices by mechanical, electronic circuits, such as to complete, and now to the relationship between mechanical and electronic logic using computer software 故障发生器，在实际工作中除了设备正常情况下的 *** 作，还有各种意外情况，如某些设备故障的情况。 Fault generator, in practical work in addition to equipment operation under normal circumstances, there are a variety of unforeseen circumstances, such as the failure of some equipment 此时，要求在虚拟系统中也能模拟手柄失灵、仪表信号不显示及自然灾害发生的情况等，即给实验增加一些难度，强化学生实际 *** 作能力。 At this point, the request in a virtual simulation system can also handle failures, instrument signals and do not show the case of natural disasters and so on, that is, to increase the difficulty of the experiment, the actual operation to strengthen the capacity of students 5 结束语虚拟实验技术在实验教学中具有广阔的应用、发展前景，随着虚拟实验的普及，其优越性会被越来越多的人认识。 5 Conclusion virtual experiment in teaching experiments have broad applications, development prospects, with the popularity of virtual experiments, and its advantages will be more and more people are aware of 但要使虚拟实验技术真正得到推广应用，关键还是观念的改变，首先是教师观念的改变，除了具有创新精神和能力外，还应有一个科学的投资理念，在实验室建设和发展中，充分考虑投资效益，建设现代化的实验室。 But for the virtual experiment really promote the use of technology, the key is to change the concept, first of all, the concept of change in teachers, in addition to the spirit of innovation and capacity, there should be a scientific concept of investment, construction and development in the laboratory, the full consider the investment returns and building a modern laboratory 其次要培养一支高素质的实验队伍，不断地进行知识更新，加强学习，重视信息的收集、加工、应用，了解掌握最新技术，促进实验教学发展。 Second, we must cultivate a high-quality experimental team, continually update their knowledge to enhance learning, importance of information collection, processing, application, understand the latest technology, and promote the development of experimental teaching 虚拟实验的应用和发展，加快了实验室发展和实验教学改革，促进了教育观念的改变。 Application of the virtual experiment and development, to accelerate the development and experimental laboratory teaching reform, the promotion of education to change attitudes 是培养创新人才的新的实验手段。 Is to train innovative talents of the new experimental tools 虚拟实验在21世纪实验教学中必将占有重要地位，无疑会起到很大的作用。 Virtual experiment experimental teaching in the 21st century will certainly occupy an important position, will undoubtedly play a significant role

计算机体系结构（ComputerArchitecture）是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。按照计算机系统的多级层次结构，不同级程序员所看到的计算机具有不同的属性。一般来说，低级机器的属性对于高层机器程序员基本是透明的，通常所说的计算机体系结构主要指机器语言级机器的系统结构。经典的关于“计算机体系结构（computerarchitecture）”的定义是1964年CMAmdahl在介绍IBM360系统时提出的，其具体描述为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性”

基本概念

计算机体系结构就是指适当地组织在一起的一系列系统元素的集合，这些系统元素互相配合、相互协作，通过对信息的处理而完成预先定义的目标。通常包含的系统元素有：计算机软件、计算机硬件、人员、数据库、文档和过程。其中，软件是程序、数据结构和相关文档的集合，用于实现所需要的逻辑方法、过程或控制；硬件是提供计算能力的电子设备和提供外部世界功能的电子机械设备(例如传感器、马达、水泵等)；人员是硬件和软件的用户和 *** 作者；数据库是通过软件访问的大型的、有组织的信息集合；文档是描述系统使用方法的手册、表格、图形及其他描述性信息；过程是一系列步骤，它们定义了每个系统元素的特定使用方法或系统驻留的过程性语境。 计算机体系结构

8种属性

1•机内数据表示：硬件能直接辨识和 *** 作的数据类型和格式 计算机体系结构

2•寻址方式：最小可寻址单位、寻址方式的种类、地址运算 3•寄存器组织： *** 作寄存器、变址寄存器、控制寄存器及专用寄存器的定义、数量和使用规则 4•指令系统：机器指令的 *** 作类型、格式、指令间排序和控制机构 5•存储系统：最小编址单位、编址方式、主存容量、最大可编址空间 6•中断机构：中断类型、中断级别，以及中断响应方式等 7•输入输出结构：输入输出的连接方式、处理机/存储器与输入输出设备间的数据交换方式、数据交换过程的控制 8•信息保护：信息保护方式、硬件信息保护机制。

编辑本段发展历程

计算机系统已经经历了四个不同的发展阶段。 计算机体系结构

第一阶段

60年代中期以前，是计算机系统发展的早期时代。在这个时期通用硬件已经相当普遍，软件却是为每个具体应用而专门编写的，大多数人认为软件开发是无需预先计划的事情。这时的软件实际上就是规模较小的程序，程序的编写者和使用者往往是同一个(或同一组)人。由于规模小，程序编写起来相当容易，也没有什么系统化的方法，对软件开发工作更没有进行任何管理。这种个体化的软件环境，使得软件设计往往只是在人们头脑中隐含进行的一个模糊过程，除了程序清单之外，根本没有其他文档资料保存下来。

第二阶段

从60年代中期到70年代中期，是计算机系统发展的第二代。在这10年中计算机技术有了很大进步。多道程序、多用户系统引入了人机交互的新概念，开创了计算机应用的新境界，使硬件和软件的配合上了一个新的层次。实时系统能够从多个信息源收集、分析和转换数据，从而使得进程控制能以毫秒而不是分钟来进行。在线存储技术的进步导致了第一代数据库管理系统的出现。计算机系统发展的第二代的一个重要特征是出现了“软件作坊”，广泛使用产品软件。但是，“软件作坊”基本上仍然沿用早期形成的个体化软件开发方法。随着计算机应用的日益普及，软件数量急剧膨胀。在程序运行时发现的错误必须设法改正；用户有了新的需求时必须相应地修改程序；硬件或 *** 作系统更新时，通常需要修改程序以适应新的环境。上述种种软件维护工作，以令人吃惊的比例耗费资源。更严重的是，许多程序的个体化特性使得它们最终成为不可维护的。“软件危机”就这样开始出现了。1968年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国召开国际会议，讨论软件危机课题，在这次会议上正式提出并使用了“软件工程”这个名词，一门新兴的工程学科就此诞生了。

第三阶段

计算机系统发展的第三代从20世纪70年代中期开始，并且跨越了整整10年。在这10年中计算机技术又有了很大进步。分布式系统极大地增加亍计算机系统的复杂性，局域网、广域网、宽带数字通信以及对“即时”数据访问需求的增加，都对软件开发者提出了更高的要求。但是，在这个时期软件仍然主要在工业界和学术界应用，个人应用还很少。这个时期的主要特点是出现了微处理器，而且微处理器获得了广泛应用。以微处理器为核心的“智能”产品随处可见，当然，最重要的智能产品是个人计算机。在不到10年的时间里，个人计算机已经成为大众化的商品。 在计算机系统发展的第四代已经不再看重单台计算机和程序，人们感受到的是硬件和软件的综合效果。由复杂 *** 作系统控制的强大的桌面机及局域网和广域网，与先进的应用软件相配合，已经成为当前的主流。计算机体系结构已迅速地从集中的主机环境转变成分布的客户机／服务器(或浏览器／服务器)环境。世界范围的信息网为人们进行广泛交流和资源的充分共享提供了条件。软件产业在世界经济中已经占有举足轻重的地位。随着时代的前进，新的技术也不断地涌现出来。面向对象技术已经在许多领域迅速地取代了传统的软件开发方法。

总结

软件开发的“第四代技术”改变了软件界开发计算机程序的方式。专家系统和人工智能软件终于从实验室中走出来进入了实际应用，解决了大量实际问题。应用模糊逻辑的人工神经网络软件，展现了模式识别与拟人信息处理的美好前景。虚拟现实技术与多媒体系统，使得与用户的通信可以采用和以前完全不同的方法。遗传算法使我们有可能开发出驻留在大型并行生物计算机上的软件。

编辑本段基本原理

计算机体系结构解决的是计算机系统在总体上、功能上需要解决的问题，它和计算机组成、计算机实现是不同的概念。一种体系结构可能有多种组成，一种组成也可能有多种物理实现。 计算机体系结构

计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。其目标是合理地把各种部件、设备组成计算机，以实现特定的系统结构，同时满足所希望达到的性能价格比。一般而言，计算机组成研究的范围包括：确定数据通路的宽度、确定各种 *** 作对功能部件的共享程度、确定专用的功能部件、确定功能部件的并行度、设计缓冲和排队策略、设计控制机构和确定采用何种可靠技术等。计算机组成的物理实现。包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，信号传输技术，电源、冷却及装配等技术以及相关的制造工艺和技术。

编辑本段分类

Flynn分类法

1966年，MichaelJFlynn提出根据指令流、数据流的多倍性（multiplicity）特征对计算机系统进行分类，定义如下。 •指令流：机器执行的指令序列 计算机体系结构

•数据流：由指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果 •多倍性：在系统性能瓶颈部件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。 Flynn根据不同的指令流-数据流组织方式把计算机系统分为4类。 1•单指令流单数据流（SingleInstructionStreamSingleDataStream，SISD） SISD其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机，其指令部件每次只对一条指令进行译码，并只对一个 *** 作部件分配数据。 2•单指令流多数据流（SingleInstructionStreamMultipleDataStream，SIMD） SIMD以并行处理机为代表，结构如图，并行处理机包括多个重复的处理单元PU1～PUn，由单一指令部件控制，按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同的数据。 3•多指令流单数据流（MultipleInstructionStreamSingleDataStream，MISD） MISD的结构，它具有n个处理单元，按n条不同指令的要求对同一数据流及其中间结果进行不同的处理。一个处理单元的输出又作为另一个处理单元的输入。 4•多指令流多数据流（MultipleInstructionStreamMultipleDataStream，MIMD） MIMD的结构，它是指能实现作业、任务、指令等各级全面并行的多机系统，多处理机就属于MIMD。（2）

冯式分类法

1972年冯泽云提出用最大并行度来对计算机体系结构进行分类。所谓最大并行度Pm是指计算机系统在单位时间内能够处理的最大的二进制位数。设每一个时钟周期△ti内能处理的二进制位数为Pi，则T个时钟周期内平均并行度为Pa=(∑Pi)／T(其中i为1，2，…，T)。平均并行度取决于系统的运行程度，与应用程序无关，所以，系统在周期T内的平均利用率为μ=Pa/Pm=(∑Pi)/(TPm)。用最大并行度对计算机体系结构进行的分类。用平面直角坐标系中的一点表示一个计算机系统，横坐标表示字宽(N位)，即在一个字中同时处理的二进制位数；纵坐标表示位片宽度(M位)，即在一个位片中能同时处理的字数，则最大并行度Pm=NM。 由此得出四种不同的计算机结构： ①字串行、位串行(简称WSBS)。其中N＝1，M＝1。 ②字并行、位串行(简称WPBS)。其中N＝1，M>1。 ③字串行、位并行(简称WSBP)。其中N>1，M＝1。 ④字并行、位并行(简称WPBP)。其中N>1，M>1。

编辑本段技术革新

计算机体系结构以图灵机理论为基础，属于冯•诺依曼体系结构。本质上，图灵机理论和冯•诺依曼体系结构是一维串行的，而多核处理器则属于分布式离散的并行结构，需要解决二者的不匹配问题。 首先，串行的图灵机模型和物理上分布实现的多核处理器的匹配问题。图灵机模型意味着串行的编程模型。串行程序很难利用物理上分布实现的多个处理器核获得性能加速与此同时,并行编程模型并没有获得很好的推广，仅仅局限在科学计算等有限的领域研究者应该寻求合适的机制来实现串行的图灵机模型和物理上分布实现的多核处理器的匹配问题或缩小二者之间的差距，解决“并行程序编程困难，串行程序加速小”的问题。 计算机体系结构

在支持多线程并行应用方面，未来多核处理器应该从如下两个方向加以考虑。第一是引入新的能够更好的能够表示并行性的编程模型。由于新的编程模型支持编程者明确表示程序的并行性，因此可以极大的提升性能。比如Cell处理器提供不同的编程模型用于支持不同的应用。其难点在于如何有效推广该编程模型以及如何解决兼容性的问题。第二类方向是提供更好的硬件支持以减少并行编程的复杂性。并行程序往往需要利用锁机制实现对临界资源的同步、互斥 *** 作，编程者必须慎重确定加锁的位置，因为保守的加锁策略限制了程序的性能，而精确的加锁策略大大增加了编程的复杂度。一些研究在此方面做了有效的探索。比如，SpeculativeLockElision机制允许在没有冲突的情况下忽略程序执行的锁 *** 作，因而在降低编程复杂度的同时兼顾了并行程序执行的性能。这样的机制使得编程者集中精力考虑程序的正确性问题，而无须过多地考虑程序的执行性能。更激进的，TransactionalCoherenceandConsistency(TCC)机制以多个访存 *** 作（Transaction）为单位考虑数据一致性问题，进一步简化了并行编程的复杂度。 主流的商业多核处理器主要针对并行应用，如何利用多核加速串行程序仍然是一个值得关注的问题。其关键技术在于利用软件或硬件自动地从串新程序中派生出能够在多核处理器上并行执行的代码或线程。多核加速串行程序主要有三种方法，包括并行编译器、推测多线程以及基于线程的预取机制等。在传统并行编译中，编译器需要花费很大的精力来保证拟划分线程之间不存在数据依赖关系。编译时存在大量模糊依赖，尤其是在允许使用指针（如C程序）的情况下，编译器不得不采用保守策略来保证程序执行的正确性。这大大限制了串行程序可以挖掘的并发程度，也决定了并行编译器只能在狭窄范围使用。为解决这些问题，人们提出推测多线程以及基于线程的预取机制等。然而，从这种概念提出到现在为止，这个方向的研究大部分局限于学术界，仅有个别商业化处理器应用了这种技术，并且仅仅局限于特殊的应用领域。我们认为动态优化技术和推测多线程（包括基于线程的预取机制）的结合是未来的可能发展趋势。 冯•诺依曼体系结构的一维地址空间和多核处理器的多维访存层次的匹配问题。本质上，冯•诺依曼体系结构采用了一维地址空间。由于不均匀的数据访问延迟和同一数据在多个处理器核上的不同拷贝导致了数据一致性问题。该领域的研究分为两大类：一类研究主要是引入新的访存层次。新的访存层次可能采用一维分布式实现方式。典型的例子是增加分布式统一编址的寄存器网络。全局统一编址的特性避免了数据一致性地考虑。同时，相比于传统的大容量cache访问，寄存器又能提供更快的访问速度。TRIPS和RAW都有实现了类似得寄存器网络。令另外，新的访存层次也可以是私有的形式。比如每个处理器和都有自己私有的访存空间。其好处是更好的划分了数据存储空间，已洗局部私有数据没有必要考虑数据一致性问题。比如Cell处理器为每个SPE核设置了私有的数据缓冲区。另一类研究主要涉及研制新的cache一致性协议。其重要趋势是放松正确性和性能的关系。比如推测Cache协议在数据一致性未得到确认之前就推测执行相关指令，从而减少了长迟访存 *** 作对流水线的影响。此外，TokenCoherence和TCC也采用了类似的思想。程序的多样性和单一的体系结构的匹配问题。未来的应用展现出多样性的特点。一方面，处理器的评估不仅仅局限于性能，也包括可靠性，安全性等其他指标。另一方面，即便考虑仅仅追求性能的提高，不同的应用程序也蕴含了不同层次的并行性。应用的多样性驱使未来的处理器具有可配置、灵活的体系结构。TRIPS在这方面作了富有成效的探索，比如其处理器核和片上存储系统均有可配置的能力，从而使得TRIPS能够同时挖掘指令级并行性、数据级并行性及指令级并行性。 多核和Cell等新型处理结构的出现不仅是处理器架构历史上具有里程碑式的事件，对传统以来的计算模式和计算机体系架构也是一种颠覆 2005年，一系列具有深远影响的计算机体系结构被曝光，有可能为未来十年的计算机体系结构奠定根本性的基础，至少为处理器乃至整个计算机体系结构做出了象征性指引。随着计算密度的提高，处理器和计算机性能的衡量标准和方式在发生变化，从应用的角度讲，讲究移动和偏向性能两者已经找到了最令人满意的结合点，并且有可能引爆手持设备的急剧膨胀。尽管现在手持设备也相对普及，在计算能力、可扩展性以及能耗上，完全起步到一台手持设备应该具备的作用；另一方面，讲究性能的服务器端和桌面端，开始考虑减少电力消耗赶上节约型社会的大潮流。 Cell本身适应这种变化，同样也是它自己创造了这种变化。因而从它开始就强调了不一样的设计风格，除了能够很好地进行多倍扩展外，处理器内部的SPU(SynergisticProcessorUnit协同处理单元)具有很好的扩展性，因而可以同时面对通用和专用的处理，实现处理资源的灵活重构。也就意味着，通过适当的软件控制，Cell能应付多种类型的处理任务，同时还能够精简设计的复杂。

Alogrithm:算法；

Accuracy:准确度；

Application:应用；

Artificial Intelligence(AI):人工智能；Aspect:方位

Attribute:属性；

Binary:二进制；

Boolean operation:布尔作（逻辑作）

Buffer:缓冲区；

Cartography:制图学；

Cell:单元；

Chain:链Continuous data:连续数据

Coordinate system:坐标系统

Database:数据库；

Database approach:数据库方法

Database management system(DBMS):数据库管理系统

Data entry:数据输入；

Data set:数据集

Data standards:数据标准；

Data structure:数据结构

Data visualization:数据可视化；

Derived data:派生数据

Original data:原始数据；

Digitize:数字化；

Digitizer:数字化仪

Discrete data:离散数据；

Distributed system:分布式系统

Fractal:分形；

Geocoding:地理编码（地址编码）

Georeferenced:地理参考；

Land information system(LIS):土地信息系统

Map algebra:地图代数；Map projection:地图投影

Map scale:地图比例尺；

Metadata:元数据

Overlay:叠置；

Parcel:地块Peripherals:外设；

Pixel:像元

Plotter:绘图仪；

Polygon:多边形

Precision:精度；

Proximity analysis:邻近分析

Query:查询；

Recode:重编码

Relational database:关系数据库；

Site suitability analysis:位置适宜度分析

Spatial accuracy:空间准确度；

Spatial analysis:空间分析

Spatial precision:空间精度；

Spatial relationship:空间关系

Subset:子集；

Terrain analysis:地形分析

Thematic map:专题地图；

Topology:拓扑

Tracking GIS:动态GIS；

UTM(Universal Transverse Mercator)：通用横轴麦卡托投影

Node:结点；

Vertex:节点

Viewshed:可视域

vector 矢量

merge 合并

slope溢出

terrain地形

infrastructure 基础设施

dynamic 动态的sequence 顺序cumulative积累

outline大纲

horizon视野

substantial真实的

paradigm范例

perceptions理解

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coherence 连贯的

impairing 削弱

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currency 流行的

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tabular表格的

distribution 分配

a bar chart直方图

depicted描述scale比例尺

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dimensional 维数

peripheral外设

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interdisciplinary 交学科competent 有能力的

attribute属性

interchanged相互交换

reference参照物

constitute组成

sphere球core中心

identification区别

sample采样

proximity 相近的

latitude经度

longitude纬度

landscape 外观polygon多边形

scope范围

perimeter周长

trend surface趋势面

designate 描绘

discrete离散

unambiguous明确的

zones尺度

sparse 稀少

coordinate坐标

icon图标

configuration 参数

clustered 群聚的lunar crater火山口

termed 术语为……

hydrologic水文的

function功能

buffer缓冲

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demographic 人口统计的vary改变

span跨度

eruption火山爆发

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frame结构

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extrapolated推断的preliminary 预备的

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spreadsheet电子表格

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statistical analysis 数据分析

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decimal 十进制arbitrary 随意的

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rasterization栅格化magnifictionfangda unaided eye肉眼

coarse粗糙

resolution分辨率

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digitized数字化

linear直线

triangle 三角形adjacent临近的

ends端点

bends 拐点

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inspected检查outline轮廓

hence从此以后

coordinate position坐标位置

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